钢结构课程设计--梯形钢屋架设计.docVIP

钢结构课程设计 一．设计资料 某工业厂房，长度120m，屋架间距6m，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度、保温层荷载标准值和屋面积灰荷载标准值按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度 ： 24m 2、屋架采用的钢材及焊条为：钢，焊条为型，手工焊。 二.屋架几何尺寸 三.荷载计算 永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 kN/m2 保温层 0.6 kN/m2(按分组表确定) 一毡二油隔气层 0.05 kN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 kN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式计算： 0.384KN/m2 悬挂管道： 0.15 kN/m2 永久荷载总和： 3.684kN/m2 （2）可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.7kN/m2 雪荷载标准值： 0.35kN/m2 积灰荷载标准值： 0.9 kN/m2(按分组表确定) 可变荷载总和： 1.95kN/m2 荷载组合： 一般不考虑全跨荷载，只计算全跨满载时杆件的内力。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合： 其中，永久荷载，荷载分项系数Q1=1.2； 屋面活荷载，荷载分项系数Q1=1.4； 组合系数1=0.7； 积灰荷载，Q2=1.4，2=0.9. 按永久荷载效应控制的组合： Fd=（1.35*3.684+1.4*0.5*0.7+1.4*0.9*0.6）*1.5*6=56.0kN 其中，永久荷载，荷载分项系数G=1.35； 屋面活荷载，荷载分项系数Q1=1.4； 组合系数1=0.7； 积灰荷载，Q2=1.4，2=0.9. 故节点荷载取为56.0kN，支座反力为Rd=8 Fd =448kN. 内力计算 用图解法可解出全跨荷载作用下屋架的内力。其内力设计值见图。 内力图：压力为负，拉力为正 四.截面选择 腹杆最大内力为496.72kN，选用中间节点板厚度为t=10mm，支座节点板厚度12mm。 上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： Nmax=-854.56kN， 计算长度 屋架平面内取节间轴线长度 ， 屋架平面外根据支撑和选用2∟，A = 60.2 c㎡ , ix = 2.85cm , iy = 5.11cm。 ， 满足长细比：的要求。 双角钢T型截面绕对称轴（y）轴按弯扭曲计算长细比 故按（4.15）计算 故由，按b类查表得 截面尺寸满足要求。 填板每个节间放一块（满足l1范围内不少于两块）， la=75.4cm＜40i=40*2.85=114cm。 （2）下弦 下弦也不改变截面，按最大内力计算。 ，不考虑螺栓孔削弱。 选用2∟140×90×10（短肢相并），A=44.6,cm,cm ==117 ==335＜ 截面尺寸满足要求。 填板每个节间放一块，l1=150cm＜80i=80*4.47=354.8cm。 （3）斜腹杆 （1）杆件B-a:N=-496.72kN， 选用2∟125×80×10（长肢相连），A=39.4,cm,cm ==112， ==64﹤ 双角钢T型截面绕对称轴（y）轴按弯扭曲计算长细比 故按（4.17）计算 故由，按b类查表得 截面尺寸满足要求。 填板放两块，la=63.4cm＜40i=40*3.98=159.2cm。 （2）杆件E-e: N=-56.0kN，按选择截面。 根据条件限制（与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5）选择截面为2∟