鋼結構設計課程設計計算書
1、工程概況
某車間廠房總長度為45m。車間設有兩台30噸中級工作制吊車。車間無腐蝕性介質。
該車間為單跨雙坡封閉式廠房，屋架採用三角形桁架式鋼屋架（見圖1），無吊頂，屋架下弦標高為10m，其兩端鉸支於鋼筋混凝土柱上，上柱截面尺寸為400㎜×400㎜，混凝土強度等級為c20。屋面採用彩色壓型鋼板加保溫層屋面，c型檁條。
屋面恆荷載(包括屋面板、保溫層、檁條、屋架及支撐等)標準值為0.50kn/㎡。屋面活荷載標準值為0.
20kn/㎡。不考慮積灰荷載、風荷載。雪荷載（kn/㎡）為0.
75kn/m，不考慮全垮積雪不均勻分布情況。
結構重要性係數為γ0=1.0。屋架採用q235b鋼，焊條採用e43型。
2．屋架幾何尺寸
根據設計要求，採用三角形豪式屋架。屋面坡度1:2.5。屋面傾角。
sin=0.3714，cos=0.9285。
屋架計算跨度：l=l-300=17700mm
屋架跨中高度：h=8850/2.5=3540mm
上弦長度l=
l/2cos=17700/(2)=9531
節間長度s=2383；節間水平投影長度s=2213。
圖1 屋架形式和幾何尺寸
3．支撐布置
屋架上弦橫向水平支撐在廠房離端第一區間設定，下弦橫向水平支撐與之相同。下弦水平縱向水平支撐通長設定。豎向垂直支撐在屋架中部設定，位於上弦橫向支撐開間（如下圖）。
豎向垂直支撐所在開間下弦平面設剛性支撐，其他屋架開間下弦平面尚需設定柔性支撐。
4．檁條布置
在節點設定檁條，檁條間距2383mm。在檁條三分點處設兩道拉條。
5．屋架節點荷載
可變荷載按雪荷載0.75kn/㎡取
圖2 屋架支撐布置圖
在此荷載作用下節點荷載：
p= kn/㎡
p= kn/㎡
通過查《建築結構靜力計算手冊》得內力係數，再按相應組合得表1:
屋架內力組合表表1
6．桿件截面選擇
弦杆最大內力為-299.56 kn，查表選擇中間節點板厚度8mm，支座節點板厚度10mm。
6.1上弦杆
上弦杆採用等截面，計算取ab段。n=-299.56kn。
在屋架平面內，為節間軸線長度：l=2383mm；
在屋架平面外，取l =2=4766mm。採用不等肢角鋼短肢相並。
設，f=235n/mm
查表得，需要截面a=n/f==2025mm
相應迴轉半徑： ;
根據需要選擇2l 125808（短肢相距8mm）
a=3200mm， ； =104.5
，根據104.5查表查表得：
n/mm< 215 n/mm,所選截面合適。
6.2下弦杆
以ai杆計算為準，，, (僅在跨中設一道系杆)
所需截面面積：a=
選用2l 70456，因，故而選用不等肢角鋼短肢相並。
a=1330mm,=12.6mm， =35.1mm
；6.3豎直腹杆
6.3.1.豎直腹杆bi
n=0kn,僅需滿足構造要求。採用等邊角鋼，2l 454， 13.8mm， =21.6mm
腹杆計算長度：l=l =0.9=797mm。
6.3.2.豎直腹杆ch
n=15.90kn，採用採用等邊角鋼，2l 454，a=698mm， 13.8mm, =21.6mm
n/mm< 215 n/mm
腹杆計算長度：l=l =0.9=1593mm。
所選截面合適。
6.3.3. 豎直腹杆dg
n=31.8kn，採用採用等邊角鋼，2l 454，a=698mm， 13.8mm, =21.6mm
n/mm< 215 n/mm
腹杆計算長度：l=l =0.9=2390mm。
所選截面合適。
6.3.4. 豎直腹杆ef(十字形組合)
