吊車梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算一、屋架類型由于車間內(nèi)部設(shè)有二臺鍛錘，廠房內(nèi)橋式吊車為二臺150/30t(中級工作制)，又具有加熱設(shè)備爐。擬采用鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架，柱的混凝土強(qiáng)度等級為，屋面坡度為屋架跨度。二、鋼材及焊條根據(jù)該地區(qū)的冬季計算溫度和荷載性質(zhì)，鋼材鋼材采用，屋架連接方法采用焊接，焊條選用型，手工焊。三、屋架形式及幾何尺寸 1、屋架計算跨度 屋架端部高度 屋架中部高度 屋架的高跨比 屋架沿水平投影面積分布的自重，按公式P=（0.12+0.011跨度）計算跨度（m）,即p=0.12+0.011×21=0.351kN/，則 P=2、支撐布置根據(jù)車間長度，屋架跨度荷載情況，以及吊車、鍛錘設(shè)置

2、情況，布置三道上、下弦橫向水平支撐，兩道縱向水平支撐，垂直支撐和系桿，屋脊節(jié)點(diǎn)及屋架支座處沿廠房通長布置剛性系桿，屋架下弦沿跨中通長設(shè)一道柔性系桿。凡與支撐連接的屋架編號為，其余編號均為，其中屋架間距取，兩端和中間共6榀屋架。四、荷載和內(nèi)力計算4.1荷載計算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 三氈四油(上鋪綠豆砂)防水層 水泥沙漿找平層 保溫層 一氈二油隔氣層 水泥沙漿找平層 預(yù)應(yīng)力砼屋面板 屋架及支撐自重 合計 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面活荷載 積灰荷載 合計 永久荷載設(shè)計值：可變荷載設(shè)計值：4.2荷載組合全跨永久荷載 +全跨可變荷載 屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載：支座反力： 全跨永久荷載 +半跨可變荷載屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載： P

3、(全) P（半）全跨屋架與支撐+半跨屋面板+半跨屋面荷載全跨屋架和支撐自重產(chǎn)生 的節(jié)點(diǎn)荷載： P(全) P（半） 21米跨屋架幾何尺寸 21米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值 21米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值4.3桿件內(nèi)力計算桿件名 稱桿內(nèi)力系數(shù)（P=1）組合一組合二組合三 計算內(nèi)力全 垮左半跨右半跨N(左)=P(全)×+P（半）×N（右）=P（全）×+P（半）×N(左)=P(全)×+P（半）×N（右）=P（全）×+P（半）×上弦 桿AB0.00.00.00.00.00.00.0BD-7.472-

4、5.301-2.162-483.532-392.222-324.791-158.233-81.170-483.532DF-11.262-7.399-3.923-660.967-576.936-503.765-222.229-138.605-660.967FH-12.18-6.861-5.319-734.454-600.911-567.882-213.998-176.250-734.454下弦桿ac4.1003.0101.090240.629217.281176.15589.18342.181240.629ce9.7446.6333.081571.875505.880429.154199.943

5、112.255571.875eg11.9627.3264.636702.050602.747545.127224.557158.706702.050gh11.7685.8845.884709.61564.629564.629188.523188.523709.61斜腹桿aB-7.684-5.641-2.043-463.345-407.213-330.144-167.137-79.058-463.345Bc5.8083.9601.848350.22301.287256.048118.89567.193350.22cD-4.409-2.633-1.776-265.86-220.722-202.36

6、5-81.122-60.143-265.86De2.7921.2221.570168.357130.233137.68740.46848.987168.357eF-1.5720.047-1.525-94.792-59.595-91.2547.093-43.274-94.7927.093Fg0.328-1.0391.36719.7834.48043.26-26.67534.70443.26-26.675gH0.7131.913-1.20041.8463.909-52.27849.525-32.07163.909-52.278豎 桿aA-0.5-0.50-29.345-29.345-14.673-

7、14.13-1.89-29.345cC-1.0-1.00-60.03-60.03-28.26-3.78-60.03eE-1.0-1.00-60.03-60.03-28.26-3.78-60.03gG-1.0-1.00-60.360.03-28.26-3.78-60.03五、截面桿件設(shè)計5.1 上弦桿 腹桿最大內(nèi)力，節(jié)點(diǎn)板厚度選用，支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用。整個上弦采用同一截面，上弦桿計算長度：在屋架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長度；在屋架平面內(nèi)，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況取。因為，故截面選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。設(shè)，按Q345號鋼軸心受壓構(gòu)件屬b類截面。查表得 。需要截面面積： 需要的回轉(zhuǎn)半徑： 根據(jù)查角

8、鋼規(guī)格表選用， 。按所選角鋼進(jìn)行驗算：（滿足要求） （滿足要求）雙角鋼T型截面繞對稱軸（y軸）應(yīng)按彎扭屈曲計算換算長細(xì)比，由，查表得 （滿足要求）所選截面如圖：5.2 下弦桿整個下弦不改變截面，按最大內(nèi)力設(shè)計。按下弦支撐布置情況：，因為，故截面宜選用兩個不等肢角鋼短肢相并。計算所需下弦截面凈面積： 選用（短肢相并），截面如圖5-2所示。 驗算：如果連接的螺栓孔中心至節(jié)點(diǎn)板邊緣距離不小于，螺栓孔對下弦截面的消弱可不考慮，所以. （滿足要求） （滿足要求） （滿足要求）每一個節(jié)間設(shè)一墊板。5.3 端斜桿aB，。如選用（長肢相并），則，。驗算： （滿足要求）（滿足要求）由，查表得 <f=310

