[学士]某24米跨钢结构厂房课程设计.docx
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1、一、设计计资料1.结构构形式某厂房跨跨度为224m,总长1120mm,柱距距6m,采用梯梯形钢屋屋架、11.56.00m预应应力混凝凝土大型型屋面板板,屋架架铰支于于钢筋混混凝土柱柱上,上上柱截面面40004000,混凝凝土强度度等级为为C200,屋面面坡度为为i=11:100。2.屋架架形式及及选材屋架跨度度为244m,屋屋架形式式、几何何尺寸及及内力系系数如附附图所示示。屋架架采用钢钢材及焊焊条为:钢材选选用Q3345钢钢,焊条条采用EE50型型。3.荷载载标准值值(水平平投影面面计)永久荷荷载:二毡三油油防水层层 0.4KNN/m22 保温温层 11.0KKN/mm2 水泥泥砂浆找找平层
2、 0.4KNN/m22 预应应力混凝凝土大型型屋面板板 1.44KN/m2 屋架架及支撑撑自重(按经验验公式qq=0.12+0.0011LL计算) 0.3384KKN/mm2 悬挂挂管道 00.1KKN/mm2可变荷荷载 屋面面活荷载载标准值值 0.55KN/m2 雪荷荷载标准准值 00.7KKN/mm2 积灰灰荷载标标准值 0.3KNN/m224.屋架架的计算算跨度:Lo=24000021500=2337000mm,端部高度度:h=20005mmm(轴线线处),h=29990mmm(计计算跨度度处)。起拱h=50mmm二、结构构形式与与布置图图 屋架支支撑布置置图如下下图所示示图一:224m
3、跨跨屋架(几何尺尺寸)图二:224m跨跨屋架全全跨单位位荷载作作用下各各杆的内内力值图三:224m跨跨屋架半半跨单位位荷载作作用下各各杆的内内力值三、荷载载与内力力计算1.荷载载计算永久荷载载标准值值:二毡三油油(上铺铺绿豆砂砂)防水水层 0.44KN/m2 水泥泥砂浆找找平层00.4KKN/mm2 保温温层 11.0KKN/mm2 预应应力混凝凝土大型型屋面板板 1.44KN/m2 屋架架及支撑撑自重(按经验验公式qq=0.12+0.0011LL计算) 0.3384KKN/mm2 悬挂挂管道 00.1KKN/mm2_ 总计计:3.6844KN/m2可变荷载载标准值值:笔下下文学m 雪荷荷载0
4、.7KNN/m22大于屋面面活荷载载标准值值0.55KN/m2,取0.7KNN/m22 积灰灰荷载标标准值 0.33KN/m2_总计1.0KNN/m22永久荷载载设计值值:1.353.66844.9973KKN/mm2可变荷载载设计值值:1.41.001.4KN/m22.荷载载组合设计屋架架时,应应考虑如如下三种种荷载组组合:(1)全全跨永久久荷载+全跨可可变荷载载 屋架架上弦节节点荷载载F=(4.9973+1.44)1.556=557.3361KKN(2)全全跨永久久荷载+半跨可可变荷载载屋架上弦弦节点荷荷载F11=4.97331.556=444.7557KNN F2=1.441.556=1
5、22.6KKN(3)全全跨屋架架和支撑撑自重+半跨大大型屋面面板重+半跨屋屋面活荷荷载屋架上弦弦节点荷荷载F33=0.38441.3351.556=4.6677KNF4=(1.441.335+1.440.77)1.556=255.833KN 3.内内力计算算 本本设计采采用图解解法计算算杆件在在单位节节点力作作用下各各杆件的的内力系系数。表一:屋屋架杆件件内力组组合表杆件名称称内力系数数(F=1)第一种组组合F第二种组组合第三种组组合计算杆件件内力/KN全跨左半全跨跨右半全跨跨F1+F2F1+F2F3+F4F3+F4AB0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.
6、0000.0000上弦BCD-8.772-6.225-4.227-5000.199-4699.0331-4444.088-2022.133-1500.933-5000.1888DEF-13.53-9.004-4.449-7766.099-7199.4666-6622.1336-2966.655-1799.033776.0944FGH-15.26-9.117-6.009-8755.333-7988.5334-7599.7226-3088.088-2288.422-8755.3229HI-14.71-7.338-7.338-8433.788-7511.3663-7511.3663-2599.288
7、-2599.177-8433.788下弦AC4.7333.8441.255271.3188260.08446227.4500121.262254.332933271.3177CE11.55383.533661.3722616.84882560.5266260.4511144.91661.3722EG14.6659.3445.311840.3399773.37441722.5966309.6244205.4266840.3388GI15.1178.4446.733870.1666785.30777763.76117288.8044244.5288870.1666斜腹杆AB-8.887-6.553
8、-2.334-5088.799-4799.2773-4266.477-2100.077-1011.788-5088.7992BC6.8884.7662.122394.6444367.90442334.6400155.0686.882044394.6444CD-5.444-3.114-2.33-3122.044-2833.0442-2722.455-1066.499-84.7599-3122.0444DE3.71.91.8212.2366189.54009188.280066.33449963.7736212.2366EF-2.446-0.771-1.775-1411.111-1199.0448
9、-1322.155-29.82-56.6666-1411.1008FG1.111-0.4451.56663.66707744.001022769.333622-6.44431145.44674469.3336-6.4443GH0.0221.555-1.5531.144722220.4425114-18.382240.112988-39.427740.113-39.4266HI-1.008-2.4471.699-61.95-79.45996-27.0433-68.8438.661999-79.5638.662竖杆AA-0.55-0.550-28.6811-28.67885-22.3788-15.
