钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计讲述.docx

钢结构课程设计 ——27m跨工业厂房普通钢屋架设计 学 院： 土木与环境工程学院 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 北京科技大学 2014年07月 目录 1.设计任务书 1 1.1 设计内容 1 1.2 设计目的 1 1.3设计任务及要求 1 2.设计计算书 2 2.1 设计资料 2 2.2 设计依据 3 2.3 屋架形式及主要尺寸确定 3 2.4 支撑布置 4 2.5 屋架的内力计算 5 2.5.1 计算的基本假定 5 2.5.2荷载计算 5 2.5.3 荷载组合 6 2.5.4 内力计算 7 2.6 杆件截面设计 9 2.6.1 上弦杆 9 2.6.2 下弦杆 10 2.6.3 端斜杆aB 11 2.6.4 腹杆 12 2.5.6 竖杆Hd 16 2.7 节点设计 18 2.7.1 上弦节点 18 2.7.2 屋脊节点“J” 29 3.7.3 端部支座节点“a” 31 2.7.4 下弦节点 33 2.7.5 其他节点 39 2.8 节点板计算 40 1.设计任务书 1.1 设计内容 27m跨工业厂房普通钢屋架设计 1.2 设计目的 通过课程设计，进一步了工业厂房钢结构的结构型式、总体布置、受力特点和构造要求等；培养和锻炼学生综合运用钢结构材料、连接和基本构件设计原理进行钢屋架设计计算和解决实际工程问题的能力。 1.3设计任务及要求 (1)完成设计计算书一份，设计计算书内容应包括以下内容： ①设计基本资料、设计依据 ②选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求； ③确定屋架形式及几何尺寸，屋架及支撑布置（SC——上弦支撑，XC——下弦支撑，CC——垂直支撑，GG——刚性系杆，LG——柔性支撑）； ④进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面； ⑤节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。 ⑥填板设置； ⑦材料统计 (2)绘制钢屋架施工图一张（A3） ①屋架几何尺寸和内力简图（1:100）； ②构件详图：屋架正立面图[轴线图比例1:20（1：30），节点及杆件比例1:10(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图； ③零件或节点大样图（1:5）； ④材料表；设计说明。 所绘图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB 50001—2010）》和《建筑结构制图标准（GB-T50105-2010）》的要求。2.设计计算书 2.1 设计资料 某机械厂成品组装车间跨度为27m，厂房总长度90m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN中级工作制吊车。厂房平面图、剖面图及屋架结构形式见图2-1（以长度90m为例）。 图2-1 厂房平面、剖面及屋架形式示意图 1.车间柱网布置：长度90m；柱距6m ；跨度27m 2.屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 3.屋面材料：预应力大型屋面板 4.柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=1/10； 5.厂房工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢柱上。 6.屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.45 kN/m2，基本风压0.35 kN/m2，基本雪压（不与活荷载同时考虑）0.45 kN/m2 2.2 设计依据 1.《钢结构课程设计指导》 张志国 张庆芳 武汉理工大学出版社 2.《钢结构设计规范》（GB50017-2003），北京：中国计划出版社 3.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），北京：中国建筑工业出版社 4.《钢结构基本原理》 何若全 中国建筑工业出版社 5.《房屋建筑制图统一标准》（GB50001-2010） 6.《建筑结构制图标准》（GB-T50105-2010） 2.3 屋架形式及主要尺寸确定 屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10。屋架计算宽度L0=L-2×0.15=27-2×0.15=26.7m，中间高度取H=3350mm，在27m轴线处端部高度h0=2000mm，在26.7m的两端高度为：h0=2015mm。屋架跨中起拱高度按f=L0/500计算，取60mm。钢材选用Q235B钢，焊条为E43型，手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