單跨單層廠房鋼屋蓋設(shè)計計算書

1、第37頁 鋼結(jié)構(gòu)課程程設(shè)計計算書題目：某單單跨單層層廠房鋼鋼屋蓋設(shè)設(shè)計專業(yè)：土木木工程目錄題目 .3設(shè)計資料 33屋架形式及及幾何尺尺寸.3支撐布置3檁條設(shè)計.4屋架設(shè)計.6桿件截面設(shè)設(shè)計.15節(jié)點連接設(shè)設(shè)計.221（一）題目目某單跨單層層廠房鋼鋼屋蓋設(shè)設(shè)計。（二）設(shè)計計資料1、鋼材為為Q2335-BB，焊條E43型。2、屋架支支承于鋼鋼筋混凝凝土柱子子上，屋屋架節(jié)點點采用焊焊接方式式連接。3、鋼筋混混凝土柱柱高為8m。5、廠房內(nèi)內(nèi)有中級級工作制制橋式吊吊車，起起重量為為Q。6、屋面均均布活荷荷載（不不與雪何何在同時時考慮）為:：輕型屋面取0.30kN/；但計算負荷面積不超過60時，取0.5k

2、N/。7、屋架形形式：三三角形鋼鋼屋架。7-1長尺尺壓型鋼鋼板屋面面，屋面面坡度為為i=11/3，槽鋼鋼檁條（坡坡向間距距75008550mmm）。7-2屋架架間距：6m。7-3屋架架跨度：15m。7-4基本本風(fēng)壓為為0.335 kkN/。7-5基本本雪壓為為0.333 kkN/。（三）屋架架形式及及幾何尺尺寸采用三角形形屋架（芬芬克式），坡坡度為i=11/3，計算算跨度為為21mm-0.3m=20.7m。跨中中起拱為為L/5500=210000/5000=422mm，H=LL/6=34550mmm，屋面面材料采采用壓型型鋼板。屋架形式及及幾何尺尺寸如圖圖所示。（四）支撐撐布置1、根據(jù)車車間長

3、度度為72m，而支支撐間距距不宜大大于60m，因此此宜在沿沿長度方方向第二二柱間起起布置上上弦橫向向支撐，這這樣就避避免了支支撐間距距大于60m的問題題，一共共兩道上上下弦橫橫向支撐撐。具體體布置如如圖示。2、跨度為為21mm188m，應(yīng)設(shè)設(shè)置2道垂直直支撐，但但是為了了與上下下弦的橫橫向支撐撐布置在在同一柱柱間，因因此只在在第二柱柱間起開開始布置置垂直支支撐，為為使支撐撐交叉桿桿滿足45度的角角度要求求，在一一個柱間間布置兩兩個交叉叉桿作為為一道垂垂直支撐撐。具體體布置如如圖示。3、屋架上上弦不再再設(shè)置剛剛性系桿桿，由檁檁條兼作作剛性系系桿，屋屋架下弦弦沿跨中中和約1/3處設(shè)置2道柔性性系桿

4、。（五）檁條條設(shè)計1、荷載匯匯總屋架自重（包包括支撐撐）估算算公式=L=00.011211=0.21 kN/,可變荷載：檁條坡坡向間距距取7288mm,可計算算得水平平間距為為7000mm，因此可得受受荷面積積S=00.722866=4.428860，取取可變荷荷載為0.55 kNN/，暫暫不考慮慮風(fēng)荷載載。假設(shè)設(shè)檁條自自重為0.113 kkN/,即0.1176 kN/m。2、內(nèi)力計計算 2-1檁檁條線荷荷載 =0.72880.17660.2210.550.7288=0.71 kN/m，=1.2(0.77280.11760.221)1.40.550.7288=0.9255 kNN/m,=sin

5、n18.43=0.2922 kNN/m，=coss18.43=0.0.8878 kN/m。2-2彎矩矩設(shè)計值值 =/88=0.8788/88=3.9511 kNN/m， =/88=0.8788/88=0.3299 kNN/m。2-3截面面初選及及強度驗驗算=244.799選用【100，自重重為0.0098 kN/m，小于于假設(shè)值值，加上上拉條重重量認為為與假設(shè)設(shè)值相等等，查表表得=39.77，=166.8，=7.8，=1998，=3.95ccm, =1.41ccm,由于計算截截面有孔孔眼削弱弱，考慮慮0.9的折減減系數(shù)，則則可得凈凈截面模模量為=35.773，=155.122，=7.02，屋屋

