钢结构课程设计(单层工业厂房)

钢结构单层工业厂房

课程设计

指导教师：现雷

班级：土133班

姓名：骏

学号：139044535

日期：2016.4.24

目录

一、设计资料 (1)

二、屋架形式及几何尺寸 (1)

三、支撑的布置 (2)

四、檩条的布置 (3)

五、材料自重及荷载 (4)

六、荷载计算 (4)

七、杆件截面选择 (5)

八、各腹杆的焊缝尺寸计算 (10)

九、节点板的设计 (11)

一、设计资料：

某厂房车间设有两台10吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用梯形桁架式钢屋架，屋架下弦标高9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C30。屋面采用压型钢板屋面，C型檩条，檩距为1.2m~2.6m。屋面恒荷载（包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等）取值参考教材2.2.1中规定。活荷载标准值取0.5kN/mm2；雪荷载标准值取0.2，不考虑积灰荷载和积雪不均匀分布情况。结构重要性系数为γ0=1.0。屋架采用Q235B 钢，焊条采用E43型。

设计时，荷载按以下情况组合：

a. 恒载+全跨活荷载（或雪荷载）

b. 恒载+半跨活荷载（或雪荷载）

二、屋架形式及几何尺寸

屋架及几何尺寸如图1所示，檩条支承于屋架上弦节点。檩距为2267.5mm，水平投影距离为2250mm。屋架坡度为

α= arctan = 7.13°。

图1 屋架形式和几何尺寸

三、支撑的布置

依据《建筑抗震设计规》GB50011-2001，支撑布置图如图2所示，上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置竖直支撑，在其余开间的屋架下弦跨中设置一道通长的刚性细杆，上弦通过水平支撑在节点处设置通长的刚性细杆。下弦两端设纵向水平支撑。故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向支撑的节距。支撑的布置见图2。

上弦水平支撑布置图

下弦水平支撑布置图

1-1中部垂直支撑布置图

2-2 端部垂直支撑布置图

图2 支撑的布置图

四、檩条布置

檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距2267.5mm。水平投影距离为2250mm。屋架间距为7.2m，所以在檩条跨中三分点处设两道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。檩条布置见图3。

图3 檩条布置图

五、材料自重及荷载

已知：彩色压型钢屋面板：0.15KN/

保温层及灯具：0.15KN/

C型檩条自重：0.10KN/

屋架及支撑自重：q=0.318KN/

雪荷载（水平投影面）：0.2KN/

活荷载（水平投影面）：0.5KN/

六、荷载计算

1：永久荷载（恒载）计算：

彩色压型钢屋面板：0.15/= 0.151 KN/

保温层及灯具0.15/= 0.151 KN/

檩条自重：0.1KN/

屋架及支撑自重：q = 0.318KN/

合计：0.720KN/

恒载设计值按分项系数1.2取为：=0.720*1.2=0.864 KN/

按分项系数 1.35取为：=0.720*135=0.972 KN/

2：活载计算：

= 0.5*1.4 = 0.7 KN/> 雪荷载，所以，不考虑雪荷载。

由于+ = 0.864 + 0.7 = 1.564 > + 0.7 *=

1.462，故永久荷载不起控制作用。所以，恒载按分项系数1.2 设

计。

故有上弦节点恒荷载为

=7.20*2.25*=7.2*2.25*0.864=13.977 KN

活荷载为

=7.20*2.25*=7.2*2.25*0.7=11.340 KN 故可得各杆件的力大小，见图4。

图4 屋架各杆件力组合表

七、杆件截面选择（假定轴力拉为正，压为负）

1、上弦杆中力最大的为4-5，= -156.864 KN，

= 226.8cm, = 453.6cm。

选用2L 90 x 6 角钢，A = 2 * 10.6 = 21.2, =2.79cm, =3.91cm

长细比：= = = 81.3 < [λ] = 150

= = = 116 < [λ] = 150

= ξ= 3.9 x = 58.5

>, = [1+0.16] =