鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書一、設(shè)計資料貴陽某單層單跨廠房總長度90m，縱向柱距6m。柱子為鋼筋混凝土柱，柱的混凝土強度等級為C30，屋蓋采用無檁體系的21m梯形鋼屋架，屋架鉸接于混凝土柱上，屋面坡度i=L/10；L為屋架跨度。鋼材采用Q235BF，焊條采用E43型，手工焊。二、結(jié)構(gòu)形式與布置桁架形式及幾何尺寸如圖所示。桁架支撐布置圖3荷載計算屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，從資料可以知道屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計算。1.恒載各項標準值為防水層： 0.10KN/M2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板： 0.85KN/M2屋架和支撐自重： 0.20KN/M2懸掛管道： 0.05

2、KN/M2共 1.20 KN/M22.活載各項標準值為：屋面活荷載： 0.70 KN/M2雪載： 0.35 KN/M2因為屋面活荷載標準值大于雪荷載標準值，故只考慮屋面活荷載標準值，又因為不考慮積灰荷載。 共 0.70KN/M2設(shè)計桁架時，應(yīng)只考慮一種荷載組合，即全跨恒載+全跨活載。全跨節(jié)點荷載設(shè)計值：按照可變荷載效應(yīng)控制的組合：其中，永久荷載，荷載分項系數(shù)； 屋面活荷載或雪荷載，荷載分項系數(shù)；按照永久荷載效應(yīng)控制的組合：其中，永久荷載，荷載分項系數(shù)； 屋面活荷載或雪荷載，荷載分項系數(shù)； 組合系數(shù)；故節(jié)點荷載取21.78KN。4.內(nèi)力計算桁架支撐布置圖桁架支撐布置符號說明：SC-上弦支撐；XC

3、-下弦支撐；CC-垂直支撐；GG-剛性細桿；LG-柔性細桿全跨恒載+全跨活載的內(nèi)力進行組合，計算結(jié)果見下表。桿件名稱內(nèi)力系數(shù)（F=1）組合計算桿件內(nèi)力/KN全跨F上弦AB000BC,CD-7.472-162.740-162.740DE,EF-11.262-245.286-245.286FG,GH-12.18-265.280-265.280下弦ac4.10089.29889.298ce9.744212.224212.224eg11.962260.532260.532gg5.884128.154128.154斜腹桿aB-7.684-167.358-167.358Bc5.808126.498126.

4、498cD-4.409-96.028-96.028De2.79260.81060.810eF-1.572-34.238-34.238Fg0.3287.1447.144gH0.71315.52915.529豎桿Aa-0.5-10.89-10.89Cc-1-21.78-21.78Ee-1-21.78-21.78Gg-1-21.78-21.785. 桿件設(shè)計1、 上弦桿 整個上弦桿采用等截面，按FG,GH桿件的最大內(nèi)力設(shè)計。N-265.280KN 上弦桿件計算長度：屋架平面內(nèi)：為節(jié)間軸線尺寸lox1507.5mm屋架平面外：根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況loy2150.753015.0mm選用兩個不等肢

5、角鋼，短肢相拼，如上圖。腹桿最大內(nèi)力N167.358KN 節(jié)點板厚選用6mm，支座節(jié)點板厚選用8mm.設(shè)90，屬b類截面，查表課本附表70.621。需要截面面積 mm2=19.869cm2 根據(jù)需要的A，ix，iy 查角鋼規(guī)范表，選用2L90568，A22.366cm2 ix1.56，iy4.39，兩角鋼相拼，中間間距a6mm.按所選角鋼進行驗算：驗算長細比： 故取yz=y滿足長細比的要求。構(gòu)件在x，y平面內(nèi)都是b類構(gòu)件，。因此查表x=0.579 所以 N/mm215.0 N/ mm滿足要求2.下弦桿整個下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的eg 桿進行計算N260.532KNNlox300cm

6、 loy900cm（因跨中有通常系桿）所需截面面積：ANf2150012.118cm2選用2L70456A13.294cm2ix1.26cmiy3.43cm短肢相拼（其中a=6mm）。xloxix3001.26238.1=350yloyiy9003.43262.4=350NA1329.4196.0Nmm2215Nmm2，所以滿足要求2、 端斜桿aB桿件軸力：N167.358 KNN 計算長度：loxloy253cm因為loxloy采用不等肢角鋼，長肢相拼選用2L1008010，A34.334cmix2.35cmiy4.63cmxloxix2532.35107.7=150，yloyiy2534.

7、6354.6y查附表得x0.508NA0.5083433.496.0 Nmm2215Nmm2所以滿足要求3、 腹桿Bc桿：桿件最大拉力N126.498KN =Nlox0.8l0.8261.3209.04cmloyl261.3cmANf215005.88cm2選用2L454 A6.972cm2ix1.38cmiy2.08cmxloxix209.041.38151.5=350yloyiy261.32.08125.6=350NA697.2181.4Nmm2215Nmm2，所以滿足要求5、豎桿gG桿：桿件受的壓力N21.78KN21780Nlox0.8l0.8289.0231.2cmloyl289.0

8、cm按150，ix231.21501.54cm，iy289.01501.93cm選用2L564，A8.780cm2，ix1.73cm，iy2.52cmxloxix231.21.73133.6=150，yloyiy289.02.52114.7，查得x0.372NA217800.372878.066.7Nmm2215Nmm2，所以滿足要求。4、 其余桿件內(nèi)力見附表6. 節(jié)點設(shè)計屋架節(jié)點采用焊接連接，焊條采用E43型，手工焊, 抗拉，抗壓和抗剪設(shè)計強度ffw160Nmm21、下弦節(jié)點“c”如圖設(shè)Bc桿的肢背和肢尖焊縫都為hf6mm，則所需焊縫長度為：肢背：lw0.7N2hfffw0.720.7616

