鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算書昆明理工大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-. z.課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱： 鋼構(gòu)造設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 地區(qū)*工廠金工車間鋼屋架設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程、工程力學(xué) 年 級：姓 名：學(xué) 號： 20111100 指導(dǎo)教師：日 期：教 務(wù) 處 制課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 土木工程學(xué)院 學(xué)院 土木工程專業(yè)年級姓 名： 學(xué) 號：20111100課程設(shè)計(jì)題目：地區(qū)*工廠金工車間鋼屋架設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)主要容：一設(shè)計(jì)資料 地區(qū)*工廠金工車間，長度90m，柱距6m，車間設(shè)有兩臺30/5t中級工作制橋式吊車，屋面采用1.56m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂漿找平層，三氈四油防水層，屋面坡度1/101/12。屋架兩端鉸支

2、于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400400mm，混凝土C20，屋面活荷載0.50 kN/m2，屋面積灰荷載0.75 kN/m2，屋架跨度、屋架計(jì)算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的數(shù)據(jù)進(jìn)展計(jì)算。 1、屋架跨度 121m 224m2、屋面計(jì)算跨度 1L0L 2 L0L-300mm3、屋面做法 1有保溫層 2無保溫層4、屋架端高 1h0=1.8m 2h0=1.9m 3h0=2.0m4=2.1m二設(shè)計(jì)要求 1、由構(gòu)造重要性，荷載特征靜荷，連接方法焊接及工作溫度選用鋼材及焊條。2、合理布置支撐體系，主要考慮 1上弦橫向水平支撐 2下弦橫向水平支撐 3垂直支撐 4系桿剛性或柔性 并在計(jì)算書上畫出屋蓋支撐布置圖

3、，并對各榀屋架進(jìn)展編號 3、荷載及力計(jì)算 1屋面恒載計(jì)算。 2屋面活荷載與屋面雪荷載不同時(shí)考慮。 3屋面積灰荷載屬于可變荷載。 4利用構(gòu)造的對稱性，僅計(jì)算屋架左半跨桿件力。 5計(jì)算屋架桿力時(shí)，應(yīng)考慮三種荷載組合。 6將屋面分布荷載轉(zhuǎn)化為屋架節(jié)點(diǎn)荷載，利用左半跨單位節(jié)點(diǎn)荷載力圖計(jì)算桿力。 7確定各桿最不利力最大拉力或最大壓力 4、桿件截面選擇 1屋架桿件常采用雙角鋼組合組成的T形截面或十字形截面，要根據(jù)*=y的等穩(wěn)條件選擇合理的截面形式。 2正確確定桿件的長細(xì)比，由軸心受力桿件確定桿件截面及填板數(shù)量。 3設(shè)計(jì)小組每位同學(xué)所計(jì)算的上弦桿，下弦桿，斜桿截面選擇過程要在計(jì)算書詳細(xì)說明，其余桿件截面選擇

4、可按同組其他同學(xué)計(jì)算成果統(tǒng)一列表取用。4桿件截面規(guī)格不宜過多，與垂直支撐相連的豎桿截面則不宜小于2L635。 5、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1熟知節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的根本要求及一般步驟。 2要在計(jì)算書寫出一般上下弦節(jié)點(diǎn)，下弦跨中節(jié)點(diǎn)，下弦支座節(jié)點(diǎn)及屋脊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程。 6、屋架施工圖 1用鉛筆繪制1#施工圖 2施工圖應(yīng)包括 屋架簡圖比例1100，左半跨標(biāo)明桿件長度，右半跨注明桿件最不利力，以及起拱度。 屋架正面圖，上、下弦平面圖軸線比例1：20，桿件、節(jié)點(diǎn)比例1：10。 側(cè)面圖，剖面圖及零件詳圖。 注明全部零件的編號，規(guī)格及尺寸包括加工尺寸和定位尺寸孔洞位置，孔洞及螺栓直徑，焊縫尺寸以及對工廠加工和工地施工的要求。 材料

5、表一榀屋架的材料用量。 說明鋼號、焊條型號、起拱要求、圖中未注明的焊縫尺寸和油漆要求等。 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 簽字：教學(xué)基層組織負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日計(jì)算書1.屋架及支撐形式:2.荷載何力計(jì)算1)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm厚水泥砂漿找平層: 0.4kN/m2三氈四油防水層： 0.4 kN/m2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板： 1.4kN/m2屋架和支撐自重： (0.117+0.011L)=(0.117+0.01121)=0.348 kN/m2可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面活荷載： 0.5 kN/m2屋面積灰荷載： 0.75 kN/m22節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算全跨屋面永久荷載作用下P=1.4+0.4+0.

