钢结构课程设计姓名张彬学号14219117140班级14土木工程专升本学院瓯江学院指导教师周亚刚时间2015年6月20日班级：14土木工程专升本学号：14219117140姓名：张彬一、设计资料1、结构形式某厂房跨度为24m，总长90m，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400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为。地区计算温度高于-200C，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（中级工作制），锻锤为2台5t。2、屋架形式及选材屋架形式、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：钢，焊条为型。3、荷载标准值（水平投影面计）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.5KN/m2水泥砂浆找平层0.5KN/m2保温层0.45KN/m2(按附表取)一毡二油隔气层0.05KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4KN/m2屋架及支撑自重：按经验公式L为屋架跨度计算：0.384KN/m2悬挂管道：0.15KN/m2可变荷载：屋面活荷载标准值：雪荷载标准值：0.35KN/m2积灰荷载标准值：1.1KN/m2图1.124米跨屋架几何尺寸图1.224米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值4、支撑布置二、荷载计算（水平投影面计）①永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.5KN/m2水泥砂浆找平层0.5KN/m2保温层0.45KN/m2(按附表取)一毡二油隔气层0.05KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4KN/m2屋架及支撑自重：按经验公式L为屋架跨度计算：0.384KN/m2悬挂管道：0.15KN/m2小计∑3.834KN/m2可变荷载：屋面活荷载标准值：雪荷载标准值：0.35KN/m2积灰荷载标准值：1.1KN/m21、积灰荷载应与雪荷载或屋面活荷载两者中的较大者同时考虑，所以这里的可变荷载只考虑积灰荷载和屋面活荷载。可变荷载效应控制的组合设计值：1.2×3.834+1.4×1.1+1.4×0.7×0.7=6.8268KN/m2永久荷载效应控制的组合设计值：1.35×3.834+1.4×（1.1×0.9+0.7×0.7）=7.2479KN/m2所以荷载组合设计值取7.2479KN/m22、荷载组合设计屋架时仅考虑以下一种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P=7.2479×1.5×6=65.2311kN四、内力计算屋架在上述1种荷载组合作用下的计算简图1.2全跨满载情况下的内力计算结果见表1内力计算表表1杆件名称全跨全跨永久荷载+全跨可变荷载P=65.2311kN内力组合N=P*系数系数上弦杆A-B00B-D-8.72-568.8152D-F-13.53-882.5768F-H-15.26-995.4266H-I-14.71-959.5495下弦杆a-c+4.73308.5431c-e+11.53752.1146e-g+14.56949.7648g-i+15.17989.5558斜腹杆a-B-8.87-578.5999B-c+6.88448.7900c-D-5.44-354.8572D-e+3.70241.3551e-F-2.46-160.4685F-g+1.1172.4065g-H+0.021.3046H-i-1.08-70.4496竖杆a-A-0.5-32.6156c-C-1.0-65.2311e-E-1.0-65.2311g-G-1.0-65.2311I-i1.94126.5483五、杆件截面设计1、上弦杆截面计算腹杆最大内力，N=-578.5999KN由屋架节点板厚度参考表可知：支座节点板厚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。计算长度：屋架平面内取节间轴线长度=150.8cm屋架平面外根据支撑和内力变化取=2×150.8=301.6cmy因为，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并,截面类型为b类。如图1示。yxx12图1上弦截面设，查轴心受压构件的稳定系数表需要截面积需要回转半径，根据需要的A、ix、iy，查教科书P341附表2-5b角钢型钢表，选用2∟160×100×14，A=69.418c㎡,ix=2.80cm,iy=7.86cm,对于短肢相并的不等肢角钢，，所以满足长细比：小于的要求。由于，只需求出，查课本P356附表4-1b轴