鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、第一章梯形鋼屋架設(shè)計(jì)資料1.1設(shè)計(jì)資料某工業(yè)廠房，車(chē)間跨度27m,長(zhǎng)度60m,柱距6.0m屋蓋擬采用鋼結(jié)構(gòu)有標(biāo)體系，屋面板采用100mm厚彩鋼復(fù)合板（外側(cè)基板厚度0.5mm,內(nèi)側(cè)基板厚度0.4mm,夾芯材料選用玻璃絲棉，屋面板自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.20kn/m2計(jì)算），標(biāo)條采用冷彎薄壁c型鋼。屋面排水坡度i二1/10,有組織排水，當(dāng)?shù)匮┖奢doakn/m2 ,基本風(fēng)壓0.45wv/,屋架、標(biāo)條、拉條及支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.30kn/m2o屋架 支承在鋼筋混凝土柱上，柱頂標(biāo)高9.0m,柱截而尺寸為600x600mmo不考慮積 灰荷載。1.2屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置屋架的計(jì)算跨度/0 = 2700

2、0-2x150= 26700/tm,端部高度ho= 1800mm,中部 高度h=3136mm,屋架尺寸布置圖如圖1所示。根據(jù)建造地區(qū)的計(jì)算溫度和荷載 性質(zhì)，剛材采用q235bo焊條采用e43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、下玄橫向水平支撐，垂直支撐和系桿，標(biāo)條拉條。13荷載1.3.1荷載計(jì)算屋而板自重0.2 kn/m2懸掛管道0kn/ m2屋架、標(biāo)條和支撐自重0.3 kn/ m20.6 kn/ m20.4kn/ m?0.4 kn/ m?恒荷載總和活荷載（或雪荷載）可變荷載總和屋面坡度不大，對(duì)荷載影響小，未予考慮。1.3.2風(fēng)荷載工業(yè)廠房一般在郊區(qū)屬于b類地區(qū)，柱頂標(biāo)高9

3、m,屋架屮端高度為2. 8m, 屋面板及標(biāo)條高度大約0. 3m,故高度廠房屋脊處高大約12m,則風(fēng)荷載高度變化 系數(shù)為105,屋面迎風(fēng)面體形系數(shù)為-0.6,背風(fēng)面為-0.5,所以負(fù)風(fēng)壓的設(shè)計(jì) 值(垂直于屋面)為迎風(fēng)面：=-1.4x0.6x1.05x0.45 = 0.397背風(fēng)面： = -1 -4 x 0.5 x 1.05 x 0.45 = 0.331叫和w2垂直于水平面的分力未超過(guò)荷載分項(xiàng)系數(shù)取1. 0時(shí)的永久荷載，故將 拉桿的長(zhǎng)細(xì)比依然控制在350以內(nèi)可見(jiàn)風(fēng)荷載對(duì)屋面為吸力，可不考慮。14荷載組合一般考慮全跨荷載，對(duì)跨中的部分斜桿可考慮半跨荷載。本次設(shè)計(jì)，不必考 慮半跨荷載作用情況，只計(jì)算全

4、跨滿載時(shí)的桿件內(nèi)力。節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值：按可變荷載效應(yīng)控制的組合：f= (1.2x0.6+1.4x0.4) x1.69x6=13kn其中，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；屋面活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4；組合系數(shù)為 0.7；不考慮積灰荷載。按永久荷載效應(yīng)控制的組合：f= (1.35x0.6+1.4x0.7x0.4) x 1.69x6=12.19kn其屮，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.35；屋面活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4；組合系數(shù)為0.7o故節(jié)點(diǎn)荷載取13kn,支座反力r=8f=104kno1.5內(nèi)力計(jì)算屋架在上述荷載組合下作用的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4。用圖解法得屋架各桿的內(nèi)力 系數(shù)(f二16.54kn作用于全跨)，然后求出各種桿

