鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì)鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì)13/13鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì)工程學(xué)院建筑鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì)班：學(xué)號：姓名：目錄序言2某屋架1.料32.荷算53.荷合54.內(nèi)力算65.桿件76.點(diǎn)11參照文件19序言本義在完成構(gòu)的作，以及自己兩學(xué)期來構(gòu)所學(xué)知的一次。本主要一個(gè)廠房的屋蓋行算，。編撰過程由于粗心或個(gè)人知識面的限制性，難免會(huì)產(chǎn)生一些失誤以及錯(cuò)誤，望各位老師責(zé)怪改正。某車間鋼屋架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料.屋面種類無檁屋面，屋面采用1.5X6m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。.桿件及連接桿件采用Q235鋼，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215N/mm。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fwf160kN/mm2.屋架主要尺寸.跨度30.屋架上弦坡度/.架端架

2、高度1990.屋架跨中高度3340.其他設(shè)計(jì)資料.廠房長度.屋架支撐于鋼筋混凝土柱頂.柱距.柱網(wǎng)部署如圖.架幾何尺寸.屋架支撐部署荷載計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.01.4kN/m2=1.4kN/m2屋架自重0.12+0.01130=0.45KN/m2永久荷載2.2KN/m2共4.05kN/m2屋面活載1.0kN/m23.荷載組合由永久荷載控制的荷載組合值為q=1.354.051.40.71.0=6.45KN由可變荷載控制的荷載組合值為q=1.24.05+1.41.0=6.26KN故永久荷載控制的組合起控制作用。.全垮永久荷載加全垮可變荷載F=6.451.56=58.05KN.全垮永久荷載加半

3、跨可變荷載全垮節(jié)點(diǎn)永久荷載設(shè)計(jì)值：F1=1.354.051.56=49.21KN半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載設(shè)計(jì)值：F2=1.40.71.01.56=8.82KN.半跨屋面板荷載加半跨可變荷載加全垮屋架自重全垮節(jié)點(diǎn)屋架自重荷載設(shè)計(jì)值：F3=0.451.351.56=5.47KN半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重和半跨屋面荷載設(shè)計(jì)值：F4=（1.41.35+1.01.4）1.56=29.61KN內(nèi)力計(jì)算屋架在上述3種荷載組合作用下的計(jì)算簡圖以下所示由電算先解得F=1的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），爾后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合。計(jì)算簡圖和結(jié)果見下表：屋架桿件內(nèi)力組合表F=58.05F1=4

4、9.21F2=8.82F3=5.47F4=29.61內(nèi)力系數(shù)第1種組合第2種組合第3種組合計(jì)算桿件桿件名稱F1F1F3F3全跨左半跨右半跨F內(nèi)力KNF2F2F4F4AB0000.000.000.000.000.000.00BC、CD-11.317-8.199-3.118-656.95-629.22-584.41-304.68-154.23-656.95上DE、EF-18.167-12.518-5.649-1054.59-1004.41-943.82-470.03-266.64-1054.59弦FG-20.686-13.037-7.649-1200.82-1132.94-1085.42-499.

5、18-339.64-1200.82桿GH-21.454-13.836-7.618-1245.40-1177.78-1122.94-527.04-342.92-1245.40HI-22.282-13.014-9.268-1293.47-1211.28-1178.24-507.23-396.31-1293.47IJ、JK-22.747-13.482-9.265-1320.46-1238.29-1201.10-523.63-398.76-1320.46下ab6.3444.6881.656368.27353.54326.79173.5183.74368.27弦bc15.19110.7504.44188

6、1.84842.36786.72401.40214.59881.84桿cd20.09513.4246.6711166.511107.271047.71507.40307.451166.51de22.04313.5868.4571279.601204.561159.33522.86370.991279.60ef21.10410.55210.5521225.091131.601131.60427.88427.881225.09aB-11.424-8.442-2.982-663.16-636.63-588.48-312.46-150.79-663.16Bb8.8536.2482.605513.924

