钢结构设计原理课程设计

淮 阴 工 学 院

课程实训

课程名称： 钢结构设计原理 专业层次： 土木工程（卓越） 班 级： 土木1134班 姓 名： 马惠冬 学 号： 1131401223 指导老师： 顾文虎、刘慧

2 0 1 5 年 1 1 月

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1、设计资料

1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。

4）该车间所属地区西安。 5）采用梯形钢屋架。

考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2 ②二毡三油防水层 400N/m2 ③20mm厚水泥砂浆找平 400N/m2

④支撑重量70N/m2

考虑活载：活载 700N/m2

6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。

2、屋架形式和几何尺寸

屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10；

屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；

端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/7.4）。 屋架几何尺寸如图1所示：

28903396ga0351501ce2000=10×8150图1：24米跨屋架几何尺寸

三、支撑布置

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3190起拱50I

25903129859253580815058105180581058105HI1G8051F9051BCDA3370199022290285931192608

由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。

上弦平面支撑布置

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屋架和下弦平面支撑布置

垂直支撑布置4、设计屋架荷载

屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式

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（Pw=0.12+0.011?跨度）计算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层

1.005x0.40=0.402kN/m2

1.005x0.4=0.402kN/m2

0.07+0.12+0.011x24=0.454kN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层 屋架和支撑自重为

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.005x 1.4=1.407kN/m2 保温层 1.005x1=1.005N/m2

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共 3.67 kN/m2

标准可变荷载：

屋面活荷载 0.7kN/m2

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共 0.7 kN/m2

考虑以下三种荷载组合

① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载

③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）

全跨节点荷载设计值：

F=(1.35x 3.67kN/m2+1.4x 0.7x0.7kN/m2 )x 1.5m X 6m=50.7645kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：

F1,1=1.35x3.67x1.5x6=44.5905KN（按永久荷载效应控制的组合） F1,2=1.2x3.67x1.5x6=39.636KN（按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：F1,3=1.0x3.67x1.5x6=33.03KN

半跨可变荷载设计值：

F2,1=1.4x(0.7x0.7)x1.5x6=6.174KN(按永久荷载为主的组合)

F2,2=1.4x0.7x1.5x6=8.82KN(按可变荷载为主的组合)

（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效

应控制的组合）

全跨节点桁架自重设计值：

对结构不利时：对结构有利时：

F3,1=1.2x0.454x1.5x6=4.9032KNF3,2=1.0x0.454x1.5x6=4.086KN

半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：

22F?1.2?1.4kNm?1.4?0.7kNm?1.5m?6m=23.94kN??4

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