鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 實(shí)例

1、目錄第一部分設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)資料1 HYPERLINK l _TOC_250004 其次部分設(shè)計(jì)計(jì)算書 HYPERLINK l _TOC_250003 一、屋架支撐系統(tǒng)的設(shè)置2 HYPERLINK l _TOC_250002 二、桿件內(nèi)力的計(jì)算32.1 荷載的計(jì)算422 荷載的組合423 內(nèi)力的計(jì)算6 HYPERLINK l _TOC_250001 三、桿件截面設(shè)計(jì)83.1 節(jié)點(diǎn)板厚選擇。832 上弦桿計(jì)算83。3 下弦桿計(jì)算。103.4 腹桿（）11 HYPERLINK l _TOC_250000 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)174。1 下弦節(jié)點(diǎn) c 設(shè)計(jì)。17上弦節(jié)點(diǎn)f設(shè)計(jì)19屋脊節(jié)點(diǎn) I 設(shè)計(jì)。21跨中下弦

2、拼接點(diǎn) i 設(shè)計(jì)。22支座節(jié)點(diǎn) a 設(shè)計(jì)。23第三部分附錄（程序計(jì)算）一、全跨各節(jié)點(diǎn)受單位力計(jì)算261。1 輸入數(shù)據(jù)261.2 輸出數(shù)據(jù)28二、左半跨各節(jié)點(diǎn)受單位力計(jì)算30輸入數(shù)據(jù)30輸出數(shù)據(jù)32三、右半跨各節(jié)點(diǎn)受單位力計(jì)算34輸入數(shù)據(jù)34輸出數(shù)據(jù)36鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- -0- -第一部分梯形鋼屋架設(shè)計(jì)資料某單層單跨工業(yè)廠房,跨度 24m，長度 102m。6m，鋼筋混凝土柱，混凝土強(qiáng)度C20，400 x400mm,鋼屋架支承在柱頂。50T，20T，中級(jí)工作制橋式吊車（軟鉤12 000m.荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載三氈四油（上鋪綠豆沙）防水層0.4KN/m2水泥砂漿找平層0。3 KN

3、/m2保溫層0。6 KN/m2一氈二油隔氣層0.05 KN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1。4 KN/m2屋架(包括支撐)自重0.12+0。011L=0.384KN/m2可變荷載屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值0.7 KN/m2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值0。35 KN/m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.3 KN/m2屋架結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算跨度及幾何尺寸見圖 1(屋面坡度為 1:10)。1 梯形屋架示意圖（單位: mm）6。鋼材選用Q235C可供選用。7。鋼屋架的制造、運(yùn)輸和安裝條件：在金屬結(jié)構(gòu)廠制造，運(yùn)往工地安裝 ,最大16m，3。85m，工地有足夠的起重安裝設(shè)備。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - -其次部分設(shè)計(jì)計(jì)算書一、屋架支撐系

4、統(tǒng)的設(shè)置屋架支撐(為了保持平面屋架的幾何不變性而設(shè)置）的種類有橫向支撐、縱向支撐、垂直支撐和系桿。在本設(shè)計(jì)中，屋架支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：。16m，61260m，為增加屋蓋的剛性,在長度方向正中間的柱間加設(shè)一道橫向支撐.1.3置縱向支撐，對(duì)梯形屋架,縱向支撐設(shè)置在屋架的下弦平面。1。4h/l=3085/6000=0.51，故取如下圖垂直支撐形式：垂直支撐圖樣1.5 在屋架上弦平面,屋架跨中和兩端各布置一道通長的剛性系桿桿;下弦平面，僅在跨中和兩端布置通長的柔性系桿。屋架支撐系統(tǒng)設(shè)置如圖 2 所示。梯形屋架支撐布置圖 1垂直支撐；2系桿；3上弦橫向支撐;4下弦橫向支撐；5下弦縱向支撐二、桿件內(nèi)力的計(jì)算

5、：先定出屋架全部桿件的尺寸，畫出屋架示意圖如圖 3：2。1屋架幾何尺寸圖按屋面做法，已知各荷載標(biāo)準(zhǔn)值算出各荷載的設(shè)計(jì)值：對(duì)于永久性荷載,按公式 荷載設(shè)計(jì)值=1.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于可變荷載，按公式 荷載設(shè)計(jì)值=1。41序號(hào)荷載名稱)恒載設(shè)計(jì)值(KN/）備注水層2水泥砂漿找平層0.30.363保溫層0。60.724一氈二油隔氣層0.050。065預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.41.686屋架(包括支撐）自重0。3840.4608g3.134活載3.76087屋面活載0.70。98屋面均布可變荷8雪荷載0。350.49其較大者9積灰荷載0。30。4211（上鋪綠豆沙防0。40。48L（L=24m）p1

