鋼結(jié)構(gòu)課設(shè)計(jì)算書(shū)完整版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)題目：梯形鋼屋架某工業(yè)廠房適用專業(yè)： 土木工程2010級(jí)指導(dǎo)教師： 雷宏剛、李海旺、閆亞杰、焦晉峰太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院2013年12月一、設(shè)計(jì)題目：梯形鋼屋架二、設(shè)計(jì)資料 某工業(yè)廠房，屋蓋擬采用鋼結(jié)構(gòu)有檁體系，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0.20 kN/m2計(jì)算），檁條采用冷彎薄壁C型鋼。屋面排水坡度見(jiàn)表1，有組織排水。屋架支承在鋼筋混凝土柱上，柱頂標(biāo)高9.0m，柱截面尺寸為400×400mm。不考慮積灰荷載。注：屋架、檁條、拉

2、條及支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值可按下列數(shù)值考慮： 0.30kN/m2 （6.0m）0.40kN/m2 （7.5m）三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 要求在2周內(nèi)（2013.12.232014.1.3）完成鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，提交設(shè)計(jì)圖紙及計(jì)算書(shū)一套。1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）進(jìn)行屋蓋結(jié)構(gòu)布置并選取計(jì)算簡(jiǎn)圖；（2）屋架內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合；（3）屋架桿件設(shè)計(jì)；（4）屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；（5）屋架施工圖。2. 設(shè)計(jì)要求（1）整理設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份設(shè)計(jì)條件結(jié)構(gòu)布置計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載選取內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力組合構(gòu)件設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)撓度驗(yàn)算（2）繪制施工圖屋蓋布置圖（圖紙編號(hào)01）：屋架平面布置圖+上、下弦支撐平面布置圖+垂直支撐布置圖；屋架施工圖（圖紙編號(hào)02）

3、：屋架幾何尺寸、內(nèi)力簡(jiǎn)圖+屋架施工詳圖+節(jié)點(diǎn)、異形零件詳圖+設(shè)計(jì)說(shuō)明+材料表等。專心-專注-專業(yè)表1 梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)任務(wù)表坡度1:101:20基本雪壓（kN/）基本風(fēng)壓（kN/）長(zhǎng)度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距7.5m）題號(hào) 跨度地點(diǎn)21242730212427302124273021242730北京市123456789101112131415160.400.45上海市171819202122232425262728293031320.200.55烏魯木齊333435363738394041424344454647480.750.60成都市49505

4、1525354555657585960616263640.100.25南京市656667686970717273747576777879800.650.40哈爾濱818283848586878889909192939495960.450.45太原市9798991001011021031041051061071081091101111120.350.40運(yùn)城市1131141151161171181191201211221231241251261271280.250.45長(zhǎng)治市1291301311321331341351361371381391401411421431440.300.45呂梁市14

5、51461471481491501511521531541551561571581591600.150.40四、參考資料 （1）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理，（2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，黃呈偉、李海旺等，（3）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，GB 50009-2012（4）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）第三版，（5）輕型屋面梯形鋼屋架，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院（6）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB 50017-2003（7）土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指南，周俐俐等，中國(guó)水利水電出版社課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書(shū)題目：梯形鋼屋架某工業(yè)廠房 專業(yè)： 土木工程 班級(jí)：土木1002 姓名：景天雨 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：焦晉峰太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院2013

6、年12月 梯形鋼屋架計(jì)算書(shū)1 設(shè)計(jì)資料（題號(hào)45）（1） 某工業(yè)廠房（烏魯木齊）：梯形鋼屋架跨度為21m，長(zhǎng)度90m，柱距7.5m，屋蓋擬采用鋼結(jié)構(gòu)有檁體系，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0.20 kN/m2計(jì)算），檁條采用冷彎薄壁C型鋼。屋面排水坡度，有組織排水。屋架支承在鋼筋混凝土柱上，柱頂標(biāo)高9.0m，柱截面尺寸為400×400mm。不考慮灰荷載。屋架、檁條、拉條及支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.40計(jì)算?；狙喝?.75，基本風(fēng)壓取0.60。（2） 屋架計(jì)算跨度： （3） 跨中及端部高度：采用平

7、坡梯形屋架，取屋架在21m軸線處的端部高度，屋架中間的高度,則屋架在20.7m處，兩端的高度為。2 結(jié)構(gòu)形式與布置屋架形勢(shì)及幾何尺寸如圖1所示根據(jù)廠房長(zhǎng)度（90m>60m）、跨度及荷載情況，設(shè)置三道上、下弦橫向水平支撐。因柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合，廠房?jī)啥说臋M向水平支撐設(shè)在第一柱間，該水平支撐的規(guī)格和中間柱間支撐的規(guī)格有所不同。在所有柱間的上弦平面設(shè)置了剛性與柔性系桿，以保證安裝時(shí)上弦桿的穩(wěn)定，在柱間下弦平面的跨中及端部設(shè)置了柔性系桿，以傳遞山墻風(fēng)荷載，在設(shè)置橫向水平支撐的柱間，于屋架跨中和兩端各設(shè)置一道×垂直支撐。梯形鋼屋架支撐布置如圖2所示。 桁架上弦支撐布置圖 桁架下弦支撐布置圖

