24米厂房钢屋架设计

1、钢结构设计姓名：学号：班级：一、设计资料厂房总长90m，跨度根据不同学号为24m1、 结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30,屋面 坡度为i=1:10 ； L为屋架跨度。地区计算温度高于一20E，无侵蚀性介质，地震 设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m ;厂房内桥式吊车为2台150/30 t （中 级工作制），锻锤为2台5 t。2、 屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载 P=1.0作用下杆 件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号用 Q235钢， 焊条为E43型。3、屋盖结构及荷载 采用无檩体系。用1.5 X 6.0预应力混凝土屋板。

2、荷载：屋架及支撑自重：按经验公式 q=0.12+0.11L，L为屋架跨度，以m为单 位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； 屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值； 积灰荷载根据不同学号按附表取： 0.7 KN/m2； 屋面个构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2保温层0.55KN/m2一毡二油隔气层0.05KN/m2水泥砂浆找平层0.3KN/m2预应力混凝土屋面板1.45KN/m2二、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为

3、大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=1/10 ； 屋架计算跨度 L = 24000- 300= 23700mm端部高度取 H=1990mm跨中高度取 3190mm下端起拱50mm屋架几何尺寸如图 1 所示：1500X 8=1 2000H5c.a9 o 50850050850aceg1.01.00.5A400+ 4.73+ 11.53+ 14.65+ 15.17+ 15.170116%010+501.0I 1.01.01.01.01.0r -1FC1r d 1乍_F Jg . 24米跨屋架几何尺寸H+I -14.71h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.0+

4、3.4804Dr9+19o .1 -170 + 8.0 V +9.34o .1 -r.o + 8.44Coo ooo O00o2400.0+ 6.73+5.31+ 1.25acegI igecai . 24 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值支撑布置：由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架 两端及跨中三处设置垂直支撑。 其他屋架则在垂直支撑处分别于上、 下弦设置三 道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。15*6000-eocid何 moKcpcKnmamnErpn&imCCl331gjiQGicn心桁架上弦不意图15*6000= 9000

5、0X桁架下弦示意图nrrnQ LZ ijgiuc-lug iguuug比丄GGL|亡1 CClxXLG3-2XXX垂直支撑IT四、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 荷载计算表表i荷载名称标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）预应力混凝土大型屋面板1.451.45 1.35=1.958三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.40.4 1.35=0.54水泥砂浆找平层0.40.4 1.35=0.54保温层0.550.55 1.35=0.743一毡二油隔气层0.050.05 1.35=0.068找平层0.30.3 1.35=0.405屋架和支撑自重q=0.12+0.011L=0.

6、3840.384 1.35=0.518永久何载总和3.4844.772屋面活荷载0.70.7 1.4=0.98积灰何载1.21.2 1.4=1.68可变何载总和1.92.66计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1）满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载）F=（ 4.772+2.66） X1.5 8= 66.888kN2）全跨永久荷载Fi=4.772 1.5 6 = 42.948kN半垮节点可变荷载F2= 2.66 1.5 6 = 23.94kN3）全跨屋架和支撑自重、半跨屋面板荷载、半跨活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.518 1.5 6 = 4.662KN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4=（ 1.95

7、8+1.33） X1.5 6 = 29.5927KN五、屋架杆件内力计算表2屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数（F=1）第一种 组合F X第二种组合第二种组合杆件计 算内力（kN）全跨左半跨右半 跨F1 X +F2 XF1 X+ F2 XF3 X +F4 XFa X +F4 XAB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC;CD-8.72-6.25-2.47-583.26-524.13-433.64-225.60-113.74-583.26上 弦 杆DE;EF-13.53-9.04-4.49-904.99-797.50-688.58-330.59-195.94

8、-904.99FG;GH-15.26-9.17-6.09-1020.71-874.92-801.18-342.50-251.36-1020.71HI-14.71-7.38-7.38-983.92-808.44-808.44-286.97-286.97-983.92ac4.733.481.25316.38286.46233.07125.0359.04316.38下 弦 杆ce11.538.03.53771.22686.71579.70290.49158.21771.22eg14.659.345.31979.91852.79756.31344.69225.43979.91gi15.178.446.

