土木工程 建筑 鋼結構課程設計 畢業(yè)設計

1、目錄1 設計資料12 結構平面布置及支撐布置13荷載計算23.1屋面自重23.2風向荷載34 內(nèi)力計算及組合44.1剛架內(nèi)力計算64.2 剛架內(nèi)力組合84.3 最不利組合荷載下剛架M、V、N圖95 剛架梁、柱截面驗算105.1 構件寬厚比驗算105.2 有效截面特性105.3剛架梁的計算125.4平面外整體穩(wěn)定性驗算136 位移計算137節(jié)點設計147.1.梁柱節(jié)點設計147.2.鉸接柱腳節(jié)點設計168 剛架施工圖（見施工圖）179 致謝.1810參考文獻.191 設計資料某車間為單跨雙坡式門廳剛架結構，屋面坡度1：10，廠房總長度,檐高,縱向柱間，柱腳鉸接。（1）剛架采用材料為鋼，焊條為型。

2、（2）其他材料：1）屋面材料：單層彩板或夾心板。2）墻面材料：單層彩板或夾心板。3）天溝：彩板天溝或鋼板天溝。4）基礎混凝土標號為、。（3）.自然條件：基本風壓為，基本雪壓為。地面粗糙度：B類，地下水均低于地面5m，修正后地基承載力。（4）.荷載：靜載，活載。圖1-1 剛架簡圖2 結構平面布置及支撐布置結構平面布置 圖2-1 結構平面布置表2-1 截面選型及截面特性部位截面簡圖截面特性鋼架橫梁1-12-2截面鋼架柱鋼架柱3-34-4截面3荷載計算3.1屋面自重：（標準值、沿坡向）：屋面雪荷載： 屋面均布活載： 墻面及柱自重： 風載： 地面粗糙度為B類，按封閉式建筑選中間區(qū)單元，剛架風載體系數(shù)見

3、圖3-1：圖3-1 剛架風載體系數(shù)3.2風向荷載1） 屋面永久荷載作用：圖3-2永久荷載 (kN/m)2） 屋面可變荷載作用：；圖3-3可變荷載 (kN/m)3） 柱身永久荷載：；4） 風載：墻面風荷載變化系數(shù)按柱頂高計算取1.0，則；墻面風壓標準值：；屋面風荷載變化系數(shù)按柱頂高計算取1.0，則；屋面負風壓標準值：；圖3-4 風荷載作用（kN/m）4 內(nèi)力計算及組合4.1剛架內(nèi)力計算剛架在各種荷載作用下的彎矩（M）、剪力（V）、軸力（N）見圖。4.1.1屋面永久荷載作用下剛架M、V、N圖，見圖4-1：永久荷載(kN/m)N圖（kN） V圖（kN）M圖 (kN/m)圖4-1 永久荷載作用下的N、

4、V、M圖4.1.2屋面在可變荷載作用下的M、V、N圖，見圖4-2：可變荷載 (kN/m)N圖 (kN)V圖 (kN)M圖 (kN .m)圖4-2 可變荷載作用下的N、V、M圖4.1.3在左風荷載作用下剛架M、V、N圖，見圖4-3：風荷載作用 (kN/m)N圖（kN）V圖（kN）M圖 (kN .m)圖4-3 風荷載作用下的N、V、M圖4.2 剛架內(nèi)力組合圖4-2 截面位置表4-1 內(nèi)力組合表梁截面永久荷載可變荷載左風右風相應的V、N相應的V、N相應的M、N組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值梁截面1-1M-24.05-24.5375.92-1.63+-63.778+76.852+-63.7

5、78V13.2013.20-26.9812.3434.32-21.93234.32N4.44.48.928.3311.4417.76811.44梁截面2-2M24.0524.05-33.6333.69+62.53+-18.222+62.53V-0.31-0.31-2.11-3.83-0.806-3.326-0.806N3.053.058.928.337.9316.1487.93柱截面5-5M-24.05-24.05-75.92-1533+-62.53+-135.14+-62.53V-3.07-3.07-26.98-7.06-7.982-41.456-7.98N13.5713.5727.7313

6、.1035.43855.10635.438柱截面6-6M0000+0+-V-3.07-3.0712.797.46-7.982-N39.9739.9727.7313.10103.922-4.3 最不利組合荷載下剛架M、V、N圖N圖（kN） V圖（kN）M圖 (kN.m)圖4-3 最不利組合下的N、V、M圖5 剛架梁、柱截面驗算5.1 構件寬厚比驗算1）梁翼緣： （滿足要求）2）柱翼緣： （滿足要求）3）梁腹板：對1-1截面： （滿足要求）對2-2截面： （滿足要求）4） 柱腹板：對3-3截面： （滿足要求）對4-4截面： （滿足要求）5.2 有效截面特性1）柱有效截面特性：翼緣：柱受壓翼緣一邊支

