鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計3

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計目 錄第一章 設(shè)計任務(wù)11.1設(shè)計資料11.2屋架形勢、尺寸、材料選擇及支撐布置1第二章 荷載計算及組合12.1 荷載計算12.2 荷載組合3第三章 內(nèi)力計算及桿件設(shè)計 43.1 內(nèi)力計算43.2 桿件設(shè)計4第四章 節(jié)點設(shè)計及支座設(shè)計 74.1 節(jié)點設(shè)計74.2支座節(jié)點設(shè)計10參考文獻 13 第一章 設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計目的為了使學(xué)生更好地掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本理論與設(shè)計方法，同時更好地鍛煉學(xué)生綜合運用已經(jīng)學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)知識解決工程實際問題的能力。1.2 設(shè)計資料 1 該車間為無懸掛式起重機、無天窗、無振動。 2 鋼屋架支承在鋼筋混凝土柱頂，鋼材采用q235，混凝土等級為c25。 3

2、屋面采用1.5m6.0m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板（屋面不作支撐用）。 4 車間長度為120m，柱距為6m，屋架的排水坡度為i=1:20。車間跨度為26m，端距為2.0m。 第二章 荷載匯集及組合2.1 屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置 本設(shè)計為無檁屋蓋方案，i=1:20，采用平坡梯形屋架，屋架計算跨度l0=26000-300=25700mm，端部高度取h0=2000mm，中部高度h=2650mm,鋼材采用q235，焊條采用e43手工焊。桿件的尺寸見圖2.1。 圖2.1 車間桿件幾何長度（單位mm）2.2荷載和內(nèi)力計算 1.荷載計算 永久荷載：二氈三油防水層 0.35 kn/m2 找平層（

3、2cm厚） 0.40 kn/m2保溫層（1） 0.5 kn/m2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板 1.40 kn/m2 物價的支撐自重 0.12+0.011l=0.12+0.01126=0.406kn/m2 恒荷載總合 3.256 kn/m2可變荷載：活荷載 0.5 kn/m2積灰荷載 0.6 kn/m2可變荷載總合 1.10kn/m2屋面坡度不大，對荷載影響小，不予考慮。風(fēng)荷載對屋面為吸力，重屋蓋可不考慮。 2 荷載組合 一般考慮全跨荷載，對跨中的部分斜桿可考慮半跨荷載。本設(shè)計在設(shè)計桿件截面時，將跨度中央每側(cè)各兩根斜腹桿均按壓桿控制其長細比，不必考慮半跨荷載作用情況，只計算全垮滿載時桿件內(nèi)力。節(jié)點

4、荷載設(shè)計值：按可變荷載效應(yīng)控制的組合fd=（1.23.256+1.40.5+1.40.90.6）1.56=48.27kn其中，永久荷載的荷載分項系數(shù)為1.2； 屋面活荷載的荷載分項系數(shù)為1.4； 組合系數(shù)為0.6；按永久荷載效應(yīng)控制的組合 fd=（1.353.256+1.40.50.6+1.40.90.6）1.56=50.77 kn其中，永久荷載的荷載分項系數(shù)為1.35；屋面活荷載的荷載分項系數(shù)為1.4；故節(jié)點荷載取為50.77kn。支座反力為rd=9fd=950.77=456.93 kn 第三章 內(nèi)力計算及桿件設(shè)計3.1 內(nèi)力計算 用內(nèi)力系數(shù)法可解出全跨荷載作用下屋架桿件的內(nèi)力。見圖3.1

5、圖3.1 屋架內(nèi)力3.2 桿件設(shè)計 腹桿最大內(nèi)力為480.33kn，查表選用中間節(jié)點板厚度為t=10mm，支座節(jié)點板厚度為t=12mm。 1、上弦桿 整個上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計算： =-1119.58kn lox=150.2cm loy=300.0cm 選用214012 a=65.0 ix=4.31cm iy=6.16cm x=35 y=48.7 =0.862（b類） 雙角鋼t型截面繞對稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭曲計算長細比yz =11.6y 故由 =56 查表 =0.833 =206.8 填板每個節(jié)間放一塊la=150.22cm=75.1cm40i=404.31=172.4cm 2 下弦桿

6、下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計算。 =1103.44kn lox=300cm loy=1300cm 連接支撐的螺栓孔中心直接點板邊緣的距離為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。 選用218011010（短肢相并） a=56.8 ix=3.13cm iy=8.63cm 填板每個節(jié)間放一塊 la=150cm80i=805.8=464cm 3 斜腹桿 桿件b-a：n=-480.33kn lox= loy=222.2cm 選用21409010（長肢相連） a=44.6 ix=4.47cm iy=3.66cm =9/1.0=9 loy=故yz=y（1+1.09b4/ loy2t2）=61（1+由于yzy故由

