24钢结构课程设计计算书-跨度为24m

目录

1、设计资料 0

1.1结构形式 (1)

1.2屋架形式及选材 (1)

1.3荷载标准值（水平投影面计） (1)

2、支撑布置 (2)

2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)

2.2桁架支撑布置如图 (2)

3、荷载计算 (4)

4、内力计算 (5)

5、杆件设计 (8)

5.1上弦杆 (8)

5.2下弦杆 (9)

5.3端斜杆A B (9)

5.4腹杆 (11)

5.5竖杆 (16)

5.6其余各杆件的截面 (16)

6、节点设计 (20)

6.1下弦节点“C” (20)

6.2上弦节点“B” (21)

6.3屋脊节点“H” (22)

6.4支座节点“A” (23)

6.5下弦中央节点“H” (23)

参考文献 (27)

图纸 (27)

1、设计资料

1.1、结构形式

某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为10

=

i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7

:1

度，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。

1.2、屋架形式及选材

屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用235钢，焊条为E43型。

1.3、荷载标准值（水平投影面计）

①永久荷载：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2

水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2

保温层 0.7 KN/m2

一毡二油隔气层 0.05 KN/m2

水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2

预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2

屋架及支撑自重(按经验公式L

.0+

=计算) 0.384 KN/m2

.0

q011

12

②可变荷载：

屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2

雪荷载标准值： 0.5 KN/m2

积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2

2、支撑布置

2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示

1990

1

3502290259028903190

2608

2859

3119

3370

2535

2859

3129

3396

150********A

a

c e

g

I

B C D F G H I 150

08=12000×150815081508150815081508起拱50

图2.1 24米跨屋架几何尺寸

图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

2.2桁架支撑布置

桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤为2台5t ，布置下弦纵向水

平支撑。（见下图）

桁架支撑布置图

符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;

GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆

桁架及桁架上弦支撑布置

桁架及桁架下弦支撑布置

垂直支撑 1-1

垂直支撑 2-2

3、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005

/12=

+

α换算为沿水

=

cos

10

10

.1

/1

平投影面分布的荷载。

标准永久荷载值：

三毡四油防水层： 1.005×0.4=0.402 kN/m2

水泥砂浆找平层： 1.005×0.4=0.402 kN/m2

保温层： 1.005×0.7=0.704 kN/m2

一毡二油隔气层： 1.005×0.05=0.050 kN/m2

水泥砂浆找平层： 1.005×0.3=0.302 kN/m2

预应力混凝土大型屋面板： 1.005×1.40=1.407 kN/m2

屋架及支撑自重： 0.12+0.011×24=0.384 kN/m2

共 3.833 kN/m2可变荷载标准值：

屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.8 kN/m2

积灰荷载标准值： 0.7 kN/m2

共 1.5 kN/m2 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：

3.1、全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合)

全跨节点永久荷载设计值：

F=（1.35×3.833+1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×0.7）×1.5×6=61.56 kN

荷载组合（1）计算简图如图4.1，

表4.1 桁架杆件内内力组合表

6

5、杆件设计

5.1上弦杆

整个上弦架采用等截面，按FG 、GH 杆件之最大设计内力设计。

N= —939410 N （受压）

上弦杆计算长度：

在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 8.150=

在桁架平面外，根据支承布置及内力变化情况，取：cm cm l oy 4.4528.1503=⨯= 因为ox oy l l 3=，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图5.1）

腹杆aB 最大内力N =546.04kN ，查表9.6.4，中间节点版厚度选用12mm ，支座节点板厚度用14mm 。

设λ=60查附录4得807.0=ϕ。 需要截面积： 225414/215807.0939410mm mm

N N f N A =⨯==

ϕ 需要的回转半径：

2.51c 60

8cm .150m l i ox

x ==

=

λ

m cm

l i oy y c 54.7604.452===λ

根据需要的A ，ix ，iy 查角钢规格表（附录8），选用121001602⨯⨯L ，211.60cm A =，

cm i x 82.2=，cm i y 82.7=，11.1312/160/1==cm cm t b ，按所选角钢进行验算：

48.532.82cm

8cm

.150===

x ox x i l λ 94.18c 160/c 541456.0/56.011.13/11=⨯=<=m m b l t b oy 150][60=<==∴λλλy yz

满足长细比[]150=<λ的要求。

截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于x yz λλ > ，只要求 ϕy

，查表得807.0y

=ϕ。