鋼結構課程設計2

目錄1設計資料：12結構形式與選型13荷載計算34.內力計算35桿件設計55.1上弦桿55.2下弦桿65.3端斜桿75.4支座豎桿75.5斜腹桿86節(jié)點設計116.1下弦節(jié)點“c”設計116.3屋脊節(jié)點“”136.4下弦中央節(jié)點“”。146.5支座節(jié)點“”157附屋架施工圖一張。171設計資料：廠房柱網(wǎng)布置：長度90m；柱距6m；跨度18m屋面坡度：1：10屋面材料：預應力大型屋面板荷載靜載：屋架及支撐自重:屋面三氈四油防水層；水泥砂漿找平層;大型屋面板自重；保溫層；一氈三油隔氣層；水泥砂漿找平層?；钶d：屋面雪荷載；施工荷載；積灰荷載；材質鋼，焊條型，手工焊。2結構形式與選型屋架形式及幾何尺寸如圖所示根據(jù)廠房長度(90m>60m)、跨度及荷載情況，設置上弦橫向水平支撐3道，下弦由于由于廠房有較大振動，故其支撐和上弦相同。梯形鋼屋架支撐布置如圖所示：3荷載計算活荷載標準值取。荷載計算表荷載名稱標準值設計值預應力混凝土大面板自重屋架及支撐自重屋面防水層水泥沙漿找平層保溫層隔氣層水泥沙漿找平層永久荷載總和施工活荷載積灰荷載可變荷載總和荷載組合方法：1、全跨永久荷載＋全跨可變荷載2、全跨永久荷載＋半跨可變荷載3、全跨屋架（包括支撐）自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活荷載4.內力計算計算簡圖如下屋架構件內力組合表桿件名稱桿件編號單位荷載F＝1恒載作用（KN/m2）活載（KN/m2）2.38桿件內力計算內力在左在右全跨全部恒載4.222屋架支撐0.382大型屋面板1.74在左在右全部組合一組合二組合三在左在右全部上弦桿AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC-4.37-1.85-6.22-26.26-2.73-7.61-3.22-10.82-10.40-4.40-14.81-369.63-329.94-186.66-369.63CD-4.37-1.85-6.22-26.26-2.73-7.61-3.22-10.82-10.4-4.40-14.81-369.63-329.94-186.66-369.63DE-5.64-3.36-8.99-37.96-3.43-9.81-5.84-15.65-13.41-7.99-21.40-534.24-462.33-239.85-534.24EF-5.64-3.36-8.99-37.96-3.43-9.81-5.84-15.65-13.41-7.99-21.40-534.24-462.33-239.85-534.24FG-4.55-4.55-9.10-38.43-3.47-7.92-7.92-15.84-10.83-10.83-21.66-540.81-443.34-199.98-540.81下弦桿ac2.540.933.4714.651.324.411.626.046.042.228.26206.19186.21105.93206.19ce5.332.647.9633.613.049.274.5913.8512.676.2818.95473.04416.52224.82473.04eg5.313.979.2839.173.549.246.9016.1512.649.4422.08551.25466.29228.78551.25斜腹桿aB-4.75-1.75-6.50-27.45-2.48-8.27-3.04-11.31-11.31-4.16-15.47-386.28-348.84-198.54-386.28Bc3.161.584.7420.001.815.492.758.257.523.7611.28281.52247.68133.38281.52cD-1.86-1.52-3.38-14.28-1.29-3.24-2.64-5.88-4.43-3.62-8.05-200.97-168.39-80.64-200.9De0.541.341.887.950.720.942.343.281.293.204.48111.87100.3556.34111.87eF0.62-1.31-0.69-2.91-0.261.07-2.27-1.201.46-3.11-1.64-40.95-54.1820.43-54.1820.43Fg-1.631.17-0.462-1.95-0.18-2.842.04-0.80-3.882.78-1.10-27.45-52.4741.76-52.4741.76豎桿Aa-0.500.00-0.50-2.11-0.19-0.870.00-0.87-1.190.00-1.19-29.70-29.70-20.25-29.70Cc-1.000.00-1.00-4.22-0.38-1.740.00-1.74-2.380.00-2.38-59.40-59.40-40.50-59.40Ee-1.000.00-1.00-4.22-0.38-1.740.00-1.74-2.380.00-2.38-59.40-59.40-40.50-59.40Gg0.410.410.813.430.310.710.711.410.970.971.9348.2439.6017.9148.24注：桿eF和桿Fg內力變號，“+”為拉力，“-”為壓力。5桿件設計5.1上弦桿整個上弦采用等截面，按FG桿件的最大設計內力設計，即。上弦桿計算長度：在屋架平面內：。在屋架平面外，根據(jù)支撐和內力變化情況，取。上弦截面選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內力；中間節(jié)點板厚度選用。支座節(jié)點板厚度選用。設，截面需要回轉半徑：；按類截面查表得時，，需要截面面積：查表選用截面2∟，截面供給：。。。驗算整體穩(wěn)定性：對于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。截面如圖所示：5.2下弦桿整個下弦采用等截面，按下弦的最大設計內力設計，即。下弦桿計算長度：在屋架平面內：。在屋架平面外，根據(jù)下弦支撐和內力變化情況，取。需要截面面積為。查表選用截面2∟，長肢相連。