鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 課 程 設(shè) 計課程名稱： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計題目： 昆明地區(qū)某工廠金工車間鋼屋架設(shè)計 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 年 級： 大學(xué)三年級 姓 名： 郭 銳 學(xué) 號： 19 指導(dǎo)教師： 王 鵬 日 期： 2016年12月 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 土木工程學(xué)院 學(xué)院 土木工程 專業(yè) 3 年級姓 名： 郭銳 學(xué) 號： 19 課程設(shè)計題目： 昆明地區(qū)某工廠金工車間鋼屋架設(shè)計 課程設(shè)計主要內(nèi)容：（一）設(shè)計資料 昆明地區(qū)某工廠金工車間，長度90m，柱距6m，車間內(nèi)設(shè)有兩臺30/5t中級工作制橋式吊車，屋面采用1.5×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。20

2、mm厚水泥砂漿找平層，三氈四油防水層，屋面坡度1/101/12。屋架兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，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、屋架計算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。 1、屋架跨度 （1）21m （2）24m 2、屋面計算跨度 （1）L0L （2） L0L-300mm3、屋面做法 （1）有保溫層 （2）無保溫層4、屋架端高 （1）h0=1.8m （2）h0=1.9m （3）h0=2.0m （4）=2.1m（二）設(shè)計要求 1、由結(jié)構(gòu)重要性，荷載特征（靜荷），連接方法（焊接）及工作溫度選用

3、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） 并在計算書上畫出屋蓋支撐布置圖，并對各榀屋架進(jìn)行編號 3、荷載及內(nèi)力計算 （1）屋面恒載計算。 （2）屋面活荷載與屋面雪荷載不同時考慮。 （3）屋面積灰荷載屬于可變荷載。 （4）利用結(jié)構(gòu)的對稱性，僅計算屋架左半跨桿件內(nèi)力。 （5）計算屋架桿力時，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)荷載內(nèi)力圖計算桿力。 （7）確定各桿最不利內(nèi)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

4、截面，要根據(jù)x=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)計小組內(nèi)每位同學(xué)所計算的上弦桿，下弦桿，斜桿截面選擇過程要在計算書內(nèi)詳細(xì)說明，其余桿件截面選擇可按同組內(nèi)其他同學(xué)計算成果統(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2L63×5。 5、節(jié)點(diǎn)設(shè)計 （1）熟知節(jié)點(diǎn)設(shè)計的基本要求及一般步驟。 （2）要在計算書內(nèi)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，

5、右半跨注明桿件最不利內(nèi)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）。 指導(dǎo)教師（簽字）： 主管副院長（簽字）： 年 月 日計算書1.屋架及支撐形式:2.荷載何內(nèi)力計算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: 0.4 kN/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

6、面板： 1.4 kN/m2屋架和支撐自重： (0.117+0.011L)=(0.117+0.011×21)=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)荷載計算全跨屋面永久荷載作用下P=（1.4+0.4+0.4+0.348）×6×1.6=2.548×6×1.5=22.932（kN）全跨可變荷載作用下P=0.5×6×1.5+0.75×0.9×6×1.5=（0.5+0.9×0.75）×6×1.5=1

7、0.575（kN）當(dāng)基本組合由可變荷載效應(yīng)控制時，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計值為1.2×22.932+1.4×（0.5+0.9×0.75）×6×1.5=1.2×22.932+1.4×10.575=42.323（kN）當(dāng)當(dāng)基本組合由永久荷載效應(yīng)控制時，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計值為1.35×22.932+1.4×（0.7×0.5+0.9×0.75）×6×1.5=30.958+12.915=43.873（kN）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)計值取 P=43.8

8、73 (kN)。屋架節(jié)點(diǎn)荷載計算計算是考慮下列三種荷載組合情況：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； 由部分永久荷載（屋架及支撐自重）換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；由部分永久荷載（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：=1.35×22.932=30.958（kN）=1.4×（0.7×0.5+0.9×0.75）×6×1.5=12.92（kN）=1.35×0

9、.348×6×1.5=5.47（kN）=（1.35×1.4+1.4×0.5）×6×1.5=23.31（kN）內(nèi)力計算桿 力 組 合 表名稱桿件編號桿件內(nèi)力系數(shù)桿件內(nèi)力計算桿力（KN）P=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-6.78-5.28-12.06-529.169-460.9

10、51-224.01-529.169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+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

11、.57-1.78-4.35-190.869-167.872-83.70-190.869Dc+1.19+1.58+2.77121.542101.129+42.89121.542cF-0.03-1.54-1.57-68.889-48.992-9.29-68.889Fd-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.

