钢结构课程设计(钢屋架厂房)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工业厂房课程设计
计算书
一、设计资料
1.车间基本参数
某公司因生产需要,拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间(设计使用寿命50年),车间建筑平面、剖面见下图。
车间采用排架结构,下
部为现浇钢筋混凝土柱及独
立基础,上部采用钢屋架结
构,屋架与排架柱铰接。车
间内设有一台A4工作制的
软钩梁式吊车,屋架下弦距
离牛腿顶面1.8m,轨道高度
130mm。混凝土排架柱采用
实腹矩形柱;吊车梁可以采
用T形或矩形钢筋混凝土吊
车梁,也可以采用H形截面
钢吊车梁(二选一),抗风柱
为矩形截面钢筋混凝土柱。
车间屋面采用75mm厚
彩色夹芯钢板,屋面檩条为
卷边C型钢(C180×70×20
×2.5),檩条间距约 1.5m;
车间四周围护墙采用240mm厚砖墙,内外各抹灰20mm厚,表面刷涂料;纵墙塑钢窗洞高为1.8m、宽为2.4m,共上下两层。
2、车间荷载、材料自重、抗震设防等级
①屋面活荷载标准值:0.5kN/m2(不上人屋面,无积灰荷载);
②基本风压:0.45kN/m2;
③基本雪压:0.30kN/m2;
④屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重标准值:0.25kN/m2(按投影面积);
⑤钢屋架及屋面支撑自重标准值(估算):0.35kN/m2(按投影面积);
⑥钢筋混凝土自重25 kN/m3;砖及抹灰自重20 kN/m3;回填土自重20 kN/m3;
⑦抗震设防等级:6度。
3、荷载组合
①钢屋架
为简化计算,屋面暂不考虑风荷载作用。首先计算一榀典型简支屋架的内力系数,然后分别计算下述三种荷载标准值作用下的杆件内力:全跨永久荷载、全跨屋面活荷载、半跨屋面活荷载。最后列表进行下述两种荷载组合:
1.2×全跨永久荷载+1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max;
1.2×全跨永久荷载+1.4×(半跨屋面活荷载,半跨雪荷载)max。
②排架柱
为简化计算,不考虑车间的空间作用,将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁,两端与排架柱铰接连接。屋面永久荷载及活荷载标准值分别等效作用到横梁上。
首先分别计算下述八种荷载标准值作用下一榀典型排架的内力:永久荷载、屋面活荷载、左(或右)墙面风荷载、吊车左(或右)刹车力、吊车靠近左(或右)时的竖向荷载;然后列表进行排架柱的内力组合。组合情况考虑以下六种:
1.2×永久荷载+1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max ; 1.2×永久荷载+1.4×墙面风荷载; 1.2×永久荷载+1.4×吊车竖向荷载;
1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max +0.9×1.4×墙面风荷载; 1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max +0.9×1.4×吊车竖向荷载;
1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max +0.9×1.4×墙面风荷载+0.9×1.4×吊车竖向荷载+0.9×1.4×吊车水平荷载。 4、地质情况
经勘测,地表土为人工填土,1.2m 厚,不宜作为天然地基土,建议全部挖除;其下为粘土,地基承载力特征值kpa fak 200=,压缩模量mpa Es 10=,适宜作为地基持力层。场地地下水静止水位埋深为10.5米,可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀。最大冻土深度可按0.5m 考虑。 5、主要构件材料
① 钢筋:纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋; ② 混凝土:C20~ C30;
③ 钢材:Q235-B 或Q345-B 。
6、钢屋架形式为梯形钢屋架,吊车吨位为5t ,牛腿柱顶标高为6.0m 。
二、结构布置
屋盖设计
一、设计参数:取屋檐口高为2.0m,屋面坡度为1/12。
屋架计算跨度=24000-300=23700mm。屋架端部高度H0=2000mm。
二、荷载组合
设计屋架时,考虑以下两种荷载组合:
(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载
(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载
恒载设计值按分项系数为1.2, q1=1.2×0.6=0.72 kN/m 2 ,按1.35为1.35×0.6=0.81 kN/m
2
活荷载0.5 kN/m 2>雪荷载0.3 kN/m 2 ,取活荷载计算。
活载计算:分项系数1.4,q2=1.4×0.5=0.7 kN/m 2
永久荷载控制的组合:0.81+0.7×0.7=1.30 kN/m
2
可变荷载控制的组合:0.72+0.7=1.42 kN/m 2
取可变荷载控制的组合,节点荷载p1=0.72×1.5×6=6.48kN 节点荷载p2=0.7 ×1.5×6=6.30kN
以上荷载计算中,因屋面坡度较小,风荷载对屋面为吸力,对重屋盖可不考虑,所以各荷载均按水平投影面积计算。
三、内力计算
计算杆件内力,然后乘以实际的节点荷载,屋架要上述第一种荷载组合作用下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值,在第二种荷载组合作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生
变号,因此,在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算,而在半跨荷载作用下,仅需计算近跨中的斜腹杆内力,取其中不利内力(正、负最大值)作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。
全跨荷载布置图
全跨荷载内力图
0.50
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.50
A B C D E F G H I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
@
0.50
1.00
1.00
1.00
1.00 1.00
1.00
1.00
0.50
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
A B C D E F G H I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
@