《鋼結(jié)構(gòu)》課程設計說明書課件

鋼結(jié)構(gòu)課程設計說明書作者姓名：專業(yè)、班級：學號：31120700指導教師：鄭新志設計時間：2015.07.05河南理工大學HenanPolytechnicUniversity目錄1.1設計資料 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)力計算 21.2.1荷載計算 21.2.2內(nèi)力計算 21.3桿件計算 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)點設計 121.4.1下弦節(jié)點“b” 121.4.2上弦節(jié)點“B” 131.4.3屋脊節(jié)點“K” 141.4.4支座節(jié)點“a” 15某工廠鋼屋架設計說明書1.1設計資料1.1.1車間一般情況某橋天津某廠機器加工車間，跨度，長度，柱距，車間內(nèi)設有一臺起重量為的中級工作制橋式吊車。采用預應力鋼筋混凝土大型屋面板和泡沫混凝土保護層，屋架支撐在鋼筋混凝土柱上，混凝土強度等級為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應力鋼筋混凝土大型屋面板，故選用梯形屋架。屋架計算跨度：屋架端部高度：跨中高度：屋架高跨比：為了使屋架節(jié)點受荷，配合屋面板寬，腹桿體系大部分采用下弦節(jié)點間為的人字形式，僅在跨中，考慮到腹桿的適宜傾角，采用再分式干洗，屋架跨中起拱按計算為，幾何尺寸如圖1-1所示。根據(jù)車間長度、跨度及荷載情況，設置三道上下弦桿橫向水平支撐，橫向水平支撐設在第二柱間。在設置橫向水平支撐的同一柱間，設置豎向支撐三道，分別設置在屋架的兩端和跨中。屋脊節(jié)點及屋架支座處沿廠房設置通長剛性系桿，屋架下弦跨中設置一道通長柔性系桿（詳見1-1），凡與橫向支撐連接的屋架編號為GWJ-2，不與橫向支撐連接的屋架編號為GWJ-1。1.2荷載及內(nèi)力計算1.2.1荷載計算屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，從資料可知屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計算。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）按經(jīng)驗公式跨長計算，跨度單位為。（1）永久荷載：預應力混凝土大型屋面板20mm厚水泥砂漿找平層80mm厚泡沫混凝土保護層屋架和支撐自重永久荷載總設計值（2）可變荷載屋面活荷載可變荷載總設計值計算屋架時應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)點永久荷載：半跨節(jié)點可變荷載：=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。,為相應各桿中荷載組合情況下，作用在桁架上的節(jié)點荷載。1.2.2內(nèi)力計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)力進行組合，計算結(jié)果見表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最大計算拉力最大計算壓力上弦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桿件計算1.3.1上弦桿整個上弦桿采用等截面，按IK桿件的最大設計內(nèi)力設計。上弦桿計算長度：在桁架平面內(nèi)，節(jié)間周線長度；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)點板厚度選用10mm，支座節(jié)點板厚度用12mm。設，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），，，，按所選角鋼進行驗算：由于，查表得滿足要求。圖3-1上弦桿截面1.3.2下弦桿整個下弦采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的de桿計算。，（因跨中有通長系桿）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”桿件軸力計算長度。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)點處不斷開，兩段桿件內(nèi)力不同：最大拉力：，最大壓力：，在桁架平面內(nèi)的計算長度：在桁架平面外的計算長度：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算過程不一一列出，所有計算結(jié)果列于表3-1中1.4節(jié)點設計1.4.1下弦節(jié)點“b”各桿的內(nèi)力由表2-1查得。這類節(jié)點的設計步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計算腹桿與節(jié)點板連接焊縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點板的形狀和尺寸，然后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。用E43型焊條，角焊縫的抗壓和抗剪設計值。設Bb桿的肢背和肢尖焊縫采用和，則所需的焊縫長度為肢背，取肢尖，取設Db桿的肢背和肢尖焊縫和，則所需的焊縫長度為肢背，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)上面求得的焊縫長度，并按構(gòu)造要求留出間隙及制作和裝配誤差，按比例會出節(jié)點大樣圖，確定節(jié)點板尺寸為。下弦桿與節(jié)點板的焊縫長度為，。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差，則肢背的應力為：滿足要求。1.4.2上弦節(jié)點“B”Bb桿與節(jié)點板的連接焊縫尺寸與B節(jié)點相同。Ba桿與節(jié)點板的連接焊縫尺寸按同樣的方法計算。,肢背和肢尖焊縫分別采用和，則所需的焊縫長度為：肢背，取肢尖，取為了便于在上弦擱置屋板，節(jié)點板的上邊緣可縮進肢背，用塞縫連接，這時肢背焊腳尺寸：肢尖焊腳尺寸：上弦與節(jié)點板間焊縫長度為，承受集中力，上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應力為：肢尖焊縫承擔弦桿內(nèi)力差偏心距偏心力矩，，則滿足強度要求。1.4.3屋脊節(jié)點“K”弦桿一般都采用同號角鋼進行拼接，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