文档介绍：《钢结构》屋架设计计算书
一、设计资料及说明
某车间厂房总长度为45m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形桁架式钢屋架(见图1),无吊顶,屋架下弦标高为10m,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为400㎜×400㎜,混凝土强度等级为C20。
1、单跨屋架,平面尺寸为45m×21m,S=,即单跨屋架结构总长度为45m,跨度为21m,。
2、屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面,C型檩条。
3、屋面坡度i=1:。恒载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)/㎡,,/㎡。
4、屋架钢材采用Q235B钢,焊条采用E43型,结构重要性系数为γ0=。
5、内力组合为“恒+全”和“恒+半”两种组合值。(“全”——全跨雪荷载;“半”——半跨雪荷载)
二、屋架杆件几何尺寸的计算
采用豪(单向斜杆式)式三角形屋架如图示。屋面坡度为i=1:,屋面倾角α=arctg(1/)=°,sinα=,cosα=。
屋架计算跨度(当屋架简支于钢筋混凝土柱且柱网采用封闭结合时,考虑屋架支座处的构造尺寸,一般可取-(300~400mm)。当柱网架用非封闭结构时,计算跨度等于标志跨度,即)
屋架跨中高度: 上弦长度:
节间长度:
根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如图示:
三、屋架支撑布置
1、屋架支撑
上弦横向水平支撑设置在屋架的纵向的两端第一柱间。
因为设有两台30T中级工作制吊车,为了防止屋架水平方向振动,必须设置下弦横向水平支撑,且与上弦横向水平支撑设在同一柱间,即在屋架纵向两端第一柱间设置下弦横向水平支撑,以形成空间稳定体。
还需在屋架下弦端节间设置纵向水平支撑。纵向水平支撑与横向水平支撑形成闭合框,加强了屋架结构的整体性并能提高房屋纵、横向的刚度。
因为是三角形屋架,且跨度L=21m<24m,故仅需在跨度中央设置一道垂直支撑。
因为屋架是有檩体系,为了与其他支撑相协调,在屋架下弦跨中设置一根通长水平柔性系杆,上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连,檩条可代替上弦系杆。同时在屋脊节点和上弦两端设置刚性系杆。
2、屋面檩条及其支撑
屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面,C型檩条,。
>6m,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条,防止檩条侧向变形和扭转,并且提供X轴方向的中间支点。又因为用卷边槽钢(C型钢)时,横向力指向下方,需要在屋脊处设置斜拉条和刚性撑杆。
在上弦节点处设置檩条,檩条及拉条的布置如下图:
四、荷载计算
永久荷载(恒荷载)(对水平投影面)
(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)
可变荷载(活荷载)(对水平投影面)
荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,而采用其中较大者。本设计中活荷载均小于雪荷载,故只需考虑恒载和雪荷载的组合。
雪荷载——基本雪压:
五、荷载组合
1、恒荷载+全跨雪荷载
2、恒荷载+半跨雪荷载
上弦的集中恒荷载及节点恒荷载
由檩条传给屋架上弦节点恒荷载分别如下图:
由檩条传给屋架上弦节点活荷载分别如下图:
具体计算过程如下:
1)全跨屋面恒荷载作用下
上弦节点恒荷载标准值:=
2) 全跨雪荷载作用下
上弦节点雪荷载:=
假定基本组合由可变荷载效应控制,则上弦节点荷载设计值;若基本组合由永久荷载效应控制,则上弦节点荷载设计值为。综上可知,本工程屋面荷载组合由可变荷载效应控制。
屋架杆件内力组合表
杆件名称
杆件编号
全跨荷载
半跨荷载
内力组合
最不利内力
内力系数
恒荷载标准值P1=
全跨活荷载标准值P2=
内力系数
半跨活荷载标准值P2=
+
+
上弦
AB
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BC
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CD
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DE
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