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90，跨度根据不同学号为24m。1、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20，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18；厂房内桥式吊车为2台150/30 t（中级工作制），锻锤为2台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1.56.0预应力混凝土屋板。荷载：屋架及支撑自重：按经验公式q

2、=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大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架

3、。屋面坡度i=1/10；屋架计算跨度l02400030023700mm；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：g . 24米跨屋架几何尺寸h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值i . 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。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1荷 载 名

4、称标 准 值（kn/m2）设 计 值（kn/m2）预应力混凝土大型屋面板1.451.451.35=1.958三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.40.41.35=0.54水泥砂浆找平层0.40.41.35=0.54保温层0.550.551.35=0.743一毡二油隔气层 0.050.051.35=0.068找平层0.30.31.35=0.405屋架和支撑自重q=0.12+0.011l=0.3840.3841.35=0.518永久荷载总和3.4844.772屋面活荷载0.70.71.4=0.98积灰荷载1.21.21.4=1.68可变荷载总和1.92.66计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1) 满载

5、（全跨永久荷载加全跨可变荷载）f（4.772+2.66）1.5666.888kn2) 全跨永久荷载f1=4.7721.5642.948kn 半垮节点可变荷载f22.661.5623.94kn3) 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=0.5181.564.662kn半跨屋面板自重及半跨活荷载f4（1.958+1.33）1.5629.5927kn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+ f2f1+ f2f3+ f4f3+ f4上弦杆ab0.000.000.000

6、.000.000.000.000.000.00bc;cd-8.72-6.25-2.47-583.26-524.13-433.64-225.60-113.74-583.26de;ef-13.53-9.04-4.49-904.99-797.50-688.58-330.59-195.94-904.99fg;gh-15.26-9.17-6.09-1020.71-874.92-801.18-342.50-251.36-1020.71hi-14.71-7.38-7.38-983.92-808.44-808.44-286.97-286.97-983.92下弦杆ac4.733.481.25316.38286.

7、46233.07125.0359.04316.38ce11.538.03.53771.22686.71579.70290.49158.21771.22eg14.659.345.31979.91852.79756.31344.69225.43979.91gi15.178.446.731014.69853.57812.64320.48269.881014.69斜腹杆ab-8.87-6.53-2.34-593.30-537.28-436.97-234.59-110.60-593.30bc6.884.76-2.12460.19409.44244.73172.93-30.66460.19cd-5.44-

8、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-2.460.71-1.75-164.54-88.65-147.559.54-63.25-164.54fg1.11-0.451.5674.2536.9085.02-8.1451.3485.02gh0.021.55-1.531.3437.97-35.7745.96-45.18-45.18hi-1.08-2.471.39-72.24-105.52-13.11-78.1336.10-105.52竖杆aa

9、-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-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：nmax=-1020.71kn，l0x=150.8cm，l0y=300.0cm(取两块大型

10、屋面板的宽度之和为横向支撑间距，即l0y；取每个上弦杆的长度为l0x)。2l0xl0y，故截面应选择不等边角钢截面。假定=60，则=0.807，areq=n/f=1020710/（0.807215）=5882.89mm2i=lox/=1508/60=25.13mmi= l/3000/6050mm 由附表7.6选2l16010012，短肢相并，肢背间距a=10mma=230.1100=6020mm2、ix=28.2mm、iy=77.5mm截面验算：l/ i1508/28.2=53.48150(满足) l/ i=3000/77.5=38.710.563000/160=10.5求得=49.48=79

11、.87，=79.87查表4.2得0.839由n/a=1020710/(0.8396020)202.09 n/mm2215 n/mm2 (满足)故上弦杆采用2 l16010012短肢相并，如下图：（2） 下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力n=1014.69kn计算l300cm l=2400/2=1200cmareq=n/f=1014690/215=4719mm2由附表7.6选2 l16010010短肢相并a=10mma225.350.6 cm，i 2.85cm ，i7.70cm =1014690/5060= 200.53 n/mm2 215 n/mm2 (满足)l/ i300/2.85=10

12、5.26350(满足) l/ i=1200/7.70=155.84350(满足)故下弦杆采用2 l16010010短肢相并，如下图：（3） 斜腹杆gh按压杆计算：n=-45.18kn，l0x=0.8339.6=271.68cm，l0y=339.6cm，选用截面2l636 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： l/ i271.68/1.94=104.04350(满足) l/ i=339.6/2.96=114.72，只需求，查表得=0.342则=45180/0.3421228= 100.70 n/mm2，只需求，查表得=0

13、.722则=593300/0.7224062= 202.30 n/mm2 215 n/mm2 (满足)所以选择截面为2l9012的等肢角钢，肢背间距为a=10mm，如下图：（5） 腹杆bc n=460.19kn，l0x=0.8260.8=208.6cm，l0y=260.8cm 选用截面2l807 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： l/ i2086/24.4=85.49150(满足) l/ i=2608/37.0=70.49150(满足) 承载力验算：=460190/2172=211.87n/mm2423.83c

14、m2，锚栓垫块采用10010020，孔径26cm。底板实际应力：an=784-235-3.1452/4=734.4cm2q=535104/73440=7.29n/mm2a1=（140-12/2）2=189.5mmb1= a1/2=94.8mmb1/a1=0.5，查表得：=0.056，则：m= qa2=0.0567.29189.52=14.66knmm所需底板厚度：t=20.71mm用t=22mm，底板尺寸为28028022。（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=13377670=9364032knmm验算焊缝应力：加劲肋尺寸取为29014012。采用hf=