1、钢屋架课程设计班级：土木 1103 班姓名：罗普俊学号：11231049指导老师：刘智敏2014 房屋钢结构课程设计 - 1 -轻屋面钢屋架设计一、 设计资料1、 工程地点：河北邯郸，设计使用年限：50 年。2、 工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度 120m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，屋架跨度 24m，柱距 6m,屋面离地 20m,吊车起重量为 15t，工作制为 A5，无较大的振动设备。3、 屋面作法：选用轻型屋面板，屋面坡度为 1/10，无天窗。4、 自然条件：基本风压为 ，基本雪压为 ，积2/35.0mKN2/5.0mKN灰荷载标准值为 地震设防烈度为 7 度。地面粗糙度类2/.别为
2、B 类，场地类别类，重要性级别为二级， （ ） 。.105、 材料选用：（1） 、屋架钢材采用规定的 Q235，（2） 、焊条采用规定的 E43 型焊条，（3） 、普通螺栓采用等级为 4.6 级的 C 级螺栓，锚栓采用 Q235 级钢制成。（4） 、角钢型号按热轧型钢 选用，（5） 、混凝土强度等级为 C25.6、结构及各组成构件形式：（1） 、钢屋架：梯形钢屋架，（2） 、屋面板：选用轻型屋面板，材料可选择夹芯板，选用长尺压型钢板、夹芯板时按图集压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 选用。2014 房屋钢结构课程设计 - 2 -（3） 、檩条及屋面支撑：计算或从相关标准图集中选
3、用。7、主要建筑构造做法及建筑设计要求按轻屋面计算。二、屋架形式的选定和结构平面的布置1、采用缓坡梯形屋架，坡度为 1/10,屋架计算跨度 ml 2370240150 屋架端部高度取 mh跨中高度 li 318521.020高跨比 ，属于常用范围之内。134.0lh屋架起拱度 取 50mm.,48502mlf屋架腹杆采用人字式，使得上弦节点受荷，上弦杆节点水平间距取1500mm.单位：mm2、屋架支撑布置根据厂房跨度 24m，长度 120 及荷载情况，设置 3 道上、下弦横向水平支撑；屋脊处与檐口位置上、下弦处分别设一道系杆；在屋盖2014 房屋钢结构课程设计 - 3 -两端开间内的屋脊处与两
4、端支座处设置竖向支撑；有吊车，需设下弦纵向水平支撑。二、 屋架荷载和内力计算1、 荷载计算根据经验公式，屋架和支撑的自重估算值为 220 /.140,m/.138.2).2.( mKNKNl 取屋架下弦无其他荷载，可假定屋架和支撑重量全都作用在上弦节点。2014 房屋钢结构课程设计 - 4 -根据建筑结构荷载规范可知，屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，屋面活荷载为 （不上人） ，雪荷载为 取其中的较2/5.0mKN2/5.0mKN大者计入，取屋面活荷载 。由于是轻屋面，需要考虑风荷2/5.0载作用。轻型屋面板采用夹芯板，按图集压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 选用。预估屋面板受力
5、，恒载为 ，屋面2/3.0mKN活荷载为 ，积灰荷载为 ，屋面板承受的设计荷载2/5.0mKN2/5.0mKN值为。板型选 ,板厚2/76.1).(413.2 960324JXB75mm,有效宽度为 960mm,取檩条间距为 1500mm，支撑条件为连续，即所承受的设计荷载最大值为 22/76.1/0.3mKN屋面板受力表永久荷载 标准值 2/设计值 2/屋面板和檩条自重 36.0.13.0屋架和支撑自重 4824总和 0.7 0.84可变荷载 标准值 2/mKN设计值 2/mKN屋面活荷载 7.04.15.0积灰荷载总和 1.0 1.42014 房屋钢结构课程设计 - 5 -檩条的设计檩条采
6、用实腹式檩条，截面采用冷弯薄壁 C 型钢 .钢52072材选用 Q235，檩条跨度为 6m,在跨中设一道拉条，提供下翼缘平面外变形的约束条件，防止檩条因整体失稳而发生弯扭，拉条采用8mm 圆钢。 xqy在跨中设一道拉条的计算简图冷弯薄壁 C 型钢 截面参数：5.2072， ， ，273.9cmA46.3cIx3986cmWx，ax1Wy 3min.1y檩条承受的竖向荷载：屋面板和檩条自重： 2/36.0KN可变荷载： 2/4.12014 房屋钢结构课程设计 - 6 -mKNq/64.251).360( 071.5,cos,sinqqyxmKNlMyX 82.17cos8202xy拉条处负弯矩
