钢 结 构 课 程 设 计 计 算 书21m 跨度厂房钢屋架设计姓名： 李德海学号： 3080210805班级： 土木应用 08-5 班指导教师：姜宏日期： 2012-2-273-4目录1、设计资料-12、支撑布置 -23、荷载计算 -44、内力计算 -55、杆件设计 -76、节点设计 -141、设计资料1.1 、结构形式某厂房跨度为 21m，总长 90m，纵向柱距 6m，采用梯形钢屋架、 1.5 6.0m 预应力混凝土大型屋面板， 屋架铰支于钢筋混凝土柱上， 上柱截面 400400，混凝土强度等级为 C30，屋面坡度为 i=1 ：10。雪荷载为 0.35 KN/m2 ，积灰荷载为 1.1 KN/m2 。地区计算温度高于 -20 0 C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为 7 度，屋架下弦标高为 18m；厂房内桥式吊车为 2 台 150/30t ，锻锤为 2 台 5t 。1.2 、屋架形式及选材本设计采用无檩条屋盖方案屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架跨度为 21m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用 Q235钢，焊条为 E43 型。1.3 、荷载标准值荷载类型永久荷载可变荷载荷载名称荷载标准值（ KN/m2）三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4水泥砂浆找平层0.4保温层0.6一毡二油隔气层0.05水泥砂浆找平层0.3预应力混凝土屋面板1.45屋架自重0.12+0.11x21=0.351屋面活荷载标准值0.7积灰荷载1.1雪荷载0.352、支撑布置2.1 桁架形式及几何尺寸布置如下图 2.1 、2.2 、 2.3 所示1507.515 07.51507. 51507. 51507.51 507.51 50 7.5GHABCD04F0000429299030296513839528832349262262101134243acegh150135 0150 0 7=1050 0图 2.121米跨屋架几何尺寸1. 01.01.01. 01. 01. 01.00. 5GHFECDAB-12.183- 12.182-11.26210.000-7.4792+7+0700.4002.50+55.41.8.4.7 -1.31.681-92-2-0 .0-78+ 9.7448+ 11. 76 8+ 4.100+ 11.96 2acegh图 2.2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.01.01.01.01. 01. 00.51.0GHEFGF ECDD AB3CB-7.339- 6.861-1-5.319-3.9 23A.000-5.31071-2.1620. 0003+0-.9.00+40127 -1-081031.01+00000-53.61.0.6.1.44.2.2-0010.3507.7082. .691-2-3-12.57.0056-295114-+ 3.00+ 6.663+ 7. 326+ 5. 884+6+310+ 4. 636+ 3.081+ 1.090aceggeca图 2.321米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2 桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图 1.1 所示。其中考虑到厂房内有桥式吊车 2 台 150/30t(中级工作制 )，锻锤为 2 台 5t，布置下弦纵向水平支撑。桁架及桁架上弦支撑布置桁架下弦支撑布置图垂直支撑垂直支撑图桁架支撑布置图符号说明： SC 上上弦支撑； 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1. 荷载计算（1）永久荷载标准值： 0.4+0.4+0.6+0.05+0.3+1.45+0.35=3.551 KN/m2永久荷载设计值：1.2x3.551=4.26 KN/m2 （由可变荷载控制）1.35x3.551=4.79 KN/m2 （由永久荷载控制）（2）可变荷载：0.7+1.1=1.8 KN/m2 （取屋面活荷载与雪荷载中最不利值）可变荷载设计值：0.7x1.4 x 1.8=1.76 KN/m2（由永久荷载控制）由于 4.76+1.76=6.55 KN/m2 2.52+4.26=6.78 KN/m2，所以按由可变荷载效应控制取值并组合。2. 荷载组合设计屋架时，应考虑三种荷载组合：2.1 、使用阶段组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨永久荷载：4.26 x 1.5 x 6.0=38.34 KN/m2全跨可变荷载：2.52 x 1.5 x 1.6=22.68 KN/m2F138.3422.6861.02 KN/m22.2 使用阶段组合二：全跨永久荷载 +半跨可变荷载全跨永久荷载：F24.26 1.5638.34 KN全跨可变荷载：F32.52 1.5622.68 KN2.3 施工阶段组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重 +半跨屋面板活荷载全跨屋架及支撑自重：F4=0.35 1.2 1.5 6=3.78 kN半跨屋面板重及半跨屋面板活荷载：F5=（1.2 1.4+1.4 0.7 ） 1.5 6=23.94 kN(a)(b)(c)图 2.1 桁架计算简图2.1 、2.2 为使用阶段荷载情况，2.3 为施工阶段荷载情况。4、内力计算F=1 的桁架各杆件内力系数（F=1