学士某24米跨钢结构厂房课程设计汇本.docx

1、学士某24米跨钢结构厂房课程设计汇本一、设计资料 1.结构形式某厂房跨度为24m，总长120m，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C20，屋面坡度为i=1：10。2.屋架形式及选材屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及力系数如附图所示。屋架采用钢材及焊条为：钢材选用Q345钢，焊条采用E50型。3.荷载标准值（水平投影面计）永久荷载： 二毡三油防水层 0.4KN/m2 保温层 1.0KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2 屋架及支撑自重（按经验公式q=0

2、.12+0.011L计算） 0.384KN/m2 悬挂管道 0.1KN/m2可变荷载 屋面活荷载标准值 0.5KN/m2 雪荷载标准值 0.7KN/m2 积灰荷载标准值 0.3KN/m24.屋架的计算跨度：Lo=240002150=23700mm，端部高度：h=2005mm（轴线处），h=2990mm（计算跨度处）。起拱h=50mm二、结构形式与布置图 屋架支撑布置图如下图所示图一：24m跨屋架（几何尺寸）图二：24m跨屋架全跨单位荷载作用下各杆的力值图三：24m跨屋架半跨单位荷载作用下各杆的力值三、荷载与力计算1.荷载计算永久荷载标准值： 二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥

3、砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层 1.0KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2 屋架及支撑自重（按经验公式q=0.12+0.011L计算） 0.384KN/m2 悬挂管道 0.1KN/m2_ 总计：3.684KN/m2可变荷载标准值：笔下文学.ikdzs. 雪荷载0.7KN/m2 大于屋面活荷载标准值0.5KN/m2， 取0.7KN/m2 积灰荷载标准值 0.3KN/m2_ 总计1.0KN/m2永久荷载设计值：1.353.6844.973KN/m2可变荷载设计值：1.41.01.4KN/m22.荷载组合设计屋架时，应考虑如下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架

4、上弦节点荷载F=（4.973+1.4）1.56=57.361KN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载F1=4.9731.56=44.757KN F2=1.41.56=12.6KN（3）全跨屋架和支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载F3=0.3841.351.56=4.667KN F4=（1.41.35+1.40.7）1.56=25.83KN 3.力计算 本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的力系数。表一：屋架杆件力组合表杆件名称力系数(F=1)第一种组合F第二种组合第三种组合计算杆件力/KN全跨左半全跨右半全跨F1+F2F1+F2F3+F4F3+F

5、4AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.000上弦BCD-8.72-6.25-4.27-500.19-469.031-444.08-202.13-150.93-500.188DEF-13.53-9.04-4.49-776.09-719.466-662.136-296.65-179.03776.094FGH-15.26-9.17-6.09-875.33-798.534-759.726-308.08-228.42-875.329HI-14.71-7.38-7.38-843.78-751.363-751.363-259.28-259.17-843.78下弦AC4.7

6、33.841.25271.318260.0846227.450121.26254.3293271.317CE11.5383.53661.372616.8482560.526260.451144.91661.372EG14.659.345.31840.339773.3741722.596309.624205.426840.338GI15.178.446.73870.166785.3077763.7617288.804244.528870.166斜腹杆AB-8.87-6.53-2.34-508.79-479.273-426.47-210.07-101.78-508.792BC6.884.762.1

7、2394.644367.9042334.640155.0686.8204394.644CD-5.44-3.14-2.3-312.04-283.042-272.45-106.49-84.759-312.044DE3.71.91.8212.236189.5409188.28066.344963.736212.236EF-2.46-0.71-1.75-141.11-119.048-132.15-29.82-56.666-141.108FG1.11-0.451.5663.670744.0102769.3362-6.443145.467469.336 -6.443GH0.021.55-1.531.147

8、2220.42514-18.38240.1298-39.42740.13-39.426HI-1.08-2.471.69-61.95-79.4596-27.043-68.8438.6199-79.5638.62竖杆AA-0.5-0.50-28.681-28.6785-22.378-15.249-2.33-28.68CC-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36EE-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36GG-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36II1.9

9、40.970.9771.28111.2871.2857.32-48.45111.28四、杆件截面设计腹杆最大力-508.79kN,查表得，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。1.上弦杆（FGH杆）整个上弦不改变截面，按最大力-875.329KN（受压）计算。上弦杆件计算长度：在屋架平面，为节间轴线长度lox1508mm；在屋架平面外，根据支撑布置(上弦支撑点设在坚杆上端点)和力变化情况取loy215083016mm，因为loy2lox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。假定60，按Q345钢，轴心受压构件属于b类截面，查附表4.2得0.734需要截面面积A875.329

10、/（0.734310）3831.26mm2 需要的回转半径为：ix1508/6025.13mm iy3016/6075.4mm根据A、ix、iy查不等肢角钢规格表,选用2L1409010,A4460mm2, 25.6mm,75.4mm.按所选角钢进行验算：x1508/25.658.91 150 y3016/75.460 150（满足要求）由于xy，只需求查附表4.2用插法得0.743875.329/(0.7434460)=280.2N/mm2310N/mm2 故满足要求。2.下弦杆整个下弦也不改变截面，按最大力870.16KN（受拉）计算。按下弦支撑布置(支撑点在两端坚杆和中轴坚杆下端点)情况

11、：Lox3000mm,Loy12000mm计算下弦截面净面积：An=870.16/3102806.87mm2 需要的回转半径为：ix=3000/25012mm iy=12000/25048mm,选用2L1006310（短肢相并）A3100mm2, ix17.5mm iy50.2mm.x3000/17.5=171.4=250;y12000/50.2=239.0=250. 870.16/3100=297.8N/ mm2310N/mm2 满足要求。3.端斜杆（aB）杆件轴力N=508.79KN（受压）,计算长度=2535mm，采用不等肢角钢，长肢相并。选2L1409010，A=4460mm2，ix2

12、5.6mm iy67.7mm。x2535/25.6=99=150，min=x=0.437=508.79/(0.4374460)=261.12N/ mm2310N/mm2，故满足要求。4.斜腹杆杆Hi1. 杆件力：N=-79.56或38.62选择力大值进行计算。计算长度=0.8=0.83370=2696mm，=3370mm，按=150选，需要的回转半径为：ix2696/15018.0mm iy3370/15022.5mm，选2L635，A=1228mm2，ix19.4mm iy29.6mmx2696/19.4=139.0=150，y3370/29.6=113.9=150min=x=0.253，=79.56/（0.2531228）=256.08N/ mm2310N/ mm2（满足要求）杆gH杆件力：Ngh =40.13或-39.426选择较大力计算计算长度=0.8=0.83396=2716.8mm，=3396mm，按=150选，需要的回转半径为：ix2716.8/15018.1mm iy3396/15022.6mm，选2L635，A=1228mm2，ix19.4mm iy29.6mm。x2716.8/19.4=140.0=150，y3396/29.6=114.7=150min=x=0.250，=39.43/（0.250