轻屋面钢屋架设计课程设计.doc

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班级:土木1103班
姓名:罗普俊
学号:11231049
指引教师:刘智敏
轻屋面钢屋架设计
设计资料
工程地点:河北邯郸,设计使用年限:50年。
工程规模:单层单跨封闭式工业厂房,长度120m,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,屋架跨度24m,柱距6m,屋面离地20m,吊车起重量为15t,工作制为A5,无较大的振动设备。
屋面作法:选用轻型屋面板,屋面坡度为1/10,无天窗。
自然条件:基本风压为,基本雪压为,积灰荷载原则值为地震设防烈度为7度。地面粗糙度类别为B类,场地类别Ⅲ类,重要性级别为二级,()。
材料选用:
(1)、屋架钢材采用规定的Q235,
(2)、焊条采用规定的E43型焊条,
(3)、,锚栓采用Q235级钢制成。
(4)、角钢型号按《热轧型钢》选用,
(5)、混凝土强度级别为C25.
6、构造及各构成构件形式:
(1)、钢屋架:梯形钢屋架,
(2)、屋面板:选用轻型屋面板,材料可选择夹芯板,选用长尺压型钢板、夹芯板时按图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1选用。
(3)、檩条及屋面支撑:计算或从有关原则图集中选用。
7、重要建筑构造做法及建筑设计规定按轻屋面计算。
二、屋架形式的选定和构造平面的布置
1、采用缓坡梯形屋架,坡度为1/10,
屋架计算跨度
屋架端部高度取
跨中高度
高跨比,属于常用范畴之内。
屋架起拱度取50mm.
屋架腹杆采用人字式,使得上弦节点受荷,上弦杆节点水平间距取1500mm.
单位:mm
2、屋架支撑布置
根据厂房跨度24m,长度120及荷载状况,设立3道上、下弦横向水平支撑;屋脊处与檐口位置上、下弦处分别设一道系杆;在屋盖两端开间内的屋脊处与两端支座处设立竖向支撑;有吊车,需设下弦纵向水平支撑。
屋架荷载和内力计算
荷载计算
根据经验公式,屋架和支撑的自重估算值为
屋架下弦无其她荷载,可假定屋架和支撑重量全都作用在上弦节点。
根据《建筑构造荷载规范》可知,屋面活荷载和雪荷载不同步考虑,屋面活荷载为(不上人),雪荷载为取其中的较大者计入,取屋面活荷载。由于是轻屋面,需要考虑风荷载作用。
轻型屋面板采用夹芯板,按图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1选用。预估屋面板受力,恒载为,屋面活荷载为,积灰荷载为,屋面板承受的设计荷载值为
。板型选,板厚75mm,有效宽度为960mm,取檩条间距为1500mm,支撑条件为持续,即所承受的设计荷载最大值为
屋面板受力表
永久荷载
原则值
设计值
屋面板和檩条自重
屋架和支撑自重
总和


可变荷载
原则值
设计值
屋面活荷载
积灰荷载
总和


檩条的设计
檩条采用实腹式檩条,,檩条跨度为6m,在跨中设一道拉条,提供下翼缘平面外变形的约束条件,避免檩条因整体失稳而发生弯扭,拉条采用8mm圆钢。
在跨中设一道拉条的计算简图
冷弯薄壁C型钢截面参数:
,,,
,
檩条承受的竖向荷载:
屋面板和檩条自重:
可变荷载:
拉条处负弯矩
拉条与支座间正弯矩
强度验算:
刚度验算:
由于设立了拉条,可不用验算整体稳定。
荷载组合(本次设计地区地址设防烈度为7度,轻型单层工业厂房,无需进行抗震设计。)
(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)、屋架、支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载
,
(4)、轻屋面考虑风吸力的作用
风荷载原则值
---Z处的风振系数---风压高度变化系数
---风荷载体型系数---基本风压
×恒载+×活载和荷载组合,风吸力为
,即为风压力,且远远不不小于竖向荷载组合,可以忽视。
内力计算运用midas建模计算
先计算桁架各杆件的内力系数和支座反力(F=1作用于全跨、左半跨、右半跨)。然后求出多种荷载状况下的内力进行组合。
全跨节点荷载
左半跨节点荷载
右半跨节点荷载
杆件内力组合(单位为KN)
,,,,
杆件
名称
内力系数
(F=1)
第一种组合
第二种组合
第三种组合
杆件内力
全跨①
左半跨②
右半跨
③
×①
×①+×②
×①+×③
×①+×②
×①+×③
上弦杆
AB









BC
CD
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DE
EF
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FG
GH
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HK
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下弦杆
ac









ce









eg









gk









斜杆
aB
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Bc









cD
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