土木工程钢结构 课程设计

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1、 一、一、 设计资料设计资料 1. 屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，柱的混凝土强度等级为 C25，柱顶截面尺寸为 400mm 400mm。 2. 厂房总长度 120m，柱距和屋架跨度见任务分组表。 3. 屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板或压型钢板，屋面板不考虑作为侧向支撑。 4. 上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。 5. 屋面坡度见任务分组表。 6. 荷载 永久荷载： 2 2 2 1.4kN /m 0.35kN /m 20m m 0.0220=0.40 kNm a 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 屋 面 板 （ 包 括 嵌 缝 ） 防 水 层 （ 三 毡 四

2、 油 上 铺 小 石 子 ） 找 平 层 （厚 水 泥 砂 浆 ） 保温层（泡沫混凝土） ： （b）厚 80mm 0.50kN/m2 钢屋架及支撑重（c） （0.12+0.011 跨度）kN/m2 可变荷载： 屋面活荷载 （d） 0.70kN/m2 7. 梯形钢屋架的形式、尺寸及内力系数见图 1 所示。 8. 钢材采用 Q235B 钢，焊条为 E43XX 系列，手工焊。 图 1 钢屋架形式 二、二、 荷载与内力计算荷载与内力计算 1. 荷载计算荷载计算 根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。屋面荷载见 下表； 2. 荷载组荷载组合合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合

3、： (1) 组合一：久荷载+全跨可变荷载 1.2D+1.4L=4.62 KN/m2 1.2D+1.4 0.7L=4.78/m2 所以上弦节点荷载为 P=q 1.5 6=43.02 KN (2) 组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨永久荷载： q=1.35D=1.35 3.03=4.0905 KN/m2 P1=q1 A=4.091 1.5 6=36.81 KN/m2 半跨可变荷载 q2=1.4 0.7L=0.686KN/m2 P2=q2 A=0.686 1.5 6=6.17 KN (3) 组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 全跨屋架及支撑自重： q3=1.0 0.384

4、 KN/m2=0.384 KN/m2 P3=q3 A=0.384 1.5 6=3.46 KN/m2 半跨屋面板重+半跨屋面活荷载： q4=1.2 1.4+1.4 0.7=2.66KN/m2 P4=q4 A=2.52 1.5 6=23.94KN 3. 内力计算内力计算 本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆的内力系数（单位节点力分别作 用于全跨、左半跨和右半跨） ，内力计算见表 1 所示。 荷载类型 荷载标准值 永久荷载 D 3.03 KN/m2 可变荷载 L 0.7KN/m2 三、三、 杆件截面设计杆件截面设计 腹杆最大内力 N=381.16KN，查表，中间节点板厚度选 10mm，支座节点板厚度选 12mm。 1. 上弦杆上弦杆 整个上弦杆采用同一截面，按 FG、GH 最大内力计算 N = -653.90KN 上弦杆计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度 ： cml x 7.150 0 屋架平面外根据支撑和内力变化取 ： cml y 4.30