钢结构单层工业厂房课程设计

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1、纪少祥土木1104重屋面钢屋架设计一、设计资料1、工程地点：河北邯郸，设计使用年限：50年。2、工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度90m，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20t，工作制为A5，无较大的振动设备。3、屋面作法：预应力混凝土屋面板（卷材防水），无檩体系，屋面坡度为1/10，无天窗。4、自然条件：基本风压为0.35kN/m2，基本雪压为0.25kN/m2，积灰荷载标准值为0.5kN/m2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5、材料选用：（1）屋架钢

2、材采用《碳素钢结构》GB/T700-2006规定的Q235B镇静钢（2）焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1995中规定的E43型焊条（3）普通螺栓采用等级为4.6级的C级螺栓，锚栓采用Q235级钢制成（4）角钢型号按《热轧型钢》GB/T706-2008选用，（5）混凝土强度等级为C256、结构及各组成构件形式：（1）钢屋架：梯形钢屋架（2）屋面板：卷材防水的1.5x6m2预应力钢筋混凝土屋面板，可按图集《1.5x6m2预应力钢筋混凝土屋面板》04G410-1~2选用（3）屋盖支撑：可从相关标准图集中选用7、主要建筑构造做

3、法及建筑设计要求纪少祥土木1104重物面（预应力混凝土屋面板）做法：二毡三油防水层上铺小豆石（0.35kN/m2）；20mm厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）；100mm厚加气混凝土保温层（0.6kN/m2）；冷底子油一道、热沥青二道（0.05kN/m2）；二、屋架形式的选定和结构平面布置1、屋架形势和几何尺寸由于采用1.5x6m2大型屋面板加卷材防水屋面，i=1/10，故采用缓坡梯形屋架屋架计算跨度：l0=l-300=24000-300=23700屋架端部高度取h0=2000mm跨中高度：h=h0+i=2000+0.1x=

4、3185mm屋架高跨比h/l0=3.185/23.7=0.134，在屋架常用的高度范围内屋架起拱度f=l/500=24000/500=48mm，取50mm为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点水平间距取1500mm，屋架各杆件尺寸见下图2、根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑，屋脊处纪少祥土木1104与檐口位置上、下弦处分别各设一道竖向系杆。在屋盖两端开间内的屋脊处与两端支座处设屋架间的垂直支撑。由于有吊车，所以设置下弦纵向水平支撑。如下图：三、屋架荷载和内力计算1、荷载计算屋架和支撑重按经验公式

5、计算（0.12+0.011l0）x1.2=0.381x1.2kN/m2，取0.4x1.2kN/m2，且因屋架下弦无其他荷载，可假定屋架和支撑重量全都作用在上弦节点。纪少祥土木1104根据《建筑结构荷载规范》可知，屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，屋面活荷载为kN/m2（不上人），大于雪荷载kN/m2，取屋面活荷载kN/m2。由于是重屋面，不考虑风荷载作用。屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度较小，故近似地将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：标准永久荷载：预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）1.4+0

6、.1=1.5kN/m2二毡三油防水层上铺小豆石0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.4kN/m2100mm厚加气混凝土保温层0.6kN/m2冷底子油一道、热沥青二道0.05kN/m2屋架和支撑重0.48kN/m2共3.38kN/m2标准可变荷载：屋面活荷载0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2共1.0kN/m2设计桁架时，应考虑以下四种组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主的组合）全跨节点荷载设计值：F=(1.35x3.38+1.4x0.7x0.5+1.4x0.9x0.5)x1.5x0.6=51.14

7、7kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载纪少祥土木1104F1=1.35x3.38x1.5x6=41.067kNF2=1.4x(0.7x0.5+0.9x0.5)x1.5x6=10.08kN（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板重和半跨活荷载：F3=1.2x0.4x1.5x6=4.32kNF4=（1.2x1.4+1.4x0.5）x1.5x6=21.42kN（4）竖向地震作用效应和其他荷载效应组合G=3.38x1.5x6=30.42kNGE=30.42+0.5x0.4x1.5x6+0.5x0.5x1.5x6=34.47kNFEvk=25

8、.31x0.10=2.532kNF5=1.2x30.42+1.3x2.531=40kN（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况2、内力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）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合。纪少祥土