M跨度鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計書

1、一、課程設(shè)計內(nèi)容1、計算書一份：(1) 繪制屋架支撐布置簡圖；(2) 荷載和桿件內(nèi)力計算、匯總；(3) 設(shè)計節(jié)點并在計算書中繪制節(jié)點簡圖。2、繪制鋼屋架施工圖(一號圖紙一張594mmX84imm繪制桿件匯總表。二、設(shè)計資料工業(yè)廠房跨度為L24m，柱距為6m,廠房總長度為96m，選用1.56.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。采用梯形鋼屋架，如圖1,鋼材選用Q235-B，焊條選用E43,手工焊。屋架兩端簡支丁鋼筋混凝土柱上，檐口采用封閉結(jié)合,上柱截面450mm450mm,混凝土標(biāo)號為C20。荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)：1、永久荷載：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板(包括嵌縫)1800/(N./m2)SBS改性瀝宵防水卷

2、材400/(N/m2)20mm厚找平層400/(N/m2)100mm厚泡沫混凝土保溫層500/(N/m2)屋架和支撐自重500.(Nm2)2、活荷載：屋面雪荷載400/(N'm2)，施工荷載500/(Nm2)課程設(shè)計正文：一、屋架支撐布局簡圖屋架上弦支撐布置圖屋架下弦支撐布置圖垂直支撐11垂直支撐22二、荷載和內(nèi)力計算及節(jié)點設(shè)計1、荷載和內(nèi)力計算(1) 荷載組合由于屋面坡度不大，故忽略坡度對荷載值的影響；風(fēng)荷載為吸力，重屋蓋可不考慮。永久荷載總和為：1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6kN;節(jié)點設(shè)計荷載：Fd(1.353.61.40.70.5)63.096.3kN;支座反力：

3、Rd4Fd496.3385.2kN;(2) 內(nèi)力計算48-15048-15048-15096.300USD+4.UsGOOD85QEri)P4nn.2、桿件截面選擇腹桿最大軸力為543.9kN,選用支座節(jié)點板厚t=12mm,中間節(jié)點板及墊板厚可為.內(nèi)力設(shè)計值如下圖所示.內(nèi)力設(shè)計值如下圖所示.內(nèi)力設(shè)計值如下圖所示用所給出的圖中的單位內(nèi)力可求出全跨荷載作用下屋架的桿件內(nèi)力2t=10mm。所用鋼材厚度均小于16mm，設(shè)計強度=215N/mm(1)上弦截面上弦不改變截面，最大內(nèi)力Nmax756.05kN；屋架平面內(nèi)計算長度lox300.0cm；屋架平面外，要求大型屋面板與屋架可靠焊接，取兩塊板的6.9

4、9cm6.99cm6.99cm寬度loy300.0cm。初選2L16014,A=86.60cm,ix4.92cm,iy驗算彎矩平面內(nèi)和彎矩平面外穩(wěn)定性:由于bt1611.40.581b1.4故xzb3.9(1t22lyt4)5118.6b0.583001615010.9上部局部彎矩：1) 上弦截面彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算。Nex-EA1.1x3.1422061031.161286604297.264kN；NmxMx756050143335000xAxWix(10.8N/Nex)0.80186603-一1.05437.7510(10.8756.05/4269.22)2mm；10.00170.927y

5、AtxMxbWx7560500.8018660143335000207.7N/mm2<f=215N/mm2；0.927473750每節(jié)間放兩塊墊板滿足要求。(2)下弦截面下弦桿采用同一截面，最大內(nèi)力Nmax769.53kN；屋架平面內(nèi)計算長度lox600cm；屋架平面外根據(jù)支撐布置取loy600cm。計算需要凈截面面積:采用等肢角鋼2L10010,A=3860ix3.05cm,iy4.52cm。截面強度驗算:N769.53103An3860199.36N/22mm<f=215n/mm；每節(jié)間放兩塊墊板244滿足要求。244滿足要求。la迎20080i3C-G：(3) 腹桿1) 桿件

6、A-F、Naf48.15kN,lox200cm,loy200cmNcg96.3kN,lox2500.8200cm,loy250cm選26326,A=1458mm,ix1.93cm,iy2.99cm。桿件C-G受力較大，長細(xì)比也較大，按桿件C-G驗算:lox200悠103.6150,xix1.930.532所以yz0.645,min0.532.,22n/mm<f=215n/mm；96.3103s124.15A0.53214.581022)3)4)5)A-桿件桿件桿件桿件F放兩塊墊板，C-G放三塊墊板，滿足要求。E-H:選用2L100B-F:選用2L180B-G:選用2L63D-G、D-H:

7、10,放三塊墊板，經(jīng)過上述桿件類似驗算，滿足要求。11010(長肢相并)，放三塊墊板，經(jīng)過驗算，滿足要求。6,放兩塊墊板，經(jīng)過上述桿件類似驗算，滿足要求。選用2806,放四塊墊板，經(jīng)過上述桿件類似驗算，滿足要求。3、節(jié)點設(shè)計選用E43焊條，角焊縫的抗拉抗壓和抗剪強度設(shè)計值w2ff160N/mm。（1）下弦節(jié)點G（如下圖）1）斜桿BG與節(jié)點的連接焊縫計算。N=307.679kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf18mm和hf26mm，所需焊縫長度為:肢背：lw30.7307.6791020.7816016136.2mm，取lw140mm。肢尖：lw30.3307.6791020.761601280