6、面能阻阻止檁條條失穩(wěn)和和扭轉(zhuǎn)，塑塑性截面面發(fā)展系系數(shù)=11.055，=1.2截面a點和和b點強度度為=1444.377 Mppa f=2215MMpa=1233.455Mpaa =40mmm2-5構(gòu)造造要求=60000/399.5=1511.960,取為0.33 kNN/，與與雪荷載載相同，因因此取屋屋面活載載為0.33 kNN/。 bb.風(fēng)荷載載：基本本風(fēng)壓為為0.335 kkN/1-3荷載載組合 aa.恒載活載 bb.恒載半跨活活載 cc.恒載風(fēng)載1-4上弦弦節(jié)點荷荷載 上弦節(jié)節(jié)點恒載載標準值值為P11=0.54600.7228=22.399kN下弦節(jié)點恒恒載標準準值為PP2=00.360

7、0.7228=11.333kN假定基本組組合由可可變荷載載效應(yīng)控控制，則則上弦節(jié)節(jié)點荷載載設(shè)計值值為1.222.391.441.33=4.773kNN假定基本組組合由恒恒載荷載載效應(yīng)控控制，則則上弦節(jié)節(jié)點荷載載設(shè)計值值為1.33522.3991.440.711.333=3.55kkN綜上所述，本本工程的的屋面荷荷載組合合由可變變荷載組組合控制制上弦節(jié)點恒恒荷載集集中荷載載（P表示恒恒荷載） 上弦節(jié)節(jié)點活荷荷載集中中荷載（P表示活活荷載）上弦集中荷荷載及節(jié)節(jié)點荷載載匯總表表 荷載形形式荷載分類集中荷載（設(shè)設(shè)計值）P（kN）節(jié)點荷載（設(shè)設(shè)計值） 33P（kN）備注恒荷載2.72228.1666P=

8、1.220.540.776=2.7722kkN活荷載1.76445.2922P=1.440.300.76=11.7664kNN恒荷載+活活荷載4.486613.4558P=2.7722+1.7764=4.4486kkN1-5風(fēng)荷荷載設(shè)計計值因為鋼筋混混凝土柱柱高為8m，故取取風(fēng)壓高高度變化化系數(shù)為為=1上弦節(jié)點風(fēng)風(fēng)荷載計計算簡圖圖風(fēng)載體形系系數(shù)背風(fēng)面= 0.55 迎風(fēng)面面=0.3328 坡度i=11/3 即=計算主要承承重結(jié)構(gòu)構(gòu) 迎風(fēng)面W11=1.440.328810.335=0.1161 kN/ 方向垂垂直屋面面，為風(fēng)風(fēng)吸力；迎風(fēng)面W22=1.440.5110.35=0.2245 kN/ 方

9、向垂垂直屋面面，為風(fēng)風(fēng)吸力。W1與W22垂直于于水平面面，分力力均小于于永久荷荷載（荷荷載分項項系數(shù)取取1.2）所以以永久荷荷載與風(fēng)風(fēng)荷載聯(lián)聯(lián)合作用用不致使使桿件內(nèi)內(nèi)力變號號，因此此，風(fēng)荷荷載影響響可不考考慮。1-6屋架架上弦在在檁條處處集中荷荷載設(shè)計計值為Q=（1.200.5441.440.35）0.70006=4.4486kkN2、內(nèi)力計計算與內(nèi)內(nèi)力組合合 上上弦桿因因有節(jié)間間荷載故故為壓彎彎桿件，將將軸力與與彎矩的的計算分分開進行行，計算算桿件軸軸力時，取取屋架上上弦節(jié)點點處集中中荷載為為3Q，將3Q乘以內(nèi)內(nèi)力圖中中的內(nèi)力力系數(shù)即即得各桿桿件的軸軸力。跨度中央每每側(cè)各兩兩根腹桿桿按照壓壓