8、 垂直支撐11 垂直支撐22 梯形鋼屋架支撐布置圖SC上弦支撐；XC下弦支撐：CC垂直支撐；GG剛性系桿；LG柔性系桿3 荷載計(jì)算屋面荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，計(jì)算時(shí)取最大的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。故取雪荷載0.75進(jìn)行計(jì)算。 荷 載 計(jì) 算 表 荷 載 名 稱標(biāo)準(zhǔn)值（）設(shè)計(jì)值（）彩鋼復(fù)合板（100mm）0.2屋架、檁條、拉條及支撐自重0.4管道荷載0.1永久荷載總和0.7 0.84雪荷載0.75可變荷載總和0.75 1.05 設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)考慮以下三種荷載組合。 1.全跨永久荷載全跨可變荷載 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載： 2.全跨永久荷載半跨可變荷載： 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載： 半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載 全跨

9、屋架（包括支撐）自重半跨屋面板自重半跨屋面雪荷載 全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重 半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及雪荷載 桿件名稱內(nèi)力系數(shù)（F=1）第一種組合F×第二種組合第三種組合計(jì)算桿件內(nèi)力（kN） 全跨 左半跨 右半跨 F1×F2× F1×F2× F3×F4× F3×F4×上弦AB00 0 0 0 0 0 0 0 BC-7.75 -5.83 -2.69 -192.25 -165.79 -122.51 -147.53 -94.37 -192.25 CD-7.75 -5.83 -2.69 -192.25 -165.79 -122

10、.51 -147.53 -94.37 -192.25 DE-11.66 -8.04 -5.09 -289.24 -239.35 -198.70 -209.58 -159.64 -289.24 EF-11.66 -8.04 -5.09 -289.24 -239.35 -198.70 -209.58 -159.64 -289.24 FG-12.24 -7.15 -7.15 -303.63 -233.48 -233.48 -198.17 -198.17 -303.63 下弦ab4.43 3.43 1.40 109.89 96.11 68.13 85.98 51.61 109.89 bc10.16 7

11、.36 3.93 252.03 213.44 166.17 188.62 130.55 252.03 cd12.31 7.93 6.15 305.36 245.00 220.47 211.82 181.68 305.36 斜腹桿aB-7.06 -5.47 -2.23 -175.13 -153.22 -108.57 -137.09 -82.23 -175.13 Bb5.28 3.82 2.06 130.98 110.86 86.60 97.94 68.14 130.98 bD-3.94 -2.50 -2.03 -97.74 -77.89 -71.41 -67.15 -59.19 -97.74 D

12、c2.43 1.09 1.88 60.28 41.81 52.70 33.76 47.14 60.28 cF-1.13 0.17 -1.83 -28.03 -10.12 -37.68 -4.24 -38.10 -38.10 Fd-0.14 -1.35 1.70 -3.47 -20.15 21.88 -23.74 27.90 27.901 -23.739豎桿aA-0.50 -0.50 0.00 -12.40 -12.40 -5.51 -11.62 -3.15 -12.40 bC-1.00 -1.00 0.00 -24.81 -24.81 -11.03 -23.23 -6.30 -24.81 cE

13、-1.00 -1.00 0.00 -24.81 -24.81 -11.03 -23.23 -6.30 -24.81 dG0.22 -0.29 -0.29 5.46 -1.57 -1.57 -3.52 -3.52 5.457 -3.5244 桿件設(shè)計(jì) 1.上弦桿 整個(gè)上弦采用等截面，按FG桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)，即 上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度 在屋架平面內(nèi)：為節(jié)間軸線長(zhǎng)度，即 在屋架平面外，本屋架為有檁體系，且認(rèn)為檁條與支撐的交叉點(diǎn)不連接，根據(jù)布置和內(nèi)力情況，取為支撐之間的距離，即 根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度，上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相拼，如圖所示腹桿最大內(nèi)力，查表2.8，節(jié)點(diǎn)板，支座節(jié)點(diǎn)板厚度

