M跨度鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)書(shū)

1、一、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1、計(jì)算書(shū)一份：(1) 繪制屋架支撐布置簡(jiǎn)圖；(2) 荷載和桿件內(nèi)力計(jì)算、匯總；(3) 設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)并在計(jì)算書(shū)中繪制節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)圖。2、繪制鋼屋架施工圖(一號(hào)圖紙一張594mmX84imm繪制桿件匯總表。二、設(shè)計(jì)資料工業(yè)廠房跨度為L(zhǎng)24m，柱距為6m,廠房總長(zhǎng)度為96m，選用1.56.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。采用梯形鋼屋架，如圖1,鋼材選用Q235-B，焊條選用E43,手工焊。屋架兩端簡(jiǎn)支丁鋼筋混凝土柱上，檐口采用封閉結(jié)合,上柱截面450mm450mm,混凝土標(biāo)號(hào)為C20。荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)：1、永久荷載：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板(包括嵌縫)1800/(N./m2)SBS改性瀝宵防水卷

2、材400/(N/m2)20mm厚找平層400/(N/m2)100mm厚泡沫混凝土保溫層500/(N/m2)屋架和支撐自重500.(Nm2)2、活荷載：屋面雪荷載400/(N'm2)，施工荷載500/(Nm2)課程設(shè)計(jì)正文：一、屋架支撐布局簡(jiǎn)圖屋架上弦支撐布置圖屋架下弦支撐布置圖垂直支撐11垂直支撐22二、荷載和內(nèi)力計(jì)算及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、荷載和內(nèi)力計(jì)算(1) 荷載組合由于屋面坡度不大，故忽略坡度對(duì)荷載值的影響；風(fēng)荷載為吸力，重屋蓋可不考慮。永久荷載總和為：1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6kN;節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)荷載：Fd(1.353.61.40.70.5)63.096.3kN;支座反力：

3、Rd4Fd496.3385.2kN;(2) 內(nèi)力計(jì)算48-15048-15048-15096.300USD+4.UsGOOD85QEri)P4nn.2、桿件截面選擇腹桿最大軸力為543.9kN,選用支座節(jié)點(diǎn)板厚t=12mm,中間節(jié)點(diǎn)板及墊板厚可為.內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下圖所示.內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下圖所示.內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下圖所示用所給出的圖中的單位內(nèi)力可求出全跨荷載作用下屋架的桿件內(nèi)力2t=10mm。所用鋼材厚度均小于16mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度=215N/mm(1)上弦截面上弦不改變截面，最大內(nèi)力Nmax756.05kN；屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度lox300.0cm；屋架平面外，要求大型屋面板與屋架可靠焊接，取兩塊板的6.9

4、9cm6.99cm6.99cm寬度loy300.0cm。初選2L16014,A=86.60cm,ix4.92cm,iy驗(yàn)算彎矩平面內(nèi)和彎矩平面外穩(wěn)定性:由于bt1611.40.581b1.4故xzb3.9(1t22lyt4)5118.6b0.583001615010.9上部局部彎矩：1) 上弦截面彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算。Nex-EA1.1x3.1422061031.161286604297.264kN；NmxMx756050143335000xAxWix(10.8N/Nex)0.80186603-一1.05437.7510(10.8756.05/4269.22)2mm；10.00170.927y

5、AtxMxbWx7560500.8018660143335000207.7N/mm2<f=215N/mm2；0.927473750每節(jié)間放兩塊墊板滿足要求。(2)下弦截面下弦桿采用同一截面，最大內(nèi)力Nmax769.53kN；屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度lox600cm；屋架平面外根據(jù)支撐布置取loy600cm。計(jì)算需要凈截面面積:采用等肢角鋼2L10010,A=3860ix3.05cm,iy4.52cm。截面強(qiáng)度驗(yàn)算:N769.53103An3860199.36N/22mm<f=215n/mm；每節(jié)間放兩塊墊板244滿足要求。244滿足要求。la迎20080i3C-G：(3) 腹桿1) 桿件

6、A-F、Naf48.15kN,lox200cm,loy200cmNcg96.3kN,lox2500.8200cm,loy250cm選26326,A=1458mm,ix1.93cm,iy2.99cm。桿件C-G受力較大，長(zhǎng)細(xì)比也較大，按桿件C-G驗(yàn)算:lox200悠103.6150,xix1.930.532所以yz0.645,min0.532.,22n/mm<f=215n/mm；96.3103s124.15A0.53214.581022)3)4)5)A-桿件桿件桿件桿件F放兩塊墊板，C-G放三塊墊板，滿足要求。E-H:選用2L100B-F:選用2L180B-G:選用2L63D-G、D-H:

7、10,放三塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類似驗(yàn)算，滿足要求。11010(長(zhǎng)肢相并)，放三塊墊板，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，滿足要求。6,放兩塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類似驗(yàn)算，滿足要求。選用2806,放四塊墊板，經(jīng)過(guò)上述桿件類似驗(yàn)算，滿足要求。3、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)選用E43焊條，角焊縫的抗拉抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值w2ff160N/mm。（1）下弦節(jié)點(diǎn)G（如下圖）1）斜桿BG與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算。N=307.679kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf18mm和hf26mm，所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背：lw30.7307.6791020.7816016136.2mm，取lw140mm。肢尖：lw30.3307.6791020.761601280