9、（滿足要求）截面如圖5-3所示。5.4 端斜桿Bc ,幾何長度： 所需截面面積： 選用 ,則 驗算：<f=310（滿足要求）（滿足要求）（滿足要求） 截面如圖5-4所示5.5斜腹桿cD ，選用，則驗算：（滿足要求）（滿足要求）（滿足要求）截面如圖5-6所示。5.6斜腹桿De，選用驗算： （滿足要求） （滿足要求） （滿足要求）5.7斜腹桿eF ，選用驗算： （滿足要求） （滿足要求）由于，只需求，查表得 （滿足要求）5.8斜腹桿Fg,， 選用，則，對所選角鋼進(jìn)行驗算： （滿足要求） （滿足要求）由于，只需求，查表得 （滿足要求）5.9 斜腹桿gH,， 選用，則，對所選角鋼進(jìn)行驗算： （滿

10、足要求） （滿足要求）由于，只需求，查表得 （滿足要求）5.10豎桿aA、cC、eE、gG其最大內(nèi)力為，選用長細(xì)比較大的豎桿進(jìn)行設(shè)計，則可保證其它豎桿的安全可靠性。內(nèi)力較小，按各桿允許長細(xì)比選擇角鋼，所需回轉(zhuǎn)半徑為：， 選用,則 （滿足要求） （滿足要求）由于，只需求，查表4.2得（滿足要求）根據(jù)布置螺栓的要求，端豎桿及中間桿最小應(yīng)當(dāng)選用的角鋼，采用十字形截面，端豎桿aA: 查表得 ，中間豎桿Ii: 由組成的十字形截面，（滿足要求）截面如圖5-5所示桿 件桿內(nèi)力（kN）計算長度截面形式及角鋼規(guī)格截面積回轉(zhuǎn)半徑長細(xì)比容許系數(shù)長細(xì)比上弦-734.4541507.53015短肢相并211070103

11、43319.654.576.9155.321500.832257.11下弦709.6130006000短肢相并2100638251717.749.7169.49120.72250-281.95斜腹桿aB-463.34525302530長肢相并2125807281940.232.5 6377.81500.646254.42Bc350.222090.426132635122819.429.6107.7588.28350-285.2cD-265.862291.228642505960615.324.614975116.42150-276.76De 168.3572291.22864263596061

12、5.324.6149.75116.42150-175.66eF-94.7922499.231242755148223.334.5107.2690.551500.508125.90Fg43.26-26.6752499.231242565108317.226.9145.3116.11500.326122.529gH63.909-52.278271233902635122919.429.6139.79114.531500.345150.727豎桿aA-29.345179117912635122917.226.9 150 0.74931.879cC-60.03183222902564108317.32

13、6.7133.64108.241500.372176.78eE-60.03207225902564108317.326.7134.4107.41500.437-144.5gG-60.03231228902564108317.326.7134.4107.41500.372-169.7六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計6.1 下弦節(jié)點(diǎn)c用焊條時，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計值。設(shè)cB桿的肢背和肢尖焊縫，所需焊縫長度為：肢背：，取肢尖：，取 設(shè)cD桿的肢背與肢尖的焊縫為肢背：，取 肢尖：，取ac桿的內(nèi)力很小，焊縫尺存可按構(gòu)造確定取 根據(jù)以上取得的焊縫長度，并考慮桿尖之間應(yīng)有的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)詳

14、圖6-1-1從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為。下弦與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長度為，寒風(fēng)所受的力為左右下弦桿的內(nèi)力差，受力較大的肢背處焊縫應(yīng)力為 焊縫強(qiáng)度滿足要求。6.2 上弦節(jié)點(diǎn) Bc桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸和節(jié)點(diǎn)c相同，aB桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸按上述方法計算。肢背：，實際取肢尖：，實際取為了便于擱置屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣縮進(jìn)上弦肢背，上弦角鋼與節(jié)點(diǎn)板間用槽焊連接，計算時可略去屋架上弦坡度的影響，認(rèn)為集中力與上弦垂直。根據(jù)斜桿焊縫長度確定節(jié)點(diǎn)板尺寸，置得節(jié)點(diǎn)板長度（見圖6-2-1），焊縫計算長度，則肢背焊縫應(yīng)力為： 肢尖焊縫承受弦桿內(nèi)力差，偏心距 偏心力矩 采用，則 6.3 屋脊節(jié)點(diǎn)H 設(shè)焊縫高度，則所需焊縫計

15、算長度為：,取 拼接角鋼長度取 上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15計算。設(shè)肢尖焊縫，節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計算長度為 ：焊縫應(yīng)力為： 焊縫強(qiáng)度滿足要求。6.4 下弦跨中節(jié)點(diǎn)設(shè)計 跨中起拱，下弦接頭設(shè)于跨中節(jié)點(diǎn)處，連接角鋼取與下弦相同截面,焊縫高度 焊縫長度,則取 連接角鋼長度，則取。 肢尖切去截面消弱 6.5支座節(jié)點(diǎn)為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋。加勁肋取，節(jié)點(diǎn)板取的鋼板。 支座底板的計算支座反力按構(gòu)造要求采用底板面積為如僅考慮加勁肋部分底板承受支座反力，則承壓面積為:驗算拄頂砼的抗壓強(qiáng)度： （滿足要求）底板的厚度按屋架反力作用下的彎距計算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分成四塊，每塊板為兩相鄰邊支撐，而另兩相鄰邊自由的板，每塊板單位寬度的最大彎距位： 式中：-底板下的平均應(yīng)