10、桿控制制其長細細比，因因此可不不考慮半半跨荷載載作用的的情況，只只計算全全跨滿載載時的桿桿件內(nèi)力力。2-1軸力力計算 將以上結(jié)果果與結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)求求解器的的結(jié)果進進行對照照，誤差差較小，故故可視為為計算正正確。標題:三角角形鋼屋屋架內(nèi)力力計算內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值值 ( 乘子子 = 1) 桿桿端 11 桿桿端 22單元碼 軸力力 剪力力 彎矩矩 軸力 剪剪力 彎彎矩 1 -444.0016444877 0.7822984482 -0.00000000000 -444.011644487 0.77829984882 5569.48335455 2 -443.6616229922 0.014491333

11、6 5699.48835445 -433.611629992 0.00149913336 5580.33003866 3 -443.0090559722 -0.7977898818 5800.33303886 -433.099059972 -0.77978898118 00.00000000000 4 -442.9941555266 1.0411140021 0.00000000000 -422.944155526 1.00411140221 7757.24661166 5 -443.0016007499 -0.0900775537 7577.24461116 -433.011607749 -

12、0.00907775337 6691.22330233 6 -442.6610005655 -0.9500364484 6911.22230223 -422.611005565 -0.99503364884 00.00000000000 7 -335.4419110266 0.9822207771 -0.00000000000 -355.411910026 0.99822207771 7714.38331044 8 -335.2213115900 -0.0322686682 7144.38831004 -355.211315590 -0.00326686882 6690.60992022 9

13、-334.6613550644 -0.9499520089 6900.60092002 -344.611350064 -0.99495520889 00.00000000000 110 -441.2214883022 0.9588212255 -0.00000000000 -411.211483302 0.99582212555 6696.93008500 111 -440.8815225244 -0.0122355528 6966.93308550 -400.811525524 -0.00123355228 6687.94445599 112 -440.4441226799 -0.94558

14、57727 6877.94445559 -400.444126679 -0.99458857227 00.00000000000 113 -339.7788771366 0.9700135545 0.00000000000 -399.788871136 0.99701135445 7705.60226655 114 -339.6614880388 -0.0222459903 7055.60026665 -399.611480038 -0.00224459003 6689.26776755 115 -339.3336991844 -0.9477676642 6899.26676775 -399.

15、333691184 -0.99476676442 00.00000000000 116 -339.0067993244 0.8455305558 0.00000000000 -399.066793324 0.88453305558 6614.81009211 117 -339.2214665433 0.0977970009 6144.81109221 -399.211465543 0.00979970009 6686.06669044 118 -339.8898991111 -0.9433275567 6866.06669004 -399.899891111 -0.99432275667 00

16、.00000000000 119 -440.1130999566 0.8122084461 -0.00000000000 -400.133099956 0.88120084661 5590.64885155 220 -440.6615117777 0.0533695551 5900.64485115 -400.611517777 0.00536695551 6629.70225400 221 -441.0098333299 -0.8655780012 6299.70025440 -411.099833329 -0.88657780112 -00.00000000000 222 -334.552

17、9992900 0.9055101132 -0.00000000000 -344.522992290 0.99051101332 6658.30117899 223 -335.4413223377 0.0400226665 6588.30017889 -355.411323337 0.00402226665 6687.55995922 224 -335.2224445999 -0.9455327797 6877.55595992 -355.222445599 -0.99453327997 00.00000000000 225 -442.4404554977 0.9822207771 -0.00

18、000000000 -422.400454497 0.99822207771 7714.38331044 226 -442.6615992544 -0.0322686682 7144.38831004 -422.611592254 -0.00326686882 6690.60992022 227 -443.1144111766 -0.9499520089 6900.60092002 -433.144411176 -0.99495520889 -00.00000000000 228 -443.0088110699 0.8455305558 0.00000000000 -433.088810069

19、 0.88453305558 6614.81009211 229 -444.0016444877 0.0977970009 6144.81109221 -444.011644487 0.00979970009 6686.06669044 330 -444.4416559833 -0.9433275567 6866.06669004 -444.411659983 -0.99432275667 -00.00000000000 331 99.75541888333 0.0000000000 -0.00000000000 9.7544188833 0.00000000000 -00.000000000

