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1、精品文档 欢迎下载1钢结构屋盖课程设计计算书钢结构屋盖课程设计计算书姓姓 名：名：* 班班 级：级： 02 土木工程（土木工程（4）班）班学学 号：号： BTMGC02053指导老师：指导老师： *2005 年年 6 月月 11 日日精品文档 欢迎下载2一、设计说明1、设计某一检修厂房屋盖，跨度为 27m，长度为 80m，柱距为 6m，三角形屋架，钢材为 Q235B，焊条采用 E43 型，屋面为压型钢板，屋面坡度 i=1：2.5，屋架铰接于钢筋混凝土柱顶，无吊车，外檐口采用自由排水，采用槽钢檩条，檩条间距为 2827.25mm。2、基本风压为 0.4KN/m,屋面离地面高度为 12 m，不上人
2、屋面。雪荷载 0.6KN/m二、檩条设计1、檩条采用轻型槽钢檩条2、屋面材料为压型钢板，屋面坡度为 1：2.5（=21.80）檩条跨度为 6m，于跨中设置一道拉条，水平檩距2396.4cos21.80=2396.40.93=222865mm，坡向斜距2396.4mm3、荷载标准值（对水平投影面）永久荷载：压型钢板（不保温）自重为 0.1 KN/m，檩条（包括拉条和支撑）自重设为 0.11 KN/m可变荷载：屋面雪荷载 =0.6KN/m,基本风压 o=0.40 KN/m4、内力计算精品文档 欢迎下载3永久荷载于屋面活荷载组合檩条线荷载pK=（0.21+0.6）2.229=1.805 KN/mp=
3、（1.20.21+1.40.6）2.229=2.434 KN/mpX=psin21.80=2.4340.37=0.901 KN/mpY=pcos21.80=2.4340.93=2.264 KN/m弯矩设计值：MX= pY l2/8=2.26462/8=10.188KNmMy= pX l2/32=0.90162/32=1.014KNm永久荷载和风荷载的吸力组合按建筑结构荷载规范GB500092001 房屋高度为 12m 取 z=1.0按门式钢架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002 附录 A，风荷载体型系数为：1.5A-2.9=-1.211 A=2.22865m6m=13.72m2垂直于
4、屋面的风荷载标准值 k=Sz0=-1.2111.0（1.050.4）=-0.509 KN/m檩条线荷载pXY=（0.509-0.21cos21.80）2.22865= =0.3142.22865=0.070KN/mpX =0.212.229sin21.8o=0.174 KN/mpY =1.41.2112.229-0.212.229cos21.80=3.344 KN/m精品文档 欢迎下载4弯矩设计值MX= pYl2/8=3.34462/8=15.048KN/mMy= pXl2/8=0.17462/8=0.783KN/m截面选择选用选用轻型槽钢【20 W=152.2 cm3 Wynmax=54.9
5、 cm3 Wynmin=20.5 cm3IX=152.20 cm4 ix=8.07 cm iy=2.20 cm 计算截面有孔洞削弱，考虑 0.9 的折减系数，则净截面模量为：WNX=0.9152.2=136.98cm3Wynmax=0.954.9=49.41 cm3Wynmin=0.920.5=18.45 cm3屋面能阻止檩条失稳和扭转，截面的塑性发展系数x=1.05 y=1.20,按公式计算截面 a、b 点的强度为（见图）x22xyPyPabyx = Mx/(x WNX)+My/(y Wynmin)精品文档 欢迎下载5=15.048106/（1.05136.98103）+0. 783106/
6、（1.218.45103）=139.99215N/mm2y = Mx/(x WNX)+My/(y Wynmax)=15.048106/（1.05136.98103）+0.783106/（1.249.41103）=117.83215N/mm2挠度计算因为支撑压型钢板金属板，有积灰的瓦楞铁和石棉等金属面者，容许挠度为 L/200当设置拉条时，只须计算垂直于屋面方向的最大挠度vy=(5/384)（3.344cos21.8060004）/（2061031522104）=16.7mmL/200=30mm构造要求x=600/8.07=74.35200y=300/2.20=136.36200故此檩条在平面内
7、外均满足要求三、屋架设计屋架结构的几何尺寸如图檩条支撑于屋架上弦节点。屋架坡角（上弦与下弦之间的夹角）为 =21.80檩距=2.229m精品文档 欢迎下载615062396.417700150支撑布置建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）支撑布置见图，上弦横向水平支撑设置在房屋两端和伸缩缝处第一开内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，其余在开间，屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆，上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连，故上弦杆在 屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度，下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。竖 向 支 撑系 杆上 弦竖 向 支 撑竖 向 支 撑系 杆下 弦竖 向
8、 支 撑6007060006000n60006000600060070600 6000n60006000600 600027000荷载标准值 永久荷载（恒荷载） （对水平投影面）压型钢板（不保温） 0.1 KN/m精品文档 欢迎下载7檩条自重（不包括拉条支撑） 0.1 KN/m屋架及支撑自重 0.15 KN/m管道条 0.05 KN/m合计 0.40 KN/m 可变荷载（活荷载） （对水平投影面）雪荷载基本雪压 SO=0.6 KN/m，按建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）表 6.2.1 考虑积雪全跨均匀分布情况，由于 =21.8025所以 r=1.0 雪荷载标准值 SK=rSO=0
