钢结构课程设计 (2)
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课程设计计算书专业：土木工程2013年3月1日
1.设计资料：
某厂房总长度90m，跨度为18m。屋盖体系为有檩条屋盖，檩条间距取为1.5m。纵向柱距为6m。
1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1.8；地区计算温度高于，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为1.8m。
2.屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材为Q345,焊条为E50型。屋架及支撑自重为q=0.318KN/m2，压型钢板自重为0.15KN/m2檩条自重0.5KN/m；基本风压为0.50KN/m2，雪荷载为0.3KN/m2；活荷载为0.5KN/m2积灰荷载为1.3KN/m2；保温层荷载为0.7KN/m2。
2.屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置
屋架的计算跨度为18m，端部高度中部高度H=2890mm，屋架形式如图1
所示。根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材采用Q345。焊条采用E50型，手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，见图2和图3。
图1.1
图1.2 图1.3 图2.1 图2.2
图3
3.荷载和内力计算：
（1）荷载计算：
屋架及支撑自重 保温层
压型钢板自重 檩条自重（0.5KN/m ）
恒荷载总和 活荷载 积灰荷载
活荷载总和 风荷载标准值：
0k w ωμμβz s z =查规范得，现20/55.0m kN w =风压高度变化系数近似取 m H 5.202/)04.399.1(18=++=，查得25.1=z μ，0.1=z β
风荷载体型系数：迎风坡面体型系数为6.0-，背风面5.0-
21/413.055.025.16.00.1m kN w -=⨯⨯⨯-=
22/344.055.025.15.00.1m kN w -=⨯⨯⨯-=
对轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，此时屋架弦杆和腹杆中的内力均可能变号，必须考虑风荷载组合。此处不考虑风荷载。
（2）荷载组合：
按可变荷载效应控制组合：
KN
按永久荷载效应控制组合：
KN
故取节点荷载31.5792KN,支座反力为
（3）内力计算：
其内力计算设计值如下： 组合（1）：全跨永久荷载+全跨活荷载 组合（2）：全跨永久荷载+半跨活荷载
其中F 为全跨永久荷载+全跨活荷载。 F1为全跨永久荷载 ， F2为半跨活荷载。
F1全跨永久荷载：
KN F 20.1865.1498.135.11=⨯⨯⨯=
F2半跨活荷载：
KN F 15.1965.1)3.19.04.15.07.04.1(2=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=
4.截面选择
腹杆最大内力为205.328KN ，查表7.4选用中间节点板厚度为支座节点板厚8mm 。
（1） 上弦
整个上弦不改变截面，按最大内力计算：
，
，
选用
（短肢相并），
，
，
双角钢T 型截面绕对称轴（y ）轴应按弯扭屈曲计算长细比
杆件 名称
杆件 编号 单位力作用时的内力系数 组合（1）
组合（2）
计算
内力 全跨A 左半跨B 右半跨C
上 弦
AB 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 BC
-6.221 -4.371 -1.850 -196.454 -115.770 -166.594 -196.454 CD -6.221 -4.371 -1.850 -196.454 -115.770 -166.594 -196.454 DE -8.933 -5.636 -3.357 -282.097 -180.362 -226.306 -282.097 EF -8.933 -5.636 -3.357 -282.097 -180.362 -226.306 -282.097 FG -9.102 -4.551 -4.551 -287.434 -206.564 -206.565 -287.434 下弦
ac 3.470 -2.537 -0.933 109.580 24.963 -7.374 109.580 ce 7.962 -5.325 -2.637 251.434 47.274 -6.916 251.434 eg 9.279 -5.322 -3.967 293.023 37.074 9.757 293.023 腹杆
Aa -0.5 -0.5 0.00 -15.790 -6.307 -16.378 -16.378 Ba -6.502 -4.754 -1.748 -205.328 -117.259 -177.859 -205.328 Bc 4.739 3.158 1.581 149.654 91.653 123.445 149.654 Cc
-1.0 -1.0 0.00 -31.579 -12.614 -32.774 -32.774 Dc -3.382 -1.862 -1.520 -106.801 -73.305 -80.200 -106.801 De 1.884 0.540 1.344 59.495 50.861 34.652 59.495 Ee -1.0 -1.0 0.00 -31.579 -12.614 -32.774 -32.774 Fe -0.690 0.615 -1.305 -21.790 -35.013 3.694 -35.013 Fg -0.462 -1.632 1.170 -14.590 17.759 -38.729 -38.729 Gg
0.812
0.406
0.406
25.642
18.428
18.428
25.642