钢结构课程设计

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1、钢结构课程设计钢结构课程设计 、设计资料 1、 题号 92 的已知条件： 梯形钢屋架跨度 24m， 该厂房位于北京， 长度为 84m， 柱距 6m。屋面坡度 i1/10。屋面活荷载标准值为 0.40 kN/m2，雪荷载标准值 为 0.4kN/m2，风荷载标准值 0.45kN/m2，积灰荷载标注值为 0.60kN/m2。该车间 内设有两台 200/50 kN 中级工作制吊车，轨顶标高为 8.500 m。冬季最低温度为 20， 。采用 1.5m6m 预应力混凝土大型屋面板屋面板。屋架支撑在钢筋混凝 土柱上，上柱截面为 400 mm400 mm，混凝土标号为 C20。钢材采用 Q235B 级， 焊条

2、采用 E43 型。 2、屋架计算跨度： Lo=240002150=23700mm 3、跨中及端部高度： 本设计中为无檩条屋盖方案，采用平坡形屋架取屋架在 21m 轴线处 的端部高度 h=1990mm（轴线处） ，h=1915mm（计算跨度处） 。 屋架的中间高度 h=3040mm，屋架跨中起拱按 Lo/500 考虑，取 50mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图 1 所示，支撑布置见图 2 所示。 图图 1 1 屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸 屋架下弦支撑布置图 图图 2 2 屋架支撑布置屋架支撑布置 符号说明：GWJ-（钢屋架） ；SC-（上弦支撑） ：XC-（下弦支撑）

3、； CC-（垂直支撑） ；GG-（刚性系杆） ；LG-（柔性系杆） 三、荷载与内力计算 1.荷载计算荷载计算 屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。 故取屋面活荷载 0.5 kN/进行计算. 屋 架 沿 水 平 投 影 面 积 分 布 的 自 重 （ 包 括 支 撑 ） 按 照 经 验 公 式 2 0.120.011/ k glkNm计算，跨度单位为米。 表表 1 荷荷 载载 计计 算算 表表 荷载名称 标准值（kN/m 2） 设计值（kN/m 2） 压型钢板屋面板 1.4 1.41.35=1.89 三毡四油防水层 0.4 0.41.35=0.54 找平层 0.4

4、0.41.35=0.54 保温层 0.1 0.11.35=0.135 屋架和支撑自重 0.12+0.01121=0.351 0.351 1.35=0.474 管道荷载 0.1 0.11.35=0.135 永久荷载总和 2.751 3.714 屋面活荷载 0.40 0.41.4=0.56 积灰荷载 0.60 0.61.4=0.84 可变荷载总和 0.80 1.12 2.荷载组合荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载： F=(3.71+1012)1.56=43.5kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： F1=3.

5、711.56=33.42kN 半跨节点可变荷载： F2=1.121.56=10.08kN （3）全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.4741.56=4.26kN 半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.89+0.4)1.56=20.61kN 1、2 为使用节点荷载情况，3 为施工阶段荷载情况。 （a） （b） （c） 图 3 屋架计算简图屋架计算简图 3.内力计算内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图 3 所示. 由图解法或数解法解得 F=1 的屋架各杆的内力系数（F=1 作用于全跨、左半跨 和右半跨）.然后求出各种荷载情况

6、下的内力进行组合，计算结果如表 2 所示。 四、杆件截面设计 1.上弦杆 整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-529.89KN 计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度1508 ox lmm 屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取 上弦横向水平支撑的节间长度：215073016m m oy l 根据屋架平面外上弦杆的计算长度， 故截面宜选用两个不等肢角钢， 且短肢相并， 见图 4 图 4 上弦杆杆件示意图 设=60，查轴心受力稳定系数表，=0.807 需要截面积 *2 529890 A3054.01m m f0.807215 N 需要回转半径 * 1508 25.1 60 ox x l im m * 3016 50.3 60 oy y l im m 根据需要的 * xy *iiA、 查角钢型钢表，初选 2 L 1409010， A=4240 2 mm ， x i=25.6mm