钢结构课程设计18米跨度题号.doc

1、屋架尺寸　屋架计算跨度：l0=18-2×0.15=17.7m屋架的中间高度：h=2.89m在17.7m的两端的高度：h0=2.005m在18m轴线处端部高度：h0=1.990m屋架跨中起拱35mm2、荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算屋架沿水平投影面积分布的自重按经验公式计算，跨度的单位为m荷载永久荷载： 预应力砼屋面板 1.45×1.005=1.457 kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4×1.005=0.402 kN/m2水泥砂浆找平层 1.005×0.4=0.402kN/m2保温层 0.4×1.005=0.402 kN/m2屋架和支撑自重 0.12+0.011×21=0.351 kN/m2管道荷载 0.182 kN/m2一毡二油隔气层 0.05×1.005=0.050 kN/m2 水泥砂浆找平层 1.005×0.0.3=0.302kN/m2 ________________________________________________ 总计 3.541 kN/m2 可变荷载 ：屋面活荷载 0.8 kN/m2积灰荷载 1.1 kN/m2设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：(1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载 (按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点荷载设计值 F=（1.35×3.541+1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×1.1）×1.5×6=62.553kN(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载 F1=3.2299×1.5×6=29.0691 kN 半跨节点可变荷载 F2=2.1×1.5×6=18.9 kN组合三 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重 F3=0.54×1.5×6=4.86 kN 半跨节点屋面自重及活荷载 F4=（1.68+2.1）×1.5×6=34.02 kN组合一、二为使用阶段荷载情况，组合三为施工阶段荷载情况。

3、结构形式与布置屋架形式与几何尺寸如图1屋架支撑布置如图24、内力计算屋架在上诉三种荷载组合作用下的计算简图见图3由电算先解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出鸽子荷载情况下的内力组合，计算结果见表1 屋架构件内力组合表 表1杆件名称内力系数（F=1）第一种组合F×①第二种组合第三种组合计算杆件内力（KN）全跨①左半跨②右半跨③F1×①+F2×②F1×①+F2×③F3×①+F4×②F3×①+F4×③上弦AB0000.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000BC,CD-6.221-4.371-1.850-298.416 -263.451 -215.804 -178.935 -93.171 -298.416DE,EF-8.993-5.636-3.357-431.386 -367.939 -324.866 -235.443 -157.911 -431.386FG-9.102-4.551-4.551-436.615 -350.601 -349.826 -199.061 -199.061 -436.615下弦ac3.4702.5370.933166.453 148.819 118.503 103.173 48.605 166.453ce7.9625.3252.637381.930 332.091 281.287 219.852 128.406 381.930eg9.2795.3123.967445.105 370.129 344.708 225.810180.053 445.105斜腹杆aB-6.502-4.754-1.748-311.895 -278.858 -222.044 -193.331 -91.067 -311.895Bc4.7393.1581.581227.326 197.445 167.639 197.002 76.817 227.326cD-3.382-1.862-1.520-162.231 -133.503 -127.040 -79.782 -68.147 -162.231De1.8840.5401.34490.374 64.97280.168 27.527 54.879 90.374eF-0.6900.615-1.305-33.099 -8.434 -44.722 17.569 -47.750 17.569-44.722Fg-0.462-1.6321.170-22.162 -44.275 8.683 -57.766 37.558 37.558-57.766竖杆Aa-0.5-0.50-23.985 -23.985 -14.535 -19.440 -2.430 -23.985Cc,Ee-1.0-1.00-47.969 -47.969 -29.069 -38.880 -4.86 -47.969Gg0.8120.4060.40638.951 31.27831.278 17.75817.758 38.9515、杆件设计（1） 上弦杆整个上弦采用等截面，按FG杆件之最大设计内力设计。

N=-436.615KN=-436615N上弦杆计算长度在屋架平面内；为节间轴线长度 l0x=150.75cm 在屋架平面外；根据支撑布置和内力变化情况，取 l0y=150.75×3=452.25cm 因为3l0x= l0y，故截面宜选用两个不等肢角钢短肢相并腹杆最大内力N=-311.895KN，查表，节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度用12mm. 设λ=60，查附表得需要截面积==2774.3mm2需要的回转半径： ix=l0x/λ=150.75/60=2.51cm iy=l0y/λ=452.25/60=7.54cm根据需要的A, ix, iy 查附表，选用2∟160×100×10,A=50.63cm2, ix=2.85, iy=7.71,按所选角钢进行验算：λx= l0x/ ix=150.75/2.85=52.89<[λ]=150λy= l0y/ iy=452.25/7.71=58.67<[λ]=150满足长细比要求由于λy>λx,只需求y 查表得y =0.813N/yA=311895/(0.813×5063)=75.77N/ mm2<215N/ mm2 所需截面合适。

2)下弦杆件整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg杆计算N=445.105KNl0x=300cm, l0y=885cm需要截面积=445105/215=2070.26 mm2选用2∟100×63×10 A=3093.4 mm2>2070.26 mm2 ix=1.74cm, iy=5.01cmλx= l0x/ ix=300/1.74=172.41<350 λy= l0y/ iy=885/5.01=176.65<350(3)端弦杆aB杆件轴力 N=-311895N计算长度l0x=l0y=253cm，因为l0x=l0y，故采用不等肢角钢长肢相并，选用2∟100×63×10ix=3.15cm iy=2.71cm A=3093.4mm2λx= l0x/ ix=253/3.15=80.32 λy= l0y/ iy=253/2.71=93.36 因为λx<λy ，只求y=0.475=N/yA=311895/（0.475×3093.4）=212.37 N/ mm2<215 N/ mm2所选截面合适（4）竖杆Ee N=-47969Nl0x=259×0.8=207.2cm, l0y=259cm设λ=150ix=l0x/λ=207.2/150=1.38cm iy=l0y/λ=259/150=1.73cm选用2∟63×5ix=1.53cm ， iy=2.46cm， A=960.6mm2λx= l0x/ ix=207.2/1.53=135.4﹤150 λy= l0y/ iy=259/2.46=105.3﹤150λx﹥λy，只求x=0.265=N/xA=47969/(0.265×960.6)=188.44 N/ mm2<215 N/ mm2屋架杆件截面选择表杆件计算内力（KN）截面规格截面面积(cm2)长细比容许长细比[]名称编号λxλy上弦FG-436.615160×100×1050.6352.8958.67150下弦eg445.105100×63×1030.934172.41176.65350腹杆aB-311.895100×63×1030.93480.3293.36150Bc227.32656×510.83121.5397.14350cD-162.23175×1028.252101.3880.9150De90.37456×510.83133.21106.47350eF-44.72217.56970×5。