何林南钢屋架设计计算.doc

2011---2012学年第二学期
钢结构课程设计
专业:土木工程
姓名:何林南
班级:土木0912
学号:2009987062
指导老师:吴开微
日期:2012年11月

钢屋架设计计算
一、设计资料
屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上(砼等级C20)。钢屋架材料为Q235钢,焊条采用E43型,手工焊接。该厂房横向跨度为24m,房屋长度为240m,柱距(屋架间距)为6m,,屋面坡度为1/12。
二、屋架布置及几何尺寸
屋架几何尺寸图
屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度H0=2000mm。
二、支撑布置
三、荷载计算
荷载
永久荷载
大型屋面板 KN/m2
防水层 kN/m2
屋架及支撑自重 kN/m2
悬挂管道

小计∑ KN/m2
可变荷载
活载 KN/m2
以上荷载计算中,因屋面坡度较小,风荷载对屋面为吸力,对重屋盖可不考虑,所以各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值:×= kN/m2
可变荷载设计值:×= kN/m2
2、荷载组合
设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合:
全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载:P=(+)××6= kN
全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载:P1=××6= P2=××6= kN
全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载
全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载:P3=×××6= kN
作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载:取屋面可能出现的活载
P4=(×+×)××6= kN
以上1),2)为使用阶段荷载组合;3)为施工阶段荷载组合。
四、内力计算
按力学求解器计算杆件内力,然后乘以实际的节点荷载,屋架要上述第一种荷载组合作用下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值,在第二和第三种荷载作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号,因此,在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算,而在半跨荷载作用下,仅需计算近跨中的斜腹杆内力,取其中不利内力(正、负最大值)作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。

全跨荷载布置图
全跨荷载内力图
左半跨荷载布置图
左半跨荷载内力图
右半跨荷载布置图
右半跨荷载内力图


内力计算表表1
杆件
名称
杆内力系数
全跨永久荷载+全跨可变荷载
P=
N=P×③
全跨永久荷载+半跨可变荷载
P1= kN
P2= kN
N左=P1×③+P2×①
N右=P1×③+P2×②
全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载
P3= kN
P4= Kn
N左=P3×③+P4×①
N右=P3×③+P4×②
计算内力
KN
P=1
在左
半跨
在右半跨
全跨
①
②
③
上
弦
杆
18-26
0
0
0
0
0
0
0
26-25
-
-
-
-
-
-
-
-
-
25-24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24-23
-
-
-
-
-
-
-
-
-
23-14
-
-
-
-
-
-
-
-
-
下
弦
杆
1-2









2-3









3-4






154.