文档介绍：佛山科学技术学院土木工程与建筑系 0 课程设计计算书设计名称: 钢结构设计题目: 24m 焊接梯形钢屋架学生姓名: 陈土亮专业班级: 土木工程( 1) 学号: 2007714210 成绩: 指导教师: 张国学周锡武日期: 2010 年7月9日土木工程与建筑系佛山科学技术学院土木工程与建筑系 1 一、设计资料某机械厂单层单跨厂房,长度 72m ,柱距 6m,跨度 24m 。屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级 C30 。柱顶截面尺寸为 400mm ×400mm 。屋面采用 6m × 大型屋面板,屋盖(包括屋架和支撑)均布荷载标准值为 / m 2。屋面均布活荷载标准值为: kN/ m 2。钢材采用 Q235 -B,焊条为 E43 型,手工焊。二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置由于采用大型屋面板屋面,故选用平坡梯形钢屋架,未考虑起拱时的上弦坡度 i=1/10 。屋架垮度 L=24m ,每端支座中线缩进 ,计算跨度 L 0=L-2× = ;端部高度取 H 0=2m ,中部高度 H= (≈L 0/ ) ;跨中起拱按 f=L/500 考虑,取 50mm ,起拱后的上弦坡度为 1/ 。配合大型屋面板尺寸(6m× ),采用屋架间距 B=6m ,上弦节间尺寸 。选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。图-1 屋架尺寸根据屋架荷载和地区计算温度情况,钢材采用 Q235 -B,要求保证抗拉强度 fu 、伸长率δ、屈服强度 fy 、冷弯试验 4 项机械性能 S、P、C 三项化学成分的含量合格。焊条采用 E43 型焊条,手工焊。C级(粗制)螺栓和锚栓采用 Q235- A· F钢,螺栓 M20 和锚栓 M24 。支撑布置:由于房屋长度为 72m 〉60m ,所以在房屋两端、中间布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑。中间各屋架用系杆联系,上、下弦各在两端和中央设三道系杆,其中上弦屋脊处与下弦支座处共三道为刚性系杆,见佛山科学技术学院土木工程与建筑系 2 图- 2 。所有屋架采用同一规格,但因支撑孔和支撑连接板的不同,分为两个编号: GWJ-1 ,GWJ-2 。图-2 屋架支撑布置三、荷载和杆件内力计算(1 )屋架荷载屋面均布活荷载标准值为 kN/m 2 ,屋盖(包括屋架和支撑)均布荷载标准值为 kN/m 2 ;因屋架下弦无其他荷载,为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算,但因屋面坡度娇小(起拱后 tan α=1/ ,sec α= ) ,故近似取全部荷载均按水平投影面积计算。(2 )屋架杆件内力系数: 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图- 1。各节点的单位节点荷载按 m 水平节间比例推算: 佛山科学技术学院土木工程与建筑系 3 屋架上弦左半跨单位节点荷载,右半跨单位节点荷载,全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数 Lk ,按图- 1,并抄入表- 1。表- 1 杆件内力系数杆件符号杆长(m) 轴力系数杆件符号秆长(m) 轴力系数上弦 竖杆 - 上弦 - 竖杆 + 上弦 - 斜杆 - 上弦 - 斜杆 + 下弦 + 斜杆 - 下弦 + 斜杆 - 竖杆 - (3 )荷载组合设计仅考虑全跨作用永久荷载,可变荷载一种组合情况。节点荷载设计值: 按可变荷载效应控制的组合: F d=( ×+ ×) ×3×6= kN 其中,永久荷载,荷载分项系数γ Q= ;屋面活荷载,荷载分项系数γ Q= ; 按永久荷载效应控制的组合: F d=( ×+ ×) ×3×6= kN 其中,永久荷载,荷载分项系数γ Q= ;屋面活荷载,荷载分项系数γ Q= ; 故节点荷载取为 kN。杆件组合内力计算详见表-2。佛山科学技术学院土木工程与建筑系 4 表- 2 杆件内力组合杆件轴力系数永久荷载和可变荷载轴力设计值 Lk kNkN 上弦杆 0 bc- - cd- - de- - 下弦杆 fg+