钢结构设计原理与施工课程设计

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钢结构设计原理与施工课程设计

第 1 页共 15 页钢结构设计原理与施工课程设计钢结构设计原理与施工课程设计钢结构厂房屋架钢结构厂房屋架指导教师：班级：学生姓名：学号：设计时间：力学与建筑工程学院力学系第 2 页共 15 页目录一、设计资料21.1 结构形式21.2 屋架形式及荷载21.3 屋盖结构及荷载21.4 荷载计算22 荷载组合23 内力计算34 杆件设计54.1 上弦杆54.2 其余杆件75、节点设计75.1 下弦节点 c75.2 上弦节点 B95.3 上弦节点 C105.4 屋脊节点 G105.5 支座节点 A12第 3 页共 15 页梯形梯形钢钢屋架屋架课课程程设计设计一、设计资料一、设计资料某厂房总长度 90m，跨度为 24m. 地震设防烈度为 7 度，采用 1.5×6.0m 预应力混凝土屋板. 屋面坡度 i=1/10, 雪荷载的基本雪压标准值为 S0=0.35KN/m2，积灰荷载标准值 1.0KN/m2，钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30，钢材采用 Q235。焊条采 E43 型。二、桁架几何尺寸及计算简图二、桁架几何尺寸及计算简图第 4 页共 15 页三、荷载取值三、荷载取值1.屋面永久荷载见表一屋面永久荷载屋面永久荷载项目标准值（kN m2）分项系数设计值（kN m2）防水层（三毡四油）0.40 1.20.48 水泥砂浆找平层0.40 1.20.48 保温层0.70 1.20.84 一毡二油隔气层0.05 1.20.06 预应力混凝土层面板1.45 1.21.74 屋架和支撑自重0.38 1.20.46 合计3.38 4.06 2.屋面活荷载见表二屋面活荷载屋面活荷载项目标准值（kNm2 ）分项系数设计值（kNm2 ）雪载或活载0.7 1.40.98 灰荷载1.0 1.41.40 合计1.7 2.38 表二因屋架屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影计算（风荷载为风吸力，且本例为重屋盖，故不考虑）四、荷载组合四、荷载组合a.全跨永久荷载+全跨可变荷载F=1.5×6×（4.06+2.38）=57.96KN b.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载F1=1.5×6×4.06= 36.54 KN 半跨可变荷载F2=1.5×6×2.38=21.42KN 全跨屋架和支撑重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑重F3=1.5×6×0.46= 4.14KN第 5 页共 15 页半跨屋面板重和半跨屋面活荷载F4=1.5×6×（1.74+0.7）= 21.96 KN五、桁架支撑布置五、桁架支撑布置由于厂房长度 90m,跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑 3 道，由于 L=24m，故可不设下弦横向水平支撑。桁架及支撑平面布置见图、、第 6 页共 15 页内力分析内力分析计算简图如下计算简图如下第 7 页共 15 页用图解法或数乘法皆可解出在全跨荷载作用下屋架杆件的内力，屋架杆件内力图和内力屋架构件内力组合表屋架构件内力组合表单位荷载 F1静载作用（KN/m²）活载（KN/m²）2.66杆件内力计算内力大型屋面板 1.02杆件名称杆件编号在左在右全跨全部恒载2.381屋架支撑0.461在左在右全部在左在右全部组合一组合二组合三AB0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 BC-6.250 -2.470 -8.720 -186.861 -36.179 -57.375 -22.675 -80.050 -149.625 -59.132 -208.757 -511.847 -452.715 -243.179 -511.847 CD-6.250 -2.470 -8.720 -186.861 -36.179 -57.375 -22.675 -80.050 -149.625 -59.132 -208.757 -511.847 -452.715 -243.179 -511.847 DE-9.040 -4.490 -13.530 -289.934 -56.136 -82.987 -41.218 -124.205 -216.418 -107.491 -323.908 -794.184 -686.693 -355.541 -794.184 EF-9.040 -4.490 -13.530 -289.934 -56.136 -82.987 -41.218 -124.205 -216.418 -107.491 -323.908 -794.184 -686.693 -355.541 -794.184 FG-9.170 -6.090 -15.260 -327.007 -63.314 -84.181 -55.906 -140.087 -219.530 -145.795 -365.324 -895.731 -749.937 -367.024 -895.731 GH-9.170 -6.090 -15.260 -327.007 -63.314 -84.181 -55.906 -140.087 -219.530 -145.795 -365.324 -895.731 -749.937 -367.024 -895.731 上弦杆HI-7.380 -7.380 -14.710 -315.221 -61.032 -67.748 -67.748 -135.038 -176.677 -176.677 -352.157 -863.448 -687.967 -305.457 -863.448 ab3.480 1.250 4.730 101.359 19.625 31.946 11.475 43.421 83.311 29.925 113.236 277.642 247.717 134.882 277.642 bc8.000 3.530 11.530 247.076 47.838 73.440 32.405 105.845 191.520 84.508 276.028 676.788 592.280 312.798 676.788 cd9.340 5.310 14.650 313.935 60.783 85.741 48.746 134.487 223.600 127.121 350.721 859.926 732.804 370.124 859.926 下弦杆de8.440 6.730 15.170 325.078 62.940 77.479 61.781 139.261 202.054 161.116 363.170 890.449 729.332 342.473 890.449 aB-6.530 -2.340 -8.870 -190.075 -36.802 -59.945 -21.481 -81.427 -156.328 -56.020 -212.348 -520.651 -464.632 -253.075 -520.651 Bb4.760 2.120 6.880 147.432 28.545 43.697 19.462 63.158 113.954 50.753 164.707 403.842 353.089 186.196 403.842 bD-3.140 -2.030 -5.440 -116.574 -22.571 -28.825 -18.635 -49.939 -75.172 -48.598 -130.234 -319.317 -264.255 -126.567 -319.317 Dc1.900 1.800 3.700 79.287 15.351 17.442 16.524 33.966 45.486 43.092 88.578 217.183 174.091 78.279 217.183 Cf0.710 -1.750 -2.460 -52.715 -10.207 6.518 -16.065 -22.583 16.997 -41.895 -58.892 -144.397 -68.507 13.309 -144.397 Fd-0.450 1.560 1.110 23.786 4.605 -4.131 14.321 10.190 -10.773 37.346 26.573 65.155 27.808 -10.299 65.155 dH1.550 -1.530 0.020 0.429 0.083 14.229 -14.045 0.184 37.107 -36.628 0.479 1.174 37.802 51.419 51.419 斜腹杆He-2.470 1.390 -1.080 -23.143 -4.481 -22.675 12.760 -9.914 -59.132 33.277 -25.855 -63.394 -96.670 -86.287 -96.670 Aa-0.500 0.000 -0.500 -10.715 -2.075 -4.590 0.000 -4.590 -11.970 0.000 -11.970 -29.349 -29.349 -18.635 -29.349 Cb-1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 -9.180 0.000 -9.180 -23.940 0.000 -23.940 -58.698 -58.698 -37.269 -58.698 Ec-1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 -9.180 0.000 -9.180 -23.940 0.000 -23.940 -58.698 -58.698 -37.269 -58.698 Gd1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 9.180 0.000 -9.180 23.940 0.000 -23.940 -58.698 -10.818 28.971 -58.698 竖杆Ie0.970 0.970 0.970 20.786 4.025 8.905 8.905 8.905 23.222 23.222 23.222 56.937 56.937 36.151 56.937 1、上弦杆整个上弦采用等截面，按 FG 杆件的最大设计内力设计，即 N=406.44kN 计算，第 8 页共 15 页=150.75cm0xl=150.75cm0yl根据腹杆最大设计杆力 NaB-290.34kN，取中间节点板厚度 t8mm，支座节点板厚t10mm。假设 50，由附表 4-2 查得=0.856. =frN/A22308.2210215856. 0/1044.406cmcm02. 350/75.150lox/

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