鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計鋼屋架設(shè)計書

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計-鋼屋架設(shè)計書1、鋼屋架設(shè)計書姓名：周亞男學(xué)號：3041212234學(xué)院：水建院專業(yè)：土木工程指導(dǎo)教師：吳英總分：2021屆鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計塔里木大學(xué)教務(wù)處制名目一、設(shè)計資料.1二、屋架尺寸及結(jié)構(gòu)形式與選型.2三、荷載計算31.永久荷載.32.可變荷載.33.內(nèi)力計算.43.荷載組合.6四、節(jié)點荷載.6五、桿件設(shè)計.61.上弦桿.82.下弦桿.93.斜腹桿.9六、節(jié)點設(shè)計131.屋脊節(jié)點G.132.下弦節(jié)點C.143.上弦節(jié)點B.154.支座節(jié)點A.165.參考資料186.致謝19附錄：鋼屋架施工圖第0頁梯形鋼屋架課程設(shè)計計算書一、設(shè)計資料1、屋面坡度：1：102、屋車間柱網(wǎng)布置：長度90m；柱距6m；跨度18m32、、面材料：預(yù)應(yīng)力大型屋面板4、荷載1］永久荷載：屋面SBC防水層0.4KN/m水泥砂漿找平層0.4KN/m保溫層0.45KN/m一氈二油隔氣層0.05KN/m水泥砂漿找平層0.3KN/m預(yù)應(yīng)力大型屋面板1.45KN/m屋架及支撐自重0.318KN/m2）可變荷載：積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.3KN/m2屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.7KN/m3〕材質(zhì)：Q235鋼，焊條E43型，手工焊5、基本要求1〕據(jù)給定要求設(shè)計單跨廠房鋼屋蓋。設(shè)計時間規(guī)定為一周，設(shè)計內(nèi)容包括支撐布置、屋架設(shè)計就。要有完好的設(shè)計計算書一份〔A4紙打印〕、和屋架施工圖一張〔A0圖紙打印〕。2］單跨廠房鋼屋蓋具體設(shè)計內(nèi)容要求屋架形式:梯形屋架,屋架跨13、8m,屋架間距6m,廠房長度90m.3〕其他資料屋架支撐于鋼筋混凝土柱上，鋼筋混凝土強度等級為C30。梯形屋架采納1.56m地區(qū)計算溫度高于-200C,無侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為8度，屋架下第11頁底板計算支座反力kNFR38.36723.6166????依據(jù)構(gòu)造要求，取底板尺寸為。錨栓采納，并用圖示U形缺280nlm380mm?2M24口。柱采納C30混凝土，。2314mm/N.fc?作用于板底的壓應(yīng)力為：滿足223/3.14/83.628019026、1038.367PmmNfmmNARc???????底板被節(jié)點板和加勁肋分成4塊兩相鄰邊支承板，22112a(140)90161.42mm2????190140b78.06mml61.42???llb78.060.48al61.42??查表得0570.??則底板單位寬度上的最大彎矩mmNpaM??????02,1014442.16183.6057.0221?取〔按厚度取值〕2/310mmNf?tl6^40mm?則需要底板厚度：，取01.1431002.1014466????fMtl6?t加勁肋計算第16頁對加勁肋和節(jié)點板間的兩條豎直焊縫進(jìn)行驗算。設(shè)，取焊縫最大計算長度425mm〔實際焊縫mnif627、h?mmhlfw36066060????長度〕kNR8.9342.3754V???mmkNVeM?????5.49245.528.93222322322222222/200/2.38)36067.02108.93()36067.0222.1105.49246()7.02()7.026(mmNfmmNlhVlhMwfwfwff????????????????????滿足加勁肋、節(jié)點板與底板的連接焊縫計算mmhmmthff8,6165.15.1minmin?????取焊縫的總計算長度：mm)(h)ctb(alfw7648滿足228第20頁23/200/88.7176487.022.1102.3757.OmmNfmmNlhRwfwff?????????????其余節(jié)點略第17頁7參考資料山夏志斌.鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.7.⑵劉聲揚.鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.7.⑶夏志斌，姚諫.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計M.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2021.9.[4]GB50017-2021鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國打算出版社.2021.[5]GB50009-2021建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社.2021.第18頁致謝致謝在這次設(shè)計中，吳老師在此次設(shè)29、計中給予了許多關(guān)心和指教，還有同學(xué)也提供了部分關(guān)心，故在此向他們表示由衷的感謝。另外設(shè)計過程中還參考了一些規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，在此特向有關(guān)致謝。