6、。01.4值內(nèi)力組合的目的是求取各種不同荷載組合下屋架桿件的最“不利 內(nèi)力設(shè)計(jì)是半跨受荷載時(shí)使其內(nèi)力最大,因而在梯形屋架的內(nèi)力組合時(shí)通常應(yīng)考慮三種組合:使用階段結(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值:a節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值:b載一般為吸力。施工階段節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值：內(nèi)力計(jì)算c本設(shè)計(jì)接受清華高校力學(xué)求解軟件計(jì)算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù),見下表(全跨和左半跨計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)見附錄。由表內(nèi)三種組合可見：桿發(fā)生內(nèi)力變號(hào)。假如施工過程中，在屋架兩側(cè)對(duì)稱均與鋪設(shè)面板,則可避開內(nèi)力變號(hào)而不用組合三。桿件及節(jié)點(diǎn)編號(hào)：節(jié)點(diǎn)編號(hào)示意圖節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖示表:桿件名稱內(nèi)力系數(shù)(P=1)全跨左半跨右半跨屋架桿件內(nèi)力組合表第一種組其次種組合合P1=

7、46.4472kNP1=31.8672kNP1=46.4472kNP1=31.8672kNP2=33.8472kNP2=4。1472kNP1P1P1P1KNKNP2KNP2KNP2KNP2KNKNAB0000000002。391。342。BC -9。141-6.549593424.574949103219.452109.792424.5742。CD -9。141-6。549-424.574 -391949-219452-109.792424574536。第三種組合計(jì)算內(nèi)力593342.103上336319.753弦14。EF-9.425-655091桿1044.679-596136-536.3

8、36-188194 655.091319.7536。上336319.753弦14。EF-9.425-655091桿1044.679-596136-536.336-188194 655.091319.7536。FG9.516-735399655.77615。45 -329.442 -240738-735.399GH9。516 -6.316 -73539915.833655.77615.45-240.738 -735。399329.442HI1527-7。635-7635709.249613.048613.048-274。97-274。97709.249ac4。9753。6631。31223107

9、48214.5436184。92112217075700096231.0748ce12。0458.363。6855594565513.0255454.1205281.6922152.1012559。4565eg15。2289.7115.517707.298637.7838584。9394332.3425216.0848707.2981gi15。7168。7416。9757299642642.0792619。8276307.4779258.5244729.9642aB9-6.6272。-418.025-388125334。-221025-103104-418。025373525Bc6。9454.

10、8082.1373225758295.6496261。99516208018803994322。575879。cD5.4563。412-2.044253.416227.662210.425-1172082868-253。416斜De3。681.8831.7971709257148。2835147.199967.4584665.07454170.9257腹eF2.4120。672-1.74-103.563-582358 112031桿112.03190.106628.6309Fg1。0649。0。489 1。553 49.41982 29。85202 55.5812247.4617855。581

11、2214246gH0。0851.63948012 23.03701 16212 4470451 -416433 44。704511.515Hi-1.1452.5131。368 53.182 -70。418821。-744089 33.17242 74408915.833316下弦桿15。15。20736-23.22365182Aa-0.55182Aa-0.50.50-23.2236-23。2236-16。9236Cc1-1046。-46。447233。豎44728472腹桿Ee-11046。447246。33。44728472Gg1-10-46447233。-46.44728472Ii2.03

12、91。0191。019947058481.81999 81。819999336-31867241472-46。4472-31.867241472-46。4472-31.86724.1472-46.447236.6986736.6986794.70584三、桿件截面設(shè)計(jì)GB500172003b依據(jù)理論分析,對(duì)其取。桁架橫向支撐或垂直支撐的節(jié)點(diǎn)及與其用系桿相連的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。3。1、節(jié)點(diǎn)板厚選擇9.1(P41：選取中間節(jié)點(diǎn)板厚t=10mm,支座結(jié)點(diǎn)板厚t=12mm。、上弦桿（壓彎構(gòu)件）F-G-H由屋面坡度 1：10 得屋面傾角:計(jì)算長度：彎矩作用平面內(nèi)彎矩平面外（側(cè)向無支撐）雖當(dāng)時(shí)宜選用長邊外伸的兩不

