優(yōu)質(zhì)建筑鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)課程設(shè)計(jì)

1、建筑鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指引教師完畢時(shí)間1設(shè)計(jì)基本資料1.1設(shè)計(jì)題目：*集團(tuán)輕鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)1.2建設(shè)地點(diǎn)：武漢市1.3工程概況*集團(tuán)輕鋼構(gòu)造房屋工程日勺具體規(guī)定如下：1）長(zhǎng)度為122.4m，跨度24m，柱網(wǎng)為5.1m,檐口高度為8m,屋面坡度為1/12，屋面材料為單層彩板或夾芯板，墻面材料單層彩板或夾芯板，天溝為彩板天溝或鋼板天溝。2）荷載：靜荷載當(dāng)有吊頂時(shí)為0.45 kN/m2；活荷載為0.3 kN/m2 （計(jì)算剛架 時(shí)）、0.5 kN/m2（計(jì)算檁條時(shí)）；基本風(fēng)壓0.35 kN/m2，地面粗糙度為B類；雪荷 載為0.5 kN/m2；地震設(shè)防烈度為6度。1.4設(shè)計(jì)原始資料1）材料規(guī)格

2、鋼材：門式剛架采用Q345-B鋼，樓面梁、屋面檁條、墻架、檁條采用Q235-B螺栓：采用扭剪型高強(qiáng)度螺栓10.9級(jí)，一般螺栓采用六角頭螺栓（C級(jí)）；焊條：手工焊、自動(dòng)埋弧焊和CO2氣保護(hù)焊；基本混凝土 C20，墊層混凝土 C10；鋼筋：直徑中 12mm為II級(jí)鋼筋，直徑中 10mm為I級(jí)鋼筋。2）地震設(shè)防烈度6度；1.5建設(shè)規(guī)模以及原則建筑規(guī)模：建筑面積約120 x 24m2，為單層鋼構(gòu)造建筑。1.6設(shè)計(jì)根據(jù)建筑構(gòu)造荷載規(guī)范（GB50009）鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017）門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程CECS102:冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范（GB50018）建筑制圖原則（GBJ10487）2

3、建筑設(shè)計(jì)2.1建筑設(shè)計(jì)指引思想1）設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)工藝日勺規(guī)定，這是對(duì)設(shè)計(jì)日勺基本規(guī)定。2）應(yīng)發(fā)明良好日勺操作環(huán)境，有助于保證工人健康和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3）應(yīng)滿足有關(guān)技術(shù)規(guī)定：（1）廠房應(yīng)具有必要勺結(jié)實(shí)耐久性能，使在外力、溫濕度變化、化學(xué)侵蝕等 多種不利因素作用下可以保證安全；（2）廠房建筑應(yīng)具有一定勺靈活應(yīng)變能力，在滿足目前使用勺基本上，合適 考慮到后來(lái)設(shè)備更新和工藝改革勺需要，使遠(yuǎn)近期結(jié)合，提高通用性，并為后來(lái) 勺廠房改造和擴(kuò)建提供條件；（3）設(shè)計(jì)廠房時(shí)應(yīng)遵守國(guó)家頒布勺有關(guān)技術(shù)規(guī)范與規(guī)程。4）設(shè)計(jì)要注意提高建筑勺經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境勺綜合效益，三者間不可偏廢。5）工業(yè)建筑在合用、安全、經(jīng)濟(jì)勺前提下

4、，把建筑美與環(huán)境美列為設(shè)計(jì)勺 重要內(nèi)容，美化室內(nèi)外環(huán)境，發(fā)明良好勺工作條件。2.2建筑布置考慮工藝、構(gòu)造和經(jīng)濟(jì)三方面規(guī)定，按照設(shè)計(jì)規(guī)范，廠房可不設(shè)立伸縮縫。2.3構(gòu)造簡(jiǎn)要闡明1）屋面及墻面構(gòu)造屋面板和墻面板采用75mm厚巖棉夾芯彩板，在其縱橫向搭接處均應(yīng)設(shè)立持 續(xù)密封膠條。屋面勺坡度為1： 12勺雙坡屋面，采用內(nèi)天溝有組織排水。2）地面構(gòu)造廠房勺地面用素土夯實(shí)后鋪80厚C10混凝土，然后用20厚1： 2水泥砂漿 抹面。室內(nèi)地坪標(biāo)高為0.000，室外地坪為-0.3m，進(jìn)廠房門勺室內(nèi)外做成斜坡。3）剛架防銹解決用各色硼鋇酚醛防銹漆F53-9打底，在選用各色醇酸磁漆C04-42作面漆。3構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算

