本课程设计计算书主要针对18米跨厂房的普通钢屋架进行设计。根据厂房的尺寸和结构要求，确定屋架的基本参数，包括跨度、高度、材料类型等。根据荷载要求，对屋架进行强度和稳定性计算，以确保其能够满足使用要求。在设计过程中，需要考虑各种荷载因素，如风荷载、雪荷载、地震荷载等，并采用适当的方法进行组合计算。还需考虑屋架的制造工艺、运输安装等因素，以确保设计的合理性和可行性。通过本课程设计计算书，可以得出合理的设计方案，为实际工程提供参考依据。

以下是一份18m跨厂房普通钢屋架设计课程设计计算书的基本内容：

一、设计资料

1. 厂房概况
   • 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m。厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于 - 20°C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度。屋架下弦标高为18m，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400x400mm，混凝土强度等级为C30，屋面坡度$i = 1/10$ 。
2. 屋架形式及选材
   • 屋架采用梯形钢屋架，屋架采用的钢材为Q235B，焊条为E43型 。
3. 屋面各构造层荷载标准值
   • 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层；120mm厚珍珠岩（$r = 350kg/m^3$）的保温层；20mm厚水泥砂浆找平层。钢材采用3号钢（Q235B）。
   • 屋架自重和支撑自重按经验公式（跨18m）$P=(0.12 + 0.011\times18)kg/m^2= 0.32kg/m^2$ 。
   • 屋面雪荷载等可变荷载按照规范取值。

二、荷载计算

1. 永久荷载
   • 计算各屋面构造层产生的荷载，如三毡四油防水层、保温层、找平层等重量产生的面荷载，再根据屋架间距换算为节点荷载。
   • 加上屋架自重和支撑自重产生的节点荷载。
2. 可变荷载
   • 屋面活荷载和雪荷载根据所在地区的荷载规范取值，同样换算为节点荷载。
   • 考虑荷载组合，永久荷载可变荷载为主要荷载组合时，计算屋架上弦节点荷载$F$。例如$F = 1\times(\text{永久荷载}+\text{可变荷载})$（根据具体公式计算） 。

三、内力计算

1. 桁架杆件内力系数确定
   • 根据屋架形式、几何尺寸及内力系数（可通过附图获取），在单位力作用下确定各杆件的内力系数。
2. 杆件内力计算
   • 利用内力系数和节点荷载，计算各杆件在荷载作用下的内力值。例如，某杆件内力$N=\text{内力系数}\times\text{节点荷载}$，可以采用图解法（如在单位力作用下用图解法求得内力值并列表表示） 。

四、杆件设计

1. 上弦杆设计
   • 根据上弦杆的内力大小、计算长度（屋架平面内和平面外计算长度不同，需分别确定）。
   • 选择合适的截面形式，如选用两个不等肢角钢2L100x80x6，长肢水平。计算截面几何特性，如截面面积$A$、回转半径$i$等。
   • 进行强度和稳定验算，保证杆件在受力情况下满足强度和稳定性要求。
2. 下弦杆设计
   • 下弦杆内力计算后，同样确定其计算长度（屋架平面内和平面外）。
   • 选择截面，可与上弦杆相同截面形式（如以最大轴力杆件来选择），计算其截面几何特性并进行强度和稳定验算。
3. 腹杆设计（包括端斜杆、竖杆等）
   • 计算各腹杆内力，确定计算长度。
   • 根据内力大小选择合适的角钢截面，如等肢角钢组成T形截面，计算截面特性并进行截面验算。

五、节点设计

1. 下弦节点设计
   • 计算腹杆与节点板连接焊缝尺寸。
   • 按比例绘出节点板形状和尺寸，然后验算下弦与节点板的连接焊缝。确定焊缝的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值，根据腹杆内力计算所需焊缝长度（肢背和肢尖焊缝长度分别计算），并验算下弦与节点板连接焊缝应力。
2. 上弦节点设计
   • 类似下弦节点设计，考虑上弦杆与腹杆连接的焊缝尺寸计算、节点板形状确定和连接焊缝验算。
3. 屋脊节点、支座节点等特殊节点设计
   • 对于屋脊节点，考虑屋架在屋脊处的构造要求、杆件连接方式和受力特点进行设计。
   • 支座节点需根据屋架与柱的连接形式（铰支）、支座反力大小等进行设计，保证节点的强度和稳定性。

18m跨厂房普通钢屋架设计课程设计计算书