西南科技大学钢结构课程设计真正-完整版跨度21长102.docVIP

钢结构课程设计

班级：

姓名：

学号：2

指导老师：郭仕群

2012年12月30日

一、设计资料

1、题号69的条件：梯形钢屋架跨度21m，长度102m，柱距6m。该车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为7度，设计根本地震加速度为。采用×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载标准值为0.45kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。

2、屋架计算跨度：l=21m-2×

3、跨中及端部高度：此题设计为无檩体系屋盖方案，采用缓坡梯形屋面，取屋架在21m轴线处的端部高度h=1.990m,屋架的中间高度h=3.040m(为l/8.5〕，那么屋架在20.7m处，两端的高度h=2.005m。

二、结构形式与布置

屋架型式及几何尺寸如图1所示。

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2所示。

图1屋架形式及几何尺寸

图2屋架支撑布置

6000*17=102000

符号说明：

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

荷载计算

进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重〔包括支撑〕按经验公式g×跨度〕KN/m计算，跨度单位为米〔m〕。荷载计算详见表1

表1

荷载计算

荷载名称

标准值〔kN/〕

设计值〔kN/〕

预应力混凝土大型屋面板

×

三毡四油防水层

×

找平层〔厚20mm〕

×

×

80mm厚泡沫混凝土保温层

×

×

屋架和支撑自重

×21

×

管道荷载

×

永久荷载总和

屋面活荷载

×

积灰荷载

×

可变荷载总和

设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：

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：

F=(4.226+1.82)××

全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：

F××

半跨节点可变荷载：

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：

F××

半跨节点屋面板自重及活荷载：

F=(1.89+0.98)××

、〔2〕为使用节点荷载情况，〔3〕为施工阶段荷载情况。

四、内力计算

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〕，然后求出各荷载情况下的内力进行组合，计算结果如表2所示。

表2屋架杆件内力组合

杆件名称

内力系数〔F=1〕

第1种组合

第2种组合

第3种组合

计算杆

件内力

〔kN〕

全跨

左半跨

右半跨

上弦

AB

0.000

0.000

0.000

0

0

0

0

0

0

BC，CD

0

DE，EF

FG，GH

下弦

ac

00

0

0

ce

eg

gh

斜腹杆

Ba

Bc

0

Dc

De

0

Fe

Fg

Hg

00

竖杆

Aa

0.00

Cc，Ee

-1.0

-1.0

0.00

Gg

-1.0

-1.0

0.00

杆件设计

〔1〕上弦杆。整个上弦采用等截面，按FG、GH杆件的最大内力设计，即N=-662.76KN。

上弦杆计算长度计算长度计算如下。

在屋架平面内：为节间轴线长度，即l=l

在屋架平面外：本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支撑布置和内力变化情况，取l为支撑点间的距离，即l=3×

根据无价平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图4所示。

腹杆最大内力N=-418.12KN，