7、yz按b類查附表得=0.768=填板放兩塊，la=74.01cm40i=402.59=103.6cm 豎桿b-b：n=-455kn =0.8=170cm =212.5cm選用2807 a=21.72 ix=2.46cm iy=3.67cm x=69.1 y=57.9.7 桿件g-d：n=-50.77kn 內(nèi)力較小可按選擇截面 ix= lox /=194/150=1.29cm iy= loy/=242.5/150=1.62cm選用2505 a=9.6cm2 ix=1.53 cm iy=2.45cm 填板三塊la=242.5/4=60.63 cm40i=61.2 cm 其余桿件截面選擇見表3.1

8、需要注意的是連接垂直支撐的中央豎桿采用十字形截面，腹桿除a-a，b-a外lox=0.8l. 表3.1 屋架桿件截面選用表桿件名稱桿件號內(nèi)力設(shè)計值（kn）計算長度(m)所選截面截面積計算應(yīng)力桿件端部角鋼焊縫(mm)填板數(shù)loxloy上弦桿j-i-1119.581.5023.00021401265206.81下弦桿d-e1033.443.013.021801101056.8194.31腹桿a-a-25.3852.0002.000263512.338.42b-a-480.332.2202.2202140901044.60140.2310-200 ,6-1802b-b4452.1062.6632806

9、21.2209.58-180 6-1203c-b -50.771.7002.12525059.60119.23d-b-373.772.1202.6502100623.8214.68-140 6-1002d-c291.122.1202.650270513.71205.46-120 8-1102e-c -50.771.8202.27525059.60144.1 3f-c-225.222.2122.765290621.21628-140 6-1003f-d153.532.2122.7652505 9.6141.7 2g-d -50.771942.4252505 9.6 169.3 3h-d -91.

10、572.3062.882270513.74 140.14h-e -28.742.3062.8822635 12.3 71.2 4i-e -50.772.062.575263512.3 159.8 6-80 5-802第四章 節(jié)點設(shè)計及支座設(shè)計 4.1節(jié)點設(shè)計 1 下弦節(jié)點b 先算腹桿與節(jié)點的連接焊縫；b-b桿肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取hf1=8mm,hf2=6mm,則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）； 肢背： 取190 mm 肢尖： 取130 mm d-b桿：肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取hf1=8mm, hf2=6mm 肢背： 取160 mm肢尖： 取110 mm c-b桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造選用

11、。 圖4.1 下弦節(jié)點“b” 其次驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫，內(nèi)力差由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點板尺寸。量得實際節(jié)點板長度是44.5cm，角焊縫計算長度 =44.5-1.2=43.3 cm (采用hf=6mm) 肢背焊縫應(yīng)力為： 2 上弦節(jié)點b 桿件b-a =8mm =6mm所需焊縫長度： 取200mm 取140mm節(jié)點板縮進8mm，肢背采用塞焊縫。承受節(jié)點荷載q=50.77kn =5mm 肢尖焊縫承受弦桿內(nèi)力差 =474.50kn 偏心距 e=14-2.5=11.5cm 偏心力矩 m=e=474.511.5=54.57knm 采用=10mm 對： 對m: 則焊縫強度為： 圖4.2 上弦節(jié)點“b”

12、3 屋脊節(jié)點g（只進行拼接計算） 拼接角鋼采用與上弦桿相同截面214012,豎肢需切去=t+hf+5mm=10+8+5=23mm 取30mm。并按上弦坡度熱彎，拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長度（設(shè)） 共四條焊縫，認為平均受力，每條焊縫的實際長度 拼接角鋼總長度： 取拼接角鋼長度為500mm圖4.3 屋脊節(jié)點“h”4.2 支座設(shè)計 1 支座節(jié)點a 圖4.4 支座節(jié)點 底板計算 支反力=457kn，混凝土強度c25，=11.5 n/mm2 所需底板毛面積 錨拴直徑取d=25mm錨拴孔直徑為d=50mm，則所需底板毛面積： 按構(gòu)造要求采用底版面積為ab=2828=784 ，墊板采用-10010020，孔徑為26mm。 實際凈面積: =784-245-=724.4 底板實際應(yīng)力： = cm 查表得 則：=0.0566.311892=12622n/mm 所需底板厚度： 用t=20mm 底板尺寸為-280