钢结构屋架设计计算书

钢结构结构设计计算书

河北钢铁集团燕钢科技研发中心钢结构计算书

一、设计依据

《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）

《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010）

《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）

二、荷载信息

结构重要性系数： 1.00

（一） 恒荷载：

采光顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.8kN/m2；

连廊楼面50厚建筑做法+100厚混凝土板：3.75kN/m2；

连廊顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5kN/m2；

连通屋面钢板+建筑做法：5.0kN/m2；

连廊侧立面石材+檩条+天沟及建筑防水等：1.0kN/m2；

连通屋面底面建筑做法+檩条等：0.5kN/m2；

屋面上造型钢结构屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5KN/m2；

屋面上造型侧立面玻璃幕墙及龙骨：1.0KN/m2；

（二） 活荷载：

所有幕墙面均为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；

钢连廊楼面活荷载取3.5KN/m2；

连通屋面部分活荷载取2.0KN/m2；

屋面上造型钢结构屋面为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；

（三） 雪荷载：

当地雪荷载为0.40KN/m2（n=100）

（四） 风荷载：

因钢结构对风荷载较为敏感，因此取重现周期为100年的当地基本风压为0.45KN/m2（n=100）

考虑B类粗糙度。风压高度系数，体型系数的等均按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）相关规定执行。

（五） 地震作用：

地震烈度： 7度(0.15g)

水平地震影响系数最大值： 0.12

计算振型数： 50-200

建筑结构阻尼比： 0.035

特征周期值： 0.45

地震影响： 多遇地震

场地类别： Ⅱ类

地震分组： 第二组

第一章：设计资料

某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图所示，杆件容许长度比：屋架压杆【】＝150

屋架拉杆【】＝350。

第二章：结构形式与布置

柱网布置

图 柱网布置图

屋架形式及几何尺寸

由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/。

配合大型屋面板尺寸（*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。

图 屋架的杆件尺寸

支撑布置

由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。

图 上弦平面 12WJ1cWJ1bWJ1aWJ1aWJ1aWJ1aWJ1aWJ1b1WJ1c2WJ1a1---12---2

图下弦平面与剖面

第三章：荷载计算及杆件内力计算

屋架荷载计算

表 屋架荷载计算表

分类 荷载项目名称 荷载大小（KN/m2） 组合系数（KN/m2） 组合值（KN/m2）

恒

载 1 太空轻质大型屋面板

2 防水层

3 屋架及支撑自重

4 悬挂管道

和 ――

目录

一、设计资料........................................................ 3

二、荷载与内力计算.................................................. 3

1、荷载组合 ..................................................... 3

2、内力计算 ..................................................... 3

三、杆件截面设计.................................................... 5

1．上弦杆 ....................................................... 5

2．下弦杆 ....................................................... 6

3．竖杆 ......................................................... 6

4．斜腹杆 ....................................................... 8

屋架杆件截面选用表 .............................................. 9

四．节点设计....................................................... 10

1.“下弦节点b”................................................ 10

2.“上弦节点B”................................................ 12

钢结构设计计算书

⼀、设计资料1、某车间的跨度27m，柱距为6m，⼚房总长度为240m，屋⾯采⽤1.5m*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），屋⾯的坡度为i=1/102、屋⾯永久荷载标准值为2.8kN/m（不含屋架⾃重），屋⾯可变荷载标准值为0.5kN/m，屋架采⽤梯形钢屋架，其屋架⽀承于钢筋混凝⼟柱顶3、屋架的计算跨度：lo=27-2*0.15=26.7m

4、屋架的中间⾼度：h=3.340m

5、在26.7m的两端⾼度为：ho=2.005m

6、在27m轴线处端部⾼度为：ho=1.990m

7、混凝⼟强度等级为C25，钢材采⽤Q235-B级，焊条采⽤E43型，⼿⼯焊

8、车间的柱⽹布置图如下：

柱⽹布置图

备注：某车间所设计的屋盖⽆吊车、⽆天窗、⽆振动设备，不必进⾏有关这些的计算。

⼆、结构形式与布置

屋架形式及尺⼨如下图所⽰

屋架⽀撑布置图请见A3图纸。

三、荷载计算

永久荷载：

预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板：2.8*1.35=3.782/m kN 屋架和⽀撑⾃重：（0.12+0.011*27）*1.35=0.562/m kN 总计：4.342/mkN 可变荷载：0.5*1.4=0.72/m kN 总计：0.72/m kN 设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：

（1）第⼀种荷载组合：全跨永久荷载及可变荷载： F=（4.34+0.7）*1.5*6=45.36 kN

（2）第⼆种荷载组合：全跨永久荷载+半跨可变荷载： 全跨节点永久荷载：1F =4.34*1.5*6=39.06kN 半跨节点可变荷载：2F=0.7*1.5*6=6.3kN

（3）第三种荷载组合：全跨屋架包括⽀撑+半跨屋⾯⾃重+半跨屋⾯活荷载： 全跨节点屋⾯⾃重：3F =0.56*1.5*6=5.04kN

半跨节点屋⾯板⾃重及活荷载：4F =（3.78+0.7）*1.5*6=40.32kN

备注：上述三种荷载组合，其中（1）、（2）种组合为使⽤阶段荷载情况，（3）为施⼯阶段荷载情况。