鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、XX工程學(xué)院建筑鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計班級：學(xué)號：_姓名：.目錄前言2某車間剛屋架設(shè)計1-設(shè)計資料32 .荷載計算53 .荷載組合54 .內(nèi)力計算65 .桿件設(shè)計76 .節(jié)點設(shè)計11本書意在完成鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課的作業(yè)，以及對自己兩學(xué)期來鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課所學(xué)知識的一次檢驗。本書主要對一個單層廠房的屋蓋進(jìn)行設(shè)計驗算，。編撰過程由于疏忽或個人知識面的局限性，難免會產(chǎn)生一些失誤以及錯誤，望各位老師批評改正。某車間鋼屋架設(shè)計1 .設(shè)計資料1.1 屋面類型無橡屋面，屋面采用的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。1.2桿件及連接桿件采用Q235鋼，鋼材強度設(shè)計值f=215N/mm2角焊縫強度設(shè)計值為W2ff160kN/mm21.3

2、屋架主要尺寸I.跨度30mn.屋架上弦坡度i/io皿.架端架高度1990mmIV.屋架跨中高度3340mm1.4其他設(shè)計資料I.廠房長度240mI.屋架支撐于鋼筋混凝土柱頂皿.柱距6mV.柱網(wǎng)布置如圖V.架幾何尺寸,屋架支撐布等2荷載計算屋架自重=KN/m2永久荷載KN/m共kN/m2屋面活載kN/m3.荷由永久荷載控制的荷載組合值為q=x+xx二/川由可變荷載控制的荷載組合值為q=x+x二/川故永久荷載控制的組合起控制作用I.全垮永久荷載加全垮可變荷載F=xx6=n.全垮永久荷載加半跨可變荷載全垮節(jié)點永久荷載設(shè)計值：Fi=xxx6=半跨節(jié)點可變荷載設(shè)計值：F2=xxxx6=皿.半跨屋面板荷載

3、加半跨可變荷載加全垮屋架自重全垮節(jié)點屋架自重荷載設(shè)計值：半跨節(jié)點屋面板自重和半跨屋面荷載設(shè)計值:F4 = (X +X)XX 6=4 .內(nèi)力計算屋架在上述3種荷載組合作用下的計算簡圖如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=l作用于全跨、左半跨W右半跨），然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合。計算簡圖和結(jié)果見下表：匚屋架桿件內(nèi)力組合表F二F仁F2=F3二F4二桿件名稱內(nèi)力系數(shù)第1種組合第2種組合第3種組合計算桿件內(nèi)力/KN全跨左半跨右半跨FXFIX+F2XFlX+F2XF3X+F4XF3X+F4X上弦桿AB000BCCDDEEFFGGHHILI、JK下ab弦桿becddeef斜腹桿a

4、BBbbDDeeFFddHHeeggi0gK豎桿Aa0Ie0CbEc、GdJg-1-10Kf0005 .桿件設(shè)計I.上弦桿整個上弦采用等截面，按1人JK桿件之最大設(shè)計內(nèi)力設(shè)計N=-1320460N匕玄桿計算長度如下:在屋架平面內(nèi)：為節(jié)間軸線長度成=在屋架平面外:根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取I。產(chǎn)3X=因為'oy=3'ox，故截面宜選用兩個不等肢角鋼短肢相并腹桿最大內(nèi)力N二,查課程設(shè)計指導(dǎo)書表1得，所以中間節(jié)點板厚度選用12mm支座節(jié)點板厚度用14mm假定二70,查教材附錄得需要截面積:A=N=132046。=8178mm2©f215*0751需要的回轉(zhuǎn)半徑:2215

5、lx=lox/入二1507cm70.452.1i y =1 oy/ 入二cmyy70選用2L短肢相拼,A=2Jx=cm,iy二cm則x汁穿=VX=15。A黑工X二150bibiy_4521200biyz2212t2=X200452121425272004查表得36J=N/mm2Vn277?2215N/mmn.下弦桿整個下弦截面采用統(tǒng)一截面，按de桿最大內(nèi)力設(shè)計N=1279600N屋架平面外根據(jù)支撐布置Eby1485cm所需截面AnNi29600選用2L因為loyAlox,故用不等肢角鋼短肢相并/二,Jx二cm,iy二cm呂需=v入=350占兇二35。考慮下弦有的栓孔削弱，下弦凈截面積：An=-

6、2xx12mrh二蘭12Z960L二N/mm2<f2CTLAI/An6226.4m.斜腹桿按aB桿件最大內(nèi)力設(shè)計桿件軸力N=Iox2577mmzky2577mmt=12mm選用211409012因為Iox二I。力故采用不等肢角鋼,長肢相并，使iX.二cm,iy二cmxy；二需二 V X = 15041.09 9022oxlox_257_Z=<入=150ix4.44b2<=x2577=tb290ijo9b八=68.36X1loyt2577122查表得3八二N/mm2VcrcclcccIV.豎桿按Ie桿件最大內(nèi)力設(shè)計N=-86840Nkxl=X=mm,I°y3142mm

