华科钢结构课程设计（90分）

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

《钢结构设计原理》课程设计 30m厂房钢屋架设计

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i?1/12，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/m2 0.4kN/m2 0.9kN/m2 1.4kN/m2 0.10N/m2 （0.120+0.011L）kN/m2

0.40 kN/m2 0.5kN/m2

20厚1:2.5水泥砂浆找平层 150厚加气混凝土保温层 悬挂管道 可变荷载 基本风压： 积灰荷载

基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 不上人屋面活荷载 桁架的计算跨度为：

l0?30-2?0.15?29.7m

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）

屋架和支撑自重为

0.7kN/m2 0.7kN/m2

（可变荷载可按水平投影面积计算）

在30m轴线处端部高度： h0?1.980m 桁架的中间高度： h?3.230m 在29.7m处的端部高度： h1?1.992m5 桁架的跨中起拱60mm（=L/500）。

查表得：拉杆容许长细比[?]?350，压杆容许长细比[?]?150。

2、结构形式和布置

桁架形式及几何尺寸如图所示。

1

《钢结构设计原理》课程设计 30m厂房钢屋架设计

图1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2所示。

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《钢结构设计原理》课程设计 30m厂房钢屋架设计

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1/cos??1?122/12?1.0035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pw?0.12?0.011?L计算（L为跨度，单位为m）。

标准永久荷载： 改性沥青防水层

305.4kN2/?m0.401k4N/2m 1.00? 305.4kN2/?m0.401k4N/2m 1.00?20厚1:2.5水泥砂浆找平层 150厚加气混凝土保温层 悬挂管道

305.9kN2/?m0.903k2N/2m 1.00?

1.0035?1.4kN/m2?1.4049kN/m2

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 屋架和支撑自重 标准可变荷载

2 0.1kN/m

2?00.01?130kN2/m?0.45kN 0.12 /m共 3.6609kN/m2

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： 积灰荷载：

0.4kN/m2

0.7kN/m2

不上人屋面活荷载：

0.7kN/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） 全跨节点荷载设计值：

F?（1.35?3.6609?1.4?0.9?0.7?1.4?0.7?（0.4?0.7））?1.5?6?62.12kN

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：

F1.1?1.35?3.6609?1.5?6?44.48kN（按永久荷载为主的组合）

F1.2?1.2?3.6609?1.5?6?39.54kN（按可变荷载为主的组合）对结构有利时：F1.3?1.0?3.6609?1.5?6?32.95kN 半跨节点可变荷载设计值：

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《钢结构设计原理》课程设计 30m厂房钢屋架设计

F2.1?1.4?(0.9?0.7?0.7?(0.4?0.7))?1.5?6?17.64kN

F2.2?1.4?(0.9?0.7?(0.4?0.7))?1.5?6?21.80kN 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：

F3.1?1.2?0.45?1.5?6?4.86kN（对结构不利时）

F3.2?1.0?0.45?1.5?6?4.05kN（对结构有利时）半跨节点屋面板自重及活载设计值：

F4?(1.2?1.4?1.4?0.7)?1.5?6?23.94kN

图3 桁架计算简图

4、内力计算

由结构力学求解器计算出F?1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

内力系数 杆件名称 全跨① 左半跨② 右半跨③ 第一种组合F×① 第二种组合 第三种组合 计算杆件内力 F1.i×①+ F1.i×①+ F3.i×①+ F3.i×①+ F2.i×② F2.i×③ F4×② F4×③

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r7i2.html