钢结构屋盖课程设计计算书 精品.docx

1、钢结构屋盖课程设计计算书 精品钢结构屋盖课程设计计算书 姓 名： 班 级：土木工程 学 号： 指导老师： 2011年6月11日一、 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

2、，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/m p=（1.20.21+1.40.6）2.229=2.434 KN/mpX=psin21.80=2.4340.37=0.901 KN/mpY=pcos21.80=2.4

3、340.93=2.264 KN/m弯矩设计值： MX= pY l2/8=2.26462/8=10.188KNm My= 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

4、.3142.22865=0.070KN/m pX =0.212.229sin21.8o=0.174 KN/m pY =1.41.2112.229-0.212.229cos21.80=3.344 KN/m弯矩设计值 MX= pYl2/8=3.34462/8=15.048KN/m My= 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 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=0.9

5、152.2=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） x = Mx/(x WNX)+My/(y Wynmin)=15.048106/（1.05136.98103）+0. 783106/（1.218.45103）=139.99215N/mm2y = Mx/(x WNX)+My/(y Wynmax)=15.048106/（1.05136.98103）+0.783106/（1.249.41103）=117.83215N

6、/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 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

7、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。荷载标准值1 永久荷载（恒荷载）（对水平投影面）压型钢板（不保温） 0.1 KN/m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/m2 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

8、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=0.6 KN/m风荷载基本风压0=0.4 KN/m荷载组合1 恒荷载+活（或雪）荷载2 恒荷载+半跨活（或雪）荷载3 恒荷载+风荷载4 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 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 具体计算过程如下；1 全跨屋面恒荷载作用下，上弦集中恒荷载标准值P1、=0.4062.2293/101/2=5.08KN上弦节点恒荷载P1=P1、=5.08 KN2 全跨雪荷载作用下P2、

9、=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。3 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

10、系数z=1.021.0 z=1.0计算主要承重结构：k= zsz0 背风面： k=1.0（-0.5）1.00.4=0.2 KN/m（垂直于屋面）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、=-2.625 KN 内力计算内力组合见表杆件名称杆件编号全跨荷载半跨荷载风荷载内力组合最 不 利 内 力内力系数恒载标准值1 P1K=5.08（计支撑自重）恒载标 准值2 P1K=3.17（不计支撑自重）活载标准值 P2K =7.61内力系数半跨活（

11、或雪）荷载内力标准值SK=7.61内力系数风荷载内力标准值P3K=-2.6751.2恒2+1.4活1.2恒2+1.4半跨活1.0恒2+1.4风上 弦1-2-17.39-88.34-55.13-132.34-12.55-95.5116.50-44.14-251.43-199.87-116.93-251.432-3-16.13-81.94-51.13-122.75-11.35-86.3715.55-41.60-233.21-182.27-109.37-233.213-4-16.76-85.14-53.13-127.54-12.10-92.0816.50-44.14-242.31-192.67-11

12、4.93-242.314-5-16.44-83.52-52.11-125.11-11.65-88.6616.50-44.14-237.69-186.66-113.91-237.695-6-15.18-77.11-48.12-115.52-10.40-79.1415.55-41.60-219.47-168.54-106.36-219.476-7-15.8-80.26-50.09-120.24-11.05-84.0916.30-43.60-228.44-177.83-111.13-228.44 下 弦 1-816.5083.8252.31125.5712.0091.32-17.3046.28238

13、.57190.62117.10238.578-913.5068.5842.80102.749.0568.87-14.3038.25195.20147.7896.35195.209-109.0045.7228.5368.494.5534.63-9.4325.23130.1282.7263.85130.12腹 杆2-8-1.34-6.81-4.24-10.20-1.34-10.201.35-3.61-19.37-19.37-9.29-19.373-8-1.34-6.81-4.24-10.20-1.34-10.201.35-3.61-19.37-19.37-9.29-19.374-83.0015.249.5122.833.0022.83-3.118.3243.3743.3721.1643.374-9-2.85-14.48-9.03-21.69-2.85-21.693.05-8.16-41.20-41.20-20.45-41.204-113.0015.249.5122.833.0022.83-3.118.3243.3743.3721.1643.375-11-1.34-6.81-4.24-10.20-1.34-10.201.35-3.61-19.37-19.37-9.29-19.376-11-