7、t=8mm內(nèi)力較小，按入=150選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為251.36loy314.2|x=iycm,c選用2L638,A=2jx=cm,iy二cm則 x" J 入=isoyT=< 入*查表得G =X314263n /i-7ruloyt4n 4-7匚 ar22r -1 /! c c86840二N/mm2 V f各桿桿件截面選擇見下表:桿件截面選擇表桿件最大計算內(nèi)力（KN截面規(guī)格截面面積（cm2）名稱編匕上弦桿ABBCCDDEEFFGGHIJ、JKL200X125X14下弦桿abxbe、cd、de、efL180X110X12斜腹桿aBsBbbDDe、L140X90X12cF、FddH

8、、Heeg、ig、gKL70X5豎桿Aa、CbEc、GdIe、Kf、JgL63X86 .節(jié)點設(shè)計重點設(shè)計Bb城、K;f五個典型節(jié)點，其余節(jié)點設(shè)計類I.上弦節(jié)點B用E43型焊條角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設(shè)計值f=160N/mm2o設(shè)aB桿的肢背和肢尖的焊縫hf8mm和6mm,N=kN則所需焊縫長度為0.65N2heffw0 65 663160 mm力口 2hf=16mm B260mm0.35N0.35 663160力口 2hf =12mm E190 mm設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫hf8和6,N二kN則所需焊縫長度為1 二羊 NOTT-.513920=mm力口 2hf =16mm 耳力口 2hf

9、 =12mm F140mm2heffw20.78160I=3N=0.3513920mm2heff20.76160為了便于在上弦擱置屋面板，節(jié)點板上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點板連接起來。hfX12=6mmh;=10mm2=88N /mm匕玄與節(jié)點板的焊縫長度為533mm。n_NiN2656950Tf=E7=2*0.7hflw2X0.7X10X5336M6B6950$0/mm22*0.7hflw2X0.7X10X5332 N、2 | / M. 2：(j ) +G /1.22)n ,下弦節(jié)點b;882+(竺尸=N/mm2vl60N/mm21.22設(shè)bD桿的肢背和肢尖的焊縫jT

10、N 二 0.7434330Iwhf8mm禾口6mm,N=kN貝口所需焊縫長度為力口2hf=16mm取190mm二mm2hef20.781601 ；=業(yè)_= 0.3 434330 二mm2hef 2 0.7 6 160力口 2hf = 16mm 取 120 mm設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫hf8mm禾口6mm,N=kN貝口所需焊縫長度為0.7N0.7513920=mm，力口2hf=16mm取220mm20.78160wWmm ,力口 2hf=12mml40mm匚五個八二空反現(xiàn)02heffw20.76160cb桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取hf5mm下弦與節(jié)點板焊縫的長度為431mm,hf6m

11、m,N881840368270513570N，受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為f。75513570109.4N/mm2<f160N/mm，焊縫強度滿足要求。20.7643112皿屋脊節(jié)點K設(shè)焊縫MOmm,則所需焊縫計算長度為（一條焊縫）拼接角鋼的長度取610mm>2X=mm上弦與節(jié)點板之間的槽焊，假定承受節(jié)點荷載,5805014.07N / mm2 V f20.7hflw20.710294.7上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15 %計算。設(shè)肢尖焊縫hr10mm,節(jié)點板長度，則節(jié)點一側(cè)弦桿焊縫的計算長度372lw=»2-1°-2=156mm-22160N/n

12、2ff90.692104.64-1.22v1.22mm2IV.支座節(jié)點a支座反力R=10F=l(X58030=580300N支座底板的平面尺寸采用280mX400mm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2800mrX234m=65520mm驗算柱頂混凝土的抗壓強度:ai2141102-5-03008.85N/mm2VfcAm172.6mm,12.5N/mm2bibai查表得0.058684.8177A84.80.49172.6底板厚度t6M6154497920.76mmzWt=22mmf215加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算用于增加節(jié)點板平面外剛度和減小底板中的彎矩，厚度與節(jié)點板。

13、肋板底端應(yīng)切角，以避免3條互相垂直的角焊縫交于一點。肋板與節(jié)點板的豎向焊縫同時承受剪力和彎矩：V二3型型127666N1401102設(shè)焊縫hf8mm,焊縫計算長度L5601615529mm,則焊縫應(yīng)力為:2221.55N / mm2< ffw =160N/mm212766667021630,20.7852920.7852921.22節(jié)點板、加勁肋與底板的連接焊縫計算設(shè)節(jié)點板與底板的hf10mm,則焊縫長度L2280204(1101520)820mmR58030007Lhn7inV.下弦跨中拼接節(jié)點f拼接計算拼接角鋼與下弦桿角鋼共有4條焊縫，設(shè)焊縫htlOmm,按截面的抗拉強度進(jìn)行連接計算:拼接角鋼的長度E607mm >2 X =547 mm連接焊縫計算下弦與節(jié)點板連接焊縫受力N按下弦較大內(nèi)力的15呀口兩側(cè)下弦的內(nèi)力差兩者中較大值來計算，故N=X1225090Z1肢背和肢尖的焊縫hf8mm禾口6mm力口 2hf =16mm 取 90mmw=3-0.7183