10、2499-2.333-28.68CC-1-10-57.3611-57.3577-44.7577-30.4977-4.666-57.36EE-1-10-57.3611-57.3577-44.7577-30.4977-4.666-57.36GG-1-10-57.3611-57.3577-44.7577-30.4977-4.666-57.36II1.9440.9770.97771.228111.2871.22857.332-48.45111.28四、杆件件截面设设计腹杆最大大内力-5088.79kN,查表得得,中间间节点板板厚度选选用100mm,支支座节点点板厚度度选用112mmm。1.上弦弦杆(F
11、FGH杆杆)整个上弦弦不改变变截面,按最大大内力-8755.3229KNN(受压压)计算算。上弦杆件件计算长长度:在在屋架平平面内,为节间间轴线长长度lox115088mm;在在屋架平平面外,根据支支撑布置置(上弦支支撑点设设在坚杆杆上端点点)和内力力变化情情况取lloy215008330166mm,因因为loy2lox,故故截面宜宜选用两两个不等等肢角钢钢,短肢肢相并。假定60,按Q3345钢钢,轴心心受压构构件属于于b类截面面,查附附表4.2得0.7734需要截面面面积AA8755.3299/(00.73343100)338311.266mm2需要的回回转半径径为:iix15508/602
12、5.113mmmiy30116/660775.44mm根据A、ix、iy查不等等肢角钢钢规格表表,选用用2L11409010,A444600mm2,25.6mmm,75.4mmm.按所所选角钢钢进行验验算:x15088/25.6558.91 1500 y30116/75.460 1500(满足足要求)由于xxy,只需需求查附附表4.2用内内插法得得0.7438875.3299/(00.744344660)=2800.2NN/mmm23110N/mm22 故满足足要求。2.下弦弦杆整个下弦弦也不改改变截面面,按最最大内力力8700.166KN(受受拉)计计算。按按下弦支支撑布置置(支撑点点在两端
13、端坚杆和和中轴坚坚杆下端端点)情况:Lox30000mmm,Loy1120000mmm计算下下弦截面面净面积积:An=8700.166/3110228066.877mm2需要的的回转半半径为:ix=30000/225012mmmiy=120000/2550448mmm,选用2LL10006310(短短肢相并并)A31100mmm2,ix17.5mmmiy50.2mmm.x30000/17.5=1171.4=2250;y120000/50.2=239.0=2250.8870.16/31000=2997.88N/ mm223110N/mm2 满满足要求求。3.端斜斜杆(aaB)杆件轴力力N=550
14、8.79KN(受压),计算长长度=25535mmm,采采用不等等肢角钢钢,长肢肢相并。选2L11409010,AA=44460mmm2,ixx255.6mmmiyy677.7mmm。x25535/25.6=999=1150,minn=x=0.4437=5508.79/(0.437744660)=2611.122N/ mmm23110N/mm2,故满满足要求求。4.斜腹腹杆杆Hii1. 杆件内力力:N=-799.566或388.622选择内内力大值值进行计计算。计算长度度=0.8=00.833770=226966mm,=33370mmm,按=1500选,需需要的回回转半径径为:ix26996/1
15、15018.0mmmiy33370/1500222.5mmm,选2L6635,A=12228mmm2,ix119.44mmiiy229.66mmx26996/119.44=1339.00=1150,y333700/299.6=1133.9=1150min=x=00.2553,=79.56/(0.253312228)=2566.088N/ mmm23100N/ mm22(满足要要求)杆gHH杆件内力力:Ngh=440.113或-39.4266选择较较大内力力计算计算长度度=0.8=00.833996=227166.8mmm,=33396mmm,按=1500选,需需要的回回转半径径为:iix277
16、16.8/115018.1mmmiy33396/1500222.6mmm,选选2L6635,AA=12228mmm2,ixx199.4mmmiyy299.6mmm。x27116.88/199.4=1400.0=1150,y333966/299.6=1144.7=1150min=x=00.2550,=399.433/(0.250012228)=131.11N/ mm223110N/ mmm2(满足足要求)5.中竖竖杆(GGg)竖杆不改改变截面面尺寸,N557.336kNN(压),l00x00.80.8828990223122mm,l0yy28890mmm内力较小小,按=1150选选,需要要的回转
17、转半径为为:ix23112/115015.4mmmiy28890/1500199.3mmm,选2L5565,A=10884mmm2,ix117.22mmiiy226.99mm。x23112/117.22=1334.44=1150,y228900/266.9=1077.4=1150min=x=00.2667,=57.36/(0.267710884)=1988.188N/ mmm23110N/ mmm2其余杆件件的截面面选择计计算过程程不一一一列出,计算结结果如下下表二:杆杆件截面面选择表表。杆轴力(KKN)选用型钢钢截面积计算长度度(cmm)回转半径径(cmm)应力上弦-9288.5772L14
18、40901044.660 150.80 301.60 2.566 6.777 58.991 150.00 0.7443 280.31 下弦923.092L1000631031.000 300.00 12000.000 1.755 5.022 239.04 250.00 297.77 aB-5399.7442L1440901044.660 253.50 253.50 2.566 6.777 99.002 150.00 0.4337 276.87 Bc394.64442L700513.776 208.64 260.80 2.166 3.244 96.559 250.00 294.25 cD-312
19、2.04442L7551028.226 228.72 285.90 2.266 3.544 101.20 150.00 0.4223 266.99 De212.23662L40057.588 228.72 285.90 1.211 2.066 189.02 250.00 287.03 eF-1411.10082L700514.882 250.32 312.90 2.322 3.433 107.90 150.00 0.3884 259.99 Fg69.33362L36656.766 249.52 311.90 1.088 1.911 231.04 250.00 108.01 -6.4443gH-
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