文档介绍：钢结构课程设计计算书
准考证号 484706100277
姓名张凯
专业建筑工程
组别 A组甲(Ⅱ—a)
指导老师沈德洪
2009-12-16
钢结构课程设计计算书
设计题目:设计某车间(无吊车、无天窗、无震动设备)。
设计资料:
车间柱网布置图如下;
屋架支撑于钢筋混凝土柱顶
×6的预应力钢筋混凝土大型屋面板(屋面板不做支撑)。
柱距6米,厂房跨度27米。
采用梯形刚屋架。
荷载:
屋架自重=(120+11L)N/ m2 (L为屋架跨度)
荷载类型
序号
荷载名称
重量
静荷载(I)
1
预应力钢筋混凝土屋面板
1400N/ m2
2
两毡三油加绿豆沙
400 N/ m2
3
找平层20㎝厚
400N/ m2
4
支撑重量
70 N/ m2
活荷载(Ⅱ)
Ⅱ-a
活载
700N/ m2
设计要求
设计屋面支撑布置。
设计屋架杆件内力(用内力系数法)。
设计节点。
绘制屋架施工图。
选择杆件截面。
钢材和焊条的选择:
根据当地计算温度和荷载性质及连接方法,按设计规范要求选用Q235BF级钢材,焊条用E43型,手工焊。
屋架形式及尺寸:
由于屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板卷材防水层( =1/10),故采用缓坡梯形钢屋架计算跨度:
屋架在27m的轴线处的端部的高度
跨中高度:
屋架的高跨比:
高跨比在常用的范围之内(1/8-1/10)L。
屋架起拱高度:
为使屋架上弦承受节点荷载,,腹杆体系大部分采用下弦节间长3m,的人字形式,仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角,采用再分式,屋架形式及几何尺寸如下。
屋架形式及几何尺寸
屋盖支撑布置
上弦横向水平支撑
根据车间长度(240>60m),跨度及荷载情况,设置六道上下弦横向水平支撑,因柱网采用封闭结合,为统一支撑规格,厂房两端的上弦横向水平支撑设在底二柱间,在第一柱间的上弦平面设置刚性杆系以保证安装屋架时上弦杆的稳定,并在120m处设置温度缝。
下弦水平支撑
下弦横向水平支撑布置在于上弦横向水平支撑的同一柱间,在第一柱间的下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
垂直支撑;
根据屋架跨度L<30m,一般需要在屋架两端及跨中垂直平面内布置三道垂直支撑,所以直支撑设在横向水平支撑柱间,于屋架跨中和两端各设一道。
杆系;
在上弦平面内,大型屋面板肋可起杆系作用,因此只有在屋脊处设通常刚性杆系,而两端设通长柔性杆系,在下弦平面内,两端支座各设一道通长刚性系杆,跨中节点处设通长柔性杆系。
下弦中向水平支撑;
根据要求下弦不设纵向水平支撑。
屋盖及内力计算
1,荷载计算;
荷载计算及汇总表
项次
荷载名称
计算公式
标准值
(kN/m2)
设计值
(kN/m2)
备注
1
预应力钢筋及混凝土屋面板(包括镶缝)
沿屋面坡向分布
2
两毡三油绿豆沙
沿屋面坡向分布
3
找平层20㎝厚
20×2
沿屋面坡向分布
4
支撑重量
沿水平面分布
5
屋架自重
+×27
沿水平面分布
恒荷载总和
6
屋面活荷载
沿水平面分布
活荷载总和
计算屋架内内力时需考虑以下三种荷载组合;
1,使用阶段
a, “主跨恒荷载+主跨屋面均布活荷载”
b,“主跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载”
使用阶段恒荷载引起节点荷载设计值;
使用阶段活荷载引起节点荷载设计值;
2、施工阶段;
c,“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”
施工阶段恒荷载引起节点荷载设计值;
施工阶段活荷载引起节点荷载设计值;
内力计算;
本屋架采用图解法计算屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数并列于下表中。
屋架节点
屋架杆力系数(左半跨)
屋架杆力系数(右半跨)
根据算得的节点荷载和杆力系数,利用下表中杆件的内力组合并求出各杆的最不利内力,计算过程相见下表。
杆件内力表
杆件内力表
杆件名称
杆件系数
内力值
计算杆力
组合项目
P=1
使用阶段
施工阶段
×③
×①
×②
×③
×①
×②
在左半跨
在右半跨
全跨
全跨恒载
在左半跨
在右半跨
全跨恒载
在左半跨
在右半跨
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
上弦
AB
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
BC
-