钢结构课程设计——钢屋架设计.doc

钢结构课程设计 学院：建筑工程学院 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2012.05.27 钢结构课程设计——钢屋架设计 一、设计资料 1、某车间的跨度27m，柱距为6m，厂房总长度为240m，屋面采用1.5m6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用），屋面的坡度为。 2、屋架采用梯形钢屋架，其屋架支承于钢筋混凝土柱顶。 3、屋架的计算跨度： 4、=3.340m 5、在26.7m的两端高度为：=2.005m 6、在27m轴线处端部高度为：=1.990m 7、混凝土强度等级为C25，钢材采用Q235-B级，焊条采用E43型，手工焊。 8、根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端5.5m开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2）。 柱网布置图 符号说明：GWJ-（钢屋架）；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） 备注：某车间所设计的屋盖无吊车、无天窗、无振动设备，不必进行有关这些的计算。 二、结构形式与布置 屋架形式及尺寸如下图所示: 三、荷载计算 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 1.4×1.2＝1.68 0.45 0.45×1.2＝0.54 0.4 0.4×1.2＝0.48 1 1×1.2＝1.2 0.07 0.07×1.2＝0.084 0.12+0.011×27=0.417 0.417×1.2＝0.50 3.737 4.48 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4＝0.84 0.8 0.8×1.4＝0.96 1.5 1.8 设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况： （1）第一种荷载组合：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： （2）第二种荷载组合：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）第三种荷载组合：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： 备注：上述三种荷载组合，其中（1）、（2）种组合为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。 四、内力计算 屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图三个图所示。 用电算先解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨、右半跨）， 然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果详细见表： 架杆件内力组合表 五、杆件设计 （1）上弦杆 整个上弦采用等截面，按IJ、JKN=-1220.86kN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：为节点间轴线的长度： =150.7cm 在屋架平面外： 根据支撑布置和内力变化变化情况，取为支撑点间的距距离=150.73=452.1cm，因为=3，N=615.49kN，12mm，14mm。=60，查表可知 =0.807 所需面积 A== 需要的回转半径： ===2.51cm ===7.54cm 根据所需要的A，，查角钢表，选用2L180×110×12，肢背间距a＝12mm，则A＝67.42， 按所选角钢进行验算： 满足长细比≤＝150的要求。 由于，只需求。查表＝0.847，则 =215 所以所选用的截面2L180×110×12符合上弦杆的要求。上弦截面如图所示： （2）下弦杆 整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的de杆计算。 ， （因跨中有通长系杆），所需截面积为: 选用2L180×110×10，因，故用不等肢角钢，短肢相并。 A＝56.854.28，， 选用截面满足要求。下弦截面如图： （3）端斜杆aB 杆件轴力： 计算长度：==253.0cm，因为=，所以采用不等肢角钢长肢相并，使得和相近，故选用2L160×100×10。 截面几何特征：A=50.63 =5.14cm =4.12cm ==[]=150，===61.40[]=150 查表 ==215 选用2L160×100×10作为端杆aB满足要求。上弦截面如图所示： （4）腹杆cf-fG 腹杆cf-fG在f节点处不断开，采用通长杆件。 , 再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距 ，在桁架平面外的计算长度： 选用2L160×12，查角钢规格表得 A＝74.89，， ， 由于，只需求。查表＝0.332，则: ===97.54215 所以所选用的2L160×12的角钢符合截面要求。 （5）竖杆Ec