24跨厂房普通钢屋架设计..doc

课程设计说明书 土木工程 专业 2010 级 1003 班 课 程 钢结构 题 目 24m 跨厂房普通钢屋架设计 姓 名 指导教师 职称 职称 2013 年 06 月 课程设计评语： 课程设计答辩负责人签字 年 月 日 2 目 录 1. 题 目 4 2. 目 的 4 3. 设计资料 4 4. 屋架杆件内力系数与几何尺寸 4 5. 荷载和内力计算 5 6. 截面选择 7 7. 节点设计 9 8. 参考资料 14 3 题目： 24m跨厂房普通钢屋架设计 目的 通过钢结构课程设计， 进一步了解钢结构的结构型式， 结构布置，受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料， 连接和基本构件的基本理论， 基本知识，进行钢屋架的设计计算。 3. 设计资料 某厂房跨度为 24m，总长度 90m，柱距 6m；厂房内设有两台 300/50KN 中级 工作制桥式吊车，地区计算温度高于 20 0 C , 无侵蚀性介质，地震设防烈度为 6 度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为 18m，两端铰支在钢筋混凝土柱上， 混凝土柱上柱截面尺寸为 400×400mm，混凝土强度等级 C30，屋面坡度 i=1/10 ； 采用 1.5 × 6.0m 预应力混凝土屋板，屋架采用的钢材为 Q235B，焊条为 E43型； 屋架形式、几何尺寸及内力系数 ( 节点荷载 P=1.0 作用下杆件的内力如附图所示。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式 g=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以 m为单位， g 为屋架及支撑自重，以 KN/㎡为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为 0.7 KN/ ㎡，雪荷载标准值为 SK 0.5 KN/m 2 ，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是去两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取值。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/ ㎡ 水泥砂浆找平层 0.4 KN/ ㎡ 保温层 0.5 KN/ ㎡（ 21 号） 一毡两油隔气层 0.05 KN/ ㎡ 水泥砂浆找平层 0.3 KN/ ㎡ 预应力混凝土屋面板 1.45 KN/ ㎡ 屋架杆件内力系数与几何尺寸 图 1 24m 屋架几何尺寸 4 图 2 24m 跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 图 3 24 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 荷载和内力计算 （1） 荷载计算 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/ ㎡ 水泥砂浆找平层 0.4 KN/ ㎡ 保温层 0.5 KN/ ㎡（ 21 号） 一毡两油隔气层 0.05 KN/ ㎡ 水泥砂浆找平层 0.3 KN/ ㎡ 预应力混凝土屋面板 1.45 KN/ ㎡ 屋架和支撑自重 0.12+0.11L=0.12 ×0.11 ×24=0.384 KN/ ㎡ 恒荷载总和 3.484 KN/ ㎡ 屋面活荷载 0.7 KN/ ㎡ 积灰荷载 1.3 KN/ ㎡ 可变荷载 2.0 KN/ ㎡ 屋面坡度不大，对荷载影响较小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。 5 （2） 荷载组合 一般考虑全跨荷载， 对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载， 本例在设计杆件截 面时，将跨度中央每侧各两根斜腹杆均按压杆控制其长细比， 不必考虑半跨荷载 作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。 节点荷载设计值 : 按可变荷载效应控制组合 Fd (1.2 3.48 1.4 0.7 1.4 0.9 1.3) 1.5 6 61.1KN 按永久荷载效应控制组合 Fd (1.35 3.48 1.4 0.7 0.7 1.4 0.9 1.3) 1.5 6 63.2KN 故节点荷载取为 63.2KN，支座反力为 Ra 8Fd 505.6KN 。 （3） 内力计算 用图解法解出全跨荷载作用下屋架杆件的内力，其内力设计值见下图： 图 4： 图 5： 6 图 6： 截面选择 腹杆最大内力 560.6KN，选用中间节点板厚为 t=12mm，支座节点板厚度 14mm。 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max 964.4KN ， l ox 150.8cm， loy 300cm （ l1 取两块屋面板宽度） 。 选用 2L140 12， A=65.0 cm2 ， i x 4.31cm ， i y 6.23cm x l 0 x 150.8 ix 4.31 l0 y 300 x iy 6 .23  35 48.2 150 双角钢 T 型截面绕对称轴（ y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比 yz b 14 11.6 0.58l0 y 0.58 300 12.4 t 1.2 b 14 7 y (1 0.475b4 0.475 144 ) 55y yz l02 yt2 )48.2 (1