5、書3.1構(gòu)造體系本設(shè)計(jì)構(gòu)造體系為橫向單跨雙坡門式剛架承重體系，跨度24米，門式剛架 斜梁坡度為1:12?？v向?yàn)闄_條支撐體系，24跨，柱距5.1米。屋面板和墻面板采 用75mm厚巖棉夾芯彩板，在其縱橫向搭接處均應(yīng)設(shè)立持續(xù)密封膠條。3.2構(gòu)造布置柱網(wǎng)布置綜合考慮工藝、構(gòu)造及經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面日勺規(guī)定，擬定廠房柱網(wǎng)布置為：縱向24 跨，跨度5.1米，橫向單跨，跨度24米。橫向框架構(gòu)造勺重要尺寸、框架柱及橫梁橫向框架勺構(gòu)造尺寸采用單跨雙坡門架，門架橫梁與門架柱剛性連接，剛架柱與地基本勺連接為錨栓剛性連接。構(gòu)造示意圖如下：ia24000圖1構(gòu)造示意圖框架重要尺寸為：跨度：24m柱高:8m柱距：5.1m橫梁坡度

6、為1:122.框架柱及橫梁框架柱采用等截面H型鋼柱，鋼材采用Q345鋼，橫梁采用分段變截面焊接 工字形截面，鋼材采用Q345鋼。墻架及柱間支撐布置墻架系由橫梁（墻梁）及拉條、窗鑲邊構(gòu)件、墻架柱、抗風(fēng)柱等構(gòu)件構(gòu)成。其作用是支撐墻體，保證墻體日勺穩(wěn)定，墻體承受風(fēng)荷載傳遞到廠房骨架和基本上。柱間支撐為交叉腹桿體系，交叉腹桿體系最為經(jīng)濟(jì)且剛度較大。屋蓋支撐布置門式剛架勺屋蓋支撐體系由縱向水平支撐、橫向水平支撐和系桿構(gòu)成。3.3靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖選用軸剛架為典型單元進(jìn)行靜力計(jì)算，計(jì)算單元如圖所示：圖2計(jì)算單元3.4荷載計(jì)算1.荷載取值計(jì)算恒載（坡向）：構(gòu)造自重（涉及屋面板、檁條、保溫層及剛架自重）無(wú)吊頂（檁條

7、計(jì)算）0.2 kN/m2有吊頂（剛架計(jì)算）0.45 kN/m2活載：計(jì)算剛架取0.3kN/m2 ;計(jì)算檁條取0.5kN/m2雪載：0.5 kN/m2風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓按荷載規(guī)范GB50009-取，地面粗糙級(jí)別B級(jí)，基本風(fēng)壓:0.35 kN/m2；由于柱高不不小于10m，不考慮高度變化系數(shù)，故取基本風(fēng)壓為0.35kN/m2。風(fēng)載體形系數(shù)按表A.0.2-1選用:2+000圖3風(fēng)載體形系數(shù)3.5檁條設(shè)計(jì)1）截面選型一一一一 r 11 .按 i =1/12，檁條跨度 6m,檁條高度 h = 一 - 一 l = 171.43mm 120mm，從 35 50）而初選C形檁條140 x50 x20 x2.5，

8、檁距為1.5m，檁條跨度不小于4m，故在檁條間跨設(shè)立拉條，在檐中處設(shè)立斜拉條和剛性撐桿。2）荷載原則值永久荷載：壓型鋼板（含保溫）0.15kN/m2檁條（涉及拉條）0.05kN/m2合計(jì) 0.2kN/m2可變荷載：屋面均布活荷載和雪荷載日勺最大值為0.50kN/m2。3）內(nèi)力計(jì)算（1）永久荷載與屋面活荷載組合檁條線荷載pk = （0.2 + 0.5） x 1.5 = 1.05kN/mp = (1.2x 0.2 +1.4 x 0.5) x 1.5 = 1.41kN/mp = p sin 4.76。= 0.117kN/mp = p cos4.76 o =1.405kN/m彎矩設(shè)計(jì)值M = 1)12

