24钢结构课程方案设计书计算书跨度为24m.docx

1、24钢结构课程方案设计书计算书跨度为24m封面作者：PanHongliang仅供个人学习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85.1上弦杆85.2下弦杆95.3端斜杆aB95.4腹杆115.5 竖杆165.6其余各杆件的截面166、节点设计206.1下弦节点“c”206.2上弦节点“B”216.3屋脊节点“H”226.4支座节点“a”236.5下弦中央节点“h”23参考文献27图纸271、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为24m，总长9

2、0m，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C25，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235钢，焊条为E43型。1.3、荷载标准值（水平投影面计）1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 0.7 KN

3、/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2屋架及支撑自重(按经验公式计算) 0.384KN/m22可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2雪荷载标准值： 0.5 KN/m2积灰荷载标准值： 0.7KN/m22、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 24M跨屋架几何尺寸图2.2 24M跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2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

4、 )，锻锤为2台5t，布置下弦纵向水平支撑。（见下图）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： 1.0050.7=0.704 kN/m2一毡二油隔气层： 1.0050.05=0.050 kN/m2水泥砂浆找平层： 1.0050.3=0.302 kN/

5、m2预应力混凝土大型屋面板： 1.0051.40=1.407 kN/m2屋架及支撑自重： 0.12+0.01124=0.384 kN/m2共 3.833 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： 0.7 kN/m2共 1.5 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=（1.353.833+1.40.70.8+1.40.90.7）1.56=61.56 kN荷载组合（1）计算简图如图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

6、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-8.72-6.25-2.47-536.80-536.80DE,EF-13.53-9.04-4.49-832.91-832.91FG，GH-15.26-9.17-6.09-939.41-939.41HI-14.71-7.38-7.38-905.55-905.55下弦杆ac4.733.481.25269.02269.02ce11.538.03.53709.79709.79eg14.659.345.31901.8590

7、1.85gi15.178.446.73933.87933.87斜腹杆aB-8.87-6.53-2.34-546.64-546.64Bc6.884.762.12423.53423.53cD-5.44-3.14-2.03-334.89-334.89De3.701.901.80227.77227.77eF-2.460.71-1.75-151.44-151.44Fg1.11-0.451.5668.3368.33gH0.021.55-1.531.231.23Hi-1.08-2.471.39-66.48-66.48竖杆Aa-0.500-0.5000.000-30.78-30.78Cc-1.000-1.00

8、00.000-61.56-61.56Ee-1.000-1.0000.000-61.56-61.56Gg-1.000-1.0000.000-61.56-61.56Ii000.9700005、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。N= 939410 N （受压）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aB最大内力=546.04kN，查表9.6.4，中间节点版厚度选用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：

9、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）。，考虑下弦杆有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） ，。又所选截面合适。5.4腹杆

10、5.4.1 Bc杆杆件轴力： 所需截面积： 杆件计算长度： ，选用2L758等边角钢（图5.4.1），满足长细比的要求。 满足要求。 5.4.2 cD杆杆件轴力：计算长度： 设=100查附录4得所需的 ，选用2L7510（图5.4.2），由于，只求，查附录4，得所选截面满足。5.4.3 De杆杆件轴力：所需截面积：杆计算长度： 选用2L506等边角钢，（图5.4.3），满足长细比的要求。所选截面满足。5.4.4 eF杆计算长度：，设=100查附录4得所需的选用2L755等边角钢（见图5.4.4）， ，由于，只求，查附录4，得，所选截面满足。5.4.5 Fg杆杆件轴力 N=68.33计算长度：内

11、力较小，按选择，需要的回转半径为：，查型钢表，选截面和较上述计算的和略大些。选用2L635（图5.4.5），由于，只求，查附录4，得拉应力： 所选截面满足。5.4.6 gH杆杆件轴力N=1.23计算长度：内力较小，按选择，需要的回转半径为：，查型钢表，选截面和较上述计算的和略大些。选用2L635（见图5.4.6），由于，只求，查附录4，得拉应力： 所选截面满足。5.4.7 Hi杆同理选用2L635（见图5.4.7），由于，只求，查附录4，得，所选截面满足。5.5.1 竖杆Aa,Cc,Ee,Gg：Aa,Cc,Ee,Gg都受压，各个竖杆采用同类截面，按Gg杆件的最大设计内力设计。，内力较小，按选择

12、，需要的回转半径为：，查型钢表，选截面和较上述计算的和略大些。选用2L635（见图5.5），由于，只求，查附录4，得，所选截面满足。5.5.2 竖杆Ii：（见图5.5）按5.5.1所选截面验算：KN 所选截面满足。表5.1 杆件截面选择表杆件计算内力/kN截面规格截面面积/cm2计算长度/cm回转半径/cm长细比容许长细比稳定系数应力/(N/mm2)名称编号上弦FGGH-939.41 2L160X10012 60.11150.8301.62.827.5453.48601500.807193.66下弦gi933.87 2L160100X1050.631185600.002.857.78105.26152.31350201.57斜腹杆aB-546.64 2L140901044.522 253.5 253.5 3.16 3.16 56.71 75.32 150 0.718 170.81Bc423.532L75823.01208.64260.82.283.5791.5173.05350184.06cD-334.89 2L751028.25228.72285.902.263.61101.2080.651500.543