7、90.76458.63233.43125.56513.92bD-7.482-4.935-2.547-434.33-411.72-390.65-187.05-116.34-434.33Dc5.4873.2422.245318.52298.61289.82126.0196.49318.52斜cF-4.199-2.015-2.184-243.75-224.41-225.90-82.63-87.64-243.75腹Fd2.6620.7131.949154.53137.29148.1935.6772.27154.53桿dH-1.5040.408-1.912-87.31-70.41-90.883.85-6

8、4.84-90.88He0.283-1.4411.72416.431.2229.13-41.1252.6052.60eg1.6343.676-2.04294.85112.8362.40117.78-51.53117.78gI0.6470.647037.5637.5531.8422.703.5437.56gK2.3444.391-2.047136.07154.0897.29142.84-47.79154.08Aa-0.5-0.50-29.03-29.02-24.61-17.54-2.74-29.03Ie-1.496-1.4960-86.84-86.81-73.62-52.48-8.18-86.8

9、4豎Cb、Ec、桿-1-10-58.05-58.03-49.21-35.08-5.47-58.05Gd、JgKf0000.000.000.000.000.000.00桿件設(shè)計(jì).上弦桿整個(gè)上弦采用等截面，按IJ、JK桿件之最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)N=-1320.46kN=-1320460N上弦桿計(jì)算長度以下：在屋架平面內(nèi)：為節(jié)間軸線長度lox=150.7cm在屋架平面外：依照支撐部署和內(nèi)力變化情況，取loy=3150.7=452.1cm由于loy=3lox，故截面宜采用兩個(gè)不等肢角鋼短肢相并腹桿最大內(nèi)力N=663.16kN，查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1得，因其中間節(jié)點(diǎn)板厚度采用12mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度用14mm

10、。假定=70，查教材附錄得=0.751。需要截面積：A=N=1320460=8178mm2f215*0.751需要的輾轉(zhuǎn)半徑：ix=lox/=150.7=2.1570iy=loy/=452.1=6.4670采用220012514短肢相拼，A=87.73cm2,ix=3.544，iy=9.66則lox=1507=42.57=150，yloy=4521=46.8=150 x35.4iy96.6ixb114.290.56loy=0.564521=12.66，tb1200yz3.7b11loy2t2=3.720045212142412004=55.37t52.7b11452.7查表得0.831N132

11、0460=181.12N/mm2f215N/mm20.8318773.下弦桿整個(gè)下弦截面采用一致截面，按de桿最大內(nèi)力設(shè)計(jì)。N1279.6KN=1279600N屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度屋架平面外依照支撐部署取l0 x300cml0y1485cm所需截面AnN12796005951.63mm2f215采用218011012由于loylox，故用不等肢角鋼短肢相并A=67.42cm2,ix=3.11，iy=8.75loy=1485iy8.76=169.5=350lox=300=96.5=350 x3.11考慮下弦有221.5mm的栓孔削弱，下弦凈截面積：An=6742.4221.512mm=622

12、6.4N1279600=205.5N/mm2f215N/mm2An6226.4.斜腹桿按aB桿件最大內(nèi)力設(shè)計(jì)桿件軸力N=-663.16KNlox2577mm，loy2577mmt=12mm采用21409012由于l0 x=l0y，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使ixiyA=52.80cm2,ix=4.44，iy=3.77則lox=257.7=58.04=150loy=257.7=68.36=150 x4.44yiy3.77ixb27.50.48loy=0.482577=13.74tb29041.0990411.09b2=68.361=73.47yzy25772122loy2t2查表得0.729N

13、663160=172.29N/mm2f215N/mm2A0.7295280.豎桿按Ie桿件最大內(nèi)力設(shè)計(jì)-86.84KN=-86840Nlox0.8l=0.8314.2=2513.6mm，loy3142mmt=8mm內(nèi)力較小，按=150選擇，需要的輾轉(zhuǎn)半徑為ix=lox251.36loy314.21501.68，iy=1502.09采用2638，A=19.03cm2,ix=1.90，iy=3.10則lox=2513.6=132.3=150loy=3142=101.4=150 x19.0yiy31ix7.880.58loy=0.583142=28.93tb630.475b4=101.40.4756