9、8 =1-405 x 5-12/ = 4.57kN/mM = ，32 = 017 x 5.1232 = 0.10kN/m(2)永久荷載與風(fēng)荷載吸力組合按建筑構(gòu)造荷載規(guī)范GB50009-，房屋高度不不小于10米，風(fēng)荷載高度 變化系數(shù)取10米高度處日勺數(shù)值，r廣1.0。按門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī) 程CECS102:附錄A，風(fēng)荷載體型系數(shù)為1.5log A- 2.9 = -1.57 (邊沿帶)，A = 1.5 x 5.1 = 7.65m2。垂直屋面勺風(fēng)荷載原則值：w = R R W0 =-1.57 x 1.0 x (1.05 x 0.35) = -0.58kN/m2檁條線荷載：py = (0.5

10、8 - 0.2 x cos4.76。)x 1.5 = 0.57kN/mp = 0.2 x 1.5 x sin 4.76 o = 0.025kN/mp = 1.4 x 0.58 x1.5 - 0.2 x1.5 x cos4.76 o = 0.919kN/m彎矩設(shè)計(jì)值(采用受壓下翼緣設(shè)拉條勺方案)M = p2* = 0.919 x5% = 2.988kN - mM = PF = 0.025 x 對(duì)總=0.020kN - m截面選擇及截面特性(1)選用 C160 x 60 x 20 x 2.5I = 288.13cm4，W = 36.02cm3， I = 35.96cm4，W= 19.47cm3，W

11、 . = 8.66cm3，i = 6.21cm，i = 2.19cm，x = 1.85cm ；Mb =1 Wx先按毛截面計(jì)算日勺截面應(yīng)力為:+ 二=4$6 + .旻6 =i32.0N/mm2 (壓)W36.02 x103 19.47 x103M y4.57 x1060.1x106=115.3N/mm2 (壓)W36.02 x103 8.66 x103M y4.57 x1060.1x106=121.7N/mm2 (拉)W36.02 x103 19.47 x103(2)受壓板件日勺穩(wěn)定系數(shù)腹板腹板為加勁板件V =bmi=-121.7132 0 =-0.922 -1,由冷彎薄壁型鋼.構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式

12、(5.6.2 - 2)k = 7.8 - 6.29V + 9.78V 2 = 7.8 - 6.29 x (-0.922) + 9.78 x (-0.922)2 = 21.91上翼緣板上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁件勺支承邊，V=b minb = 115%320=0.873 -1，由冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式- max(5.6.2 - 3) k = 5.89 - 11.59V + 6.68V 2 = 5.89 -11.59 x 0.873 + 6.68 x 0.8732 = 0.863受壓板件勺有效寬度腹板k = 21.91，k = 0.863，b = 160mm，c = 60mm, t

13、= 2.5mm，b. = 132.0N / mm2由冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式(5.6.3 -3)八 W = %重=1.890 1.1b;k 160 0.863按冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式(5.6.3 - 2)計(jì)算勺板組約束系數(shù)為k1 = 01 + O% -0.05廣01 + 0.%.890-0.05廣0.385=J205 x 0.385 x 21.91320 = 3.619由于W 0，則 a= 1.15 - 0.15W = 1.15 - 0.15 x 0.873 = 1.019 , b = b = 60mm ,b/ = 60/ /t = /2.5=2418ap = 18 x1.019 x

14、1.358 = 24.91, 38ap = 38 x1.019 x1.358 = 52.58因此b/ v 18ap，按冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式(5.6.1 -1)計(jì)算勺截面有效寬度為b = b = 60mm由冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式（5.6.5 -3） b 1= 0.4b = 0.4x60 = 24mm , b 2 = 0.6b = 0.6 x 60 = 36mm。下翼緣板下翼緣板全截面受拉，所有有效。有效凈截面模量有效凈截面模量為：e ny maxW = 3.37 x 104mm3,W= 1.915x104mm3,W= 0.609x104mm3mXenymn5）強(qiáng)度計(jì)算屋面能制止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，冷彎薄壁型鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)范公式(8.1.1 -1)=138.8N/mm2 205N/mm24.57 x106 0.10 x106 +3.37 x104 1.915 x104enxenymax6）穩(wěn)定計(jì)算（1）有效截面模量永久荷載與風(fēng)吸力組合下日勺彎矩不不小于永久荷