《鋼結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課件

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)作者姓名：專業(yè)、班級(jí)：學(xué)號(hào)：31120700指導(dǎo)教師：鄭新志設(shè)計(jì)時(shí)間：2015.07.05河南理工大學(xué)HenanPolytechnicUniversity目錄1.1設(shè)計(jì)資料 11.1.1車間一般情況 11.1.2鋼材和焊條的選用 11.1.3屋架形式、尺寸及支撐布置 11.2荷載及內(nèi)力計(jì)算 21.2.1荷載計(jì)算 21.2.2內(nèi)力計(jì)算 21.3桿件計(jì)算 41.3.1上弦桿 41.3.2下弦桿 51.3.3端斜桿“aB” 51.3.4斜腹桿“Kg-ge” 61.3.5豎桿“Ie” 71.4節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 121.4.1下弦節(jié)點(diǎn)“b” 121.4.2上弦節(jié)點(diǎn)“B” 131.4.3屋脊節(jié)點(diǎn)“K” 141.4.4支座節(jié)點(diǎn)“a” 15某工廠鋼屋架設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1車間一般情況某橋天津某廠機(jī)器加工車間，跨度，長(zhǎng)度，柱距，車間內(nèi)設(shè)有一臺(tái)起重量為的中級(jí)工作制橋式吊車。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板和泡沫混凝土保護(hù)層，屋架支撐在鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。1.1.2鋼材和焊條的選用屋架鋼材選用Q235B，要求保證屈服點(diǎn)和含碳量。旱田選用E43型，手工焊。1.1.3屋架形式、尺寸及支撐布置由于采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，故選用梯形屋架。屋架計(jì)算跨度：屋架端部高度：跨中高度：屋架高跨比：為了使屋架節(jié)點(diǎn)受荷，配合屋面板寬，腹桿體系大部分采用下弦節(jié)點(diǎn)間為的人字形式，僅在跨中，考慮到腹桿的適宜傾角，采用再分式干洗，屋架跨中起拱按計(jì)算為，幾何尺寸如圖1-1所示。根據(jù)車間長(zhǎng)度、跨度及荷載情況，設(shè)置三道上下弦桿橫向水平支撐，橫向水平支撐設(shè)在第二柱間。在設(shè)置橫向水平支撐的同一柱間，設(shè)置豎向支撐三道，分別設(shè)置在屋架的兩端和跨中。屋脊節(jié)點(diǎn)及屋架支座處沿廠房設(shè)置通長(zhǎng)剛性系桿，屋架下弦跨中設(shè)置一道通長(zhǎng)柔性系桿（詳見(jiàn)1-1），凡與橫向支撐連接的屋架編號(hào)為GWJ-2，不與橫向支撐連接的屋架編號(hào)為GWJ-1。1.2荷載及內(nèi)力計(jì)算1.2.1荷載計(jì)算屋面活荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，從資料可知屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計(jì)算。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）按經(jīng)驗(yàn)公式跨長(zhǎng)計(jì)算，跨度單位為。（1）永久荷載：預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板20mm厚水泥砂漿找平層80mm厚泡沫混凝土保護(hù)層屋架和支撐自重永久荷載總設(shè)計(jì)值（2）可變荷載屋面活荷載可變荷載總設(shè)計(jì)值計(jì)算屋架時(shí)應(yīng)考慮下列三種荷載組合情況：=1\*GB3①全跨永久荷載+全跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載：=2\*GB3②全跨永久荷載+（左）半跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載：半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載：=3\*GB3③全跨桁架包括支撐+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載全跨節(jié)點(diǎn)桁架自重：半跨屋面板自重及活荷載：①、②為使用階段荷載情況，=3\*GB3③為施工階段荷載情況。,為相應(yīng)各桿中荷載組合情況下，作用在桁架上的節(jié)點(diǎn)荷載。1.2.2內(nèi)力計(jì)算先求得的桁架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（作用于全跨、左半跨和右半跨）。然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-1桁架桿件內(nèi)力組合表表2-1桿件名稱內(nèi)力系數(shù)第一種組合F×=1\*GB3①第二種組合第三種組合內(nèi)力組合全跨=1\*GB3①左半跨=2\*GB3②右半跨=3\*GB3③×=1\*GB3①+×=2\*GB3②×=1\*GB3①+×=3\*GB3③×=1\*GB3①+×=2\*GB3②×=1\*GB3①+×=2\*GB3②最大計(jì)算拉力最大計(jì)算壓力上弦ABBDDFFHHIIK0-11.25-18.07-21.42-22.24-22.690-8.13-12.4513.8013.00-13.450-3.12-5.62-7.62-9.24-9.240-472.43-758.83-899.51-933.95-952.840-444.91-709.26-832.30-852.45-871.350-400.72-666.66-777.79-819.29-834.210-249.99-387.43-437.05-422.99-435.880-133.86-275.47-293.79-335.84-338.290-472.43-758.83-899.51-933.95-952.84下弦abbccddeef+4.45+10.68+13.37+13.54+10.54+1.57+4.45+6.64+8.43+10.54+6.02+15.13+20.01+21.97+21.08+252.80+635.37+840.29+922.61+885.23+238.86+596.12+781.74+848.26+792.27+213.55+541.17+722.38+803.19+792.27+136.08+330.32+419.37+434.03+359.62+69.32+185.91+263.37+315.56+359.62+252.80+635.37+840.29+922.61+885.23斜腹桿aBBbbDDccFFddHHeeggKlg-8.32+6.31-4.95+3.27-2.04+0.74+0.44-1.38+3.65+4.37+0.65-2