8、.7mm,取lw100mm。斜桿DG與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算。N=133.376kN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為hf18mm和hf26mm，所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背：lw30.7133.3761020.781601668.1mm，取lw80mm肢尖：lw肢尖：lw肢尖：lw一一一_30.3133.3761031220.7616041.8mm，取lw80mm。2）斜桿CG與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。N=96.3kN焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸hf6mm，焊縫長(zhǎng)度取lw80mm3）下弦桿

9、與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。3）下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。受力為左右下弦桿的內(nèi)力差NNghNfg769.53426.9342.63kN肢背焊縫應(yīng)力為:肢背:0.7342.6310320.7661846.2N/mm12<ffw160N/mm2；肢尖:0.3342.6310320.7661819.8N/mm2<ffw160N/mm2；滿足要求。（2）上弦節(jié)點(diǎn)B（如下圖），與下弦節(jié)點(diǎn)G中BG桿計(jì)算相同,N=543.9kN。設(shè)肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為hf110mm和hf28mm。所需焊縫長(zhǎng)度為肢背：lw0.7543.910320.71016020190mm，取lw200mm。肢尖：lw0.3

10、543.91031220.76160133.4mm,取lw140mm3）上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。為便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mmo假定集中荷載F由塞焊縫承受。F=96.3kN，焊腳尺寸為5mm,lw80mm2396.31020.7580017.2N/mm2<fffw-_21.22160195.2N/mm。NNbcNab675.3520675.352kN偏心矩：e16045115mm。偏心力矩：MNe675.35211.57766.548kNm79cm,貝u2w75.09N/mm<ff2160N/mm,滿足要求。（3）屋脊節(jié)點(diǎn)E（如下圖）1）弦

11、桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算。拼接角鋼切肢的尺寸為thf5126523mm,取25mm。N=756.05kN,取焊腳尺寸為則需焊縫長(zhǎng)度為'ww40.7hfff12756.0510312293.340.76160mm取lw=300mm,拼接角鋼的長(zhǎng)度取230050650mm2）弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板用塞焊縫，滿焊即可。下弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板用角焊縫，按上弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算。N=756.0515%113.4kN焊腳尺寸為6mm，弦桿一側(cè)焊縫長(zhǎng)度為250mm,有j（-L）2f2144.04N/mm2<f160N/mm2,滿足要求。3）中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。N=29.

12、275kN。此桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸6mm,焊縫長(zhǎng)度lw80mm。（4）下弦跨中節(jié)點(diǎn)H（如下圖）1）弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算。拼接角鋼與下弦桿截面相同，傳遞內(nèi)力N=769.58kN,設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,豎肢需切去thf523mm,取25mm,則需焊縫長(zhǎng)度為lw265mm。拼接角鋼長(zhǎng)度取為550mm2）弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。N=769.5315%=115.43kN設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,弦桿一側(cè)許焊縫長(zhǎng)度為3肢背：lw.1272.12mm，取lw75mm20.76160肢尖：lw肢尖：lw30.3115.431020.761601239.8mm，取lw

13、60mm0.7426.910320.784004）其他腹桿內(nèi)力較小，采用構(gòu)造要求進(jìn)行焊縫設(shè)計(jì)。（5）支座節(jié)點(diǎn)F（如下圖）下弦角鋼水平肢的底面與支座底的距離取為150mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上置加緊肋，高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相同，厚度為12mm。1）端斜桿焊縫計(jì)算端斜桿B-F由前面計(jì)算結(jié)取肢背及肢尖角焊縫尺分別為:hf110mm,h28mm,lw1165mm,lw2110mm。2）驗(yàn)算下弦桿焊縫。由腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸，實(shí)際測(cè)得節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為42cm。肢背與肢尖焊角尺寸均取為8mm，則取焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為40cm。肢背焊縫應(yīng)力為66.7N/mm2<ffw160N/mm23）支座底板計(jì)算。2支反力Rd4

14、Fd496.3385.2kN;fc=9.6N/mm,所需底板凈面積為取錨栓直徑d24mm，錨栓孔直徑為50mm,則所需底面積為按構(gòu)造要求采用底板面積為2626=676>468.07cm2,底板凈面積為墊板采用20100200,孔徑25.5mm。底板承受支座均布反力為0.072，則Mqa20.0726.35176214162.23Nmm6M614162.23所需底板厚度tJ芬區(qū)19.88mm，取20mm,底板尺寸為20mm260mm260mm。4）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算。一個(gè)加勁肋的連接焊縫所能承受的內(nèi)力為VR358.28955kN44加勁肋焊縫厚度取6mm,驗(yàn)算焊縫應(yīng)力J（）2f227.83N/mm2<ffw160N/mm2,滿