6、4+0.34861.6=2.54861.5=22.932kN全跨可變荷載作用下P=0.561.5+0.750.961.5=0.5+0.90.7561.5=10.575kN當(dāng)根本組合由可變荷載效應(yīng)控制時(shí)，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值為1.222.932+1.40.5+0.90.7561.5=1.222.932+1.410.575=42.323kN當(dāng)當(dāng)根本組合由永久荷載效應(yīng)控制時(shí)，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值為1.3522.932+1.40.70.5+0.90.7561.5=30.958+12.915=43.873kN由上可知，本工程屋面荷載組合由永久荷載效應(yīng)控制，節(jié)點(diǎn)集中力設(shè)計(jì)值取P=43.873 (kN)。屋架節(jié)

7、點(diǎn)荷載計(jì)算計(jì)算是考慮以下三種荷載組合情況：全跨恒荷載+全跨屋面均布活荷載全跨恒荷載+半跨屋面均布活荷載左屋架及支撐自重+半跨屋面板自重左+半跨屋面活荷載左設(shè)：由永久荷載換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；由可變荷載換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；由局部永久荷載屋架及支撐自重?fù)Q算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；由局部永久荷載屋面板重和可變荷載屋面活荷載換換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載。則：=1.3522.932=30.958kN=1.40.70.5+0.90.7561.5=12.92kN=1.350.34861.5=5.47kN=1.351.4+1.40.561.5=23.31kN力計(jì)算桿 力 組 合 表名稱桿件編號桿件力系數(shù)桿件力計(jì)算桿力K

8、NP=1第一組組合第二組組合第三組組合左右全(P1+P2)P1+P2P3+P4上弦AB0000000BD-5.34-2.20-7.54-328.126-302.416-165.72-328.126DF-7.26-3.91-11.17-490.117-439.600-230.33-490.117FH-6.78-5.28-12.06-529.169-460.951-224.01-529.169下弦ab+3.17+1.67+4.84212.370190.793+100.37212.370bc+6.62+3.09+9.71426.055386.133207.43426.055cd+7.24+4.61+

9、11.85519.954460.393+233.58519.954de+5.83+5.83+11.66511.618436.294+199.68511.618斜腹桿aB-5.17-2.10-7.27-318.993-291.861-160.28-318.993Bb+3.87+1.84+5.71250.543226.771+121.44250.543bD-2.57-1.78-4.35-190.869-167.872-83.70-190.869Dc+1.19+1.58+2.77121.542101.129+42.89121.542cF-0.03-1.54-1.57-68.889-48.992-9.

10、29-68.889Fd-1.05+1.38+0.3314.480-3.350-22.67-22.67dH+2.13-1.36+0.7733.78651.357+53.86+53.86豎腹桿Aa-0.500-0.50-21.939-21.939-14.39-21.939Cb-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878Ec-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878Gd-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878He00000003.桿件截面選擇 (1)上弦桿(選用兩根不等邊角鋼短肢相并)=-529.1

11、69kN最大 =150.8cm=301.6cm腹桿=318.993kN,查表2.8得節(jié)點(diǎn)板t=10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度t=12mm假定=60，=0.807， ， 選用2L125808短肢相并，A=31.9782.28cm，6.07cm驗(yàn)算：=150=150因?yàn)樗杂杀聿榈?=2142下弦桿=519.954kN，=300 cm ，=1050cm ，節(jié)點(diǎn)板t=10mm,支座節(jié)點(diǎn)板t=12mm，=60 , =0.807 ,選用2L125808短肢相并A=31.9782.28cm，6.07cm驗(yàn)算：=350=350因?yàn)樗?162.63端斜腹桿aB=-318.993kN，=270.9cm ，t=10m

12、m,=60 , =0.807 ， 選用2L100807長肢相并，A=19.3122.39cm，4.71cm驗(yàn)算：=150=150因?yàn)樗圆楸淼?209.62Bd,bD,Dc同aB,計(jì)算長度=0.84斜桿cF=-68.889kN，=0.8322.6 =258.08cm ，=322.6cm ，t=10mm,=60 , =0.807 ， 選用2L75505，A=12.25c。長肢相并2.39cm，2.20cm驗(yàn)算=150=150因?yàn)樗杂刹楸淼?183.78Fd dH同cF計(jì)算長度=0.8(5)豎桿Gd =-43.878kN，=0.8300 =240cm,=300cm力小，按選擇 ， 選擇2L505

