鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 論文

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)目錄1. 設(shè)計(jì)資料12. 屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置13. 荷載和內(nèi)力計(jì)算33.1. 荷載計(jì)算33.2. 荷載組合33.3. 內(nèi)力計(jì)算44. 桿件截面選擇64.1. 上弦桿64.2. 下弦桿74.3. 腹桿85. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)135.1. 下弦節(jié)點(diǎn)135.2. 上弦節(jié)點(diǎn)145.3. 屋脊節(jié)點(diǎn)155.4. 支座節(jié)點(diǎn)166. 梯形屋架施工圖：18 21. 設(shè)計(jì)資料某車(chē)間（或廠(chǎng)房）跨度L=21m，長(zhǎng)度72m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為1.5m6m的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.45kN/m2，屋架簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱上，混

2、凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，柱截面400mm400mm。永久荷載（屋面標(biāo)準(zhǔn)值）3.0kN/m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.55kN/m2，積灰荷載錳，鉻合金車(chē)間（屋面無(wú)擋風(fēng)板），即為0.75kN/m2，跨度屋架端部高度2.0m，屋架坡度1:15。2.屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置屋架的計(jì)算跨度： 端部高度： 跨中高度： 屋架高跨比： , 符合要求 腹桿體系采用下弦節(jié)間為3m的人字形式。幾何尺寸如圖1所示： 支撐布置如圖2所示： 上弦水平支撐布置圖 下弦水平支撐布置圖 1-1 2-2 圖 2根據(jù)建造地區(qū)的計(jì)算溫度和荷載性質(zhì)，剛材采用。焊條采用型，手工焊。根據(jù)車(chē)間長(zhǎng)度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平

3、支撐，垂直支撐和系桿。且本設(shè)計(jì)為無(wú)檁條設(shè)計(jì)。2. 荷載和內(nèi)力計(jì)算2.1. 荷載計(jì)算屋架及支撐自重（經(jīng)驗(yàn)估計(jì)式）： 0.12+0.011L=0.12+0.01121=0.351 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 2.5恒荷載總和： 2.85屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不與雪荷載同時(shí)考慮）： 0.5 雪荷載： 0.65 積灰荷載 ： 0.1可變荷載總和 2.15屋面坡度不大，對(duì)荷載影響較小，未予考慮。風(fēng)荷載對(duì)屋面為吸力，重屋蓋可不考慮。 2.2荷載組合2.2.1全跨永久荷載+全跨可變荷載：a.按可變荷載效應(yīng)控制的組合 其中，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載分項(xiàng)系數(shù)，積灰荷載分項(xiàng)系數(shù)，組合值系數(shù)為。b.按永久荷載效

4、應(yīng)控制的組合 其中，永久荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)， 組合值，積灰荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，組合系數(shù)。按最不利組合，取節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值，支座反力故節(jié)點(diǎn)荷載取為51.70，支座反力為。2.3內(nèi)力計(jì)算 用數(shù)解法或圖解法皆可解出全跨荷載作用下屋架桿件的內(nèi)力。其內(nèi)力設(shè)計(jì)者見(jiàn)圖6.桿件內(nèi)力： 圖3 屋架內(nèi)力圖3. 桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力（壓力），由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考表可知中間節(jié)點(diǎn)板厚度取，支座節(jié)點(diǎn)板取。3.1. 上弦桿整個(gè)上弦桿不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算：，（取倆塊屋面板寬度）。選用，。對(duì)此截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 根據(jù)有雙角鋼組成的T形截面屬于b類(lèi)，查 鋼的穩(wěn)定系數(shù)表查得 雙角鋼T型截面

5、繞對(duì)稱(chēng)軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算： ，故取 ，按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板每個(gè)節(jié)間放一塊，（滿(mǎn)足范圍不少于兩塊） 3.2. 下弦桿下弦亦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算；，（因?yàn)榭缰杏型ㄩL(zhǎng)系桿）。連接支撐的螺栓孔中心至節(jié)點(diǎn)板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。所需截面面積為：選用（短肢相并），符合要求。計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比： 填板每個(gè)節(jié)間放一塊， 3.3腹桿(斜腹桿) 3.3.1斜腹桿Ba, ,選用（長(zhǎng)肢相并），對(duì)此截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.17)式下計(jì)算： ，由按類(lèi)截面查附表4.2得，由 填板放3塊，3.3.2斜腹桿Bc, ,選用，對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故

6、應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.3斜腹桿Dc, ,選用，對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.4斜腹桿De, ,選用，對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.5斜腹桿Fe, ,選用，對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放3塊，3.3.6斜腹桿Fg, ,選用，對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.7斜腹桿Hg, ,選用，對(duì)截

