钢结构钢屋架课程设计-毕业论文.doc

一、设计资料 1、题号的已知条件：梯形钢屋架跨度21m，长度m，柱距6m。该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.00 m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0. kN/m2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m2kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为40 mm×400 mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型2、屋架计算跨度：3、跨中及端部高度24m，不考虑起拱，端部高度取H0=1990mm，屋架的中间高度h = 3.040m （约l0/6.8）。 二、结构形式与布置 屋架几何尺寸如图(1)所示。 图(1)：21米跨钢屋架型式和几何尺寸 根据厂房长度（102m60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间支撑的规格有所不同。在上弦平面设置了刚性系杆与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图（2）所示。 SC－上弦支撑；XC－下弦支撑；CC－垂直支撑；GG－刚性系杆；LG－柔性系杆 图（2） 梯形钢屋架支撑布置 三、荷载计算 屋面活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。因此，取屋面活荷载0.7 kN/㎡进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式gк= （0.12 ＋0.011×l）kN/㎡计算，跨度单位为米（m）。荷载计算详见表（1）。 荷载名称 标准值（kN/㎡) 设计值（kN/㎡) 永久荷载 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.35 = 1.89 三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35 = 0.54 找平层（厚20mm） 0.02×20 = 0.4 0.4×1.35 = 0.54 80mm厚泡沫混凝土保温层 0.08×6 = 0.48 0.48×1.35 = 0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×21 = 0.351 0.351×1.35 = 0.474 管道荷载 0.1 0.1×1.35 = 0.135 永久荷载总和 3.131 4.227 可变荷载 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4 = 0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4 = 0.84 可变荷载总和 1. 1.82 表（1） 荷载计算 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合，在组合时，偏于安全不考虑屋面活荷载和积灰荷载的组合值系数。 全跨节点永久荷载＋全跨可变荷载。全跨节点永久荷载及全跨可变荷载为 F = （4.227 ＋ 1.82）×1.5×6 = 54.423 kN 全跨节点永久荷载＋半跨节点可变荷载。 全跨节点永久荷载为 F1 = 4.227×1.5×6 = 38.043 kN 半跨节点可变荷载为 F2 = 1.82 ×1.5×6 = 16.38 kN 全跨节点屋架（包括支撑）自重＋半跨节点屋面板自重＋半跨屋面活荷载。 全跨节点屋架自重为 F3 = 0.474×1.5×6 = 4.266 kN 半跨节点屋面板自重及活荷载为 F4 = （1.89＋0.7）×1.5×6 = 23.31 kN 上述计算中，（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。 四、屋架杆件内力计算 屋架在上述三种内力荷载组合作用下的计算简图如图2.1所示。 由图解法或数解法解得F=1的屋架各杆件的内力组合系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果如表（2）所示。 杆件 名称 杆内力系数（F=1） 第一种组合 第二种组合 第三种组合 计算杆件内力F(kN) 全跨① 左半跨② 右半跨 ③ F×① F1×①+F2×② F1×①+F2×③ F3×①+F4×② F3×①+F4×③ 上弦杆 AB 0.00 0.00 0.00