8、.7mm,取lw100mm。斜桿DG與節(jié)點的連接焊縫計算。N=133.376kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf18mm和hf26mm，所需焊縫長度為:肢背：lw30.7133.3761020.781601668.1mm，取lw80mm肢尖：lw肢尖：lw肢尖：lw一一一_30.3133.3761031220.7616041.8mm，取lw80mm。2）斜桿CG與節(jié)點板的連接焊縫計算。N=96.3kN焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸hf6mm，焊縫長度取lw80mm3）下弦桿

9、與節(jié)點板連接焊縫計算。3）下弦桿與節(jié)點板連接焊縫計算。受力為左右下弦桿的內(nèi)力差NNghNfg769.53426.9342.63kN肢背焊縫應(yīng)力為:肢背:0.7342.6310320.7661846.2N/mm12<ffw160N/mm2；肢尖:0.3342.6310320.7661819.8N/mm2<ffw160N/mm2；滿足要求。（2）上弦節(jié)點B（如下圖），與下弦節(jié)點G中BG桿計算相同,N=543.9kN。設(shè)肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為hf110mm和hf28mm。所需焊縫長度為肢背：lw0.7543.910320.71016020190mm，取lw200mm。肢尖：lw0.3

10、543.91031220.76160133.4mm,取lw140mm3）上弦桿與節(jié)點板連接焊縫計算。為便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mmo假定集中荷載F由塞焊縫承受。F=96.3kN，焊腳尺寸為5mm,lw80mm2396.31020.7580017.2N/mm2<fffw-_21.22160195.2N/mm。NNbcNab675.3520675.352kN偏心矩：e16045115mm。偏心力矩：MNe675.35211.57766.548kNm79cm,貝u2w75.09N/mm<ff2160N/mm,滿足要求。（3）屋脊節(jié)點E（如下圖）1）弦

11、桿與拼接角鋼連接焊縫計算。拼接角鋼切肢的尺寸為thf5126523mm,取25mm。N=756.05kN,取焊腳尺寸為則需焊縫長度為'ww40.7hfff12756.0510312293.340.76160mm取lw=300mm,拼接角鋼的長度取230050650mm2）弦桿與節(jié)點板連接焊縫計算。上弦肢背與節(jié)點板用塞焊縫，滿焊即可。下弦肢尖與節(jié)點板用角焊縫，按上弦桿內(nèi)力的15%計算。N=756.0515%113.4kN焊腳尺寸為6mm，弦桿一側(cè)焊縫長度為250mm,有j（-L）2f2144.04N/mm2<f160N/mm2,滿足要求。3）中豎桿與節(jié)點板的連接焊縫計算。N=29.

12、275kN。此桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸6mm,焊縫長度lw80mm。（4）下弦跨中節(jié)點H（如下圖）1）弦桿與拼接角鋼連接焊縫計算。拼接角鋼與下弦桿截面相同，傳遞內(nèi)力N=769.58kN,設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,豎肢需切去thf523mm,取25mm,則需焊縫長度為lw265mm。拼接角鋼長度取為550mm2）弦桿與節(jié)點板連接焊縫計算。N=769.5315%=115.43kN設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,弦桿一側(cè)許焊縫長度為3肢背：lw.1272.12mm，取lw75mm20.76160肢尖：lw肢尖：lw30.3115.431020.761601239.8mm，取lw

13、60mm0.7426.910320.784004）其他腹桿內(nèi)力較小，采用構(gòu)造要求進(jìn)行焊縫設(shè)計。（5）支座節(jié)點F（如下圖）下弦角鋼水平肢的底面與支座底的距離取為150mm。在節(jié)點中心線上置加緊肋，高度與節(jié)點板的高度相同，厚度為12mm。1）端斜桿焊縫計算端斜桿B-F由前面計算結(jié)取肢背及肢尖角焊縫尺分別為:hf110mm,h28mm,lw1165mm,lw2110mm。2）驗算下弦桿焊縫。由腹桿焊縫決定的節(jié)點板尺寸，實際測得節(jié)點板長度為42cm。肢背與肢尖焊角尺寸均取為8mm，則取焊縫計算長度為40cm。肢背焊縫應(yīng)力為66.7N/mm2<ffw160N/mm23）支座底板計算。2支反力Rd4

14、Fd496.3385.2kN;fc=9.6N/mm,所需底板凈面積為取錨栓直徑d24mm，錨栓孔直徑為50mm,則所需底面積為按構(gòu)造要求采用底板面積為2626=676>468.07cm2,底板凈面積為墊板采用20100200,孔徑25.5mm。底板承受支座均布反力為0.072，則Mqa20.0726.35176214162.23Nmm6M614162.23所需底板厚度tJ芬區(qū)19.88mm，取20mm,底板尺寸為20mm260mm260mm。4）加勁肋與節(jié)點板連接焊縫計算。一個加勁肋的連接焊縫所能承受的內(nèi)力為VR358.28955kN44加勁肋焊縫厚度取6mm,驗算焊縫應(yīng)力J（）2f227.83N/mm2<ffw160N/mm2,滿