7、面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.4腹桿(豎腹桿) 3.4.1豎桿Gg ,，選取，。對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， ，滿(mǎn)足要求。 填板放3塊， 3.4.2豎桿Aa ,，選取，。對(duì)截面進(jìn)行如下驗(yàn)算： 故應(yīng)按(4.15)式下計(jì)算 ，由按類(lèi)截面查附表4.2得， ，滿(mǎn)足要求。 填板放2塊， 其余截面選擇見(jiàn)表1 表（1）屋架桿件截面選用表 桿件名稱(chēng)桿件號(hào)內(nèi) 力設(shè)計(jì)值KN計(jì)算長(zhǎng)度(cm)所用截面截面面積A()計(jì)算應(yīng)力容許長(zhǎng)細(xì) 比桿件端部的角鋼肢背和肢間焊縫填板數(shù)上弦桿H-F-697.99150.430

8、0.02L1251048.74177.89150_每節(jié)間1下弦桿h-g782.2300.010502L1258010 39.4198.52350_每節(jié)間1 腹桿A-a-25.852002002L56816.7421.627150-2B-a-399.57249.7249.72L16010010 50.6108.471508-1306-902B-c286.76206.5258.12L80824.60156.383508-130 6-902C-c-51.701762202L56816.7421.627150 _3D-c-277.74219.7274.62L80824.60157.681508-130

9、6-902D-e217.93219.7274.62L70821.34153.103506-1305-752E-e-51.70192240 2L56816.7421.627150_3F-e-91.68233.3291.62L56816.74103.521506-755-503F-g37.26233.3291.62L56816.7442.0753506-905-602G-g-51.702082602L56816.7452.25150_3H-g-176.28247.1308.92L63819.02168.513506-805-602 4節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4.1下弦節(jié)點(diǎn)“c”(見(jiàn)圖4） 先計(jì)算腹板與節(jié)點(diǎn)板的連接

10、焊縫（型焊條角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 圖4 4.1.1B-c桿焊縫B-c桿肢尖和肢背的焊角尺寸均取，則所需焊縫長(zhǎng)度（考慮起滅弧缺陷）肢背：肢尖：腹桿D-c和C-c的桿端焊縫同理計(jì)算，其中C-c桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造采用。其次驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板焊接內(nèi)力差。由斜腹桿決定節(jié)點(diǎn)板尺寸，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，量得節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度是35cm，角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，采用。肢背焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。4.2上弦節(jié)點(diǎn)“B”（見(jiàn)圖5） 圖 5腹桿B-b，B-a的桿端焊縫計(jì)算從略，這里驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫。節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)8mm，肢背采用塞焊縫計(jì)算焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載， 肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差，偏心距，偏心力矩，采

11、用，則對(duì)： 滿(mǎn)足要求。對(duì): 滿(mǎn)足要求。則焊縫強(qiáng)的為： 滿(mǎn)足要求。4.3屋脊節(jié)點(diǎn)“H”（見(jiàn)圖6） 圖 6 腹桿桿端焊縫計(jì)算從略。弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求解決焊縫尺寸，一般可不計(jì)算。這里只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面，除倒棱外，堅(jiān)肢需切去 ，取。并按上弦坡度熱彎。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長(zhǎng)度：（設(shè)） ，可?。?25mm。共四條焊縫，則每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度：，可?。?80mm。拼接角鋼總長(zhǎng)度為，取拼接角鋼長(zhǎng)度為。4.4支座節(jié)點(diǎn)“a（見(jiàn)圖7） 圖 7桿端焊縫計(jì)算從略。以下給出底板等的計(jì)算。4.4.1底板計(jì)算支反力，混凝土強(qiáng)度C30，所需底板凈面積：錨栓直徑取,錨栓孔直徑為,則所需底板毛面積：，按構(gòu)造要求采用底板面積為:，墊板采用，孔徑.實(shí)際底板凈面積為： 底板實(shí)際應(yīng)力： ，表4.8得，=0.056,則： 所需底板厚度：用，底板尺寸為4.4.2加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算一個(gè)加勁肋的連接焊縫所受的內(nèi)力取為：，加勁肋 高度、厚度與中間節(jié)點(diǎn)板相同（即）。采用，驗(yàn)算焊縫應(yīng)力對(duì)V： 對(duì)M： 4.4.3節(jié)點(diǎn)板，加勁肋與底板連接焊縫計(jì)算節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板連接焊縫采用，實(shí)際焊縫總長(zhǎng)度： 焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算： ，滿(mǎn)足要求。4. 梯形屋架施工圖：5. 主要參考資料:1、戴國(guó)欣主編鋼結(jié)構(gòu)（第三版）