9、.6 KN/m风荷载基本风压 0=0.4 KN/m荷载组合 恒荷载+活（或雪）荷载 恒荷载+半跨活（或雪）荷载 恒荷载+风荷载 屋架、檩条自重+半跨（屋面板+0.3 KN/m安装荷载）上弦的集中恒荷载及节点荷载由檩条传给屋架上限的集中恒荷载和上弦节点恒荷载见图精品文档 欢迎下载815017700150P1P1P1P1P1P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1/2P1/2由檩条传给屋架上限的集中活荷载和上弦节点活荷载见图15017700150P2/2P2P2P2P2P2P2 P2P2P2P2P2P2/2具体计算过程如下； 全跨屋面恒荷载作用下， ，上弦集中恒荷载标准值P1、=0.4062.22
10、93/101/2=5.08KN上弦节点恒荷载 P1=P1、=5.08 KN精品文档 欢迎下载9 全跨雪荷载作用下 P2、=0.6062.2293/101/2=7.61 KN上弦节点雪荷载：P2= P2、=7.61 KN假定基本组合由可变荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为 1.25.08 +1.47.61 KN=16.75 KN 若基本荷载组合由永久荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为1.355.08+1.47.61=17.512KN综上可知，本工程屋面荷载组合效应由可变荷载效应控制。 风荷载标准值风荷载体型系数：背风面 s=-0.5迎风面 s=-0.47-0.5风压高度变化系数 z(本设计地
11、面粗糙度为 B 类)屋架下弦标高 12.0m H=12+5.08/2=14.54m 坡度 i=1/2.5 =21.80风压高度 变化系数 z=1.021.0 z=1.0计算主要承重结构：k= zsz0 15017700150W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1/2W1/2背风面： k=1.0（-0.5）1.00.4=0.2 KN/m（垂精品文档 欢迎下载10直于屋面）迎风面： k=1.0（-0.5）1.00.4=0.2 KN/m（垂直于屋面）由檩条传给屋架上弦的集中风荷载标准值 P3、=1、=-0.22.2296=-2.652 KN 上弦节点风荷载标准值P3=1=P3、=-2.
12、625 KN 内力计算内力组合见表精品文档 欢迎下载11屋屋 架架 杆杆 件件 内内 力力 组组 合合 表表 截面选择 上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以节间 1-2 的最大轴力 N1-2来选择,下全跨荷载全跨荷载半跨荷载半跨荷载风荷载风荷载内力组合内力组合杆件名称杆件名称杆件编号杆件编号内力内力系数系数恒载标恒载标准准值值 1 P1K=5.08（计支撑计支撑自重）自重）恒载标恒载标 准准值值 2 P1K=3.17（不（不计支撑计支撑自重）自重）活载活载标准标准值值 P2K =7.61内力内力系数系数半跨活半跨活（或雪）（或雪）荷载内荷载内力标准力标准值值 SK=7.61内力内力系数系数风荷
13、风荷载内载内力标力标准值准值 P3K= -2.6751.2恒恒 2+1.4 活活1.2 恒恒2+1.4半跨半跨活活1.0恒恒 2+1.4 风风最最 不不 利利 内内 力力1-2-17.39-88.34-55.13-132.34-12.55-95.5116.50-44.14-251.43-199.87-116.93-251.432-3-16.13-81.94-51.13-122.75-11.35-86.3715.55-41.60-233.21-182.27-109.37-233.213-4-16.76-85.14-53.13-127.54-12.10-92.0816.50-44.14-242.3
14、1-192.67-114.93-242.314-5-16.44-83.52-52.11-125.11-11.65-88.6616.50-44.14-237.69-186.66-113.91-237.695-6-15.18-77.11-48.12-115.52-10.40-79.1415.55-41.60-219.47-168.54-106.36-219.47上上 弦弦6-7-15.8-80.26-50.09-120.24-11.05-84.0916.30-43.60-228.44-177.83-111.13-228.441-816.5083.8252.31125.5712.0091.32-17
15、.3046.28238.57190.62117.10238.578-913.5068.5842.80102.749.0568.87-14.3038.25195.20147.7896.35195.20下下 弦弦 9-109.0045.7228.5368.494.5534.63-9.4325.23130.1282.7263.85130.122-8-1.34-6.81-4.24-10.20-1.34-10.201.35-3.61-19.37-19.37-9.29-19.373-8-1.34-6.81-4.24-10.20-1.34-10.201.35-3.61-19.37-19.37-9.29-19.374-83.0015.249.5122.833.0022.83-3.118.3243.3743.3721.1643.374-9-2.85-14.48-9.03-21.69-2.85-21.693.05-8.16-41.20-41.20-20.45-41.204-113.0015.249.5122.833.0022.83-3.118.3243.3743.3721.1643.
