钢结构屋盖课程设计计算书.docx

钢结构屋盖课程设计计算书

姓名：

班级：土木工程

学号：

指导老师：

2011年6月11日

设计说明
设计某一检修厂房屋盖，跨度为27m，长度为80m，柱距为6m，三角形屋架，钢材为Q235—B，焊条采用E43型，屋面为压型钢板，屋面坡度i=1：2.5，屋架铰接于钢筋混凝土柱顶，无吊车，外檐口采用自由排水，采用槽钢檩条，檩条间距为2827.25mm。

基本风压为0.4KN/m²,屋面离地面高度为12m，不上人屋面。雪荷载0.6KN/m²
檩条设计
檩条采用轻型槽钢檩条
屋面材料为压型钢板，屋面坡度为1：2.5（α=21.80°）檩条跨度为6m，于跨中设置一道拉条，水平檩距2396.4×cos21.80°=2396.4×0.93=2228．65mm，坡向斜距2396.4mm
荷载标准值（对水平投影面）
⑴永久荷载：压型钢板（不保温）自重为0.1KN/m²，檩条（包括拉条和支撑）自重设为0.11KN/m²
⑵可变荷载：屋面雪荷载ω=0.6KN/m²,基本风压ωo=0.40KN/m²
内力计算
⑴永久荷载于屋面活荷载组合
檩条线荷载
pK=（0.21+0.6）×2.229=1.805KN/m
p=（1.2×0.21+1.4×0.6）×2.229=2.434KN/m
pX=psin21.80=2.434×0.37=0.901KN/m
pY=pcos21.80=2.434×0.93=2.264KN/m
弯矩设计值：
MX=pYl2/8=2.264×62/8=10.188KN·m
My=pXl2/32=0.901×62/32=1.014KN·m
⑵永久荷载和风荷载的吸力组合
按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001房屋高度为12m取μz=1.0
按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A，风荷载体型系数为：1.5㏒A-2.9=-1.211A=2.22865m×6m=13.72m2
垂直于屋面的风荷载标准值ωk=μSμzω0=-1.211×1.0×（1.05×0.4）=-0.509KN/m²
檩条线荷载
pXY×cos21.80）×2.22865
=0.314×2.22865=0.070KN/m
pX=0.21×2.229×sin21.8o=0.174KN/m
pY=1.4×1.211××2.229×cos21.80=3.344KN/m
弯矩设计值
MX=pYl2/8=3.344×62/8=15.048KN/m
My=pXl2/8=0.174×62/8=0.783KN/m
⑶截面选择选用
选用轻型槽钢【20W=152.2cm3Wynmax=54.9cm3Wynmin=20.5cm3
IX=152.20cm4ix=8.07cmiy=2.20cm计算截面有孔洞削弱，考虑0.9的折减系数，则净截面模量为：
WNX=0.9×152.2=136.98cm3
Wynmax=0.9×54.9=49.41cm3
Wynmin=0.9×20.5=18.45cm3
⑷屋面能阻止檩条失稳和扭转，截面的塑性发展系数γx=1.05γy=1.20,按公式计算截面a、b点的强度为（见图）

бx=Mx/(γxWNX)+My/(γyWynmin)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0.783×106/（1.2×18.45×103）=139.99<215N/mm2
бy=Mx/(γxWNX)+My/(γyWynmax)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0.783×106/（1.2×49.41×103）=117.83<215N/mm2
⑸挠度计算
因为支撑压型钢板金属板，有积灰的瓦楞铁和石棉等金属面者，容许挠度为L/200
当设置拉条时，只须计算垂直于屋面方向的最大挠度
vy=(5/384)×（3.344×cos21.80×60004）/（206×103×1522×104）=16.7mm<L/200=30mm
构造要求
λx=600/8.07=74.35<200
λy=300/2.20=136.36<200
故此檩条在平面内外均满足要求

屋架设计
⑴屋架结构的几何尺寸如图
檩条支撑于屋架上弦节点。屋架坡角（上弦与下弦之间的夹角）为α=21.80°檩距=2.229m

⑵支撑布置
《建筑抗震设计规范》（GB50011--2001）支撑布置见图，上弦横向水平支撑设置在房屋两端和伸缩缝处第一开内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，其余在开间，屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆，上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连，故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度，下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。

⑶荷载标准值
永久荷载（恒荷载）（对水平投影面）
压型钢