《钢结构设计计算书-跨度为24m的设计方案 (2).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构设计计算书-跨度为24m的设计方案 (2).doc（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录1、设计资料11.1结构形式11.2屋架形式及选材11.3荷载标准值（水平投影面计）12、支撑布置22.1桁架形式及几何尺寸布置22.2桁架支撑布置如图33、荷载计算44、内力计算55、杆件设计75.1上弦杆75.2下弦杆85.3端斜杆aB95.4腹杆95.5 竖杆145.6其余各杆件的截面166、节点设计176.1下弦节点“c”176.2上弦节点“B”186.3屋脊节点“H”196.4支座节点“a”216.5下弦中央节点“h”23致谢24参考文献24图纸241、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为24m，总长90m，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
2、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。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。1.2、屋架形式及选材屋架跨度为24m，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 0.6KN/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、.3 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.45 KN/m2屋架及支撑自重(按经验公式计算) 0.384 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： 1.1 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 24米跨屋架几何尺寸图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值图2.3 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值112.2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。其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤
4、为2台5t，布置下弦纵向水平支撑。桁架支撑布置图符号说明：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：1.0050.4=0.402 kN/m2 水泥砂浆找平层：1.0050.4=0.402 kN/m2保温层：1.0050.6=0.603 kN/m2一毡二油隔气层：1.0050.05=0.05025 kN/m2水泥砂浆找平层：1.0050.3=0.3015 kN/m2预应力混凝土大型屋
5、面板：1.0051.45=1.4575 kN/m2屋架及支撑自重： 0.12+0.01124=0.384kN/m2共 3.6 kN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.8 kN/m2积灰荷载标准值： 1.1 kN/m2共 1.9 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=（1.353.6 +1.40.70.8+1.40.91.1）1.56=63.27 kN3.2、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=1.353.61.56=43.74 kN(按永
6、久荷载为主的组合)F1.2=1.23.61.56=38.88 kN(按可变荷载为主的组合)对结构有利时：F1.3=1.03.61.56=32.4 kN半跨节点可变荷载设计值：F2.1=1.4（0.70.8+0.91.1）1.56=19.53 KN(按永久荷载为主的组合)F2.2=1.4（0.8+0.91.1）1.56=22.554 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=1.20.3841.56=4.1472 kN对结构有利时：F3 .2=1.00.3841.56=3.45
7、6 kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4=（1.21.45+1.40.8）1.56=25.74 kN3.1、3.2为使用阶段荷载情况，3.3为施工阶段荷载情况。荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3图 4.1 荷载组合（1）图 4.2 荷载组合（2） 图 4.3 荷载组合4.34、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）已经给出。求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表4.1。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
8、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-8.72-6.25-2.47-551.71-551.71DE,EF-13.53-9.04-4.49-856.04-856.04FG，GH-15.26-9.17-6.09-965.50-965.50HI-14.71-7.38-7.38-930.70-930.70下弦杆ac4.733.481.25299.27299.27ce11.538.03.53729.50729.50eg14.659.345.31926.91926.91gi15.178.446.73959.8195
9、9.81斜腹杆aB-8.87-6.53-2.34-561.20-561.20Bc6.884.762.12435.30435.30cD-5.44-3.14-2.03-344.19-344.19De3.701.901.80234.10234.10eF-2.460.71-1.75-155.64-93.73(,)-147.07(,)9.77(,)-55.25(,)-155.649.77Fg1.11-0.451.5670.2339.76(,)83.74（,）-7.75（,）44.76（,）-7.7583.74gH0.021.55-1.531.2731.15(,)-33.73(,)39.98(,)-39.
10、31（,）-39.3139.98Hi-1.08-2.471.39-68.33-95.48(,)-20.09(,)-68.06（,）30.93（,）-95.4830.93竖杆Aa-0.500-0.5000.000-31.64-31.64Cc-1.000-1.0000.000-63.27-63.27Ee-1.000-1.0000.000-63.27-63.27Gg-1.000-1.0000.000-63.27-63.27Ii000.970021.8(F22)024.9724.975、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
11、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aB最大内力=561.20kN，查表9.6.4，节点版厚度选用12mm，支座节点板厚度用14mm。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gi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。因为，故采用不等边角钢，长肢相并，使。设=80，查附录4得，需要的回转半径：根据需要的，查角钢规格表，选用2L1409010，（图5.3） ，
