钢结构课设计算书完整版

课程设计任务书

题目：梯形钢屋架

——某工业厂房

适用专业：土木工程2010级

指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰

太原理工大学建筑与土木工程学院

2013年12月

一、设计题目：梯形钢屋架

二、设计资料

某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：

0.30kN/m2（6.0m）

0.40kN/m2（7.5m）

三、设计内容及要求

要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。

1. 设计内容

（1）进行屋盖结构布置并选取计算简图；

（2）屋架内力计算及内力组合；

（3）屋架杆件设计；

（4）屋架节点设计；

（5）屋架施工图。

2. 设计要求

（1）整理设计计算书一份

○1设计条件

○2结构布置

○3计算简图

○4荷载选取

○5内力计算

○6内力组合

○7构件设计

○8节点设计

○9挠度验算

（2）绘制施工图

○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图；

○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。

四、参考资料

（1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社

（2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社

（3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012

（4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社

（5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院

（6）钢结构设计规范，GB 50017-2003

（7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社

课程设计计算书

题目：梯形钢屋架

——某工业厂房

专业：土木工程

班级：土木1002

姓名：景天雨

学号：2010001529

指导教师：焦晋峰

太原理工大学建筑与土木工程学院

2013年12月

梯形钢屋架计算书

一．设计资料（题号45）

（1）某工业厂房（乌鲁木齐）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度20:1=i ，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.752/m kN ，基本风压取0.602/m kN 。 （2）屋架计算跨度：

m m m l 7.2015.02210=⨯-=

（3）跨中及端部高度：采用平坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度

m h 990.1'0=，屋架中间的高度m h 515.2=,则屋架在20.7m 处，两端的高度为

9975.10=h 。

二．结构形式与布置

屋架形势及几何尺寸如图1所示

根据厂房长度（90m>60m ）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载，在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。

桁架上弦支撑布置图

桁架下弦支撑布置图

垂直支撑1—1

垂直支撑2—2

梯形钢屋架支撑布置图

SC—上弦支撑；XC—下弦支撑：CC—垂直支撑；GG—刚性系杆；LG—柔性系杆

三．荷载计算

屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取最大的荷载标准值进行计算。故取雪荷载0.752/m kN 进行计算。

荷 载 计 算 表

1.全跨永久荷载＋全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载：

806.245.775.1)05.184.0(=⨯⨯+=F 2.全跨永久荷载＋半跨可变荷载： 全跨节点永久荷载：

025.115.775.184.01=⨯⨯=F

半跨节点可变荷载

781.135.775.105.12=⨯⨯=F

全跨屋架（包括支撑）自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面雪荷载 全跨节点屋架自重

3.65.775.148.03=⨯⨯=F 半跨节点屋面板自重及雪荷载

931.165.775.1)05.124.0(4=⨯⨯+=F

杆件名称内力系数（F=1）

第一种

组

合

F×①

第二种组合第三种组合

计算杆件

内力（kN）全跨

①

左半

跨

②

右半

跨

③

F1×①

＋

F2×②

F1×①

＋

F2×③

F3×①

＋

F4×②

F3×①

＋

F4×③

上弦AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC -7.75 -5.83 -2.69 -192.25 -165.79 -122.51 -147.53 -94.37 -192.25 CD -7.75 -5.83 -2.69 -192.25 -165.79 -122.51 -147.53 -94.37 -192.25 DE -11.66 -8.04 -5.09 -289.24 -239.35 -198.70 -209.58 -159.64 -289.24 EF -11.66 -8.04 -5.09 -289.24 -239.35 -198.70 -209.58 -159.64 -289.24 FG -12.24 -7.15 -7.15 -303.63 -233.48 -233.48 -198.17 -198.17 -303.63

下弦ab 4.43 3.43 1.40 109.89 96.11 68.13 85.98 51.61 109.89 bc 10.16 7.36 3.93 252.03 213.44 166.17 188.62 130.55 252.03