钢结构计算书概要Word下载.docx

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一、设计资料

合肥地区某机械厂车间。

采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。

车间跨度21m，长度156m，柱距6m，厂房高度15.7m。

车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。

设计温度高于-20℃。

采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×

6.0m预应力混凝土大型屋面板。

屋面积灰荷载0.5kN/m2，屋面活荷载0.35kN/m2，雪荷载为0.7kN/m2，风荷载为0.4kN/m2。

屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×

400mm，混凝土标号为C20。

根据合肥地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。

焊条采用E43型，手工焊。

二、屋架形式及尺寸

无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度为L0＝L-300＝20700mm，

端部高度取H0＝1990mm，

中部高度取H＝H0+1/2iL＝1990+0.1×

2100/2＝3040mm，

屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。

为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。

图1屋架杆件几何长度（单位：

mm）

三、屋盖支撑布置

根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。

因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。

在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。

在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。

在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。

图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。

图2屋面支撑布置图（单位：

四、荷载计算与组合

（一）荷载计算

表1荷载计算及汇总表

项次

荷载名称

计算式

标准值kN/m2

备注

1

防水层

（三毛四油上铺小石子）

0.4

沿屋面坡向分布

2

水泥砂浆找平层

（20mm厚）

0.02×

20

3

泡沫混凝土保温层

（80mm厚）

0.1

4

预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）

1.4

5

屋架和支撑自重

（0.12+0.011×

21）

0.35

沿水平分布

恒载总和

2.65

6

屋面均布活荷载

沿水平面分布，计算中取二者中的较大值

7

雪荷载

0.7

8

积灰荷载

0.5

可变荷载总和

1.2

注：

由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。

风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。

（二）荷载组合

因恒载远大与可变荷载，组合按永久荷载效应控制的组合其中：

永久荷载荷载分项系数=1.35；

活荷载分项系数；

组合值系数，雪荷载；

积灰荷载，。

计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：

使用阶段“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载”。

恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值及分别为：

＝（1.35×

2.65）×

1.5×

6＝32.20kN

＝（）×

6＝11.84kN

施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”。

这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）即可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。

当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。

施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值和分别为：

＝（0.35×

1.35）×

6＝4.25kN

＝（1.4×

1.35+0.7×

1.4×

0.7）×

6＝23.18kN

（三）内力计算

采用图解法计算屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数。

根据算得的节点荷载和杆力系数，进行杆件内力组合并求出各杆的最不利内力。

图3屋面支撑布置图（单位：

表2杆力组合表

杆件名称

杆力系数

内力值

计算杆内力

组合项目

P＝1

使用阶段

施工阶段

P恒×

P活×

在左半跨

在右半跨

全跨

全跨恒载

9

上弦

AB

-0.02

-0.01

-0.03

-0.96

-0.24

-0.12

-0.13

-0.46

-0.23

-1.32

4+5+6

BC

-5.33

-2.17

-7.5

-241.50

-63.11

-25.69

-31.88

-123.55

-50.30

-330.3

CD

DE

-7.35

-3.94

-11.29

-363.54

-87.02

-46.65

-47.98

-170.37

-91.33

-497.21

EF

FG

-6.86

-5.32

-12.18

-392.20

-81.22

-62.99

-51.77

-159.01

-123.32

-536.41

GH

下弦

ab

3.02

1.09

4.11

132.34

35.76

12.91

17.47

70.00

25.27

181.01

bc

6.68

3.09

9.77

314.59

79.09

36.59

41.52

154.84

71.63

430.27

cd

7.33

4.64

11.97

385.43

86.79

54.94

50.87

169.91

107.56

527.16

de

5.89

5.88

11.77

378.99

69.74

69.62

50.02

136.53

136.30

518.35

斜杆

aB

-5.62

-2.03

-7.65

-246.33

-66.54

-24.04

-32.51

-130.27

-47.06

-336.91

Bb

3.93

1.84

5.77

185.79

46.53

21.79

24.52

91.10

42.65

254.11

bD

-2.62

-1.77

-4.39

-141.36

-31.02

-20.96

-18.66

-60.73

-41.03

-193.34

Dc

1.19

1.56

2.75

88.55

14.09

18.47

11.69

27.58

36.16

121.11

cF

-0.05

-1.51

-1.56

-50.23

-0.59

-17.88

-6.63

-1.16

-35.00

-68.7

Fd

-1.06

1.35

0.29

9.34

-12.55

15.98

1.23

-24.57

31.29

-23.34

32.52

7+87+9

dH

2.11

-1.33

0.78

25.12

24.98

-15.75

3.32

48.91

-30.83

52.23

-27.51

竖杆

Aa

-0.53

-0.54

-17.39

-6.28

-2.30

-12.29

-23.79

Cb

-0.99

-11.72

0.00

-4.21

-22.95

-43.6

Ec