14、34yzy1182=102.6loy2t231422查表得0.538N86840=84.82N/mm2f215N/mm2A0.5381903各桿桿件截面選擇見下表：桿件截面選擇表?xiàng)U件最大計(jì)算內(nèi)力（KN）截面規(guī)格截面面積（cm2)名稱編號AB、BC、CD、DE、上弦桿EF、FG、-1320.462001251487.73GH、IJ、JKab、bc、下弦桿cd、de、1279.601801101267.42efaB、Bb、bD、Dc、-663.16140901252.80斜腹桿cF、FddH、He、eg、ig、154.0870513.75gKAa、Cb、豎桿Ec、Gd、-86.8463819.03

15、Ie、Kf、Jg節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)“B”、“b”、“a”、“K”、“f”五個(gè)典型節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)類同。.上弦節(jié)點(diǎn)B用E43型焊條角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw=160N/mm2。設(shè)aB桿的肢背和肢尖的焊縫hf8mm和6mm，N=663.16kN則所需焊縫長度為lw=0.65Nw=0.65663160=240.5mm，加2hf=16mm取260mm2heff20.78160lw=0.35Nw=0.35663160=172.7mm，加2hf=12mm取190mm2heff20.76160設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫hf8和6，N=513.92kN則所需焊縫長度為lw=0.7Nw=0.751

16、3920=200.75mm，加2hf=16mm取220mm2heff20.78160lw=0.3Nw=20.3513920=114.7mm，加2hf=12mm取140mm2heff0.76160為了便于在上弦擱置屋面板，節(jié)點(diǎn)板上邊沿可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。hf0.512=6mmhf=10mm上弦與節(jié)點(diǎn)板的焊縫長度為533mm。N=N1N2=656950=882f2*0.7hflwN/mm20.710533Mf=6M=665695030=29.7N/mm22*0.7hflw220.7105332N2M22229.7222=91.3N/mm(f)(f/1.22)8

17、8()1.22.下弦節(jié)點(diǎn)b設(shè)bD桿的肢背和肢尖的焊縫hf8mm和6mm，N=434.33kN則所需焊縫長度為lw=0.7Nw=0.7434330=169.7mm，加2hf=16mm取190mm2heff20.78160lw=0.3Nw=20.3434330=96.9mm，加2hf=16mm取120mm2heff0.76160設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫hf8mm和6mm，N=513.92kN則所需焊縫長度為lw=0.7Nw=0.7513920=200.75mm,加2hf=16mm取220mm2heff20.78160lw=0.3Nw=20.3513920=114.7mm，加2hf=12mm140

18、mm2heff0.76160cb桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取hf5mm下弦與節(jié)點(diǎn)板焊縫的長度為431mm，hf6mm，,受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為f0.756513570109.4N/mm22294.7=589.4mm上弦與節(jié)點(diǎn)板之間的槽焊，假定承受節(jié)點(diǎn)荷載，P5805014.07N/mm20.8fffw=156.1620.7hflw20.710294.7上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15計(jì)算。設(shè)肢尖焊縫hf10mm，節(jié)點(diǎn)板長度37.2cm,則節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長度372lw=102=156mmM22N22104.64f2f160N/mm2f1.2290.69124.82N/mm1.22.支座節(jié)點(diǎn)a支座反力R=10F=1058030=580300N支座底板的平面尺寸采用280mm400mm，如僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為2800mm234m=65520mm驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：fc12.5N/mm2142a11401102172.6mm,2b111013384.8172.6查表得0.0586b184.80.49a1172.6R5803008.85N/mm2AN65520底板厚度6M615449.79，取t=22mmt20.76mmf215加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算用于增加節(jié)點(diǎn)板平面外剛度和減小底板中的彎矩