梯形钢屋架钢结构课程设计讲述.doc
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XXXXXX学院
《钢结构》
课程设计计算书
题 目 梯形钢屋架 班 级 XXXXXXXX 姓 名 XXXXXXXXXXXXXXX 指导教师 XX 成 绩
目录
1 设计资料 1
1.1 结构形式 1
1.2 屋架形式和几何尺寸 1
2 桁架支撑布置 2
3 荷载计算 3
3.1 全跨永久荷载+全跨可变荷载 4
3.2 全跨永久荷载+半跨可变荷载 4
3.3 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 4
4 内力计算 5
5 杆件设计 6
5.1 上弦杆 6
5.2 下弦杆 7
5.3 端斜杆aB 8
5.4 腹杆 9
5.4.1 Bb杆 9
5.4.2 bD杆 9
5.5 竖杆Aa,Cb,Ec,Gd. 10
5.6 其余各杆件的截面见表5-1 10
6 节点设计 12
6.1 下弦节点“b”(图6-1) 12
6.2 上弦节点“B”(图6-2) 13
6.3 屋脊节点“I”(图6-3) 14
6.4 支座节点“a”(图6-4) 15
6.4.1 支座底板的计算 16
6.4.2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算 17
6.4.3 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 17
6.5 下弦中央节点“e”(图6-5) 17
参考文献 19
1 设计资料
1.1 结构形式
某厂房跨度为24m,柱距为6m,厂房总长度为90m。车间内设有一台50t、一台20t中级工作制软钩桥式吊车,冬季室外最低温度-20℃。
屋面采用1.5m6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为=1:10,上铺泡沫混凝土保温层和二毡三油防水层。
屋面活荷载标准值0.7KN/m2,雪荷载标准值0.5 KN/m2,积灰荷载标准值1.2KN/m2。桁架采用梯形钢桁架,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为450mm 450mm,混凝土强度等级为C25。钢材采用Q235B级,焊条E43型,手工焊。
1.2 屋架形式和几何尺寸
屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋架计算跨度 L0=24000-300=23700mm;
24m端部高度取 H=1990mm,
23.7m端部高度 H=2005mm
中部高度取 H=3190mm。
屋架几何尺寸如图1-1所示:
图1-1 24米跨屋架几何尺寸
2 桁架支撑布置
根据厂房长度(90m),跨度及载荷情况,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规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性细杆,以保证安装上弦杆的稳定性。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。梯形屋架支撑布置图如下图2-1所示:
桁架及桁架上弦支撑布置
桁架下弦支撑布置图
图2-1 桁架支撑布置图
符号说明:SC-上弦支撑;XC-下弦支撑;CC-垂直支撑;GG-刚性细杆;LG-柔性细杆。
3 荷载计算
屋面活荷载与雪载一般不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。
标准永久载荷:
预应力湖北凝土大型屋面板 1.0051.4=1.407 二毡三油防水层 1.0050.35=0.352 找平层厚20mm 1.0050.02m20=0.402 泡沫混凝土保温层 1.0050. 45=0.452 桁架和支撑自重 0.12+0.01124=0.384 管道荷载
0.182 共计: 3.179 标准可变活荷载:
屋面活荷载(大于雪荷载0.5) 0.7 积灰荷载 1.2
设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合:
3.1 全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合)
全跨节点荷载设计值:
F=(1.353.179+1.40.70.7+1.40.91.2)1.5m6m
=54.41KN
3.2 全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载设计值:
对结构不利时:
=1.353.1791.5m6m= 38.62KN(按永久载荷为主的组合)
=1.2 3.1791.5m6m= 34.33KN(按可变载荷为主的组合)
对结构有利时:
=1.03.179
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