陕西广播电视大学
课程设计
课程名称：钢结构
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目录
1、设计资料 (1)
2、结构形式及布置 (1)
3、荷载计算 (3)
3.1 永久荷载设计值 (3)
3.2 可变荷载设计值 (3)
3.3 荷载组合 (3)
4、内力计算 (3)
5、截面选择········································································································
4
5.1 上弦杆截面选择 (4)
5.2 下弦杆截面选择 (4)
5.3 腹杆截面选择 (5)
6、节点设计 (9)
6.1 下弦节点设计 (9)
6.2 上弦节点设计 (14)
7、附图 (16)
1、设计资料
2.1某车间，长240m，跨度27m，柱距6m，车间内无吊车、无天窗、无振动设备。采用梯形钢屋架， 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4 kN/m2），二毡三油加绿豆沙防水层（0.4 kN/m2），20mm厚水泥砂浆找平层（0.4 kN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.70 kN/m2。
2.2屋架计算跨度
0270.326.7()
l m
=-=
2.3跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度
01990
h mm
=中部高度3325
h mm
=（为
0/8.0
l）。
2 、结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸如图所示：
图2-1 梯形钢屋架形式和几何尺寸图
根据厂房长度（240m>60m）、跨度及荷载情况，设置五道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图下图所示：
图2-2 屋架上弦支撑布置图
图2-2 屋架下弦支撑布置图
图2-3 屋架垂直支撑布置图
3、荷载计算
3.1永久荷载设计值
预应力钢筋混凝土大型屋面板：2
⨯=
1.2 1.4 1.68/
kN m 二毡三油防水层及找平层（20mm）：2
⨯+⨯=
kN m
1.20.4 1.20.40.96/
支撑重量：2
⨯=
kN m
1.20.070.084/
3.2可变荷载设计值
屋面活荷载：2
⨯=
1.40.70.98/
kN m
3.3荷载组合
永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：
[]
=+++⨯⨯=
F kN
(1.680.960.084)0.98 1.5633.336
4、内力计算
考虑全跨静荷载和半跨活荷载的组合，在单位力作用下各屋架杆件的内力图如下：
图4-1 单位力作用下各屋架杆件的内力图
当F=33.336 kN时，各屋架杆件的内力图如下：
图4-2 F作用下各屋架杆件的内力图
5 、截面选择
腹杆最大内力为251.4kN -，选用节点板厚度为8t mm =。
5.1 上弦杆截面选择
上弦杆采用相同截面，按最大内力计算：
max 387.4N kN =-，0150.8x l cm =，0300.0y l cm =（1l 取两块屋面板宽度）。 选用两个等肢角钢21008⨯，231.28A cm = ， 3.08, 4.41x y i cm i cm ==
[]150.850.0=1503.08
ox x x l i λλ===< 0.866x ϕ= []30068.0=1504.41
oy
y y l i λλ===< 0.780y ϕ=（b 类） 双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比yz λ
00.58100.5830012.517.40.810
y l b t b ⨯====p ， 4
4222200.4750.47510=168.0173.63000.8yz y y y b l t λλλ⎛⎫⎛⎫⨯+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭
⎝⎭f 故由max 73.6yz λλ==，按b 类查表得0.729y ϕ=
截面验算：3
222387.410169.89/215/0.72931.2810
N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯⨯ 大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。
填板每个节间放一块（满足1l 范围内不少于两块），
75.44040 3.08123.2a l cm i cm ==⨯=p
5.2 下弦杆截面选择
下弦杆也采用相同截面，按最大内力计算：
max 383.4N kN =，0300x l cm =，0450y l cm =
选择两个不等肢角钢2908⨯，227.88A cm =，
2.76x i cm =， 4.02y i cm =
