24M跨度鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)書(shū)

1、一、課程設(shè)計(jì)內(nèi)谷1、計(jì)算書(shū)一份：(1) 繪制屋架支撐布置簡(jiǎn)圖；(2) 荷載和桿件內(nèi)力計(jì)算、匯總；(3) 設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)并在計(jì)算書(shū)中繪制節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)圖。2、繪制鋼屋架施工圖(一號(hào)圖紙一張 594mmX841rhm繪制桿件匯總表。二、設(shè)計(jì)資料工業(yè)廠房跨度為L(zhǎng) 24m，柱距為6m,廠房總長(zhǎng)度為96m，選用1.5 6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。采用梯形鋼屋架，如圖1，鋼材選用Q235-B，焊條選用E43，手工焊。屋架兩端簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱上，檐口采用封閉結(jié)合，上 柱截面450mm 450mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C20。荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)：1、永久荷載：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板(包括嵌縫) 1800 (N m2)SBS改

2、性瀝青防水卷材400；(N m2)20mm厚找平層 400. (N m2) 100mm厚泡沫混凝土保溫層500 (N m2) 屋架和支撐自重500 (N m2)2、活荷載：屋面雪荷載400 (N m2)，施工荷載500 (N m2)2 cslrf亍4.4335藥住pj-niinsd課程設(shè)計(jì)正文屋架支撐布局簡(jiǎn)圖屋架上弦支撐布置圖2 T匚口門(mén) 口一忻 nnrixddurmn屋架下弦支撐布置圖IXA/1 IWI垂直支撐1 -1X<XXXIX垂直支撐2-2二、荷載和內(nèi)力計(jì)算及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、荷載和內(nèi)力計(jì)算(1) 荷載組合由于屋面坡度不大，故忽略坡度對(duì)荷載值的影響；風(fēng)荷載為吸力，重屋蓋可不考慮。 永久

3、荷載總和為：1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6 kN;節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)荷載：Fd(1.35 3.6 1.4 0.7 0.5) 6 3.0 96.3 kN;支座反力：Rd4Fd 4 96.3 385.2 kN;(2) 內(nèi)力計(jì)算用所給出的圖中的單位內(nèi)力可求出全跨荷載作用下屋架的桿件內(nèi)力內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下圖所示:2、桿件截面選擇腹桿最大軸力為 543.9kN，選用支座節(jié)點(diǎn)板厚 t=12mm，中間節(jié)點(diǎn)板及墊板厚可為2 t=10mm。所用鋼材厚度均小于16mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度=215N/ mm。(1)上弦截面上弦不改變截面，最大內(nèi)力Nmax 756.05 kN ；屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度l°x 300.0

4、cm ;屋架平面外，要求大型屋面板與屋架可靠焊接，取兩塊板的寬度 l°y 300.0cm。初選 2L 160 14, A=86.60 cm2, ix 4.92cm , iy 6.99cm。驗(yàn)算彎矩平面內(nèi)和彎矩平面外穩(wěn)定性：xix3004.9261 150; x0.801, b16ly0.58 300由于11.40.58 丄10.9t1.4b16xz3.9?(1空)18.6b4)51150yz0.852上部局部彎矩：11Mo PI 96300 3 72225Ngm 44M 0.6M043335 N gm1) 上弦截面彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算。xAEX1.1x1.05Ix1048WxIx2y

5、1IxW2xy22EA2xmxM x3.142 206 103 8660 4297.264 kN ；1.1 6122 43.3 0.522117.65cm42117.654.472117.6511.53xW1X(1 0.8N/Nex)473.75cm33183.66cm7560500.801 86601 4333500031.05 437.75 10(1 0.8 756.05 / 4269.22)1.0 ；b 10.0017 y 0.927txMxbWx7560500.801 86601 433350000.927 4737502 2207.7 n/ mm < f =215 n/ mm

