土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书(常用版).doc

土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）

土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书（常用版）

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井冈山大学工学院建筑系

钢结构课程设计

姓名：李文中

班级：07级土木工程本（1）班

学号：

指导老师：王玉娥

设计资料

屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，柱的混凝土强度等级为C25，柱顶截面尺寸为400mm×400mm。

厂房总长度120m，柱距和屋架跨度见任务分组表。

屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板或压型钢板，屋面板不考虑作为侧向支撑。

上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。

屋面坡度见任务分组表。

荷载

永久荷载：

保温层（泡沫混凝土）：

（b）厚80mm0.50kN/m2

钢屋架及支撑重（c）（0.12+0.011×跨度）kN/m2

可变荷载：

屋面活荷载

（d）0.70kN/m2

梯形钢屋架的形式、尺寸及内力系数见图1所示。

钢材采用Q235B钢，焊条为E43XX系列，手工焊。

图1钢屋架形式

荷载与内力计算

荷载计算

根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。屋面荷载见下表；

荷载类型

荷载标准值

永久荷载D

3.03KN/m2

可变荷载L

0.7KN/m2

荷载组合

设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：

组合一：久荷载+全跨可变荷载

1.2D+1.4L=4.62KN/m2

1.2D+1.4×0.7L=4.78/m2

所以上弦节点荷载为

P=q×1.5×6=43.02KN

组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨永久荷载：

q=1.35D=1.35×3.03=4.0905KN/m2

P1=q1×A=4.091×1.5×6=36.81KN/m2

半跨可变荷载

q2=1.4×0.7L=0.686KN/m2

P2=q2×A=0.686×1.5×6=6.17KN

组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载

全跨屋架及支撑自重：

q3=1.0×0.384KN/m2=0.384KN/m2

P3=q3×A=0.384×1.5×6=3.46KN/m2

半跨屋面板重+半跨屋面活荷载：

q4=1.2×1.4+1.4×0.7=2.66KN/m2

P4=q4×A=2.52×1.5×6=23.94KN

内力计算

本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆的内力系数（单位节点力分别作用于全跨、左半跨和右半跨），内力计算见表1所示。

杆件截面设计

腹杆最大内力N=－381.16KN，查表，中间节点板厚度选10mm，支座节点板厚度选12mm。

上弦杆

整个上弦杆采用同一截面，按FG、GH最大内力计算N=-653.90KN

上弦杆计算长度：

屋架平面内取节间轴线长度：

屋架平面外根据支撑和内力变化取：

根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L200×125×16，短肢相并。如图1所示。

y

y

y

x

x

10

图2上弦截面

肢背间距a=12mm，所提供数据：

,，

刚度验算

,满足

，满足

整体稳定性验算

所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为：

，，上弦杆绕y轴弯扭屈曲，按b类截面查表得

，所选截面满足。

2、下弦杆

整个杆件采用等截面，按de最大内力计算，N=650.46kN（拉力）

计算长度系数为1.0，屋架平面内取节间轴线长度

选用2∟110×7见图2所示，a=10mm

10

10

x

x

y

y

图3下弦截面

查表，所得数据：

A=30.4cm2，ix=3.41cm，iy=4.86cm

刚度验算

强度验算

所选截面满足要求。

3、端斜杆aB

杆件轴力N=－381.16kN，，因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使

选用2∟125×14，见图3所示，

xxy

x

x

y

y

10

图4斜杆aB截面

查表得：

刚度验算

，满足

，满足

整体稳定性验算

所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为：

,，上弦杆绕x轴弯扭屈曲，按b类截面查表得

所选截面满足。

其余各杆如表2所示

杆件节点设计

1．下弦节点b

腹杆与节点板的连接焊缝

（a）Bb杆

杆件轴力N?=295.55kN，截面为2L63×6，节点板厚10mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为，角焊缝强度设计值

肢背焊缝焊脚尺寸取

所需焊缝长度

取

肢尖焊缝焊脚尺寸取

所需焊缝长度

取