华科钢结构课设27米钢结构屋架课程计算书(DOC)
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目录
第一部分
一、设计资料 (2)
二、设计内容 (3)
三、设计要求 (3)
第二部分
一、荷载和内力计算 (4)
二、支撑布置 (5)
三、杆件内力计算图 (6)
四、杆件截面选择 (6)
五、节点设计 (9)
第一部分
一、设计资料
(1) 设计资料
某厂房跨度为L=27m，总长240m，柱距6m.房内无吊车，无天窗，无振动设备。采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋
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架支承于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，。地区计算温度高于-200C 。钢材选用235Q 钢，焊条为43E 型。
(2) 屋架形式及几何尺寸
屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，采用梯形钢屋架。屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图一所示。屋面坡度为
10:12700/2*)19903340(=-=i 屋架计算跨度为26.7m,端部高度取1990mm ，中部高度取3340mm 。
(3) 荷载标准值
① 永久荷载：
预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1.4 KN/m
2 二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m
2 找平层2cm 厚 0.4 KN/m
2 保温层2 0.4 KN/m
2 屋架及支撑自重：按公式L q 11.012.0+=计算：
0.309 KN/m 2 永久荷载总和
2.617 KN/m 2 ② 可变荷载：
屋面活荷载：
2/7.0m kN
附图一
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图1.1 27米跨屋架几何尺寸
图1.2 27米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
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图1.3 27米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
第二部分
一、荷载和内力计算
1、荷载计算
恒荷载总和：2.6172/m KN
屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。
可变荷载总和：1.52/m KN
屋面板坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
2、荷载组合
节点荷载设计值：
按可变荷载效应控制的组合：
kN F d 15.4665.1)8.09.04.17.04.1617.22.1(=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=
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其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=G γ；
积灰荷载，荷载分项系数4.11=Q γ；
组合系数9.01=ψ；
屋面荷载，4.12=Q γ，9.02=ψ。
按永久荷载效控制的组合：
kN F d 4765.1)8.09.04.17.07.04.1617.235.1(=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=
其中，永久荷载，荷载分项系数35.1=G γ；
积灰荷载，荷载分项系数4.11=Q γ；
组合系数9.01=ψ；
屋面荷载，4.12=Q γ，9.02=ψ。
故节点荷载取47kN ，支座反力kN F R d d 3294777=⨯==。
二、支撑布置
由于厂房长度有240米，故在厂房两端和中间开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在
垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（见下图）
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支撑布置图
三、杆件内力计算图
在设计资料给出的半跨和全跨荷
载下，通过计算和分析杆件所受内力
可知道，在全跨荷载作用下，杆件所
受的内力大于半跨荷载作用，即设计
中保证杆件在全荷载作用下能满足要
求即可；全跨荷载作用下屋架杆件的
内力为：
)(k 47kN N =
其中k 为全跨单位荷载作用下各杆件的内力值，即内力系数。
四、截面选择
腹板最大内力-354.3kN,查教材表7.6，节点钢材为Q235钢，选用中间节点板厚度为t=10mm,支座节点板厚度12mm 。
1、上弦
整个上弦杆不改变截面，按最大内力计算：
kN N 903max -=,cm l x 8.1500=,cm l y 0.3000=（1
l 取两块屋面板宽度）。设λ=50，查轴心受力稳定系数表，ϕ
=0.856
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，A req =f
N .ϕ=49.12cm ， 需要回转半径i xreq =
508.150=λox l =3.016cm i yreq =50
0.300=λox l =6.00 cm
查表得选用2 L 140×90×12 短肢相并
A=2×26.4=52.8 cm i x 54.2=，cm i y 81.6= 截面验算4.5954.2/8.1500===x
x x i l λ<[]150=λ 05.4481.6/3000===
y
y
y
i l λ<[]150=λ,
双角钢T 形截面绕对称轴应按弯扭屈曲计算长细比yz λ
4.1214/30058.058.01410/1400=⨯=>==b
l t b y ,故
.3
03
.
57
)
14
7.
52
1
300
1(
6.
54
7.
52
1
/
7.3
4
2
2
4
2
2
y
y
yz b
t
l
t
bλ
λ>
=
⨯
⨯
+
⨯
=
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
==38.5
故由03
.
57
max
=
=
yz
λ
λ，按b类查教材附表1.2，得8.0
=
ϕ23
2
2
2
3
/
215
/
8.
207
10
8.
52
823
.0
10
903
mm
N
f
mm
N
A
N
=
≈
=
⨯
⨯
⨯
=
=
ϕ
σ所选截面满足要求。
2、下弦
下弦采用等截面，按最大内力计算。
2.
860
max
=
N,cm
l
x
300
=,cm
l
y
1335
=，不考虑螺栓孔削弱。
A req=N/f=860.2/215=40012
mm
选用2 L125×80×10（短肢相并），A=39.422
cm，cm
i
x
26
.2
=，cm
i
y
11
.6
=
350
]
[
7.
132
26
.2
300
0=
<
=
=
=λ
λ
x
x
x i
l
4.
218
11
.6
1335
0=
=
=
y
y
y i
l
λ<[]350
=
λ
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