9、731014.69853.57812.64320.48269.881014.69斜aB-8.87-6.53-2.34-593.30-537.28-436.97-234.59-110.60-593.30腹Bc6.884.76-2.12460.19409.44244.73172.93-30.66460.19杆cD-5.44-3.14-2.02-363.87-308.81-282.00-118.28-85.14-363.87De3.701.901.80247.49204.39202.0073.4770.52247.49eF-2.460.71-1.75-164.54-88.65-147.559.54-

10、63.25-164.54Fg1.11-0.451.5674.2536.9085.02-8.1451.3485.02gH0.021.55-1.531.3437.97-35.7745.96-45.18-45.18Hi-1.08-2.471.39-72.24-105.52-13.11-78.1336.10-105.52竖 杆Aa-0.5-0.50-33.44-33.44-21.47-17.13-2.33-33.44Cc-1.0-1.00-66.89-66.89-42.95-34.25-4.66-66.89Ee-1.0-1.00-66.89-66.89-42.95-34.25-4.66-66.89Gg

11、-1.0-1.00-66.89-66.89-42.95-34.25-4.66-66.89Ii00.970.970.0023.2223.2228.7028.7028.70六、杆件界面设计(1) 上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：NU=-1020.71KN, lox=15O.8cm, loy=3OO.Ocm(取两块大型屋面板的宽度之和 为横向支撑间距，即loy；取每个上弦杆的长度为lox)。2lox loy,故截面应选择 不等边角钢截面。假定入=60,则=0.807, Areq=N/ f=1020710/ （0.807X 215） =5882.89mm2iyreq=lox/入=1508/6

12、0=25.13mmi yreq = l oy /= 3000/60= 50mm由附表7.6选2L160X 100X 12，短肢相并，肢背间距a=10mm2A=2X 30.1 X 100=6020mm、ix=28.2mm、iy=77.5mm截面验算：X = lox/ix = 1508/28.2=53.48v = 150（满足）y = loy/iy=3000/77.5=38.710.56 X 3000/160=10.5求得 yz= y=49.48v x=79.87, max = x=79.87查表4.2得=0.839由 N/ A=1020710/（0.839 6020）= 202.09 N/mm2

13、215 N/mm2 （满足）故上弦杆采用2 L160 X100X12短肢相并，如下图：10（2）下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力N=1014.69KN计算I ox = 300cm l oy =2400/2=1200cmAreq=N/ f=1014690/215=4719mm2由附表7.6选2 L160 X00X10短肢相并a=10mmA = 2X25.3= 50.6 cm , i x = 2.85cm, i y = 7.70cm=N/An =1014690/5060= 200.53 N/mm2 215 N/mm2 （满足）x = lox/ i x = 300/2.85=105.26 =

14、350（满足）y = loy/i y=1200/7.70=155.84 = 350（满足）故下弦杆采用2 L160 X00X0短肢相并，如下图：10（3）斜腹杆gH按压杆计算：N=-45.18KN , lox=O.8X 339.6=271.68cm, loy=339.6cm, 选用截面2L63 x 6 a=10mm截面几何特性：几何面积：A=14.58cm2回转半径：ix=1.93cm, iy=2.98cm长细比：x 二 lox/ix 二 271.68/1.94=104.04 350（满足）y = loy/i y=339.6/2.96=114.72 y，只需求x，查表得x=0.342贝 u =

15、 N/ xA=45180/0.342X 1228= 100.70 N/mm2 y，只需求x，查表得x=0.722则 =N / xA=593300/0.722X 4062= 202.30 N/mm2 215 N/mm2 (满足)所以选择截面为2L90 x 12的等肢角钢，肢背间距为a=10mm,如下图:10IT（5）腹杆BeN=460.19KN , lox=O.8X 260.8=208.6cm, loy=26O.8cm选用截面2L80 x 7 a=10mm截面集合特性：几何面积：A=21.72cm2回转半径：ix=2.44cm, iy=4.05cm长细比： x 二 lox/ix 二 2086/2

16、4.4=85.49 150（满足）y = loy/ iy =2608/37.0=70.49423.83cm2，锚栓垫块采用一100X 100X 20,孔径26cm。底板实际应力：An=784-2X 3X 5-3.14X 52/4=734.4cm2q=535104/73440=7.29N/mm2a1= ( 140-12/2)x2 2=189.5mmb1= a1/2=94.8mmb1/a1=0.5，查表得：B =0.056，则:M= B qa2=0.056X 7.29X 189.52=14.66KN mm所需底板厚度:t=.6 14660205=20.71mm用t=22mm，底板尺寸为280X280X22。2)加劲肋与节点板连接焊缝计算： 一个加劲肋的受力为支座反力的1/4，则焊缝受力V=R/4=535104/4=133776Ne=14/2=7cmM=13377X 70=9364032KN mm验算焊缝应力：加劲肋尺寸取为 290X 140X 12。采用hf=6mm,验算焊缝 应力：1337762 0.7 6 (290 12)57.29N / mm286.55N/mm肢6 93643202 0.7 6 (290 12)2尖