钢结构课程设计--《单层工业厂房屋盖结构-梯形钢屋架设计》.doc

1、设计m，跨度m，柱距6m，/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高1.5m，柱顶标高2m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板KN/m2），上铺保温层（容重为KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C2KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 活载KN/m2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 3、设计表3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉有关规范、标准按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 计算过程中配以相应的计算简图。 对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 规范m，跨度m，柱距6m，/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高1.5m，柱顶标高2m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板KN/m2），上铺保温层（容重为KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C2KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 （2）屋架计算跨度 （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度中部高度（为），屋架跨中起拱考虑，取48m. 2.结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示： 图1.梯形钢屋架形式和几何尺寸 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柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，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下图所示： 屋架上弦支撑布置图 屋架下弦支撑布置图 3.荷载计算 屋面和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。故取屋面活荷载0.7kN/进行计算。 屋面风荷载 迎风面 背风面 由于屋面坡度较小，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋架不考虑。 表 1 荷 载 计 算 表 荷载名称 标准值（kN/） 设计值（kN/） 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（上铺绿豆沙） 0.4 0.4×1.35＝0.54 找平层（厚2cm） 0.3 0.3×1.35＝0.405 10cm厚泡沫混凝土保温层 1×0.1＝0.1 0.1×1.35＝0.35 屋架和支撑自重 0.12+0.011×24=0.384 0.384×1.35＝0.5184 永久荷载总和 2.684 3.6234 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 1.3 1.82 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载： 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： 半跨节点可变荷载： 3.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重： 半跨节点屋面板自重及活荷载： 1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。 4.内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示： 屋架计算简图 由图解法或数解法解得F＝1的屋架各杆件的内力系数（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，计算结果见表2 屋 架