第21頁弦標(biāo)高為18m；廠房內(nèi)橋式吊車為2臺150/30t〔中級工作制〕。屋架跨度為每端支座中線縮進(jìn)150,則屋架的計算跨度mm,mmni7700300180003000?????第1頁二、結(jié)構(gòu)形式與選型a.18米跨屋架幾何尺寸51507.51507.51507.51507.5150AacegBCDFGb4、.18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值A(chǔ)a+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.462+4.739+1.884-0.462-1.0-1.0+0.812-0.5+7.962+9.279+9.279cegBCDEFGO.51.01.01.01.01.01.0第2頁c.O米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)Aacegeca+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.65、32-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BCDEFGFEDCBA0.51.01.01.01.01.01.0屋架各桿件的幾何尺寸51507.51507.51507.51507.5150AacegBCDFG第3頁全跨荷載作用下屋架各桿件內(nèi)力組合值內(nèi)力系數(shù)中=1〕內(nèi)力值〔KN〕桿件左半跨右半跨左半跨右半跨AB0.0000.0000.0000.000BC-6.221-6.221-38第12頁0.91-380.91CD-6.221-6.221-380.91-380.91DE-8.993-8.993-559.64-559.64EF-8.993-8.993-559.64-559.64上弦FG-9.102-9.102-557.32-557.32ac+3.470+3.470+212.47+212.47ce+7.962+7.962+487.51+487.51下弦eg+9.279+9.279+568.15+568.15aB-6.502-6.502-398.12-398.12Bc+4.739+4.739+290.17+290.17cD-3.382-3.382-207.08-207.08De+l.87、84+1.884+115.36+115.36eF-0.690-0.690-42.25-42.25斜腹桿Fg-0.462-0.462-28.29-28.29aA-0.500-0.500-30.62-30.62CcT.000-1.000-61.23-61.23Ee-l.000-1.000-61.23-61.23豎桿Gg+0.812+49.72+49.72三.支撐布置廠房長度為，故僅在房屋兩端部開間設(shè)置上、下弦橫向水平支撐和屋架兩端及90nl跨中三處設(shè)置垂直支撐。其他屋架則在垂直支撐處分別于上、下弦設(shè)置三道系桿，其中屋脊和兩支座處為剛性系桿，其余為柔性系桿。第4頁上玄支撐布置圖下玄支撐布置圖第5頁屋架8、垂直支撐圖四.屋架節(jié)點荷載屋面坡度較小，故對全部荷載均按水平投影面計算〔風(fēng)荷載為風(fēng)吸力，且本設(shè)計為屋蓋，故不考慮〕1〕永久荷載：屋面SBC防水層0.4KN/m水泥砂漿找平層0.4KN/m保溫層0.45KN/m一氈二油隔氣層0.05KN/m水泥砂漿找平層0.3KN/m預(yù)應(yīng)力大型屋面板L45KN/m屋架和支撐自重0.12+0.01118=0*3KN/m合計23683mkN.2）可變荷載：積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.3KN/m2屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.7KN/m合計202mkN.3〕荷載的組合荷載組合按全跨永久荷載第13頁和全跨可變荷載計算。對跨中部分斜腹桿因半跨荷載可能產(chǎn)生的內(nèi)力變號，實行將跨度中央每側(cè)各兩斜腹桿〔圖中9、桿〕均按壓桿掌握ggHHiF、、第6頁長細(xì)比，故不再考慮半跨荷載作用的組合。由可變荷載效應(yīng)掌握的內(nèi)力組合計算：永久荷載：G1.2?二屋面活荷載：Q1L4?二屋面積灰荷載：Q2L40.9??2二、二節(jié)點荷載設(shè)計值：由永久荷載效應(yīng)掌握的內(nèi)力組合計算：取永久荷載：G1.35?二屋面活荷載：Q111.40.7???=.屋面積灰荷載：Q21.40.9??2二、二節(jié)點荷載設(shè)計值為：故應(yīng)取節(jié)點荷載設(shè)計值kNF23.61?用力學(xué)求解器求得各桿件力學(xué)10系數(shù)Aa+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.4五.桿件截面選擇按腹桿最大內(nèi)力，查表鋼,選中間節(jié)點板kNNaB12.398）502.6（23.61?????7.6厚度為,支座節(jié)點板厚度為。mml0mml2第7頁1〕上弦桿整個上弦桿采納等截面，按最大內(nèi)力計算。kNNFG32.557）102.9（23.61?????cmlx75.1500?cmly5.311、010?假定，查附表1.2,,50??cm856.0??則cmfNArpqOO.2110310856.01032.55723???????cmlixxreq02.35075.1500????cmliyyreq03.6505.3010????由附表10選用2L110708,短肢相并。,,o288.2794.132Acm???cmix98.1?cmiy34.5?截面驗算：滿第14頁