13、 A=9.606c=1.531.6cm=2.45cmEC, Cb同Gd =0.8 Aa也同Gd =屋架桿件截面選擇表名稱桿件編號力計(jì)算長度cm截面形式和規(guī)格截面面積(cm2)回轉(zhuǎn)半徑(cm)長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力N/mm2端部焊縫fLo*Loyi*iy*y肢背肢尖上弦FH-529.169150.8301.62L125808短肢相并31.9782.286.0766.1449.691500.773214下弦cd519.95415010502L125808短肢相并31.9782.286.0765.79172.98350162.6斜腹桿aB-318.993270.9270.92L100807

14、長肢相并19.3122.394.71113.3557.521500.788209.628- 1406- 100Bb250.543215.9269.92L100807長肢相并19.3122.394.7190.3357.30350129.7381206- 80bD-190.869237.04296.32L100807長肢相并19.3122.394.7199.1862.911500.759130.228- 906- 70Dc121.542236.24295.32L100807長肢相并19.3122.394.7198.8462.7035062.948- 606- 60cF-68.889258.0832

15、2.62L75505長肢相并12.252.392.20107.98146.641500.306183.785- 504- 50Fd-22.67257.28321.62L75505長肢相并12.252.392.20107.65146.181500.30860.085- 504- 50dH+53.86279.12348.92L75505長肢相并12.252.392.20116.79158.5935043.975-505-50豎腹桿Aa-21.9392102102L5059.6061.532.45137.2585.711500.61437.205-505-50Cb-43.8781922402L505

16、9.6061.532.45125.4997.961500.53984.745-505-50Ec-43.8782162702L5059.6061.532.45141.18110.201500.46897.605-505-50Gd-43.8782403002L5059.6061.532.45156.86122.451500.405112.785-505-50He0=283.52L705 十字形截面13.75_4.節(jié)點(diǎn)板計(jì)算(1)上弦節(jié)點(diǎn) B。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-25034010，只要計(jì)算Ba桿即可。對aB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6mm，則所需焊縫長度為：肢背：，取140mm肢尖：，取100mm對bB桿

17、，肢背肢尖焊縫分別采用和6mm，則所需焊縫長度為：肢背：，取110mm肢尖：，取80mm為了便于在上弦擱置大型屋面板，節(jié)點(diǎn)板上邊緣可縮進(jìn)肢背8mm，用塞縫連接，這時(shí)，承受集中力P=43.873kN肢尖焊縫承當(dāng)弦桿力差N=318.993-0=318.993kN=318993N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=Ne=31899361=19458573Nmm，,則上弦節(jié)點(diǎn) D。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-20030010只要計(jì)算Db桿。對Db桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6mm，則所需焊縫長度為：肢背：，取90mm肢尖：，取70mm對Dc桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6mm，則所需焊縫長度為：肢背：，取60mm肢尖：，

18、取60mm為了便于在上弦擱置大型屋面板，節(jié)點(diǎn)板上邊緣可縮進(jìn)肢背8mm，用塞縫連接，這時(shí)，承受集中力P=43.873kN肢尖焊縫承當(dāng)弦桿力差N=190.869-0=190.869kN=190869N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=Ne=19086961=11643009Nmm，,則上弦節(jié)點(diǎn) F。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-18026010只要計(jì)算Fc桿。對Db桿，肢背肢尖焊縫分別采用和4mm，則所需焊縫長度為：肢背：，取60mm肢尖：，取50mm對Db桿，肢背肢尖焊縫分別采用和4mm，則所需焊縫長度為：肢背：肢尖：節(jié)點(diǎn)板上邊緣可縮進(jìn)肢背8mm，用塞縫連接，這時(shí)，承受集中力P=43.873kN肢尖焊縫承當(dāng)弦

19、桿力差N=68.889-0=68.889kN=68889N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=Ne=6888961=4202229Nmm，,則對于節(jié)點(diǎn)CEG,所受力較小，桿件Aa,Cb,Ec,Gd采用焊縫腳寸，最小焊縫長度。2下弦節(jié)點(diǎn)板b設(shè)計(jì)：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Bb桿的肢背和肢尖焊縫分別采用肢背： 取120mm肢尖：取80mmDb桿同理計(jì)算取90mm取60mmCb桿力很小，根據(jù)構(gòu)造繪出節(jié)點(diǎn)大樣圖，可知節(jié)點(diǎn)板尺寸為290265mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長度為290mm，61.14160() 滿足強(qiáng)度要求下弦節(jié)點(diǎn)板c設(shè)計(jì)：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Dc桿的肢背和肢尖焊縫分別采用肢背 取60mm肢尖：取40mmFc桿同理計(jì)算肢背 取40mm肢尖 取40mmEc桿力很小，根據(jù)構(gòu)造繪出節(jié)點(diǎn)大樣圖，可知節(jié)點(diǎn)板尺寸為160175mm下弦桿與節(jié)