14、假定，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得（由雙角鋼組成的T形和十字形截面屬于b類），則需要的截面積為： 需要的回轉(zhuǎn)半徑： 根據(jù)需要A,，查角鋼規(guī)格表，選用2，肢背距離8mm，則： ， 則按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算： 滿足長(zhǎng)細(xì)比的要求。由于，只需要求。查表，則 故所選截面合適。2.下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的桿件計(jì)算。 ，（因跨中有通長(zhǎng)系桿），所需截面積為 選用2，因?yàn)椋视貌坏戎卿?，短肢相并，肢背間距8mm，如圖所示， ， 3. 端斜桿aB桿件軸力： 計(jì)算長(zhǎng)度： 因?yàn)?，故采用不等肢角鋼，長(zhǎng)肢相并，使。選用2，肢背間距8mm，則 ， 因?yàn)?，只需求，查表得，則 截面合適。 4.斜腹桿Fd

15、最大拉力 最大壓力 計(jì)算長(zhǎng)度 在屋架平面內(nèi) 在屋架平面外 選用2，肢背間距8mm，查角鋼規(guī)格表得 ， 因?yàn)?，只需求，查表得，則 拉應(yīng)力： 5.豎桿cE ，由于桿件內(nèi)力較小，按選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為 查型鋼表，選截面的和較上述計(jì)算的和略大些。選用2，肢背間距8mm，其幾何尺寸為 ， 因?yàn)椋恍枨?，查表得，則 其余各桿件的截面選擇計(jì)算過(guò)程不再一一列出，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列于表 屋架桿件截面選擇表?xiàng)U件編號(hào)內(nèi)力（kN）計(jì)算長(zhǎng)度（cm）截面規(guī)格截面面積（mm）回轉(zhuǎn)半徑（cm）長(zhǎng)細(xì)比容許長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力 FG-303.63175.2525.6110x70x8 27.81.985.3488.598.4150

16、0.565193.31cd305.36350103570x45x7 15.321.253.53280293.2350199.32Aa-12.4199.75199.7550x47.81.542.35129.7851500.38841aB-175.13267.2267.290x56x7 19.662.862.3493.4114.21500.469189.93Bb130.98213.8267.2 56x4 8.781.732.59123.6103.2350149.18Cb-24.81173.2216.550x4 7.81.542.35112.592.11500.47866.54bD-97.74228

17、.16285.2 70x411.142.183.14104.790.81500.525167.12Dc60.28228.16285.250x47.81.542.35148.2121.435077.28cE-24.81187.223450x47.81.542.35121.699.61500.42874.32cF-38.1239.44299.3 56x48.781.732.59138.4115.61500.351123.63Fd-23.739239.44299.3 56x4 8.781.732.59138.4115.61500.35177.03Gd-3.524201.2251.550x4 7.82

18、.232.2390.4112.31500.4799.4 5 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1.下弦節(jié)點(diǎn)b各桿件的內(nèi)力由表查得。設(shè)計(jì)步驟：由腹桿內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)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(diǎn)板的形狀的尺寸，最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。用E43型焊條角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。設(shè)“Bb”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為（按等肢角鋼連接的角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)計(jì)算）肢背：，取。肢尖：，取。設(shè)“bD”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為肢背：，取。肢尖：，取?！癈b”桿的內(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(zhǎng)度，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙及制作和裝配等誤差，按比例繪

19、出節(jié)點(diǎn)詳圖，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(zhǎng)度為，。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差，受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為 焊縫強(qiáng)度滿足要求。該節(jié)點(diǎn)如圖所示。 2.上弦節(jié)點(diǎn)“B” “Bb”桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸和節(jié)點(diǎn)“b”相同?！癮B”桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸按上述同樣方法計(jì)算得 設(shè)“aB”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為（按等肢角鋼連接的角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)計(jì)算）肢背：，取。肢尖：，取。為了便于在上弦上擱置屋面板，節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來(lái)。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載

20、P與上弦垂直。上弦槽焊縫的應(yīng)力可由下面計(jì)算得 節(jié)點(diǎn)板厚度上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長(zhǎng)度為，則 上弦肢尖角焊縫的切應(yīng)力為 3.屋脊節(jié)點(diǎn)“G”弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為了使拼接角鋼與弦桿之間能夠緊密結(jié)合，并便于施工，需將拼接角鋼的尖角削除，且截去垂直肢的一部分寬度（一般為）。拼接角鋼的這部分削弱，可以靠節(jié)點(diǎn)板來(lái)補(bǔ)償，接頭一邊的焊縫長(zhǎng)度按弦桿內(nèi)力計(jì)算設(shè)拼接角鋼與受壓弦桿之間的角焊縫，則所需焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為（一條焊縫） 拼接角鋼的長(zhǎng)度弦桿桿端空隙，拼接角鋼長(zhǎng)度取上弦與節(jié)點(diǎn)板之間的的槽焊縫，假定承受節(jié)點(diǎn)荷載，驗(yàn)算與節(jié)點(diǎn)“B”處槽焊縫驗(yàn)算方法類似，此處驗(yàn)算過(guò)程略。上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的計(jì)算，并考慮此力產(chǎn)生的彎矩。設(shè)肢尖焊縫，取節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度，則節(jié)點(diǎn)一