钢屋架课程设计计算书讲述.docx

钢屋架课程设计计算书 姓名：戴治 学号班级：土木1304 指导教师：刘智敏  目录 一、设计资料及说明 3 二、屋架形式的选定和结构平面布置 3 三、屋架荷载和内力计算 5 四、杆件设计 9 五、节点设计 14  一、设计资料及说明 1．工程地点：北京，设计使用年限：50年 2．工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度120m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上；屋架跨度24m；柱距6m；屋面离地面高度约20m。室内正常环境，吊车起重量20/5t，工作制为A5，无较大的振动设备。 3．屋面作法：选用压型钢板轻型屋面；屋面坡度为1/10；无天窗。 4．自然条件：基本风压为0.45kN/m2，基本雪压为0.40kN/m2，积灰荷载标准值0.50kN/m2，地震设防烈度为8 度，基本地震加速度为0.2g。地面粗糙类别为B 类。 5．材料选用 （1）屋架钢材采用《碳素结构钢》GB/ T700-2006 规定的Q235B。 （2）焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1999 中规定的E43 型焊条。 （3）普通螺栓应采用性能等级为4.6 级C 级螺栓。锚栓采用《碳素结构钢》GB/T700-2006 中规定的Q235B 级钢制成。 （4）角钢型号按《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9787-1988和《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9788-1988选用。 （5）混凝土为C25。 6．结构及各组成构件形式 （1）钢屋架：梯形钢屋架 （2）屋面板：选用轻型屋面板，材料可选择夹芯板，选用长尺压型钢板、夹芯板时可按图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1 选用。 （3）檩条及屋盖支撑：计算或从相关标准图集中选用。 7．主要建筑构造做法及建筑设计要求按轻屋面计算。 二、屋架形式的选定和结构平面布置 1．屋架形式和几何尺寸 由于，采用缓坡梯形屋架。 屋架计算跨度： 屋架端部高度取 跨中高度： 屋架高跨比，满足。 屋架起拱度，取50mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点水平间距取1.5m。屋架各杆件几何尺寸见图1。 图1 屋架的几何尺寸 2．屋盖支撑布置 根据车间长度120 米，跨度24 米及荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。屋脊处与檐口位置上、下弦处分别各设一道系杆。在屋盖两端开间内的屋脊处与两端支座处设屋架间的垂直支撑。由于有吊车，所以设置下弦纵向水平支撑。 图2 屋架上弦支撑布置 图3 屋架下弦支撑布置 图4（a） 屋架1-1剖面垂直支撑布置 图4（b） 屋架2-2剖面垂直支撑布置 三、屋架荷载和内力计算 1、荷载计算 屋架和支撑重根据经验公式估算，取 ，且因屋架下弦无其他荷载，可以认为屋架和支撑重量全部作用于上弦节点。 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，从资料可知屋面活荷载为0.5kN/m2 大于雪荷载0.4kN/m2，故取屋面活荷载。由于是轻屋面，需要考虑风荷载的影响。 屋面板选择轻型屋面板，根据《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1图集查询，选择夹芯板。先预估算屋面板的受力，恒荷载为0.3kN/m2。活荷载中屋面活荷载为0.5kN/m2，积灰荷载为0.5kN/m2，则活荷载标准值为1.0kN/m2。屋面板所承受的荷载设计值为。板型选为JXB42-333-1000，板厚s为60mm，有效宽度1000mm，檩距取1.5m，支撑条件为简支，则 永久荷载： 屋面板和檩条的自重 屋架和支撑重 共0.79kN/m2 可变荷载： 屋面活荷载 积灰荷载 共1.4kN/m2 2、檩条的设计： 檩条选用实腹式檩条，截面形式选用冷弯薄壁C 型钢C250X70X20X3.0，钢材钢号：Q345 钢。拉条设置：设置一道拉条，拉条作用：约束檩条上翼缘。由于设置了一道拉条，保证了檩条在竖向荷载的作用下的整体稳定性，故不用验算檩条的整体稳定性。檩条计算简图如图5。 图5 檩条计算简图 檩条所受的竖向荷载： 屋面板和檩条自重：0.31kN/m2 可变荷载：1.4kN/m2 则， 按简支梁计算，两个方向弯矩分别是： 跨中正弯矩： 支座负弯矩： 檩条的受弯强度验算： 冷弯薄壁C型钢C250X70X20X3.0 的截面特性为：Ix=1013.01cm4，Wnx=81.04cm3， Wny=12.8