6、；每節(jié)間放兩塊墊板301Ia100.3 40i 125.23滿(mǎn)足要求。(2 )下弦截面下弦桿采用同一截面，最大內(nèi)力Nmax769.53 kN ；屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算需要凈截面面積:769.53 1033579.2mm2215采用等肢角鋼2L 100210，A=3860 mm ，Ix 3.05cm， Iy 4.52cm。截面強(qiáng)度驗(yàn)算:NA?3769.53 10199.363860N/2 mm2< f =215 n/ mm ；loxx7lx6003.05196.7150loyy iy6004.52132.7 150每節(jié)間放兩塊墊板600 ccc2003la80i244滿(mǎn)足要求。(3)腹桿1

7、)桿件A-F、C-G:Naf48.15 kN， lox200cm， loy200 cmNcg 96.3 kN， lox 250 0.8200cm， loy 250cm2選 2L63 6，A=1458mm ， lx 1.93cm， Iy 2.99cm。xloxIx2001.93103.6150，x 0.532l oy25083.6yiy2.99b6.3ly0.58 25010.50.58 丄23.2t0.6b6.3所以0.475b4yzy(12丄2)86.4 150loy t桿件C-G受力較大，長(zhǎng)細(xì)比也較大，按桿件C-G驗(yàn)算：oy0.645，min0.532N96.3 103A 0.532 14

8、.58 1022 2124.15 N/ mm < f =215 N/ mm ；A- F放兩塊墊板，C-G放三塊墊板，滿(mǎn)足要求。2）桿件E-H選用2L10010,放三塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類(lèi)似驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求。3）桿件B-F:選用2L180 110 10 （長(zhǎng)肢相并），放三塊墊板，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求。4）桿件B-G:選用263 6,放兩塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類(lèi)似驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求。5）桿件 D-G D-H:選用280 6,放四塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類(lèi)似驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求。3、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)選用E43焊條，角焊縫的抗拉抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw 160N/mm 2。（1）下弦節(jié)點(diǎn)G （如下圖）1）斜桿BG與節(jié)點(diǎn)的

9、連接焊縫計(jì)算。N=307.679kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf1 8mm和hf2 6mm ,所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背:lw 凹 307.679 1016136.2mm，取 h 140mm。2 0.7 8 160肢尖：0.3 .679 101280.7mm，取 b 100mm。2 0.7 6 1601）斜桿DG與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算。N=133.376kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf1 8mm和hf2 6mm ,所需焊縫長(zhǎng)度肢背：l w肢尖：I w0.3 133.376 1032 0.7 6 1601241.8mm，取 lw80mm 。0.7 133.376 1032 0.7 8 1602）

10、斜桿CG與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。N=96.3kN焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸hf 6mm，焊縫長(zhǎng)度取lw 80mm。3）下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。受力為左右下弦桿的內(nèi)力差N Ngh Nfg 769.53 426.9 342.63 kN肢背焊縫應(yīng)力為：3肢背： 0.7 342.63 1046.2 N/mm2 < ffw 160N/mm 2 ；2 0.7 6 61830.3 342.63 102 w2肢尖：19.8 N/mm < ff160N/mm ；0.7 6 618滿(mǎn)足要求。（2）上弦節(jié)點(diǎn)B （如下圖）1）斜桿BG與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算，與下弦節(jié)點(diǎn)G中BG桿計(jì)算相同.2）斜桿B

11、F與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算，N=543.9kN。*,jxnrA<設(shè)肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為hf1 10mm和hf2 8mm。所需焊縫長(zhǎng)度為肢背：lw30.7 543.9 1032 0.7 10 16020190mm，取 lw200mm 。肢尖：3'0 3 543 9 10303 5439 IU 12133.4mm，取 lw 140mm2 0.7 6 1603）上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。為便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。假定集中荷載F由塞焊縫承受。F=96.3kN,焊腳尺寸為 5mm， lw 80 mm。296.3 1032 0.7 5 8001