12、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)=-529.169kN（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2L125×80×8短肢相并，A=31.9782.28cm，6.07cm驗算：=150=150因為所以由表查得,=214（2）下弦桿=519.954kN，=300 c

13、m ，=1050cm ，節(jié)點(diǎn)板t=10mm,支座節(jié)點(diǎn)板t=12mm， =60 , =0.807 , 選用2L125×80×8短肢相并A=31.9782.28cm，6.07cm驗算：=350=350因為所以=162.6（3）端斜腹桿aB=-318.993kN，=270.9cm ，t=10mm, =60 , =0.807 ， 選用2L100×80×7長肢相并，A=19.3122.39cm，4.71cm驗算：=150=150因為所以查表得=209.62Bd,bD,Dc同aB,計算長度=0.8（4）斜桿cF=-68.889kN，=0.8322.6 =258.08

14、cm ，=322.6cm ，t=10mm, =60 , =0.807 ， 選用2L75×50×5，A=12.25c。長肢相并2.39cm，2.20cm驗算=150=150因為所以由查表的=183.78Fd dH同cF計算長度=0.8(5)豎桿Gd =-43.878kN，=0.8300 =240cm, =300cm內(nèi)力小，按選擇 ， 選擇2L50×5 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內(nèi)力（）計算長度（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

15、穩(wěn)定系數(shù)計算應(yīng)力N/mm2端部焊縫fLoxLoyixiyxy肢背肢尖上弦FH-529.169150.8301.62L125×80×8短肢相并31.9782.286.0766.1449.691500.773214下弦cd519.95415010502L125×80×8短肢相并31.9782.286.0765.79172.98350162.6斜腹桿aB-318.993270.9270.92L100×80×7長肢相并19.3122.394.71113.3557.521500.788209.628- 1406- 100Bb250.543215

16、.9269.92L100×80×7長肢相并19.3122.394.7190.3357.30350129.7381206- 80bD-190.869237.04296.32L100×80×7長肢相并19.3122.394.7199.1862.911500.759130.228- 906- 70Dc121.542236.24295.32L100×80×7長肢相并19.3122.394.7198.8462.7035062.948- 606- 60cF-68.889258.08322.62L75×50×5長肢相并12.25

17、2.392.20107.98146.641500.306183.785- 504- 50Fd-22.67257.28321.62L75×50×5長肢相并12.252.392.20107.65146.181500.30860.085- 504- 50dH+53.86279.12348.92L75×50×5長肢相并12.252.392.20116.79158.5935043.975-505-50豎腹桿Aa-21.9392102102L50×59.6061.532.45137.2585.711500.61437.205-505-50Cb-43.878

18、1922402L50×59.6061.532.45125.4997.961500.53984.745-505-50Ec-43.8782162702L50×59.6061.532.45141.18110.201500.46897.605-505-50Gd-43.8782403002L50×59.6061.532.45156.86122.451500.405112.785-505-50He0=283.52L70×5 十字形截面13.75_4.節(jié)點(diǎn)板計算(1)上弦節(jié)點(diǎn) “B”。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-，只要計算Ba桿即可。對aB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6mm，則所需焊

19、縫長度為：肢背：，取140mm肢尖：，取100mm對bB桿，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，承受集中力P=43.873kN肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差N=318.993-0=318.993kN=N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=N·e=×61=N·mm，,則上弦節(jié)點(diǎn) “D”。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-只要計算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，

20、則所需焊縫長度為：肢背：，取60mm肢尖：，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，承受集中力P=43.873kN肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差N=190.869-0=190.869kN=N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=N·e=×61=N·mm，,則上弦節(jié)點(diǎn) “F”。節(jié)點(diǎn)板尺寸為-只要計算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，承受集中力P=

21、43.873kN肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差N=68.889-0=68.889kN=68889N偏心矩e=8-1.9=6.1cmM=N·e=68889×61=N·mm，,則對于節(jié)點(diǎn)“C”“E”“G”,所受內(nèi)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：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計值 Bb桿的肢背和肢尖焊縫分別采用 肢背： 取120mm肢尖：取80mmDb桿同理計算取90mm取60mmCb桿內(nèi)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290×265mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長度為290mm，61.14<160() 滿足強(qiáng)度要求下弦節(jié)點(diǎn)板c設(shè)計：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計值 Dc桿的肢背和肢尖焊縫分別采用 肢背 取60mm肢尖：取40mmFc桿同理計算肢背 取40mm肢尖 取40mmEc桿內(nèi)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1