《华科钢车间结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华科钢车间结构设计（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华科钢车间结构设计1、 设计资料某车间跨度为30m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用1.56 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450450mm，混凝土强度等级为C25。屋架采用的钢材及焊条为：Q235B钢，焊条为E43型。屋面坡度，端部高度为1.98米。荷载（标准值）：永久荷载：改性沥青防水层 0.4kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2150厚加气混凝土保温层 0.9
2、kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2悬挂管道 0.10N/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压： 0.40 kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.5kN/m2积灰荷载 0.7kN/m2不上人屋面活荷载 0.7kN/m2（可变荷载可按水平投影面积计算）桁架的计算跨度为：在30m轴线处端部高度： 桁架的中间高度： 在29.7m处的端部高度： 桁架的跨中起拱60mm（=L/500）。查表得：拉杆容许长细比，压杆容许长细比。2、 结构形式和布置桁架形式及几何尺寸如图所示。 图1 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2所示。 图2
3、桁架支撑布置 符号说明：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3、 荷载计算沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算成沿水平投影的分布荷载。屋架和支撑的自重按经验公式计算（L为跨度，单位为m）。标准永久荷载：改性沥青防水层 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 150厚加气混凝土保温层 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 悬挂管道 屋架和支撑自重 共 3.6609kN/m2 标准可变荷载基本雪压不与屋面活荷载同时考虑，由数据知，屋面活荷载大于基本雪压，故取屋面活荷载计算。基本风压： 0.4kN/m2积灰荷载： 0.7kN/m2不上人屋面活荷载： 0.7kN/m2设
4、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）全跨节点荷载设计值：3.2.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：对结构有利时：半跨节点可变荷载设计值：3.3.全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重设计值：半跨节点屋面板自重及活载设计值： 图3 桁架计算简图4、 内力计算 由结构力学求解器计算出的桁架各杆件的内力系数，内力系数计算简图如图所示：然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表1。表1.桁架杆件内力组合表杆件名称内力系数第一种组合F第二种组合第三种组合计算杆件内力全跨左半跨右半
5、跨F1.i+F1.i+F3.i+F3.i+F2.iF2.iF4F4上弦AB0000.00 00000BC、CD-11.6-8.41-3.2-720.59 -720.59 DE、EF-18.95-13.06-5.89-1177.17 -1177.17 FG、GH-22.71-14.63-8.09-1410.75 -1410.75 HI-23.82-13.91-9.91-1479.70 -1479.70 IJ、JK-24.32-14.42-9.91-1510.76 -1510.76 下弦ab6.434.751.68399.43 399.43 bc15.7411.144.6977.77 977.77
6、 cd21.1314.127.021312.60 1312.60 de23.4714.4791457.96 1457.96 ef22.811.411.41416.34 1416.34 斜腹杆aB-11.47-8.48-2.99-712.52 -712.52 Bb9.166.472.69569.02 569.02 bD-7.75-5.12-2.62-481.43 -481.43 Dc5.833.472.36362.16 362.16 cF-4.51-2.22-2.29-280.16 -280.16 Fd2.990.912.08185.74 185.74 dH-1.80.24-2.03-111.8
7、2 -75.83-115.8732-1.54-57.3462-115.87 -1.54 He0.56-1.31.8634.79 -9.88857.7192-28.8647.25-28.86 57.72eg1.373.62-2.2585.10 133.0921.2593.32-48.32-48.32 133.09gK2.114.36-2.25131.07 170.7654.16114.63-45.32-45.32 170.76gI0.680.68042.24 42.2445.03竖杆Aa-0.5-0.50-31.06-31.06Cb、Ec-1.06-1.040-65.85-65.85Gd、Jg-
8、1-10-62.12-62.12Ie-1.5-1.50-93.18-93.18Kf000005、 杆件设计5.1.上弦杆整个上弦杆采用等截面，按上弦杆中内力最大值设计。 N=1510.76kN=1510760N(压力)上弦杆的计算长度：在桁架平面内为节间轴线长度，lox=1505mm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取 loy=31505=4515mm截面选用两个不等肢的角钢，短肢相并。腹杆最大内力为N=712.52kN,查表（课本P336，表9.6.4）得，中间节点板厚度选用14mm，支座节点板厚度用16mm。设，查表（课本P407,附录4）得。需要截面面积： 需要的回转半径：根据计
9、算所得的查角钢规格表（课本附录8），选用220012514，A=8773mm2，ix=35.44mm，iy=97.3mm，宽厚比为14.29，按所选角钢进行验算：截面在x和y平面皆属于b类，由于55.3642.47，只求y即可。查表得y=0.840。所选截面符合要求。5.2.下弦杆整个下弦杆采用等截面，按下弦杆中内力最大值设计。N=1457.96kN=1457960N(拉力)下弦杆的计算长度： 在桁架平面内为节间轴线长度， lox=3000mm在桁架平面外， loy=14850mm需要截面面积：查角钢规格表（课本附录8），选用220012514，A=8773mm2，ix=35.44mm，iy=97.3mm，按所选角钢进行验算：考虑下弦有栓孔削弱，下弦净截面面积取7000mm2计算所选截面符合要求。5.3 端斜杆aB杆件轴力： 计算长度。因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使。选用21409014，A=60.91cm2，ix=4.42cm,iy=3.89cm,b2/t=90/14=6.43。 因为 b2/t=6.432646.6mm2 ix=2.26cm , iy=3.69cm 所需截面合适。bD杆：压力,选用29010，由附录8得： 因为 所以 所需截面合适。Dc杆：拉力，,，选择二等边角钢相并。，选用27510，截面几何特性： 1684.47mm2 ix=
