钢结构设计原理课程设计

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1、 1 课程设计计算书 课程名称：课程名称： 钢结构设计原理钢结构设计原理 设计题目：设计题目： 某梯形钢屋架设计某梯形钢屋架设计 专业层次：专业层次： 土木工程（土木工程（专转本专转本） 2 0 16年年 6月月 2 一设计资料 1）某厂房跨度为 21m，总长 90m，柱距 6m，屋架下弦标高为 18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上 45 柱截面 400 400，混凝土强度等级为 C30。 3）屋面采用 1.5 6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。 （屋面板不考虑作为支撑用） 。 4）该车间所属地区为南京市 5）采用梯形钢屋架， 考虑静载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 、二毡三油加

2、绿豆沙、找平层 2cm 厚、支撑重量； 考虑活载：活载 6）钢材选用 Q235 钢，焊条为 E43 型。 二、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（30401990）/10500=1/10； 屋架计算跨度 L02100030020700mm； 端部高度取 H=1990mm，中部高度取 H=3040mm（约 l/6.8） 。屋架几何尺寸如图 1 所示： 1 990 13 50 229 0 2 590 2 890 3040 2 6 1 3 2 86 4 3 1 2 4 2530 2864 3124 3390 1 507 . 5 150 7. 5 15

3、0 7. 5 1 50 7. 5 1 507 . 5 15 07 . 5 15 07 . 5 1 50 A ac eg h B C D F G H 1 5007= 1 050 0 图 1：21 米跨屋架几何尺寸 三、支撑布置 由于房屋长度有 90 米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两 端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道 系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。 （如图 2 所示） 3 上 弦 平 面 支 撑 布 置 屋 架 和 下 弦 平 面 支 撑 布 置 4 垂 直 支 撑 布 置 设计屋架荷载 一屋架节点荷载 屋架坡度较

4、小，故对所有荷载均按水平投影面计算，风荷载为吸力，不与考虑 静载 1）预应力钢筋混凝土面板 1.4KN/ 2）二毡三油加绿豆沙 0.4 KN/ 3）找平层 2cm 厚 0.4 KN/ 4) 支撑重量 0.07 KN/ 5）屋架自重 0.12+0.011L=0.12+0.011 21=0.351 KN/ =2.621 KN/ 活载+积灰荷载 1.5 KN/ 荷载组合按全跨永久荷载和全跨可变荷载，按下式计算，其他组合内力计算结果见附表 1 所示； 对跨中部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号， 采取将跨度中央每侧各三根斜腹 杆（图 1 中 Fg、gH、Fe）均按压杆控制长细比，150，故不再考虑半

5、跨荷载作用 的组合。 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1） 全跨静荷载+全跨或荷载 a 可变荷载效应组合的计算：取永久荷载 G=1.2,屋面活载 Q1.4 则永久荷载设计值 P 1.2 2.6213.1452KN/ ； 可变荷载设计值 P 1.4 1.52.1 KN/ ； 5 节点荷载设计值 P （3.14522.1） 1.5 647.2086KN b 永久荷载效应组合计算：取永久荷载 G1.35，屋面活载 Q1.4， =0.7， 则永久荷载设计值 P 1.35 2.6213.538KN/ 可变荷载设计值 P 1.4 0.7 1.5=1.47 KN/ 节点荷载设计值 P （3.5381.4

6、7） 1.5 645.07KN 所以：P 47.208KN P 45.07KN 故取节点荷载设计值 P47.208KN 2)计算全跨永久荷载半跨可变荷载 a 可变荷载效应组合 P 1.2 2.621 1.5 628.30KN P 1.5 1.4 1.5 618.9KN P = P + P =28.30+18.9=47.20KN b 永久荷载效应组合 P =1.352.621 1.5 6=31.85KN P =1.4 0.71.5 1.5 613.23KN P =45.50KN 所以取按可变荷载效应组合计算 3)半跨屋面板荷载半跨活载全跨屋架自重 a 可变荷载效应组合 P 1.2 0.351 1.5 63.79KN P （1.2 1.4+1.41.5） 1.5 634.02KN P