.93+2.63-2.54+2.25-2.19+1.96-1.92+1.74-2.05-2.050-11.25+8.94-7.49+5.52-4.23+2.70-1.48+0.36+1.60+2.32+0.65-472.43+375.43-314.54+231.81-177.63+113.38-62.15+15.12+67.19+97.43+27.29-446.59+352.23-292.13+211.96-158.32+96.09-45.20-0.23+85.27+115.51+27.29-339.05+319.77-270.88+202.97-159.64+106.86-66.03+27.29+34.99+58.88+21.56-254.39+195.17-155.71+105.99-70.43+31.90+2.10-30.02+93.36+113.99+18.62-129.45+109.87-99.85+82.35-73.90+60.20-52.60+42.30-38.77-34.83+3.56375.43231.81113.382.1042.3093.36115.5127.29-472.43-314.54-177.63-66.03-30.02-38.77-34.83豎腹桿AaCbEcGdleJgKf-0.50-1.00-1.00-1.00-1.50-1.0000000000+0.65-1.0-1.0-1.0-1.5-1.50-20.99-41.99-41.99-41.99-62.99-41.990-20.99-41.99-41.99-41.99-62.99-41.990-16.59-33.17-33.17-33.17-49.76-33.170-14.33-28.65-28.65-28.65-42.98-28.650-2.735-5.47-5.47-5.4\7-8.21-5.4\0-20.99-41.99-41.99-41.99-62.99-41.9901.3桿件計(jì)算1.3.1上弦桿整個(gè)上弦桿采用等截面，按IK桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)。上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面內(nèi)，節(jié)間周線長(zhǎng)度；在桁架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取因，故截面宜選用不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內(nèi)力為，查資料得，節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度用12mm。設(shè)，查得，需要截面積；需要的回轉(zhuǎn)半徑：根據(jù)需要的、、查角鋼規(guī)格表，選用2∟160×100×12短肢相并（如圖3-1），，，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：由于，查表得滿足要求。圖3-1上弦桿截面1.3.2下弦桿整個(gè)下弦采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的de桿計(jì)算。，（因跨中有通長(zhǎng)系桿）所需截面積為：選用2∟140×90×10短肢相并（如圖3-2）。，，。圖3-2下弦桿截面圖3-3端斜桿截面1.3.3端斜桿“aB”桿件軸力計(jì)算長(zhǎng)度。因，故采用等肢角鋼，選用2∟100×10（如圖3-3），其截面參數(shù)：。由于，查表得滿足要求。1.3.4斜腹桿“Kg-ge”此桿是再分式桁架的斜腹桿，在g節(jié)點(diǎn)處不斷開(kāi)，兩段桿件內(nèi)力不同：最大拉力：，最大壓力：，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度：選用2∟70×5（如圖3-4），其截面參數(shù)：滿足要求。圖3-4Kg-ge截面圖3-5端斜桿截面1.3.5豎桿“Ie”,,；，選用2∟70×5（如圖3-5），其截面參數(shù)：滿足要求。其余各桿件的截面選擇計(jì)算過(guò)程不一一列出，所有計(jì)算結(jié)果列于表3-1中1.4節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1.4.1下弦節(jié)點(diǎn)“b”各桿的內(nèi)力由表2-1查得。這類節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸，然后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。用E43型焊條，角焊縫的抗壓和抗剪設(shè)計(jì)值。設(shè)Bb桿的肢背和肢尖焊縫采用和，則所需的焊縫長(zhǎng)度為肢背，取肢尖，取設(shè)Db桿的肢背和肢尖焊縫和，則所需的焊縫長(zhǎng)度為肢背，取肢尖，取Cb桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取。根據(jù)上面求得的焊縫長(zhǎng)度，并按構(gòu)造要求留出間隙及制作和裝配誤差，按比例會(huì)出節(jié)點(diǎn)大樣圖，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為。下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫長(zhǎng)度為，。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差，則肢背的應(yīng)力為：滿足要求。1.4.2上弦節(jié)點(diǎn)“B”Bb桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸與B節(jié)點(diǎn)相同。Ba桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸按同樣的方法計(jì)算。,肢背和肢尖焊縫分別采用和，則所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背，取肢尖，取為了便于在上弦擱置屋板，節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)肢背，用塞縫連接，這時(shí)肢背焊腳尺寸：肢尖焊腳尺寸：上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長(zhǎng)度為，承受集中力，上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力為：肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差偏心距偏心力矩，，則滿足強(qiáng)度要求。1.4.3屋脊節(jié)點(diǎn)“K”弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為了使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施焊，需將拼接角鋼的尖角切除，且截去垂直肢的一部分寬度，一