土木工程课程设计24m梯形钢屋架设计

书目 一、设计资料1 二、屋架形式和几何尺寸确定1 三、支撑布置1 四、屋架节点荷载计算3 五﹑屋架杆件内力计算4 六﹑杆件截面选择6 七、节点设计16 八、课程设计小结24 一、设计资料 厂房的跨度为24m，长度为60m，柱距6m 车间内设有两台30／5吨中级工作制吊车 梯形屋架，屋架端高为1.9m，屋面坡度i1/12 屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400400mm，混凝土标号为C25 计算温度最低－20℃ 采纳1.56m预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。屋面做法三毡四油绿豆砂防水层，20厚13水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。屋面活荷载标准值0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值0.5kN/m2。由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。 二、屋架形式和几何尺寸确定 屋面材料为大型屋面板，故采纳无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H1900mm，中部高度取H2900mm，屋架跨中起拱，按。屋架几何尺寸如图1所示 图124米跨钢屋架几何尺寸 三、支撑布置 由于房屋长度有60米，故在房屋两端设置上、下横向水平支撑，厂房两端的的横向支撑设在第一柱间，在全部柱间的上弦平面内设置刚性与柔性杆，以保证安装时弦杆的稳定，在各柱间的下弦平面的跨中和端部设置柔性系杆，以传递上墙风荷载，屋架两端及跨中设置垂直支撑。（如图2所示） 图2梯形钢屋架支撑布置 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 四、屋架节点荷载计算 屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大荷载标准值计算； 屋架沿水平投影面积分布的自重按阅历公式计算，跨度单位为（m） 屋面坡度较小，故对全部荷载均按水平投影面计算 荷 载 计 算 表 表1 荷 载 名 称 标 准 值（kN/m2） 设 计 值（kN/m2） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4 1.351.89 三毡四油防水层 0.4 0.4 1.350.54 20mm厚找平层 0.02 200.4 0.4 1.350.54 80mm厚泡沫混凝土保温层 0.08 60.48 0.48 1.350.648 屋架和支撑自重 0.120.011 240.38 0.38 1.350.513 永久荷载总和 3.06 4.131 屋面活荷载 0.5 0．5 1.40.7 积灰荷载 0.5 0.5 1.40.7 可变荷载总和 1 1.4 计算屋架时考虑下列三种荷载组合状况 1 满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载） F＝（4.1311.4）1.56＝49.779kN 2 全跨永久荷载和半跨可变荷 F14.1311.56＝37.179kN 半垮节点可变荷载 F2＝1.41.56＝12.6kN 3 全跨屋架和支撑自重、半跨屋面板荷载、半跨活荷载 全跨节点屋架自重 F30.5131.56＝4.617KN 半跨屋面板自重及半跨活荷载 F4＝（1.890.7）1.56＝23.31kN 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图3所示 （a） （b） （c） 图3荷载计算简图 五﹑屋架杆件内力计算 见下表2 表 2 屋架杆件内力组合表 杆件名称 内力系数（F1） 第一种组合 F① 其次种组合 其次种组合 杆件计算内力 （kN） 全跨 左半跨 右半跨 F1① F2② F1① F2③ F3① F4② F3① F4③ ① ② ③ 上弦杆 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 -9.28 -6.98 -2.96 -461.92 -432.95 -382.35 -205.55 -111.94 -461.92 3 -9.28 -6.98 -2.96 -461.92 -432.95 -382.35 -205.55 -111.94 -461.92 4 -14.59 -10.36 -5.45 -726.10 -672.84 -610.99 -308.81 -194.41 -726.10 5 -14.59 -10.36 -5.45 -726.10 -672.84 -610.99 -308.81 -194.41 -726.10 6 -16.62 -10.83 -7.47 -827.31 -754.32 -712.00 -329.12 -250.82 -827.31 7 -16.62 -10.83 -7.47 -827.31 -754.32 -712.00 -329.12 -250.82 -827.31 8 -16.23 -9.14 -9.14 -807.68 -718.38 -718.38 -287.92 -287.92 -807.68 下弦杆 9 5.00 3.85 1.486 248.92 234.41 204.63 112.79 57.71 248.92 10 12.36 9.06 4.26 615.40 573.78 513.31 268.24 156.38 615.40 11 15.89 10.86 6.49 791.05 727.68 672.53 326.55 224.54 791.05 12 16.62 10.18 8.31 827.41 746.21 722.68 313.98 270.43 827.41 斜腹杆 27 -9.03 -6.95 -2.68 -449.52 -423.30 -369.53 -203.69 -104