??150L7698.175.1500???????xxxil、一、一H-

酒、一H-

酒足??15046.5634.55.3010???????yyyil雙角鋼T形截面繞對稱軸〔y軸〕應(yīng)按彎扭屈曲計算換算長細(xì)比yz?,、一H-

酒12、056.075.138110101??????bltbyxyyz?????故取，查附表1.2,1.76max??x??698.0??滿足13、1.23000???????xxxil滿足??35016536.58850???????yyyil滿足223/31099.2661028.211015.568NmmNfAn????????3］腹桿桿：aB,。kNNaB12.398)502.6(23.61?????cmlHyx0.25300???假定，查附表1.2,100??555.0??22314.2310310555.01012.398cmfNA???????S附表10選用2L125808長肢相并。第9頁，，298.3199.152Acm???cmix28.2?cmiy20.3?滿JE??15011128.22530???????xxxil滿14、足？？1507920.32530???????yyyil故由，查附表1.2,得111?x?487.0??滿足223/31063.2551098.31487.01012.398ANnmiNf????????桿：Be,kNNBcl7.290)739.4(23.61?????o第15頁cmllcmllyx3.261,4.2093.2618.08.000??????2234.9103101017.290cmfNA?????選用2l_,查附表9,,563?2nA26.1412.28cm???,oxil.94cm?cmiy97.2?滿足??3508.10794.14.2090???????xxxil滿足??35088915、7.23.2610???????yyyil滿足223/3103.2361028.121017.290NmmNfAn????????桿：cD,kNNcD08.207)382.3(23.61????,ocmllxl.2294.2868.08.00????cmHy4.2860??假定,查附表1.2,100??555.0??22304.1210310555.01008.207cmfNA???????M10頁選用2L638,查附表9,,204.1952.92Acm???cmix90.1?cmiy02.3?滿足?？15012190.11.2290???????xxxil滿足?？1TOC\o"1-5"\h\z16、0???????yyyil故由，查附表1.2,得121max??x??432.0??滿足2223/310/55.2051032.23432.01008.207ANmmNfmmN????????桿：De,kNNDe36.115)884.1(32.61????,ocmllxl.2294.2868.08.00????cmlly4.2860??2237.3103101036.115cmfNA?????選用l_,貝(,2565?2A10.84cm?xil.72cm?cmiy69.2?滿足350][2.13372.11.2290???????xxxil滿足350][5.10669.24.2860???????17、yyyil223/31042.1061084.101036.115ANmmNf????????ff：eFkNNDe62.42)696.0(32.61?????,cmllx2504.3128.08.00????cmlly4.3120??假定,查附表1.2,100??555.0??2235.210310555.01062.42cmfNA????????11頁選用第16頁2L,查附表9,563?,,o2nA26.1412.28cm???xil.94cm?cmiy97.2?滿足150][9.12894.1250??????x滿足??1506.10597.24.3120???????yyyil故由，查附表1.218得9.128max??x??392.0??滿足2223/310/54.881028.12392.01062.42ANmmNfmmN????????gG桿kNNDe72.49)812.0(32.61?????cmll1.2602899.09.00????ft21_十字相連，查附表9,,563?2nA26.1412.28cm???cmix45.20?滿足350][2.10645.21.260000???????xxil滿足2223/310/49.401028.121072.49NmmNfmmNAn????????s桿：cCeE淇內(nèi)力值大小相同，選用長細(xì)比較kNNNeEcC23.61)0.1(23.19、61??????大的豎桿進(jìn)行設(shè)計，則可保證其它豎桿的安全可靠性。，內(nèi)力較kNNeE23.61??cmHcnillyx259,2.2072598.08.000??????小，用1_,則，，。2565?2A10.84cm?xil.72cln?69.2?yi滿TOC\o"1-5"\h\z足??1505.12072.12.2070???????xxxil滿足？？1503.9669.22590???????yyyil故由，查附表L2,得5.120max??x??437.0??第12頁滿足223/3101791084.10322.01053.62ANmmNf????????aA桿kNNaB62.30)5.0(23.61?????依據(jù)布置20、螺栓的要求，端豎桿最小應(yīng)當(dāng)選用I-的角鋼，采納十字行截面，2635?,。2A12.28mm?cmix45.20?端豎桿：aAcmlxl.1791999.00???滿足150][1.7345.21.179???????xooxoil故，查附表1.2,得1.730max??x??732.0??滿足第17頁223/31006.341028.12732.01026.30ANmmNf????????A.節(jié)點設(shè)計1〕屋脊節(jié)點豎桿gG桿端焊縫按構(gòu)造取和為和。上弦與節(jié)點板的連接縫，角鋼肢背fhwl5mm80mm采納塞焊縫，并假定僅承受屋面板傳來的集中荷載，一般可不作計算。角鋼肢尖焊縫應(yīng)取上弦內(nèi)力的進(jìn)行計算，即。15%kN21、60.8332.55715.0N15.ON?????其產(chǎn)生的偏心矩mmNNe???????5852000701060.83M3現(xiàn)取節(jié)點板尺寸如下圖。第13頁設(shè)肢尖焊腳尺寸則焊縫計算長度驗算肢尖焊mmhf62?mmlwl835622021?????縫強度：滿足22232222222222/200/87,115)18367.021060.83()18367.0222.158520006()7.02()7.026(mmNfmmNlhNlhMwfwfwff?????????????????????拼接角鋼采納與上弦相同截面，熱彎成型。拼接角鋼一側(cè)的焊縫長度按弦桿所受內(nèi)力計算。設(shè)角焊縫焊腳尺寸mmthf22、82102?????則接頭一側(cè)需要的焊縫計算長度：m