钢结构计算书

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1、钢屋架设计计算书一、设计资料北京地区某单层跨工业厂房机加工车间，跨度24m，长度72m，柱距6m。钢筋混凝土柱（混凝土等级为C30，上柱截面400×400）；钢屋架：1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板，钢屋架铰支于柱上；屋面坡度i=1/10车间内设有两台中级工作制吊车。钢屋架选用Q235B钢，焊条为E43型。荷载（标准值）：三毡四油防水层：0.4kN/m220mm水泥砂浆（20kN/m3）：0.40kN/m2保温层：0.4kN/m21.5×6m大型屋面板：1.4kN/m2屋架和支撑重：q=0.1

2、2+0.011L=0.384kN/m2悬挂管道：0.1kN/m2屋面活荷载标准值：0.50kN/m2雪荷载标值：0.40kN/m2屋面积灰荷载：0.30kN/m2二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置21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。屋架坡度l=24m，每端支座中线缩进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（≈l0/7.4）；起拱按f=l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1

3、/9.6。配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。图-1屋架尺寸根据屋架荷载和地区计算温度情况，钢材采用Q235B，要求保证抗拉强度fu、伸长率δ、屈服强度fy、冷弯试验4项机械性能S、P、C三项化学成分的含量合格。焊条采用E43型焊条，手工焊。C级（粗制）螺栓和锚栓采用Q235-A·F钢，螺栓M20和锚栓M24。支撑布置：由于房屋长度为72m〉60m，所以在房屋两端、中间布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑。中间各

4、屋架用系杆联系，上、下弦各在两端和中央设三道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座处共三道为刚性系杆。所有屋架采用同一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同，分为三个编号：WJ1a，WJ1b，WJ1c。21三、荷载和杆件内力计算（1）屋架荷载屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取0.50kN/m2×1.4。屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2；因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。屋面做

5、法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度娇小（起拱后tgα=1/9.6，secα=1.0054），故近似取全部荷载均按水平投影面积计算。屋架全部荷载的设计值为：三毡四油防水层：0.4kN/m2×1.3520mm水泥砂浆（20kN/m3）：0.40kN/m2×1.35保温层：0.4kN/m2×1.351.5×6m大型屋面板：1.4kN/m2×1.35屋架和支撑重：0.384kN/m2×1.35悬挂管道：0.1kN/m2×1.353.084kN/m2×1.35=4.16kN/m2屋面活荷载：（0.30

6、+0.50）kN/m2×1.4=1.12kN/m25.82kN/m221图—二屋架支撑布置（2）屋架杆件内力系数屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图。各节点的单位节点荷载按1.5m水平节间比例推算：节间C~H：1节点A：(1.15+1.35/2)/1.5=0.55节点B：[(1.35+1.5)/2]/1.5=0.95节点I：(1.5/2)/1.5=0.521图—三屋架计算简图及内力系数由于k=kR+kL，所以可仅建立半跨的计算模型，先计算半跨内力系数，然后利用半跨与全跨的关系求出全跨

7、内力系数，屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨赶件的内力系数kL、kR、k=kL+kR按图，并已归入表中。（3）杆件内力组合①组合1——全部恒、活荷载：全部恒、活荷载：q=5.82kN/m2，F=5.82×1.5×6=47.52kN，②组合2——全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全跨恒、活荷载减去半跨活荷载）：活荷载：q=1.12kN/m2，F=1.12×1.5×6=10.08kN，③组合3——全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载：屋架和支撑重：q=0.384

8、×1.2=0.46kN/m2，F=0.46×1.5×6=4.14kN，屋面板重和活荷载：q=1.4×1.2+0.5=2.18kN/m2，F=2.18×1.5×6=19.62kN，内力计算详见表-121四、杆件截面选择1、上弦杆（1）确定内力及已知条件整个上弦采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计，即，Q235钢f=215N/mm²；压杆[λ]=150；；（2）上弦杆计算长度：屋架平面内（取节间轴线长度）：屋架平面外（取支撑节点间距离