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1、钢结构课程设计计算书12011-2012 学年第二学期钢结构课程设计专业：土木工程姓名：何林南班级：土木 0912学号：2009987062指导老师：吴开微日期：2012 年 11 月钢结构课程设计计算书2钢 屋 架 设 计 计 算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20） 。钢屋架材料为 Q235 钢，焊条采用 E43 型，手工焊接。 该厂房横向跨度为 24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为 6m，房屋檐口高为 2.0m，屋面坡度为 1/12。二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700m
2、m。屋架端部高度 H0=2000mm。二、支撑布置钢结构课程设计计算书3三、荷载计算1、 荷载永久荷载大型屋面板 0.562 KN/m 2防水层 0.10 kN/m 2屋架及支撑自重 0.15 kN/m 2悬挂管道 0.05kN/m 2小计 0.862 KN/m 2可变荷载活载 0.52 KN/m 2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。永久荷载设计值：1.350.862=1.164 kN/m 2可变荷载设计值：1.40.52=0.728 kN/m 22、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
3、载屋架上弦节点荷载：P=（1.164+0.728）1.56=17.03 kN（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P 1=1.1641.56=10.48kN P2=0.7281.56=6.55 kN（3） 全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P 3=1.350.151.56=1.82 kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.350.562+1.40.52）1.56=13.38 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、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋
4、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。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。全跨荷载布置图钢结构课程设计计算书4全跨荷载内力图左半跨荷载布置图左半跨荷载内力图右半跨荷载布置图右半跨荷载内力图钢结构课程设计计算书5内力计算表 表 1杆内力系数P=1在左半跨在右半跨 全跨杆 件名 称 全跨永久荷载+全跨可变荷载P=17.03N=P全跨永久荷载+半跨可变
5、荷载P1=10.48 kNP2=6.55 kNN 左=P1 +P2N 右=P1 +P2全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=1.82 kN P4=13.38 Kn N 左=P3 +P4N 右=P3 +P4计算内力KN18-26 0 0 0 0 0 0 026-25 -6.253 -2.476 -8.729 -147.82 -129.26 -97.03 -101.64 -48.70 -147.8225-24 -9.036 -4.486 -13.52 -233.47 -195.17 -156.26 -148.70 -84.78 -233.4724-23 -9.152 -6.075 -15.2
6、2 -263.26 -211.33 -185.02 -153.32 -110.09 -263.26上弦杆23-14 -7.362 -7.362 -14.72 -254.95 -191.88 -191.88 -127.48 -127.48 -254.951-2 3.489 1.250 4.739 81.58 70.95 51.84 56.49 25.09 81.582-3 7.999 3.525 11.524 198.83 168.75 130.53 130.82 68.02 198.833-4 9.324 5.297 14.621 252.70 207.36 173.00 154.58 98.
7、12 252.70下弦杆4-5 8.416 8.716 17.132 261.88 204.37 189.80 142.91 118.97 261.881-26 -6.532 -2.340 -8.872 -153.46 -133.40 -97.58 -106.15 -47.30 -153.4626-2 4.687 2.112 6.799 118.99 100.91 78.20 78.15 40.84 118.992-25 -3.395 -2.029 -5.424 -94.22 -76.74 -65.00 -56.68 -37.40 -94.2225-3 1.882 1.791 3.673 64
8、.08 48.74 47.80 32.89 31.34 64.083-24 -0.697 -1.799 -2.496 -42.61 -27.61 -36.52 -13.98 -28.63 -42.6124-4 -0.456 1.557 1.101 19.40 6.03 23.25 -4.38 23.92 23.924-23 1.550 -1.522 0.028 0.17 13.37 -13.02 21.84 -21.53 21.84斜腹杆23-5 -2.474 1.378 -1.096 -18.71 -30.53 2.46 -36.39 17.82 -36.391-18 -0.500 0.00
9、0 -0.500 -8.66 -8.66 -4.38 -7.85 -0.81 -8.662-17 -1.000 0.000 -1.000 -17.32 -17.32 -8.75 -15.70 -1.62 -17.323-16 -1.000 0.000 -1.000 -17.32 -17.32 -8.75 -15.70 -1.62 -17.324-15 -1.000 0.000 -1.000 -17.32 -17.32 -8.75 -15.70 -1.62 -17.32竖杆5-14 0.983 0.983 1.966 33.43 25.11 25.11 16.64 16.64 33.43五、杆件
10、截面设计1、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算 N = -263.26kN（压力） ，查钢结构设计手册 ，节点板厚度选用 6mm，支座节点板厚度选用 8mm。计算长度 屋架平面内取节间轴线长度 cmlx8.150屋架平面外根据支撑和内力变化取 y6.320因为 ，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图 1 所示。yxl02钢结构课程设计计算书6yyxx6图 1 上弦截面设 ，查轴心受压构件的稳定系数表9062.0需要截面积 2306215.6mfNA需要回转半径 clix8.90 cliy35.901根据需要的 A 、 ix 、i y ，查角钢型钢表，选用 2 ，A =
11、 21.2c , ix = 2.01cm , iy = 6705.29cm。 按所选角钢进行验算7501.280xxil 529.310yyil满足长细比： 的要求。由于 只需求出 ，查轴心受压构件的稳定系数表，yxxmin 720.x 223 /15/17207.6mNfNANx 所选截面合适。2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大内力计算，N=261.88kN （拉力）计算长度 屋架平面内取节间轴线长度 clx30屋架平面外根据支撑布置取 mly60计算需要净截面面积 2318258.6fNAn选用 280506（短肢相并） ，见图 2 所示，A =15.12 c , i x = 1.41cm , iy =3.98cm 按所选角钢进行截面验算，取 。n钢结构课程设计计算书76xxyy图 2 下弦截面350214.30xil 350198.360yil 22/5/97mNfNAN所选截面满足要求。3、斜杆截面计算 斜杆 1-26N = -153.46kN (压力)，l 0x = l0y = l =254.3 cm因为 l0x = l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使 ix = iy 设 ，查 b 类截面轴心受压构件的稳定系数表1 493.0需要截面积 23142549.06mfNA需要回转半径clix3.10 cmliy31.20540根据需要的 A
