《鋼結構設計原理》課程設計
姓名：××
學號：u2009158××
專業班級: 土木工程0905班
指導老師：張卉
完成時間：2023年2月18日
第一部分鋼結構課程設計任務書
一、 設計資料及依據
根據學號u200915851及次序14得已知條件：某車間跨度為24m，廠房總長度102m，柱距6m，車間內設有兩台50/10t中級工作制軟鉤橋式吊車，地區計算溫度高於-20℃，無侵蝕性介質，**設防烈度為6度，屋架下弦標高為18m；採用1.5×6 m預應力鋼筋混凝土大型屋面板，ⅱ級防水，卷材屋面，桁架採用梯形鋼桁架，兩端鉸支在鋼筋混凝土柱上，上柱截面尺寸為450×450mm，混凝土強度等級為c25，屋架採用的鋼材為q235b鋼，焊條為e43型。
屋架計算跨度：
屋架端部高度跨度：
計算跨度處高度:
屋架跨中高度:
表1 荷載標準值
二、 屋架尺寸及支撐布置
屋架形式及尺寸如圖1：
屋蓋的支撐布置如圖2：
層架上弦（下弦）支撐布置圖
垂直支撐1-1
垂直支撐2-2
圖2 桁架支撐布置
符號說明：gwj—鋼屋架；sc—上線支撐；xc—下弦支撐；
cc—垂直支撐；gc—剛性系杆；lg—柔性系杆
三、 荷載計算
屋面活載與雪荷載不會同時出現，從資料可知屋面活載大於雪荷載，故取屋面活載計算。沿屋面斜面分布的永久荷載乘以換算為沿水平投影面分布的荷載。
標準永久荷載：
標準可變荷載
設計桁架時應考慮一下三種荷載組合：
屋架上弦節點荷載：
半跨節點可變荷載：
全跨節點桁架自重：
半跨節點屋面板自重及活載：
其中，1、2為使用階段荷載情況，3為施工階段荷載情況。計算詳圖如下：
（a）(b)
(c)圖3 桁架計算簡圖
四、 內力計算
由電算先解得f=1時的桁架各桿的內力係數(f=1作用於全跨、左半跨和右半跨)，然後求出各種荷載情況下的內力進行組合，見表2 。
表2 桁架桿件內力組合表
注： 五、 桿件設計
1.上弦杆
整個上弦採用等截面,不改變截面，按最大內力設計，即按、桿件的計算內力設計。
上弦杆計算長度：
在桁架平面內，為節間軸線長度
。 腹杆最大內力，n=545.656kn(壓)，由屋架節點板厚度參考表可知：中間支。
圖4 上弦截面
假定λ＝60，雙角鋼組合截面繞x和y軸穩定性均屬於b類截面。查軸心受壓構件的穩定係數表，得。
需要截面面積 ：
需要迴轉半徑：
兩角鋼之間加厚填板，查角鋼規格表，選用，則
。驗算長細比： ；
滿足長細比的要求
由於大於，熱軋不等邊角鋼短肢組合將繞x軸失穩，故由，查表得：
滿足要求。
2.下弦杆
整個下弦杆不改變截面，採熱軋不等邊角鋼短肢組合，其中設計內力最大是de杆：
所需截面積為:
連線支撐的螺栓孔中心至節點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。選用,因，故用不等肢角鋼，短肢相並。
滿足要求。
圖5 下弦杆截面
3.端斜桿ab
整下弦杆不變截面，採熱軋不等邊角鋼長肢組合，其中內力最大ab杆，
桿件軸力:
計算長度。因為，故採用不等肢角鋼，長肢相並，使。選用： ，則
圖6 端斜桿截面
由於，熱軋不等邊角鋼長肢組合將繞y軸失穩，由查表得
滿足要求。
4.斜腹杆
①bb杆
整個bb杆不改變截面，採用熱軋等邊角鋼組合，其中設計內力:
連線支撐的螺栓孔中心至節點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。選用：
滿足要求。
圖7 斜腹杆bb截面
②bd杆
整個bd杆不變截面，採用熱軋等邊角鋼，其中設計內力:
選用：滿足要求。
由於，熱軋等邊角鋼組合將繞x軸失穩，故由查表得：
滿足要求。
圖8 斜腹杆bd截面
③dc杆
整dc杆不變截面，採用熱軋等邊角鋼組合，其中設計內力
連線支撐的螺栓孔中心至節點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。選用：
滿足要求。
圖9 斜腹杆dc截面
④cf杆
整個cf杆不改變截面，採用熱軋等邊角鋼，其中設計內力
選用： 。
由於，熱軋等邊角鋼組合將繞x軸失穩，故由查表得：
滿足要求。
圖10 斜腹杆cf截面
⑤fd杆
整個fd杆不改變截面，採用熱軋等邊角鋼組合，其中設計內力:
連線支撐的螺栓孔中心至節點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。
選用：圖11 斜腹杆fd截面
滿足要求。
⑥dh杆
整個dh杆不改變截面，採用熱軋等邊角鋼，其中設計內力選用：
圖12 斜腹杆dh截面
由於，熱軋等邊角鋼組合將繞x軸失穩，故由查表得：
滿足要求。
5.豎桿
整個豎桿不改變截面，採用熱軋等邊角鋼，設計內力最大的是ei杆, 選用：
由於，熱軋等邊角鋼組合將繞x軸失穩，故由查表得：
滿足要求。
圖13 豎桿截面
其餘各同類桿件截面選擇計算過程同上，此處略去其計算過程，僅將結果列於表2（見下頁）。
六、 節點設計
用e43焊條時，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設計值。各桿件內力由表查得，最小焊縫長度不應小於8。本設計確定節點板尺寸可在施工圖中完成，校核各焊縫長度不應小於計算所需的焊縫長度。
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