9、066mm再加2hf后取80mm肢尖：lw0.3N2hfff0.320.7616028mm再加2hf后取40mm設(shè)cD桿的肢背和肢尖焊縫都為hf6mm、，則所需焊縫長度為肢背：lw0.7N2hfff0.79602820.7616050mm再加2hf后取70mm肢尖：lw0.3N2hfff0.39602820.7616021mm再加2hf后取40mmCc桿的內(nèi)力很小，焊縫尺寸按構(gòu)造要求取hf5mm，則所需焊縫長度為肢背：lw0.7N2hfff0.72178020.7516014mm再加2hf后取30mm肢尖：lw0.3N2hfff0.32178020.751606mm再加2hf后取20mm根據(jù)上

10、面求得的焊縫長度，并考慮桿件之間應(yīng)由間隙以及制作和裝配等誤差，按比例繪制節(jié)點詳圖，從而確定節(jié)點板尺寸為200mm300mm.下弦與節(jié)點板連接的焊縫尺寸長度300mm，hf5mm.焊縫所受的力為左右兩個下弦的內(nèi)力差N212.22489.298122.926KN，受力較大的肢背出的焊縫應(yīng)力應(yīng)為f0.75N2hflw0.7520.75（30010）45.4 Nmm2280160mm上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊逢，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15% 計算。設(shè)肢尖焊縫為8mm，節(jié)點板長度為300mm，則節(jié)點一側(cè)弦桿焊的計算長度為：lw（3002）208122mm，焊縫應(yīng)力為；0.15N20.7hflw0.15/20.78

11、12229.12 Nmm26M20.7hflw260.155520.78122278.77Nmm2焊縫強度滿足要求腹板與節(jié)點板連接焊縫與以上幾個節(jié)點相同。4、支座節(jié)點“a”如圖為了便于施焊，下弦桿角鋼水平之底面與支座底板的凈距取160mm，在節(jié)點中設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點板的高度相等，厚度為10mm 支座底板的計算支座反力：R7F721.78152.46KN選用C30混凝土，fc14.3所需底板面積：AnRfc14.3=10661.5mm2取支座底板面積尺寸為200300mm2如只考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積m2驗算柱頂混凝土的拉壓力強度RAn

12、225006.78fc14.3底板的厚度按屋架反力作用下的彎矩計算，節(jié)點板和加勁肋將底板分成四塊，每塊板為兩相鄰邊支承而另兩塊相鄰邊自由的板，每塊板的單位寬度的最大彎矩為：Mqa12q：底板下的平均應(yīng)力：RAn225006.78Nmm2 a1：兩支撐邊間的對角線長度：a1b1：角點到對角線的距離：b1a1259.0mm：由b1a10.5 查得0.058M0.0586.78118.025475.5Nmm底板厚度 t12.4mm 取t15mm 加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算，加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算簡圖如圖，偏于安全的假定一個加勁肋的受力為屋架支座14，即438115N則焊縫內(nèi)力為：V38115

13、N M3811557Nmm設(shè)焊縫hf5mm 焊縫的計算長度lw3001020270mm焊縫應(yīng)力為 節(jié)點板、加勁肋與底板的連接焊縫計算設(shè)焊縫傳遞全部支座反力RN ，其中每塊加勁肋各傳遞R438115N節(jié)點板傳遞R276230N，節(jié)點板與底板的連接焊縫長度lw2（20010）380mm所需的焊角尺寸hfR2/0.7lwffw1.2276230/0.73801601.221.47mm取hf5mm，每塊加勁肋與底板的連接焊縫長度為lw2（952012）126mm 取130mm所需的焊角尺寸hfR4/0.7lwffw1.2238115/0.71301601.222.14mm取hf5mm 專心-專注-專業(yè)

14、桿件計算內(nèi)力/kN截面規(guī)格截面面積/c計算長度/cm回轉(zhuǎn)半徑/cm長細比容許長細比穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)力/（N/m)名稱編號loxloyixiyxy (yz)xy上弦FG,GH-747.49 125801039.42 150.80 301.60 1.89 3.77 66.70 49.48 150.00 0.771 245.90 下弦eg734.11 10080723.86 300.00 1035.00 2.39 4.71 125.00 220.00 350.00 298.40 腹 桿Aa-30.69 5648.78 159.20 199.00 1.73 2.67 92.02 74.53 150.00 0

15、.608 57.30 Ba-471.57 100801034.40 253.00 253.00 3.12 3.53 81.10 76.70 150.00 0.680 201.60 Bc356.44 56816.73 209.04 261.30 1.68 3.07 124.40 85.00 350.00 213.00 Cc-61.37 5648.78 183.22 229.00 1.73 2.67 105.91 85.77 150.00 0.517 134.41 Dc-270.58 90621.27 229.12 286.40 2.79 4.05 82.12 76.38 150.00 0.675 186.46 De171.35 5648.78 229.12 286.40 1.73 2.67 132.44 107.27 350.00 195.16 Ee-61.37 5648.78 207.20 259.00 1.73 2.67 119.77 97.00 150.00 0.437 159.95 Fe-96.47 56816.73 249.92 312.40 1.68 3.07 148.76 101.76 150.00