截面供給：。。。驗算整體穩(wěn)定性：，。所選截面合適。截面如圖所示：5.3端斜桿桿件軸力。。因為，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使。設，截面需要回轉半徑：；按類截面查表得時，，需要截面面積：查表選用截面2∟，截面供給：。。。驗算整體穩(wěn)定性：對于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。截面尺寸形式如圖所示：5.4支座豎桿桿件軸力。。因為，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使。設，截面需要回轉半徑：；按類截面查表得時，，需要截面面積：查表選用截面2∟，截面供給：。。。驗算整體穩(wěn)定性：對于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。由于截面面積較小，考慮規(guī)范要求決定選用2∟。截面形式如圖所示：5.5斜腹桿桿件軸力：壓應力。拉應力。計算長度：。采用兩等肢角鋼，設，截面需要回轉半徑：；，按類截面查表得時，，需要截面面積：查表選用截面2∟，截面供給：。。。驗算整體穩(wěn)定性：對于軸心受壓桿：。，按，查壓應力：拉應力：所選截面合適。由于截面面積較小，考慮規(guī)范要求決定選用2∟所選截面合適。截面尺寸形式如圖所示：其余各桿件截面選擇計算過程不一一列出，其計算結果列于下表屋架桿件截面選擇表：桿件名稱桿件編號內力（KN）計算長度cm截面規(guī)格截面面積（cm2）回轉半徑（cm）長細比容許長細比穩(wěn)定系數(shù)計算應力上弦FG-540.81150.8301.52125×80×728.1922.36.0465.5449.921500.776—247下弦ab551.25300300275×50×818.9342.352.27127.7132.2350——291.1斜腹桿aB-386.282532532100×80×621.2743.173.4479.873.51500.689—263.5Bc281.52209.04261.3263×40×59.9862.001.83105143350——282cD-200.9229.12286.4275×514.8242.333.4598.3831500.566—239De111.87229.12286.4245×35.3181.402.22163.7129350——210.4eF-54.18249.92312.4256×36.6861.752.641431181500.334—242.6Fg-52.47249.92312.4256×36.6861.752.641431181500.334—235豎桿Aa-29.7199199256×36×35.4861.81.66111120150—0.437124Cc-59.4183.2229250×35.9421.552.41118.2951500.447—223.6Ee-59.4207.2259250×47.7581.542.43134.5106.61500.368—208.1Gd48.24231.2289245×35.3181.402.22165.1130.2350——90.7為了方便施工，腹桿種類不宜超過4種，且考慮規(guī)范要求：鋼結構中受力構件及其連接中不宜采用截面積小于?，F(xiàn)根據(jù)計算出來的截面，將腹桿截面類型統(tǒng)一：腹桿名稱原選現(xiàn)選aB2100×80×62100×80×6Bc263×40×5263×40×5cD275×5275×5De245×3256×4eF256×3256×4Fg256×3256×4Aa256×36×3263×40×5Cc250×3256×4Ee250×4256×4Gg245×3256×46節(jié)點設計6.1下弦節(jié)點“c”設計用E50型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強度設計值“”桿所需焊縫長度：設“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取，合適。肢尖：取，取合適?！啊睏U所需焊縫長度：設“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取取合適。肢尖：取取合適?！啊睏U所需焊縫長度：由于“”桿的內力，很小，按構造規(guī)定取。節(jié)點板尺寸為：，節(jié)點板與下弦連接焊縫厚度取，焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內力差，由于所以取焊縫計算長度為。受力較大的肢背處的焊縫應力為：，各尺寸如圖所示：6.2上弦節(jié)點“”設計“”桿所需焊縫長度：設“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取取合適。肢尖：取取合適。為了方便在上弦上擱置屋面板，節(jié)點板的上邊緣可縮進上弦肢背用塞焊縫把上弦角鋼和節(jié)點板連接起來，這時設計強度應乘以0.8的折減系數(shù)，計算時假定集中荷載與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內的應力為：上弦肢背角焊縫內的剪應力為：各尺寸如圖所示：6.3屋脊節(jié)點“”弦桿采用同號角鋼進行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠緊密結合，并便于施焊，需將拼接角鋼的尖角削去，且截去垂直肢的一部分寬度，設拼接角鋼與受拉弦桿之間的角焊縫，則所需焊縫計算長度為（一條焊縫）：拼接角鋼長度上弦與節(jié)點板之間的槽焊縫，假定承受節(jié)點荷載，演算如下：設“”桿的肢背和肢尖焊縫為和。所需的焊縫長度為：肢背：，取。肢尖：，取。驗算節(jié)點板強度：上弦與節(jié)點板焊縫長度為，則：上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊縫，應按上弦內力的計算。。焊