跨度普通钢桁架设计计算报告书
钢构造设计计算书 姓 名: 班 级: 学 号: 指引教师: 一、设计资料: 1.构造形式:某厂房总长度108m,跨度为24m,纵向柱距6m,厂房建筑采用封闭结合。采用钢筋混凝土柱,梯形钢屋架,柱混凝土强度级别为C30,上柱截面400mm×400mm,屋面坡度i=1/10。地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为8度,屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台50/10t(中级工作制),锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件内力)如附图所示。屋架采用钢材为Q345A钢,焊条为E50型。 3.屋盖构造及荷载原则值(水平投影面计) 无檩体系:采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上。 荷载: ① 屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m为单位,q为屋架及支撑自重,以可kN/m2为单位; ② 屋面活荷载:施工活荷载原则值为0.7kN/m2,雪荷载基本雪压原则值为S0=0.35kN/m2,施工活荷载与雪荷载不同步考虑,而是取两者较大值。 积灰荷载原则值:0.5kN/m2。 ③ 屋面各构造层荷载标 准值: 三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.40kN/m2 水泥砂浆找平层 0.50kN/m2 保温层 0.80kN/m2 一毡二油隔气层 0.05kN/m2 水泥砂浆找平层 0.40kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.50kN/m2 ④ 桁架计算跨度: m 跨中及端部高度: 桁架中间高度: m 在23.7m两端高度: m 在30m轴线处端部高度: m 桁架跨中起拱50mm 二、构造形式与布置图: 桁架形式及几何尺寸如图1所示: 图1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置图如图2所示: 图2 三、 荷载计算 1、荷载计算: 屋面活荷载与雪荷载不会同步浮现,从资料可知屋面活荷载不不大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布荷载。桁架沿水平投影面积分布自重(涉及支撑)按经验公式(支撑) 计算,跨度单位m。 永久荷载原则值: 三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 1.005×0.4 kN/m2=0.402kN/m2 水泥砂浆找平层 1.005×0.5 kN/m2=0.503kN/m2 保温层 1.005×0.8 kN/m2=0.804kN/m2 一毡二油隔气层 1.005×0.05 kN/m2=0.050kN/m2 水泥砂浆找平层 1.005×0.4 kN/m2=0.402kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.005×1.5 kN/m2=1.508 kN/m2 桁架和支撑自重 0.12 KN/m2+0.011 ×24 kN/m2=0.384 kN/m2 总计:4.053kN/m2 可变荷载原则值: 屋面活荷载 0.7kN/m2 积灰荷载 0.5kN/m2 2、荷载组合: 设计桁架时,应考虑如下三种荷载组合: (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制组合) 全跨节点荷载设计值: F=(1.35×4.053kN/㎡+1.4×0.7×0.7 kN/㎡+1.4×0.9×0.5 kN/㎡)×1.5m×6m =61.09kN (2)全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对构造不利时: F1.1=1.35×4.053 kN/㎡×1.5m×6m=49.24kN (按永久荷载为主组合) F1.2=1.2×4.053 kN/㎡×1.5m×6m=43.77kN (按可变荷载为主组合) 对构造有利时: F1.3=1.0×4.053 kN/㎡×1.5m×6m=36.48kN 半跨节点可变荷载设计值: F2.1=1.4×(0.7×0.7 kN/㎡+0.9×0.5 kN/㎡)×1.5m×6m=11.84kN (按永久荷载为主组合) F2.2=1.4×(0.7+0.9×0.5)kN/㎡×1.5m×6m=14.49kN (按可变荷载为主组合) (3)全跨桁架涉及支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主组合) 全跨节点屋架自重设计值: 对构造不利时: F3.1=1.2×0.384 kN/㎡×1.5m×6m=4.15kN 对构造有利时: F3.2=1.0×0.384 kN/㎡×1.5m×6m=3.46kN 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值: F4=(1.2×1.5 kN/㎡+1.4×0.7 kN/㎡)×1.5×6=25.02kN (1)、(2)为使用阶段荷载状况,(3)为施工阶段荷载状况。单位力作用下计算详图见图3。 图3 单位力作用下计算详图 四、内力计算 由电算先解得F=1桁架各杆件内力系数(F=1作用于全跨、左半跨和右半跨)见图4。然后求出各种荷载状况下内力进行组合,计算成果见表1. (a) (b) 图4 桁架各杆件内力系数 表1 桁架杆件内力