20、00 332 55.27704773133 -0.0000000000 -0.00000000000 5.2700473313 -0.00000000000 00.00000000000 333 -88.67767995655 0.0000000000 -0.00000000000 -8.6766795565 0.00000000000 00.00000000000 334 -88.67767995655 -0.0000000000 -0.00000000000 -8.6766795565 -0.00000000000 00.00000000000 335 55.04463778922 0.0

21、000000000 -0.00000000000 5.0466378892 0.00000000000 -00.00000000000 336 99.47777116199 -0.0000000000 0.00000000000 9.4777716619 -0.00000000000 00.00000000000 337 -22.84467001911 0.0000000000 -0.00000000000 -2.8466701191 0.00000000000 00.00000000000 338 44.45504337344 -0.0000000000 0.00000000000 4.45

22、00437734 -0.00000000000 -00.00000000000 339 -55.11195665211 -0.0000000000 0.00000000000 -5.1199565521 -0.00000000000 -00.00000000000 440 44.66695220288 -0.0000000000 0.00000000000 4.6699520028 -0.00000000000 -00.00000000000 441 118.6606005822 0.0000000000 -0.00000000000 188.600605582 0.00000000000 0

23、0.00000000000 442 113.9956004855 0.0000000000 0.00000000000 133.955604485 0.00000000000 00.00000000000 443 -55.10077110022 -0.0000000000 0.00000000000 -5.1077710002 -0.00000000000 -00.00000000000 444 00.00037550400 0.0000000000 -0.00000000000 0.0033750040 0.00000000000 00.00000000000 445 -44.9229277

24、9277 -0.0000000000 0.00000000000 -4.9299279927 -0.00000000000 -00.00000000000 446 -550.0000000000 -0.00000000000 -5.1800121139 0.00000000000 00.00000000000 447 44.44438996200 -0.0000000000 0.00000000000 4.4433896620 -0.00000000000 -00.00000000000 448 -22.79950336555 0.0000000000 -0.0000

25、0000000 -2.7955036655 0.00000000000 00.00000000000 449 113.5599779422 0.0000000000 -0.00000000000 133.599979942 0.00000000000 00.00000000000 550 117.9944443677 0.0000000000 -0.00000000000 177.944443367 0.00000000000 00.00000000000 551 44.26633660455 -0.0000000000 0.00000000000 4.2633360045 -0.000000

26、00000 -00.00000000000 552 -22.76676667300 0.0000000000 -0.00000000000 -2.7677667730 0.00000000000 00.00000000000 553 -22.87767774722 -0.0000000000 0.00000000000 -2.8766774472 -0.00000000000 -00.000000000002-2彎矩矩計算 端部第一節(jié)節(jié)間跨度度1/3處正彎彎矩為0.88=0.833.100=2.48其他節(jié)間跨跨中1/3處正彎彎矩以及及節(jié)點處處的負彎彎矩為0.66=0.633.100=1.86（

27、七）桿件件截面設(shè)設(shè)計選擇原則，一一般情況況下桿件件截面的的最小厚厚度為5mm，角鋼鋼桿件或或者T型鋼的的懸伸肢肢寬不得得小于45mmm，由表表查得桁桁架節(jié)點點板的厚厚度取8mm。1、上弦桿桿計算長度 上弦桿不改改變截面面，按照照最大內(nèi)內(nèi)力設(shè)計計=1911.555kN =2.48 =1.886選用截面，其其截面幾幾何特征征為截面面積 A=221.2274（）截面抵抗矩矩 回轉(zhuǎn)半徑 長細比 屬于b類截面面 取 查表表即得歐拉力穩(wěn)定系數(shù) a.平面內(nèi)內(nèi)穩(wěn)定性性計算此端節(jié)點弦弦桿相當(dāng)當(dāng)于兩端端支撐桿桿件，其其上作用用有段彎彎矩和橫橫向荷載載并為異異號曲率率的情況況，故取取等效彎彎矩系數(shù)數(shù)。用跨跨中最大大

