钢结构课程设计报告27m跨工业厂房普通钢屋架设计Word文件下载.docx
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③零件或节点大样图（1:
5）；
④材料表；
设计说明。
所绘图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB50001—2010）》和《建筑结构制图标准（GB-T50105-2010）》的要求。
2.设计计算书
2.1设计资料
某机械厂成品组装车间跨度为27m，厂房总长度90m，柱距6m，车间设有两台300/50kN中级工作制吊车。
厂房平面图、剖面图及屋架结构形式见图2-1（以长度90m为例）。
图2-1厂房平面、剖面及屋架形式示意图
1.车间柱网布置：
长度90m；
柱距6m；
跨度27m
2.屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。
3.屋面材料：
预应力大型屋面板
4.柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=1/10；
5.厂房工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下标高为12.5m；
采用1.5×
6m预应力混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢柱上。
6.屋面活荷载标准值为0.7
，雪荷载标准值为0.45
，基本风压0.35
，基本雪压（不与活荷载同时考虑）0.45
2.2设计依据
1.《钢结构课程设计指导》志国庆芳理工大学
2.《钢结构设计规》（GB50017-2003），：
中国计划
3.《建筑结构荷载规》（GB50009-2012），：
中国建筑工业
4.《钢结构基本原理》何若全中国建筑工业
5.《房屋建筑制图统一标准》（GB50001-2010）
6.《建筑结构制图标准》（GB-T50105-2010）
2.3屋架形式及主要尺寸确定
屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架，屋面坡度
。
屋架计算宽度
，中间高度取，在27m轴线处端部高度
，在
的两端高度为：
屋架跨中起拱高度按
计算，取。
钢材选用Q235B钢，焊条为型，手工焊。
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆。
如图2-2所示：
图2-2屋架形式
2.4支撑布置
根据厂房长度（90m>
60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。
在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。
在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。
屋架支撑布置见图2-3所示：
图2-3（a）屋架上弦支撑布置
图2-3（b）垂直支撑1-1
图2-3（c）垂直支撑2-2
符号说明：
GWJ-（钢屋架）；
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）
备注：
某车间所设计的屋盖无吊车、无天窗、无振动设备，不必进行有关这些的计算。
2.5屋架的力计算
2.5.1计算的基本假定
节点均为铰接；
所有杆件的轴线均位于同一平面，且同心交汇于节点；
荷载均作用于节点。
2.5.2荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取较大的荷载标准值进行计算，故屋面活荷载取0.7kN/m2进行计算；
荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，起卸载作用，对重屋盖可不考虑。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式
计算。
荷载计算如表2-1所示：
表2-1荷载计算表
荷载名称
标准值（
）
设计值（
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）
1.4
1.4×
1.35＝1.89
改性沥青防水层
0.4
0.4×
1.35＝0.54
20厚1:
2.5水泥砂浆找平层
150厚加气混凝土保温层
0.48
0.48×
1.35＝0.648
悬挂管道
0.10
0.10×
1.35＝0.135
屋架和支撑自重
0.120+0.011×
27=0.417
0.417×
1.35＝0.563
永久荷载总和
3.197
4.316
屋面活荷载
0.7
0.7×
1.4＝0.98
可变荷载总和
0.98
2.5.3荷载组合
设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况：
（1）第一种荷载组合：
全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨节点永久荷载及可变荷载：
（2）第二种荷载组合：
全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载：
半跨节点可变荷载：
（3）第三种荷载组合：
全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载:
全跨节点屋架自重：
半跨节点屋面板自重及活荷载：
上述三种荷载组合，其中
（1）、
（2）种组合为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
2.5.4力计算
屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如图2-4所示。
用电算先解得F=1的屋架各杆件的力系数（F=1作用于全跨、左半跨、右半跨）:
（a）全跨永久荷载+全跨可变荷载计算简图
（b）全跨永久荷载+半跨可变荷载计算简图
（c）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载计算简图
图2-4屋架计算简图
然后求出各种荷载情况下的力进行组合，计算结果详细见表2-2：
表2-2屋架构件力组合表
杆件名称
力系数（F=1）
力组合值
计算力
全跨①
左半跨②
右半跨③
第一种组合Fx①
第二种组合
第三种组合
F1×
①+F2×
②
③
F3×
①+F4×
上弦
AB
0.00
BC
-9.93
-7.47
-3.09
-473.30
-451.61
-401.38
-243.27
-130.13
CD
DE
-15.74
-11.27
-5.60
-750.23
-710.81
-660.80
-370.86
-224.40
EF
-16.32
-11.85
-777.87
-738.45
-683.33
-388.78
-227.34
FG
GH
-18.61
-11.86
-8.45
-887.03
-827.49
-797.42
-400.64
-312.56
HI
-19.10
-12.36
-910.38
-850.94
-816.45
-416.04
-315.04
IJ
下弦
ab
5.34
4.10
1.56
254.53
243.59
221.19
132.96
67.35
bc
13.26
9.74
4.40
632.02
600.98
553.88
318.77
180.84
cd
18.18
12.15
7.56
866.53
813.35
772.86
405.95
287.39
de
17.75
9.87
846.04
776.53
344.88
斜腹杆
aB
-10.04
-7.70
-2.93
-478.55
-457.91
-415.84
-249.76
-126.55
Bb
7.94
5.83
2.65
378.45
359.84
331.79
190.82
108.68
bD
-6.46
-4.43
-2.55
-307.91
-290.00
-273.42
-147.16
-98.60
Dc
4.61
2.82
2.25
219.73
203.94
198.91
96.20
81.48
cf
-3.50
-1.30
-2.76
-166.82
-147.42
-160.30
-51.31
-89.03
fG
-2.70
-0.49
-128.69
-109.20
-129.22
-26.34
-84.97
Ef
0.73
34.79
28.36
22.55
3.70
Gd
-0.74
1.84
21.83
44.58
-15.42
51.23
dg
1.14
2.90
-2.20
54.34
69.86
24.88
80.68
-51.05
gJ
1.88
3.63
89.60
105.04
53.62
103.29
-47.30
Hg
0.67
31.93
26.03
20.70
3.39
竖杆
Aa
-1.00
-47.66
-38.84
-30.90
-5.07
Cb
Ec
-1.50
-71.50
-58.27
-46.35
-7
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