18m跨厂房普通钢屋架设计

钢结构》课程设计任务书

1题目：18m跨厂房普通钢屋架设计

2．目的

通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。

3．设计资料

某厂房跨度为18m，总长度90m柱距6m厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-20°C,无侵蚀性介质，地震设防烈度为 6 度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,两端铰支在钢筋混凝土柱上，

混凝土柱上柱截面尺寸为400X400mm,混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=1/10 ; 采用1.5 X 6.0m预应力混凝土屋板，屋架采用的钢材为Q235B焊条为E43型；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）如附图所示。

荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架

跨度，以m为单位，g k为屋架及支撑自重，以kN/ m2为单位；

②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标准

值为S k=0.35 kN/m2,屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取两

者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附

表取。

③屋面各构造层的荷载标准值：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层水泥砂浆找平层保温层

一毡二油隔气层

水泥砂浆找平层

预应力混凝土屋面板

0.4KN/m2

0.6KN/m2

0.45KN/m2（按附表取）

0.05KN/m2

0.3KN/m2

1.55KN/m2

a

c

e

g

e'

c'

a

c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

屋架杆件的内力系数

-9.102

■, 1 350 d I c e 9

a

4

1500 6-9600

a . 18 米跨屋架几何尺寸

b . 18 c

+ 9.279

e

米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值

+ 9.279

g

1 .0

1.0

H D

+ 2.637

507.5= 1.0

1.0 1 .

1 .1.0

1.0

D

C

1 r G

F

「E

u D

1 50 + 3.470 a

0.5 A

「B t C

+ 7.962

1

G

1507.5 1507.5

1507.51507.5

:

+ 5.312

+ 3.967

1.0

1.0

M G

F'

1.0

1.0

0.5 A vB

+ 5.325

0.

+ 2.537 + 0.933

屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑(如图 1-1所示)

屋面采用1.5 >6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm 厚珍珠岩 (r =350kg/m 3

)的

保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm 厚水泥砂浆找平 层，屋面雪荷载为0.30kN/m 2

，钢材采用3号钢。

2.1

永久荷载

2荷载计算

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预应力钢筋混凝土大型屋面板：

三毡四油防水层及及找平层（20mm）: 120mn厚泡沫混凝土保温层：

屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度P w=1.2 1.1l =1.2 1.1 18 : 32kg/m2 2.2可变荷载

屋面雪荷载：

1.21.4 = 1.68kN/m

1.20.76 二 0.912kN /m2

1.20.42 二 0.504kN /m2 l=18m)

1.20.32 =0.384kN /

m2

2

1.4 0.55 = 0.77kN/m

2.3荷载组合

永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：

F =（1.68 0.912 0.504 0.384）0.77 丨 1.5 6 =38.25kN

3内力计算

桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1

表

4截面选择

4.1上弦杆截面选择

上弦杆采用相同截面，以最大轴力 G-⑨杆来选择：N

ma

x

348.266kN

在屋架平面内的计算长度l °x =150.8cm ，屋架平面外的计算长度 山=301.5cm c 选用两个不等肢角钢2L100 80 6，长肢水平。

截面几何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板 厚

8mm ）:

2

A =21.274cm i x =2.40cm,i y =4.61cm

348266

210.4N/mm 2 ：： f =215N/mm 2

0.778 2127.4

大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳 定验算均未超过上述值。

4.2下弦杆截面选择

下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-0杆来选择：N max 二，354.578kN

在屋架平面内的计算长度： l ox 二300cm ，屋架平面外的计算长度：l oy 二300cm 。 所需截面面积为：代十二进晋1649.

4mm

2

选择两个不等肢角钢2 90 56 6,长肢水平。 截面几何特点： A=17.114cm 2

16.494cm 2

300

300

i x

= 1.58cm i y _

4.42cm /.x

189.9：：： 350 -y 67.9：：： 350 1.58 4.42

另两个节点的下弦杆内力较小，但l oy

= 600cm ，故须验算其屋架平面外的长细比:

1

ox

i x

150.

8

-62.8 ::: 150 ■\ =0.7922

I oy 150.8

4.61

二 65.4 :: 150

\ -0.778

截面验算: