《钢结构设计-跨度为21m的设计ji计算书 (2).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构设计-跨度为21m的设计ji计算书 (2).doc（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为21m，总长102m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.56.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为。1.2、屋架形式及选材屋架跨度为21m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。1.3、荷载标准值（水平投影面计） 永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 保温层 0.65KN/m2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2
2、预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2屋架及支撑自重(按经验公式计算) 0.351 KN/m2悬挂管道： 0.15 KN/m2 可变荷载：屋面活荷载标准值： 雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.3 KN/m2(按附表取)2、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2.1、2.2、2.3所示图2.1 21米跨屋架几何尺寸图2.3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值232.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示，布置下弦纵向水平支撑。符号说明：SC上上弦支撑；XC下弦支撑；CC垂直支撑;GG刚性系杆；LG柔性系杆3、荷
3、载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。标准永久荷载值：三毡四油防水层：1.050.4=0.42 kN/m2 水泥砂浆找平层：1.050.4=0.42 kN/m2保温层：1.050.65=0.653 kN/m2一毡二油隔气层：1.050.05=0.050 kN/m2水泥砂浆找平层：1.050.3=0.302 kN/m2预应力混凝土大型屋面板：1.051.4=1.407 kN/m2屋架及支撑自重： 0.12+0.01121=0.351kN/m2悬挂管道： 0.15 kN/m2共 3.71
4、7 kN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.7 kN/m2积灰荷载标准值： 1.3 kN/m2共 2.0 kN/m2设计桁架时，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)全跨节点永久荷载设计值：F=（1.353.717 +1.40.70.7+1.40.91.3）1.56=66.08kN其中屋面活荷载分享系数为1.4 组合系数为0.7；机会何在为1.4；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：F1.1=1.353.7171.56=45.16 kN(按永久荷载为主的组合)F1.2=1.23.7171.
5、56=40.14 kN/(按可变荷载为主的组合)对结构有利时：F1.3=1.03.7171.56=33.45 kN半跨节点可变荷载设计值：F2.1=1.4（0.70.7+0.91.3）1.56=20.92 KN(按永久荷载为主的组合)F2.2=1.4（0.7+0.91.3）1.56=23.56 KN(按可变荷载为主的组合)3.3、全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主控制的组合)全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F3 .1=1.20.3511.56=3.79 kN对结构有利时：F3 .2=1.00.3511.56=3.16 kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F
6、4=（1.21.4+1.40.7）1.56=23.94 kN3.1、3.2为使用阶段荷载情况，3.3为施工阶段荷载情况。4、内力计算F=1的桁架各杆件内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）求出各种内力如下表4.1 桁架杆件内内力组合表杆件名称内力系数（F=1）内力组合计算杆件内力/kN全跨左半跨荷载第一种组合F第二种组合第三种组合左半跨右半跨F1.i+F2.iF1.i+F2.iF3.i+F4F3.i+F4上弦杆 AB000000000BC,CD-7.472-5.310-2.162-493.750-493.750DE,EF-11.262-7.339-3.923-744.193-744.19
7、3FG，GH-12.180-6.861-5.319-804.854-804.854下弦杆ac4.1003.0101.090270.928270.928ce9.7443.6633.081643.884643.884eg11.9627.3264.636790.449790.449gh11.7685.8845.884777.629777.629斜腹杆aB-7.684-5.641-1.748-507.759-507.759Bc5.8083.9601.581383.793383.793cD-4.409-2.633-1.520-291.347-291.347De2.7921.2221.344184.495
8、184.495eF-1.572-0.047-1.505-102.556-102.556Fg0.328-1.0391.36721.674-7.53（F1.1,F2.1）43.41（F1.1,F2.2）-25.13（F3.2,F4）34.17（F3.1,F4）43.41,-25.13gH0.7131.913-1.20047.11577.269（F1.2,F2.2）3.516（F1.2,F2.1）48.499（F3.1,F4）-26.48（F3.2,F4）77.269,-26.48竖杆Aa-0.500-0.5000.000-33.04-33.04Cc-1.000-1.0000.000-66.08-6
9、6.08Ee-1.000-1.0000.000-66.08-66.08Gg-1.000-1.0000.000-66.08-66.08Hh000005、杆件设计5.1上弦杆整个上弦架采用等截面，按FG、GH杆件之最大设计内力设计。 上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：在桁架平面外，根据支承布置及内力变化情况，取：因为，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图5.1）腹杆最大内力N=553.248kN，查表9.6.4，节点版厚度选用10mm，支座节点板厚度用12mm。设=60查附录4得。需要截面积： 需要的回转半径：， 根据需要的A，ix，iy查角钢规格表（附录8），选用，按所选角钢进行
10、验算：满足长细比的要求。截面在x和y平面内皆属b类，由于 ，只要求，查表得。所需截面合适5.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按eg杆最大设计值计算。，根据桁架下弦支撑布置情况，得所需截面积： 根据所需截面积查表选用，不等肢角钢，短肢相并（图5.2）。，考虑下弦有有221.5mm的栓孔削弱，下弦净截面面积：所需截面适合。5.3端斜杆aB杆件轴力：计算长度lox=loy=253cm。因为lox=loy，故采用不等边角钢，长肢相并，使ix=iy。设=70，查附录4得，需要的回转半径：根据需要的A，ix，iy查角钢规格表，选用2L140908A=36.08cm2iy=3.63cmix=4.50cm，满
11、足长细比要求， 截面在x和y平面内皆属b类，由于，只求，查附录4，得，所选截面合适。5.4腹杆5.4.1 Bc杆（图5.4.1）杆件轴力： 所需截面积： 杆件计算长度： ，选用2L756等边角钢， 满足长细比的要求。5.4.2 cD杆（图5.4.2）杆件轴力： 计算长度： ，设=100查附录4得,选用2L758，由于，只求，查附录4，得所选截面满足。5.4.3 De杆（图5.4.3）杆件轴力： 所需截面积： 杆件计算长度： ，选用2L505等边角钢，满足长细比的要求。所选截面满足。5.4.4 eF杆（见图5.4.4）轴力：设=100查附录4得选用2L705等边角钢，由于，只求，查附录4，得，所选截面满足。5.4.5 Fg杆（见图5.4.5）设=100查附录4得选用2L705等边角钢（见图4.7，与eF杆一样，为了使角钢型号不要太多，偏于安全选择已有型号相近的角钢，以下有很多这种情况，并非不懂得选择经济截面） ，由于，只求，查附录4，得，拉应力： 所选截面满足。5.4.6 gH杆，设=10