13、等邊角鋼,但壓彎構(gòu)件又期望加大角由于 F-GH 節(jié)間不是端部，故節(jié)點(diǎn)板厚度為10mm，由此查附表2。1 得：選用2截面特性為：則：故下弦桿（軸心受拉構(gòu)件)g-i力為：（因下弦有縱向支撐和系桿截面選擇：21008010（見下圖）截面特性為:截面驗(yàn)算:強(qiáng)度驗(yàn)算：故下弦桿滿足要求。3。4（軸心受力構(gòu)件）。1 斜腹桿aB：N=-418。025KN（壓桿)計(jì)算長度：則需要截面積：21107(12mm)截面特性：截面驗(yàn)算：查附表 1.20 得: Bc:N=322.576KN(拉桿)計(jì)算長度：截面選擇： 需要截面積 截面特性:剛度驗(yàn)算：強(qiáng)度驗(yàn)算：cD：N=253.42KN(壓桿）計(jì)算長度:則需要截面積:截面

14、特性：剛度驗(yàn)算:1.20eF：N=112。03KN（壓桿）計(jì)算長度：則需要截面積：截面特性： 截面驗(yàn)算：3.4。2Ii：N=94。701KN（拉桿)計(jì)算長度:截面選擇:需要截面積 截面特性:截面驗(yàn)算:3。5上弦桿和下弦桿接受等截面通長桿，腹桿截面形式有多種截面形式。各桿件截面選擇表匯總?cè)缦卤恚轰摻Y(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- PAGE 15 -選取桿件截面面計(jì)算內(nèi)力截積計(jì)算長度(cm)回轉(zhuǎn)半徑（cm）長細(xì)比容許穩(wěn)定長應(yīng)力系數(shù)細(xì)名稱編號(hào)(KN）面規(guī)格125（cm2)l0 xlii0yxyx比*y N/mm2上弦桿下弦桿（拉桿）豎腹桿腹桿斜腹桿FG/GH735。399104848746150

15、。7301.53.8555239。254.61500.833181。134.334300300235478127.762.76350-212.65.3181901901.40230135。782.61500.361121.06。972174.8218。51.38224126。797.51500.402165.76。972198.8248.5138224144。1110。91500329202.58.78222.80278.501.732.67128.79104311500391135305.318246.8308.5140222176.3139。0350178。1303922442124421

16、3.4149371.650.01500741213.615824202.25252.812.4836381.669。6350203。924.606222.0277。52.443.6991。075。21500614167748。584222。0277。51372.26162.1122.1350200。11673424256303.201682.75144.4110.31500328204.116。97224256303.201.38224219711353635079。726.972263693296113822419108147.153506411917.594263.69329612313.

17、461141595.26150047089。98gi729.964Aa23gi729.964Aa23224Cc46.447Ee46447Gg46.447Ii94.706aB-418025Bc322.576cD-253416De170。926eF-112031Fg55.581gH44。705Hi-74.409104534544545644531107805808455568454454756四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)(屋脊節(jié)點(diǎn)）5E43840mm,其余節(jié)點(diǎn)類5。1c圖4。1下弦節(jié)點(diǎn)c之間的連接焊縫。斜桿 Bc 與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算角鋼背-計(jì)算長度：角鋼趾-可實(shí)際長度：，取豎桿 Cc 與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算

18、角鋼背計(jì)算長度：實(shí)際長度：，取角鋼趾-計(jì)算長度：實(shí)際長度：,取 桿焊縫計(jì)算角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,設(shè)焊縫 ，則焊縫所需長度： 角鋼背-計(jì)算長度:角鋼趾-計(jì)算長度:實(shí)際長度:，取下弦桿焊縫驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫承受兩相鄰內(nèi)力之差：N=559。46-231。07=328。39kN。肢背焊縫驗(yàn)算，設(shè),F圖4.2上弦節(jié)點(diǎn)F Fe,角鋼背計(jì)算長度：角鋼趾計(jì)算長度：據(jù)構(gòu)造要求取為 48mm實(shí)際長度：，?。?）Fg,角鋼背-計(jì)算長度:實(shí)際長度：482+6=60，取角鋼趾計(jì)算長度：實(shí)際長度：,?。?)上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫承受兩相鄰內(nèi)力之差：N=735。399-655。091=80.308kN依據(jù)節(jié)點(diǎn)放樣，得節(jié)點(diǎn)板尺寸為 260230mm.10mm，用槽焊縫連接，槽焊縫0.8,P弦桿垂直，忽視屋架上弦坡度的影響。屋脊節(jié)點(diǎn)(1)N4