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1、 . 20132014学年第一学期钢结构课程设计 专业班级： 土木xxx 姓 名： xxxxxx 学 号： 指导老师： xxxxxxx 日 期： 2014年1月 目 录一、设计资料.3二、屋架布置及几何尺寸.3 1.几何尺寸.3 2.支撑布置.3三、荷载计算.4 1.荷载.42.荷载组合.4四、内力计算.4五、杆件截面设计.61.上弦杆截面计算.62.下弦杆截面计算.73.斜杆截面计算.84.竖敢截面计算.13六、节点设计.171.下弦节点设计.174.支座节点设计.18一：设计资料24000550060006000600060006000600060006000500500134567891
2、011122AB 某单跨单层厂房，跨度L=24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.56.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235-BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图1所示， 杆件容许长细比：屋架压杆=150，屋架拉杆=350。图1 柱网布置图二屋架形式及几何尺寸由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i1/10。屋架跨度l24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0l20.15m23.7m；端部高度取H02m，中部高度H3.2m；起拱按fl0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。配合
3、大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。 （屋架计算跨度=24000-300=23700mm。屋架端部高度H0=2000mm。）图2 屋架的杆件尺寸由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板
4、；端部榀（共两榀）为WJ1c。图3 上弦平面图4下弦平面与剖面三、荷载计算1、 荷载永久荷载大型屋面板 0.50+0.00138=0.535 KN/m2 防水层 0.10 KN/m2 屋架及支撑自重 0.15 KN/m2 悬挂管道 0.05 KN/m2 小计 0.835 KN/m22、 可变荷载（标准值） 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算屋面活载 0.58 kN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。由永久荷载控制的荷载组合值为：1.350.835+0.71.40.58 =1.696 kN/m2由可变荷
5、载控制的荷载组合值为：1.20.835+1.40.58 =1.814 kN/m2故可变荷载效应起控制作用。永久荷载设计值：1.20.835 = 1.002 kN/m2可变荷载设计值：1.40.58=0.812 kN/m23、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载F=（1.002+0.812）1.56 = 16.33 kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载F1=1.0021.56 = 9.02 kN 半跨节点可变荷载F2=0.8121.56=7.31 kN(3)全跨屋架与支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨屋架和支
6、撑自重产生的节点荷载：F3=1.20.151.56= 1.62 kN半跨屋面板自重及活载产生的节点荷载：F4=（1.20.535+1.40.58）1.56=13.09 kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。四、内力计算按屋架内力系数图计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见
7、图屋架各杆内力组合见表。 内力计算表 表1内力计算杆件名称杆内力系数全跨永久荷载+全跨可变荷载P=16.33kNN=P全跨永久荷载+半跨可变荷载P1=9.02kNP2=7.31kNN左=P1+P2N右=P1+P2全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=1.62kNP4=13.09kNN左=P3+P4N右=P3+P4计算内力KNP=1在左半跨在右半跨全跨上弦杆A-B0000000B-D-6.253-2.476-8.729-142.54-124.45 96.84 -95.99 -46.55 -142.54 D-F-9.036-4.486-13.522-220.81 -188.02 -154.7
8、6 -140.19 -80.63 -220.81 F-K-9.152-6.075-15.227-248.66 -204.25 -181.76 -144.47 -104.19 -248.66 K-H-7.362-7.362-14.724-240.44 -186.63 -186.63 -120.22 -120.22-240.44 下弦杆a-c3.4891.2504.73977.3968.2551.88 53.35 24.04 77.39 c-e7.9993.52611.525188.20 162.43129.73123.38 64.83 188.20 e-g9.3245.29714.621238.
9、76200.04 170.60 145.7493.02 238.76 g-h8.4168.71617.132279.77 216.05 218.24 137.92 141.85 279.77 斜杆a-B-6.532-2.340-8.872-144.88 -127.77 -97.13 -99.88 -45.00-144.88 B-c4.6872.1126.799111.03 95.5976.7772.37 38.66 111.03 c-D-3.395-2.029-5.424-88.57 -73.74-63.76 -53.23 -35.35 -88.57D-e1.8821.7913.67359.9
10、8 46.89 46.2230.59 29.39 59.98 e-F-0.697-1.799-2.496-40.76-27.61 -35.66 -13.17 -27.59 -40.76 F-g-0.4561.5571.10117.98 6.60 21.31 -4.19 22.16 22.16 g-K1.550-1.5220.0280.46 11.58-10.87 20.33 -19.88 20.33 K-h-2.474 1.378-1.096-17.90 -27.97 0.19 -34.16 16.26-34.16 竖杆a-A-0.500 0-0.500-8.17 -8.17 -4.51 -7.36-0.81 -8.17 c-C-1.000 0-1.000-16.33 -16.33 -9.02 -14.71 -1.62 -16.33 e-E-1.0000-1.000-16.33 -16.33 -9.02-14.71 -1.6
