钢结构课程设计1.doc
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钢结构课程设计
钢屋架设计
学生姓名：
王宇佳
学号：
20032023317
学院：
工程学院
班级：
土木03-3班
2007年1月目录
1.基础要求………………………………………………………………………………2
2.简图与荷载取值………………………………………………………………………2
3.节点荷载………………………………………………………………………………3
4.内力分析………………………………………………………………………………3
5.内力组合与界面选择…………………………………………………………………5
6.屋架节点连接计算……………………………………………………………………6
6.1节点A的连接计算………………………………………………………………6
6.2节点B的计算……………………………………………………………………7
6.3下弦杆件拼接节点C……………………………………………………………8
1基础要求
1.1据给定要求设计单跨厂房钢屋盖。
设计时间规定为一周，设计内容包括支撑布置、檩条设计（有檩条屋盖）、屋架设计就。
要有完整的设计计算书一份（A4纸打印）、和屋架施工图一张（A0或A1图纸打印）。
1.2单跨厂房钢屋盖具体设计内容要求
屋架形式:
梯形屋架,屋架跨24m,屋架间距6m,厂房长度120m.
1.3其他资料
1.3.1钢材为Q235-B，焊条E43型。
1.3.2屋架支撑于钢筋混凝土柱上，钢筋混凝土强度等级为C20。
1.3.3梯形屋架采用1.5×6m
2简图与荷载取值
1屋架简图
2.1屋面永久荷载：
标准值kNm-2分项系数设计值kNm-2
1mm20%107胶水泥素浆0.021.20.024
防水层SBC120防水卷材0.0031.20.0036
粘结层（水泥与5%107胶）0.11.20.12
找平层（水泥砂浆20mm厚）0.401.20.48
隔气层：
SBC120防水卷材0.00251.20.0030
保温层：
（珍珠岩150mm）0.6751.20.81
基层：
（水泥沙浆20mm厚）0.401.20.48
1.5×6m大型屋板1.401.21.68
吊挂管道重0.11.20.12
屋架及支撑自重0.51.20.60
合计4.2kN/m2
2.2屋面活荷载
雪荷载0.71.40.98≈1
0.98≈1kN/m2
2.3不考虑风荷载的作用
3节点荷载
屋架节点荷载计算简图
4节点计算简图
3.1全跨恒荷载作（上弦长度为3.015m）
P1＝3.015×6×4.2/2＝38kN
P2＝3.015×6×4.2＝76kN
RA＝RB＝38+3.5×76＝304kN
3.2全跨活荷载作用：
P2＝3.015×6×1.0＝18kN
P1＝9.0kN
RA＝RB＝P1＋3.5P2＝72kN
4内力分析
4.1全跨屋面恒荷载作用时
RA＝RB＝304－38＝266kN
4.2全跨屋面活荷载作用时
RA＝RB＝72.0－9.0＝63.0kN
4.3半跨屋面活荷载作用时
RA＝9/2＋18×（11.85＋14.85＋17.85＋20.85）/23.7=54.2kN
RB＝18×3.5-54.2=8.8kN
9
1
2
3
4
5
内力组合
规格
面积
长细比
稳定
系数
应力
构
件
杆件号
静荷载能力
全跨活荷
载产生
内力
办跨活
荷载产
生内力
组合项
最大
内力
上
弦
c-3
e-6
-368.3
-288.3
-136
-145
-113
-109
③④
③④
-504.3
-433.3
┰
160×100×10
50.6
0.842
下
弦
a-2
a-5
286.4
368.4
90
150
77
120
③④
③④
376.4
518.4
┰125×10
48.75
--
斜
1-2
2-3
4-5
5-6
-352
100.5
0.0135
-107.6
-110
55
-20
8
-95
43
-10
16
③④
③④
③⑤
③⑤
-462
155.5
-19.9
-123.6
┰125×10
┰100×6
┰63×6
┰63×6
48.74
23.86
14.58
14.58
0.78
--
--
竖
杆
3-4
-57.6
-18
-18
③④
-75.6
┘┌
63×6
14.58
0.628
5内力组合与界面选择简支屋架
6屋架节点连接计算
6.1节点A的连接计算
端部支座处总反力：
R＝304+76＝380kN
6.1.1支座底板计算：
屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，柱强度等级为C20，＝10N/mm2。
所需支座底板面积
现选用A＝24×30cm2＝720×102mm2
底板平均压力
底板厚度t由两边支撑的矩形板确定，其相关数据为、，查表为
底板最大弯矩
所需底板厚度为
（考虑底板塑性抵抗矩是弹性抵抗的1.2倍，故采用上式计算）
选用底板厚度t＝25mm
6.1.2加劲肋计算：
加劲肋采用540×130×12，加劲肋与节点板连接焊缝，。
一对加劲肋传递总反力的一半，每块加劲肋与节点板连接焊缝承受弯矩和剪力为
b＝240mm
垂直角焊缝最大应力为
6.1.3加劲肋、制作节点板与底板连接焊缝的计算：
取水平角焊缝。
与底板连接水平角焊缝总长度为
6.2节点B计算
故此节点上弦内力差为最大。
10节点B
6.2.1节点板与上弦的连接焊缝：
焊缝沿上弦角钢的背、肢尖各两条，共同承担屋面传来集中荷载F及上弦内力差
上弦采用等边角钢，焊缝内力分配系数k1＝0.7、k2＝0.3，肢背焊缝采用hf＝8mm
肢背焊缝长度
可取用lw2＝300mm。
肢尖焊缝采用hf ＝6mm，需要肢尖焊缝长度
可取用lw2＝200mm。
实际焊缝长度由节点板放样决定，但应保证肢背焊缝
6.2.2杆1与节点板连接焊缝计算：
杆1最大轴心力N＝-462kN
肢背焊缝采用hf ＝10mm，所需焊缝
可取用lw1＝200mm。
肢尖焊缝采用hf＝6mm，所需焊缝
可取用lw2＝200mm
6.2.3杆2与节点板连接焊缝计算：
杆2最大轴心拉力N＝155.5kN
肢背焊缝采用hf ＝8mm，所需焊缝
可取用lw1＝200mm。
肢尖焊缝采用hf＝6mm，所需焊缝
可取用lw2＝200mm
6.3下弦杆件工地标准拼接节点C：
拼接材料通常采用与弦杆相同规格的角钢及补强拼接板，并将拼接角钢肢斜切割以保证均匀传力。
拼接角钢采用：
2L125×10
垂直肢切去：
拼接角钢净面积：
采用补强拼接板：
-170×14，A1=2380mm2
拼接按与母材等强度考虑：
拼接材料面积大于母材，不再作拼接材料强度验算。
拼接角钢与下弦的连接焊缝计算（共有四条焊缝），采用，所需焊缝长度
拼接角钢采用。
11节点C
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