n=95.40kn，採用採用等邊角鋼，2l 564，a=878mm， =11.1mm
n/mm< 215 n/mm
腹杆計算長度：l=l =0.9=3186mm。
所選截面合適。
6.4斜腹杆
6.4.1. 斜腹杆bh
；；選用2l 454，a=698mm， 13.8mm, =21.6mm
；，查表得；n/f=n/mm;截面符合要求。
6.4.2. 斜腹杆cg
；；選用2l 504，a=780mm， 15.4mm, =23.5mm
；，查表得；n/=n/mm;截面符合要求。
6.4.3. 斜腹杆df
；；選用2l 634，a=996mm， 19.6mm, =28.7mm
；，查表得；n/a=n/mm;截面符合要求。
7．節點設計
7.1.一般節點計算
7.1.1.腹杆節點計算
雙角鋼t形截面桿件：l=，式子中為角焊縫的軸力分配係數。對等邊角鋼；
腹杆與節點板間的連線角焊縫尺寸表2
7.1.2.上弦節點
上弦杆與節點板間的連線焊縫計算。n=-299.56n ，；h=4mm；焊縫計算長度取
節點荷載n=31.8kn，此力由塞焊縫承擔，該力足夠小，不必計算。
內力在肢尖處引起的彎矩，以ab與bc間內力差計算：m=。
豎向角焊縫計算：
； n/mm；
n/mm<160 n/mm
7.1.3下弦節點
相鄰弦桿間內力差最大為39.75kn，由上表(腹杆角焊縫)知：僅需滿足構造要求即可。
7.2.支座節點a
7.2.1.下弦杆與節點板間的連線焊縫計算
n=278.25kn ，；
h=6mm； h=4mm。
肢背： =170
肢尖： =90
7.2.2.上弦杆與節點板間的連線焊縫計算
側面角焊縫計算長度焊縫長度選，超出部分不計入計算長度；n=-299.56n ，；h=8mm； 內力在肢尖處引起的彎矩：
m=。支座處所受集中荷載p=15.9kn，此集中荷載由槽焊縫承擔。
n/mm<215 n/mm
豎向角焊縫計算：
； n/mm；
n/mm<160 n/mm， 實際焊縫長度》480mm，滿足要求。
7.2.3底板計算
根據構造需要，取底板尺寸為240240，錨栓採用m24支座反力r=4p=431.8=127.2kn。c20混凝土，柱頂混凝土壓應力：
f= n/mm
; m=-0.06021.62163=2500nmm
底板厚度計算：t=，選用16mm。
7.2.4加勁肋與節點板焊縫計算
加勁肋厚度採用10mm，加勁肋下端切角寬度和切角高度均為15mm，焊腳尺寸取為5mm。
v=r/4=31.8kn；m=ve=31.860=
=80.8 n/mm<1.22160=195.2 n/mm
（5）加勁肋節點板與底板的連線焊縫計算
焊腳尺寸取為5mm，加勁肋切口尺寸c=15mm，焊縫總長度：
-62h=2240+2（240-10-215）=900mm
== n/mm<1.22160=195.2n/mm
滿足要求。
7.3.屋脊節點e
採用與弦杆同號角鋼進行拼接。將角鋼的豎肢切成斜口彎曲後對焊。
設焊縫h=5mm，接頭一側所需的焊縫計算長度：
拼接處左右弦杆間隙取40mm，需要拼接角鋼長度： 224mm，實際採用拼接角鋼長度400mm
對於上弦杆與節點板間連線焊縫，假定節點荷載p由上弦角鋼肢背處的槽焊縫承擔，計算如下：，實際採取節點板滿焊，滿足要求。
上弦角鋼肢尖與節點板之間的連線焊縫按上弦杆最大內力的15%計算，並考慮此力產生的彎矩，h= h=5mm，有效焊縫長度。計算如下：
在0.15n作用下，有 n/mm
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