7、mKNlqxy 295.0671.5sin64.3210拉条与支座间正弯矩 Mxy 148强度验算： 223636 /15/4.1905.1248098.1 mNfNWyXx 刚度验算： Kqk /86.17.cos.).503.( 0 33393 10522.102684 lEIll 由于设置了拉条，可不用验算整体稳定。荷载组合 （本次设计地区地址设防烈度为 7 度，轻型单层工业厂房，无需进行抗震设计。 ）（1） 、全跨永久荷载+全跨可变荷载2014 房屋钢结构课程设计 - 7 -KNF16.205.)418.0(1 （2） 、全跨永久荷载+半跨可变荷载，.76. KNF6.125.43（3
8、） 、屋架、支撑自重+ 半跨屋面板重+半跨屋面活荷载，KNF2.45.1480 54.9.)70.(5（4） 、轻屋面考虑风吸力的作用风荷载标准值 20 /6.03.21)6.( mKNszk -Z 处的风振系数 -风压高度变化系数 zz-风荷载体型系数 -基本风压s0考虑 1.0恒载+1.4活载和荷载组合，风吸力为，即为风压力，且远远小0/36.02.41).03(.1 2mKNFf于竖向荷载组合，可以忽略。内力计算 利用 midas 建模计算先计算桁架各杆件的内力系数和支座反力（F=1 作用于全跨、左半跨、右半跨） 。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合。2014 房屋钢结构课程设计 -
9、8 -全跨节点荷载左半跨节点荷载右半跨节点荷载2014 房屋钢结构课程设计 - 9 -杆件内力组合（单位为 KN）， ， ， ，KNF16.20F56.72KNF6.123F32.4KNF54.9内力系数（F=1）第一种组合第二种组合 第三种组合 杆件内力杆件名称全跨 左半跨右半跨1+23F+23+45F+45AB 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000BCCD-8.741 -6.221 -2.473 -176.22 -144.98 -97.32 -97.50 -61.41 -176.22DEEF-13.559 -9.060
10、-4.498 -272.35 -216.66 -159.18 -145.01 -101.49 -273.35FGGH-15.284 -9.186 -6.097 -308.13 -231.29 -192.37 -153.66 -124.19 -308.13上弦杆HK -14.791 -7.395 -7.395 -298.19 -205.00 -205.00 -134.45 -134.45 -298.19ac 4.742 3.492 1.251 95.60 79.85 51.61 53.80 32.42 95.60ce 11.550 8.017 3.533 232.85 188.23 131.83
11、 126.38 83.60 232.885eg 14.671 9.356 5.315 295.77 228.91 177.88 152.63 114.08 285.77下弦杆gk 15.198 8.453 6.745 306.39 221.40 199.88 146.30 130.00 306.39aB -8.874 -6.533 -2.340 -178.90 -149.40 -96.57 -100.66 -60.66 -178.90Bc 6.881 4.765 2.116 138.72 112.06 78.68 75.18 49.91 138.72cD -5.438 -3.405 -2.03
12、3 -109.63 -84.01 -66.73 -55.98 -42.89 -109.63De 3.701 1.903 1.797 74.61 51.96 50.62 34.14 33.13 74.61eF -2.453 -0.708 -1.745 -49.45 -27.47 -40.53 -17.35 -27.24 -49.45Fg 1.117 -0.447 1.564 22.52 2.81 28.15 0.56 19.75 28.15gH 0.023 1.553 -1.529 0.46 19.74 -19.09 14.91 -14.49 19.74 -19.09斜杆Hk -1.084 -2.469 1.385 -22.34 -39.30 9.26 -28.24 8.33 9.26 -39.30Aa -0.500 -0.500 0.000 -10.08 -10.08 3.78 -6.93 -2.16 -10.08CcEeGg-1.000 -1.000 0.000 -20.16 -20.16 -7.56 -13.86 4.32 -20.16竖杆Kk 1.943 0.972 0.972 39.17 26.94 26.94 17.67 17.67 39.17支座反力R8 6 2 161.28
