钢结构课程设计计算书--焊接梯形钢屋架设计

钢结构课程设计计算书--焊接梯形钢屋架设计

汕头大学土木系2010 级课程设计学号：2010111031 钢结构课程设计计算书

设计题目：焊接梯形钢屋架设计

专业：土木工程

班级：2010级

姓名：卢嘉昇

指导教师：喻莹

完成日期：2013年 1 月 2 日

1.设计资料

（1）广东某厂房总长度90m，跨度21，纵向柱距6m。

（2）钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面尺寸400×400，梯

形钢屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上。地区

计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震

设防烈度为6度。

（3）屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤

为2台5t。

（4）屋架形式、几何尺寸如附图所示。

屋面坡度i=1/10。

（5）屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；

（6）屋面做法及荷载标准值：

无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）

荷载：①屋架及支撑自重：按经

验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨

度，以m为单位，q为屋架及支撑自

重，以KN/m2为单位；

②屋面各构造层的荷载标准值：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2

水泥砂浆找平层0.4KN/m2

保温层

按附表1取

预应力混凝土屋面板（包

括灌缝）

1.40KN/m2

③可变荷载：施工活荷载

标准值为0.7KN/m2，雪荷

载的基本雪压标准值为

=0.35KN/m2，施工活荷载

S

与雪荷载不同时考虑，而

是取两者的较大值；积灰

荷载根据不同学号按附表

1取值。

（7）钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运

输长度16m，运输高度为3.85m，工地有足够的起重安装条件。

（8）桁架计算跨度：

02120.1520.7

l m

=-⨯=

（9）跨中及端部高度：

桁架的中间高度： 3.040

h m

=

在20.7m的两端高度：

02.005

h m

=

在21m轴线处端部高度：

01.990

h m

=

桁架跨中起拱42(/500)

mm l

≈

2.屋架支撑布置

LG1LG1

CC1CC3CC1

GG4

GG4

GG2

GG2CC2CC4CC2

LG1

LG1

垂直支撑 1-1

垂直支撑 2-2

3. 桁架形式及几何尺寸图

4. 荷载计算

屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以1/cos /10 1.005α=。换算为沿水平投影分

布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式(0.120.011

P=+⨯跨度)计

w

算，跨度的单位为m。

标准永久荷载：

预应力混凝土大型屋面板

22

kN m kN m

⨯=

1.005 1.4/ 1.407/

三毡四（上铺绿豆砂）油防水层

22

kN m kN m

⨯=

1.0050.40/0.402/

水泥砂浆找平层

22

⨯=

1.0050.40/0.402/

kN m kN m

保温层

22

1.0050.35/0.322/

⨯=

kN m kN m

桁架和支撑自重

222

+⨯=

0.12/0.01121/0.35175/

kN m kN m kN m

合计

2

kN m

2.91375/

标准可变荷载：

屋面活荷载

2

kN m

0.70/

积灰荷载

2

0.80/

kN m

设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：

（1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载控制的组合） 全跨节点荷载设计值：

222(1.35 2.91375/ 1.40.70.7/ 1.40.90.8/) 1.56F kN m kN m kN m m m

=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯

50.648kN

=

（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载设计值： 对结构不利时：

21.1 1.35 2.91375/ 1.5 6.035.402F kN m m m kN

=⨯⨯⨯= （按永久

荷载控制的组合）

21.2 1.2 2.91375/ 1.5631.469F kN m m m kN

=⨯⨯⨯= (按

可变荷载控制的组合) 对结构有利时：

21.3 1.0 2.91375/ 1.5626.224F kN m m m kN

=⨯⨯⨯=

半跨节点可变荷载设计值：

222.1 1.4(0.70.7/0.90.8/) 1.56F kN m kN m m m

=⨯⨯+⨯⨯⨯

15.246kN

= （按永久荷载为

主的组合）

22.2 1.4(0.70.90.8)/ 1.5617.892F kN m m m kN

=⨯+⨯⨯⨯= （按可

变荷载为主的的组合）

（3） 全跨桁包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主的组合）