钢结构课程设计-某单层单跨工业厂房（24m）.docx

土木工程学院钢结构 课程设计计算书 全套图纸加扣 3346389411或3012250582 学 院： 土木工程学院 专业班级： 土木工程1405班 姓 名： 学 号： 指导老师： 2016年1月 第一节 设计资料 某单层单跨工业厂房，跨度24 m，长度102 m。 厂房柱距6 m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400400，钢屋架支承在柱顶。 吊车一台150 T，一台30 T，吊车平台标高+12.000 m。 荷载标准值 (1)永久荷载： 屋面材料自重： 0.70kN/m2 屋架及支撑自重(经验公式)： 0.384kN/m2 (2)可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.50kN/m2 雪荷载标准值： 0.60kN/m2 积灰荷载标准值： 0.45kN/m2 (3)风荷载： B类地区， , 基本风压：0.4 kN/m2 屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见图1。 图1 24米跨屋架几何尺寸(单位：mm) 角钢、钢板各种规格齐全（均采用Q345钢）；有各种类型焊条和C级螺栓可供选用。 钢屋架的制造、运输荷安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装,最大运输长度16 m，运输高度3.85 m，工地有足够的起重安装条件。 第二节 设计内容 一、屋架选型和布置支撑 屋架选型：选择无檩型屋架。 支撑代号：屋架上弦横向水平支撑sc；屋架下弦横向水平支撑xc；屋架下弦纵向水平支撑zc；垂直支撑cc；系杆LG。 屋架支撑系统设计如下： 1.1 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。 1.2 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。房屋长度较大，为102m，其两端横向支撑间距超过了60m，为增加屋盖的刚性，在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑。 1.3 房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度的要求较高，设置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。 1.4 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定。在此屋架结构中，屋脊处h/l=3190/6000=0.53，故取如下图垂直支撑形式： 垂直支撑图样 1.5 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。 屋架支撑系统设置如图2所示。 图2 梯形屋架支撑布置图 cc—垂直支撑；LG—系杆；sc—上弦横向支撑；xc—下弦横向支撑；zc—下弦纵向支撑 二、杆件内力的计算 先定出屋架所有杆件的尺寸，画出屋架示意图如图3。 图3 屋架几何尺寸图 荷载计算与组合 3.1荷载计算 恒载设计值=恒载标准值1.2 活载设计值=活载标准值1.4 (1) 永久荷载设计值 屋面材料自重 0.4 屋架及支撑自重 合计 q (2) 可变荷载设计值 由于积雪时人不大可能大量拥上屋面等原因，对屋面均布可变荷载和雪荷载，只取其较大者。 屋面活载： 雪荷载： 积灰荷载： 1.1×1.4=1.54KN/ 合计(雪荷载+积灰荷载) q 3.2 荷载组合 设计屋架时应考虑三种组合： 使用阶段 a.全跨永久荷载+全跨可变荷载 结点荷载设计值： a种荷载组合屋架受力图 b.全跨永久荷载+半跨可变荷载 节点荷载设计值： b种荷载组合屋架受力图 施工阶段 c.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板+半跨活载 节点荷载设计值： c种荷载组合屋架受力图 3.3 内力计算 杆件在单位节点作用下各杆件的内力系数，见下表（全跨和左半跨内力值相关数据见图4）。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合二和组合三，可能引起跨中几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均与铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。 屋架节点编号及内力系数，