齐齐哈尔大学课程设计
目录
1.设计资料 ........................................................................................................................................ 2 2.结构形式与布置 ............................................................................................................................. 2 3.荷载计算 ........................................................................................................................................ 3 4.内力计算 ........................................................................................................................................ 4 5.杆件设计 ........................................................................................................................................ 6 5.1上弦杆 ......................................................................................................................................... 6 5.2下弦杆 ......................................................................................................................................... 7 5.3端斜杆 ......................................................................................................................................... 8 6.节点设计 ...................................................................................................................................... 10 6.1下弦节点“C”（图6-1） .......................................................................................................... 10 6.2上弦节点“B”(图6-2) ................................................................................................................ 12 6.3屋脊节点“H”（图6-3） .......................................................................................................... 13 6.4支座节点“A”（图6-4） .......................................................................................................... 14 参考文献 ............................................................................................................................................ 17
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钢结构课程设计 1.设计资料
某厂房总长度90m，跨度L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。 1.结构形式:钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，不考虑地震设防，屋架下弦标高为18m；厂房内无吊车 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：用Q235钢，焊条为E43型。 3.屋盖结构及荷载
无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷 载：
①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单位；
②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.6kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.4kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载1.6kN/m2。
③屋面各构造层的荷载标准值：
三毡四油防水层 0.4kN/m2 水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 保温层 1.3kN/m2 一毡二油隔气层 0.05kN/m2 水泥砂浆找平层 0.3kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2
2.结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸如图2-1所示。
屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图2-2所示。 屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图2-3所示。
1507.5AB19901507.5150a1350ce1500×7=1050028903390304022902864259031241507.5507.5111507.5DFC2864507.51507.5GH303126132524gh
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图2-1 屋架形式及几何尺寸
01.01.1.01.001.01.H-12.1850.A0.00001.-1.0-1.57209-0.5-7.6840-1.-4.4100+4.c744+9.e962+11.g
图2-2 跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
50.A1.01.0C1.0D3397-.1.0E01.F1.0G1.0HG'F'-5.319E'D'-3.923C'B'A'-2.1620.00a0-1.-0.04733000..367000.-0.5-5.6410-1.-2.60.00.848+1-1.0+1B310.-50000..91861-6.3-1.0+0+11.768h.71CB-7.472ED226-11.GF18-12.3+2+0+5.808.792.3282-1.+10-1.5-1.+1.57+3.010c+6.663e+7.326g+5.884g'+4.636e'+1+3.960007-1.00-2..2223925+3.081c'76+1.09043aa'
图2-3 屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
3.荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故
取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。 荷载
永久荷载： 预应力混凝土屋面板 1.45?1.35?1.958kN/m2 屋架及支撑自重 (0.12?0.011?21)?1.35?0.6?0.951kN/m2 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4?1.35?0.54kN/m2 水泥砂浆找平层 0.4?1.35?0.54kN/m2 保温层 1.3?1.35?1.755kN/m2
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一毡二油隔汽层 0.05?1.35?0.068kN/m2 水泥砂浆找平层 0.3?1.35?0.405kN/m2
总计 6.217kN/m2
可变荷载：
屋面活荷载 0.7?1.4?0.98kN/m2
?1?.4积灰荷载 0.60kN.8/m2
总计 8.04kN/m2
设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：
(1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载：
9 F?(4.92?1.?82)?1.?56kN
（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载：F1?4.929?1.5?6?44.36kN 半跨节点可变荷载：F2?1.82?1.5?6?16.38kN
（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：F3?0.474?1.5?6?4.266kN
半跨节点屋面板自重及活荷载：F4?(1.9575?0.98)?1.5?6?26.44kN （1） 、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
4.内力计算
屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图见图7.32所示。 由已知得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）， 然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表7.6。
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内力系数（F=1） 杆件名称 全跨① 左半跨② 右半跨③ 第1种组合F 第2种组合 第3种组合 计算杆件内力（kN） F 1① ? F1?①+ F2? F1?F2?①+ F3?F3?F4?①+ F4?①+ 0 -453.84928 -684.05388 -739.8132 249.034 591.85056 726.57188 714.78832 -466.72616 352.77792 -267.80266 169.58608 -95.48328 ② ③ ② ③ AB BC/CD 0 -7.398 0 -5.31 -7.339 -6.861 3.01 0 -2.162 -3.923 -5.319 1.09 3.081 4.636 5.884 -2.043 1.848 -1.776 1.57 -1.525 1.367 -1.2 0 0 0 0 -418.43572 -619.79514 -652.68798 231.1798 541.38378 650.6342 618.4084 -433.26182 322.50768 -238.71178 143.86948 0 -366.87148 -563.84106 -627.43002 199.7302 482.71062 606.572 618.4084 -374.32658 287.91312 -224.67412 149.56972 0 -172.272 -242.087 -233.365 0 -89.0388 -151.768 -192.594 0 -453.85 -684.05 -739.81 249.03 591.85 726.57 714.79 -466.73 352.78 -267.8 169.59 -95.48 37.54 62.96 -30.37 -60.74 -60.74 上DE、-10.3弦 EF 48 FG/GH 下ab 弦 bc cd dd' 斜aB 腹杆 Bb bD Dc cF Fd dH 竖Aa 直杆 Cb/Ec Gd
-1 -12.18 4.1 97.075 46.3102 217.7376 244.7293 205.7752 -181.928 129.4793 -88.4253 44.22035 -7.94883 -26.0719 53.62138 -15.353 -30.706 -30.706 123.0295 173.6057 205.7752 -86.7969 73.63805 -65.7662 53.42147 -47.0272 37.54273 -28.6863 -2.133 -4.266 -4.266 9.744 6.663 11.962 11.768 -7.684 7.326 5.884 -5.641 5.808 3.96 -4.409 -2.633 2.792 1.222 -1.572 -0.047 -70.50378 -94.71342 36.94154 11.97268 -22.18 -44.36 -44.36 0.328 -1.039 0.713 1.913 -0.5 -1 -0.5 -1 -1 19.92272 -2.46874 43.30762 62.96362 -30.37 -60.74 -60.74 -30.37 -60.74 -60.74 5