河南工程学院钢结构设计设计--24m跨厂房普通钢屋架设计课案.doc

目录 一、设计资料 1 二、结构形式及支撑布置 2 三、荷载计算 4 四、内力计算 5 五、杆件设计 6 六、节点设计 10 七、参考资料 17 八、附表一 18 九、附表二 19 一、设计资料 某车间跨度为m，厂房总长度m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN中级工作制吊车，温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为1.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为40×400mm，混凝土强度等级为C，屋架采用的钢材Q235B钢，焊条为E43型。 屋架形式 永久荷载： 改性沥青防水层 0.kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m2 积灰荷载 0.75kN/m2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 图2.2 桁架支撑布置 符号说明：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 三、荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（=0.12+0.011跨度）计算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 改性沥青防水层 0.35=0.351kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4=0.402kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6=0.602kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4=1.406kN/m2 屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2 _____________________________ 共 3.145kN/m2 标准可变荷载： 屋面活荷载 0.7kN/m2 积灰荷载 0.75kN/m2 _____________________________ 共 1.45kN/m2 考虑以下三种荷载组合 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合） 全跨节点荷载设计值： （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨永久荷载设计值： 对结构不利时： （按永久荷载效应控制的组合） （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时： 半跨可变荷载设计值： （3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合） 全跨节点桁架自重设计值： 对结构不利时： 对结构有利时： 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值： 四、内力计算 荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3. 图 4.1 荷载组合（1） 图 4.2 荷载组合（2） 图 4.3 荷载组合4.3 由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右 半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见附表1 五、杆件设计 （1）上弦杆 整个上弦杆采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计。 N=788.27kN=788270N 上弦杆计算长度： 在桁架平面内，为节间轴线长度： 在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取： 因为=3，故宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=470.35kN节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度用12mm 设=60，选用角钢，为b类截面，查表得。 需要截面积： 需要的回转半径： 根据需要的A、、查角钢规格表，选用2∟，，=2.85cm，=7.70cm，，按所选角钢进行验算： ∵＞ ∴