12、7.2 N/mm 2 < f ffw1.22 160195.2N/mmN BCN AB675.352 0675.352 kN偏心矩:e 160 45 115 mm。偏心力矩：MN e 675.352 11.5 7766.548kN mh2 10mm， lw2 79cm，則N2he lw675.352 10361.06 N/mm 22 0.7 10 790MWf46 7766.548 102-2 0.7 10 79053.33N/mm275.09N/mm2 < ffW 160N/mm 2，滿(mǎn)足要求。（3） 屋脊節(jié)點(diǎn)E （如下圖）1）弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算。N=756.05kN，取

13、焊腳尺寸為6 mm,則需焊縫長(zhǎng)度為12756.05 1034 0.7 6 16012 293.3 mm取lw =300 mm，拼接角鋼的長(zhǎng)度取 2 300 50 650mm。2）弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板用塞焊縫，滿(mǎn)焊即可。下弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板用角焊縫，按上弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算。N=756.05 15% 113.4kNM N e 113.4 11.5 1304.1kN m焊腳尺寸為6mm，弦桿一側(cè)焊縫長(zhǎng)度為 250mm，有N2helw113.4 1032 0.7 6 24056.25 N/mm161.78N/mm2fWf6 1304.1 1042 0.7 6 2402144.04N

14、/mm2 <160N/mm 2，滿(mǎn)足要求。3）中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。6mm，焊縫N=29.275kN。此桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸長(zhǎng)度 lw 80mm。（4） 下弦跨中節(jié)點(diǎn)H （如下圖）1）弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算。拼接角鋼與下弦桿截面相同，傳遞內(nèi)力N=769.58kN，設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為t hf 5 23mm ,取25mm，則需焊縫長(zhǎng)度為6mm，豎肢需切去lw 265 m m。拼接角鋼長(zhǎng)度取為550mm。2）弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。N=769.53 15%=115.43kN設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm，弦桿一側(cè)許 焊縫長(zhǎng)度為肢背：30.7 115.43

15、 102 0.7 6 1601272.12mm，取 lw75mm。肢尖：I w30.3 115.43 102 0.7 6 16039.8mm，取 lw60mm 。4）其他腹桿內(nèi)力較小，采用構(gòu)造要求進(jìn)行焊縫設(shè)計(jì)。 支座節(jié)點(diǎn)F （如下圖）下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離取為150mm。在節(jié)點(diǎn)中心線(xiàn)上設(shè)置加緊肋,高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相同，厚度為1）端斜桿焊縫計(jì)算端斜桿B-F由12mm 。前面計(jì)算結(jié)果取肢背及肢尖角焊縫尺寸分別為:hf1 10mm, hf28mm,lw1 165mm,lw2 110mm。2）驗(yàn)算下弦桿焊縫。由腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸，實(shí)際測(cè)得節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為42cm。肢背與肢尖焊角尺寸均

16、取為8mm，則取焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為 40 cm。肢背焊縫應(yīng)力為0.7 426.9 1032 0.7 8 40066.7 N/mm2<ffW 160N/mm 29.6取錨栓直徑d24mm,錨栓孔直徑為50 mm，則所需底面積為3）支座底板計(jì)算。2支反力Rd4Fd 4 96.3 385.2 kN; fc=9.6 N/mm ，所需底板凈面積為3382 c 10An39843.75mm0.072，則 Mqa10.072398.44cm2A An A。398.44 2 5 5 3.14 5468.07cm2按構(gòu)造要求采用底板面積為26 26=676>468.07cm2，底板凈面積為An 676 2 5 5 3.14 5606.4cm2墊板采用20 100 200，孔徑25.5mm。底板承受支座均布反力為q 38546.35N/mm2606.4 10226.35 17614162.23N mm所需底板厚度t6 14162.2321519.88mm，取20mm，底板尺寸為20 mm 260 mm 260 mm 。4）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。一個(gè)加勁肋的連接焊縫所能承受的內(nèi)力為叱 89.55kN426M Ve 89.55=582.1kN m4加勁肋焊縫厚度取 6mm，驗(yàn)算