华科钢结构课程设计(90分)(DOC)

目录

1、设计资料 (1)

2、结构形式和布置 (1)

3、荷载计算 (3)

4、内力计算 (4)

5、杆件设计 (5)

5.1.上弦杆 (5)

5.2.下弦杆 (6)

5.3 端斜杆aB (7)

5.4 腹杆eg-gk (7)

5.5 腹杆Bb、bD、Dc、cF、Fd、dH、He、gI (8)

5.6竖杆Ie (12)

6、节点设计 (14)

（1）下弦节点“b” (14)

（2）下弦节点“c” (15)

（3）下弦节点“d” (16)

（4）下弦节点“e” (17)

（5）上弦节点“B” (18)

（6）节点“g” (19)

（7）屋脊节点“K” (20)

（8）支座节点“a” (22)

7、填板设计 (24)

1、设计资料

某车间跨度为30m ，厂房总长度102m ，柱距6m ，车间内设有两台50/10t 中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m ；采用1.5×6 m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm ，混凝土强度等级为C25。屋架采用的钢材及焊条为：Q235B 钢，焊条为E43型。

屋面坡度1/12i =，端部高度为1.98米。 荷载（标准值）： 永久荷载： 改性沥青防水层

0.4kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 150厚加气混凝土保温层 0.9kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）

1.4kN/m 2 悬挂管道

0.10N/m 2 屋架和支撑自重为

（0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.40 kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑）

0.5kN/m 2

积灰荷载

0.7kN/m 2 不上人屋面活荷载

0.7kN/m 2

（可变荷载可按水平投影面积计算）

桁架的计算跨度为：

m 7.2915.02-30l 0=⨯=

在30m 轴线处端部高度： m 980.1h 0= 桁架的中间高度： m 230.3h = 在29.7m 处的端部高度： m 9925.1h 1= 桁架的跨中起拱60mm （=L/500）。

查表得：拉杆容许长细比350][=λ，压杆容许长细比150][=λ。

2、结构形式和布置

桁架形式及几何尺寸如图所示。

图1 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2所示。

图2 桁架支撑布置

符号说明：SC-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

沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以0035.112/121cos /12=+=α换算成沿水平投影的分布荷载。屋架和支撑的自重按经验公式L 0110120p w ⨯+=..计算（L 为跨度，单位为m ）。

标准永久荷载： 改性沥青防水层

22kN/m 4014.00.4kN/m 1.0035=⨯ 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 22kN/m 4014.00.4kN/m 1.0035=⨯ 150厚加气混凝土保温层 22kN/m 9032.00.9kN/m 1.0035=⨯

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 22kN/m 4049.11.4kN/m 1.0035=⨯

悬挂管道

2kN/m 1.0

屋架和支撑自重

220.45kN/m 30kN/m 0.0110.120=⨯+

共 3.6609kN/m 2

标准可变荷载

基本雪压不与屋面活荷载同时考虑，由数据知，屋面活荷载大于基本雪压，故取屋面活荷载计算。

基本风压：

0.4kN/m 2

积灰荷载：

0.7kN/m 2

不上人屋面活荷载：

0.7kN/m 2

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） 全跨节点荷载设计值：

kN 12.6265.17.04.07.04.17.09.04.16609.335.1F =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=））（（

3.2.全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值： 对结构不利时：

合）

（按可变荷载为主的组合）

（按永久荷载为主的组N k 54.3965.16609.32.1F kN 48.4465.16609.335.1F 2.11.1=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=

对结构有利时：kN 95.3265.16609.30.1F 3.1=⨯⨯⨯= 半跨节点可变荷载设计值：

kN

80.2165.1))7.04.0(7.09.0(4.1F kN

64.1765.1))7.04.0(7.07.09.0(4.1F 2.21.2=⨯⨯++⨯⨯==⨯⨯+⨯+⨯⨯=

3.3.全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点桁架自重设计值：

（对结构有利时）

（对结构不利时）

kN 05.465.145.00.1F kN 86.465.145.02.1F 2.31.3=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=

半跨节点屋面板自重及活载设计值：

kN 94.2365.1)7.04.14.12.1(F 4=⨯⨯⨯+⨯=

图3 桁架计算简图

4、内力计算

由结构力学求解器计算出1F =的桁架各杆件的内力系数，内力系数计算简图如图所示：

然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表1。

表1.桁架杆件内力组合表

杆件名称

内力系数

第一种组合F×①

第二种组合

第三种组合

计算杆件内力

全跨①

左半跨②

右半跨③

F1.i×①+ F1.i×①+ F3.i×①+ F3.i×①+ F2.i×②

F2.i×③

F4×②

F4×③