7、承一邊自由的均勻受壓構件，當其自由外伸寬厚比不超過規(guī)范所規(guī)定的允許寬厚比時，柱受壓翼緣全截面有效。因此；由，查得，則（滿足要求）腹板：柱腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按規(guī)范計算。柱頂3-3截面腹板最大、小應力為腹板受壓區(qū)高度為故取故取，即柱頂腹板全截面有效。柱頂4-4截面腹板最大、小應力為故取由得故取，即柱底腹板全截面有效。2） 梁有效截面特性翼緣：柱受壓翼緣一邊支承一邊自由的均勻受壓構件，當其自由外伸寬厚比不超過規(guī)范所規(guī)定的允許寬厚比時，柱受壓翼緣全截面有效。因此對1-1截面；（滿足要求）對2-2截面；（滿足要求）腹板：柱腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按規(guī)范計算。對1-1

8、截面腹板最大、小應力為腹板受壓區(qū)高度為故取故取，即1-1腹板全截面有效。對2-2截面腹板最大、小應力為腹板受壓區(qū)高度為故取故取，即4-4腹板全截面有效。5.3剛架梁的計算（1）抗剪承載力驗算梁截面的最大剪力為，考慮僅有支座加勁肋，取，則 （滿足要求）（2）彎剪壓共同作用下的強度驗算對1-1截面驗算，有由，可得對3-3截面驗算，有由，可得（3）平面外整體穩(wěn)定性驗算斜梁不需要計算整體穩(wěn)定性的側向支承點間最大長度，可取斜梁受壓區(qū)翼緣寬度的 倍，由圖所示，隅撐的間距為,滿足上述要求，剛架斜梁不需要驗算整體穩(wěn)定性。（4）剛架柱的驗算1） 抗剪承載力驗算柱截面最大剪力，考慮僅有支座加勁肋，取取，則（滿足要

9、求）2） 彎剪壓承載力作用下的強度驗算 （滿足要求）3） 平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗算柱的計算長度，則 查表得：（滿足要求）5.4平面外整體穩(wěn)定性驗算楔率：，取，查表（滿足要求）6 位移計算6.1柱頂水平位移的驗算梁柱平均慣性矩為（滿足規(guī)范要求）6.2.梁跨中最大撓度的驗算由結構力學力法求解得梁跨中最大撓度為（滿足規(guī)范要求）7節(jié)點設計7.1梁柱節(jié)點設計如圖7-1 節(jié)點形式1）連接螺栓計算采用10.9級，M24摩擦型高強度螺栓，構件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機富鋅漆，預拉力，抗滑移系數(shù)查表得。這里有，則頂排螺栓的拉力為對第2排螺栓，有對第3排螺栓，有對第4排螺栓，有對第5排螺栓，有對第6排螺栓，有實際剪力為（滿

10、足要求）2）端板計算第1排螺栓位置端板厚度為第2排螺栓位置端板厚度為第3排螺栓位置端板厚度為取端板厚度為（1）節(jié)點域剪應力驗算（滿足要求）（2）端板螺栓處腹板強度驗算，滿足要求。(2)梁節(jié)點設計采用10.9級，M27摩擦型高強度螺栓，構件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機富鋅漆，預拉力，抗滑移系數(shù)查表得。這里有，則頂排螺栓的拉力為對第2排螺栓，有對第3排螺栓，有對第4排螺栓，有（滿足要求）端板設計第1排螺栓位置端板厚度為第2排螺栓位置端板厚度為取端板厚度為7.2.鉸接柱腳節(jié)點設計柱腳節(jié)點見圖7-2，柱底板地腳錨栓均采用鋼，地腳錨栓選用M24，基礎材料采用混凝土，柱底軸力，剪力 。柱腳底板面積 圖7-2 柱腳節(jié)點柱腳底板應力驗算（滿足要求）按一邊支承板計算彎矩，即柱腳底板厚度為取底板厚度為；實際取15mm。柱腳抗剪承載力驗算抗剪承載力滿足要求。8 剛架施工圖（見施工圖）致 謝經(jīng)過十多天的努力奮斗我終于完成了此次課程設計，我非常吳英老師的細心指導以及同學的幫助，在他們的幫助下我才能夠順利的完成課程設計，在此我忠心的感謝他們拿出寶貴的時間和細心的講解。同時也感謝學校能