5、件的內(nèi)力。第二章節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)用e43焊條時(shí)，角焊縫的抗拉抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw = 160/v/mm2,各桿件最小焊縫長(zhǎng)度不應(yīng)小于8/i/o2.1下弦節(jié)點(diǎn)b先算腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫：b-b桿肢背與肢尖的焊腳尺寸分別取為 hri = 5mm,4mn,所需焊縫長(zhǎng)度為（考慮起滅弧缺陷）：肢背2/3x93.42x1/2x0.7x5x160+ 2x5 = 65.61/7w肢尖= "3x934x0 +2x4 = 42.75%22x0.7x4x160腹桿db和cb的桿端焊縫同理計(jì)算，其中cb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)板連接焊縫，內(nèi)力差 an = n-nah = 167.4

6、8-64.36= 103.2nim,由斜腹干焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸量 得實(shí)際節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度是30cm。角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw =30-1.2 = 2s.8cm,采用 hf =6mm ,肢背焊縫應(yīng)力為：2/3x103.12x1032x0.7x5x288= 28a2n/mnr < f： = 60nhn品2.2腹桿b-b,b-a的桿端焊縫計(jì)算從略。驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，節(jié) 點(diǎn)板縮進(jìn),8nun肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載q = 3,h=t /2 = 4mm,lw =/u2 =320.8 = 31.2c/?cr =13xl(f2x0.7x4x312=7.44n/”?朋 <0/£ =1.

7、22x 160= 195.2n/mnf肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差n = 0.8kn ,偏心距e = 10-3 = 7cm.,偏心力矩n = ne = 137.81 x 0.07 = 9.65kn ,采用 hl2 =7mm,則對(duì)an:= 45.07n / m nt2x0.7x7x312對(duì)m:=60.69n / mnf6m _ 6x9.65x1 q62/v； "2x0.7x7x3122則焊縫強(qiáng)度為：（空）2= j（）2 + 45.07 = 50.2n/mnt <60n/mnf* 0/f v 1.22節(jié)點(diǎn)板尺寸方法同前，在施工圖上確定。2.3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

8、不大，按構(gòu)造要求決定 焊縫尺寸，可不計(jì)算。只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面2l90x6, 除倒棱處，豎肢需切去4 = 丫 + 11+5mm = 7 + 7 + 5 = 19mm,取 = 20mm,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（hf=7mm）0.7何./7251.59x1 tf0.7x7x160321/77 m共四條焊縫，認(rèn)為平均受力，每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度:321i = - + 14 = 94.25v 4拼接角鋼總長(zhǎng)度為：i =+ 14= 2x94.25+14=2025取拼接角鋼總長(zhǎng)度為200mm .2.4底板計(jì)算支反力出= w4kn ,混凝土強(qiáng)度c30,

9、 f .=14.3n/mm2,所需底板凈面積:14.3a 11 ° = 7273t?/?t = 7 3cm2錨栓直徑取d = 20mm,錨栓孔直徑為50mm,則所需底板毛面積:°a = an + a?=73+2x4x5 + 3"：><5=13263c 腫，按構(gòu)造要求采用底板面積為:axh = 28x28 = 78w > 13263cm2,墊板采用-100x100x20 ,孔徑22mm .實(shí)際底板凈面積為：底板實(shí)際應(yīng)力:an =784-2x4x5-3，i4><5 =724cm2*19.16(14丄)2+(14-)2 =19.162 22

10、 = 211 = 0.5,表 4.8 得，b = 0.056 貝歸 q 19.16m = (3qcr = 0.056x 1.6xl9.162 = 3289n/m/?t所需底板厚度：6m16x3289用t = 10mm,底板尺寸為-280x280x10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v = /?/4 = 104/4 = 26aw, m = % = 26x3.0 = 78kn ,加勁肋高度、厚度與 中間節(jié)點(diǎn)板相同(即-338x140x10 ),采用hf=6mm,驗(yàn)算焊縫應(yīng)力對(duì)v：26x103az.r f =7 = 9.5n / mntj 2x0.7x6x(338-12)2對(duì)m：