28、正彎矩矩驗算 =對于這種組組合T形截面面桿件，在在彎矩效效應(yīng)較大大時，可可能在較較小的翼翼緣一側(cè)側(cè)因受拉拉塑性區(qū)區(qū)的發(fā)展展而導(dǎo)致致桿件失失穩(wěn)，因因此，還還應(yīng)驗算算截面的的另一側(cè)側(cè)顯然另一側(cè)側(cè)不控制制平面內(nèi)內(nèi)失穩(wěn)，故故平面內(nèi)內(nèi)穩(wěn)定得得以保證證。b.平面外外穩(wěn)定性性驗算關(guān)于梁的整整體穩(wěn)定定性系數(shù)數(shù)，由于于，因所考考慮構(gòu)件件內(nèi)有端端彎矩和和橫向荷荷載同時時作用，且且使構(gòu)件件產(chǎn)生反反向曲率率，因此此取用跨中最大大正彎矩矩根據(jù)支撐布布置情況況，可知知上弦節(jié)節(jié)點處均均有側(cè)向向支撐得得以保證證其不發(fā)發(fā)生平面面外失穩(wěn)穩(wěn)，課不不必驗算算節(jié)點處處的平面面外穩(wěn)定定，只需需要驗算算其強度度。c.強度驗驗算上弦桿節(jié)點點

29、“2”處的彎彎矩較大大，且又又比較小小，因此此按照截截面上無無翼緣一一邊的強強度進行行驗算。2、下弦桿桿下弦桿不改改變截面面，按照照最大內(nèi)內(nèi)力設(shè)計計，取=1811.6883kNN，計算長度 選用截面 截面幾何特特征： 截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 強度驗算： 3、腹桿 節(jié)點點板的厚厚度取6mm。a.桿件22-7，5-9：截面面選擇 兩根桿的內(nèi)內(nèi)力相同同，計算算長度基基本相同同，選取取同一種種截面L4554，其截截面幾何何特性為為截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 屬于b類截截面因此取，查表可可得當(dāng)計算截面面連接的的是單角角鋼桿件件時，鋼鋼材的強強度設(shè)計計值應(yīng)進進行折減減，其中中，按照照軸心受

30、受力構(gòu)件件計算強強度時，強強度折減減系數(shù)為為0.885。強度驗算： b.桿件44-9，3-7：截面面選擇 兩根桿的內(nèi)內(nèi)力相同同，計算算長度基基本相同同，選取取同一種種截面2L44544，其截截面幾何何特性為為截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 屬于b類截截面因此取，查表可可得強度驗算： c.桿件44-8，3-8：截面面選擇取最大內(nèi)力力N= 兩根桿的內(nèi)內(nèi)力基本本相同，計計算長度度基本相相同，選選取同一一種截面面2L44544，其截截面幾何何特性為為截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 屬于b類截截面因此取，查表可可得強度驗算： d.桿件66-9：截面面選擇內(nèi)力為N=78.51kkN 選取截面22L50

31、06，其截截面幾何何特性為為截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 屬于b類截截面因此取，查表可可得強度驗算： e.桿件88-9：截面面選擇內(nèi)力為N=53.32kkN 選取截面22L5006，其截截面幾何何特性為為截面面積： 回轉(zhuǎn)半徑： 長細比： 屬于b類截截面因此取，查表可可得強度驗算： f.桿件66-100：截面面選擇連接垂直支支撐的豎豎向腹桿桿，其計計算長度度=0.9334500=31105mmm，查看看鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計手冊中中表19-8可知，選選擇2L55055十字形形相連即即符合要要求，可可不必再再進行驗驗算。 將所所選擇截截面的桿桿件布置置總結(jié)在在下表中中桿件截面選選擇表桿件內(nèi)力kN截面規(guī)

32、格截面積計算長度mm回轉(zhuǎn)半徑cm長細比容許長細比穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)力Mpa名稱編號上弦桿節(jié)點1-5-191.6等邊雙肢90621.2774218521852.793.9878.366.71500.770.8877154.776下弦桿節(jié)點6-8181.77不等邊雙肢肢1008806621.277446001035002.44.61191.77224.5535085.4腹桿2-75-9-12.779等邊單肢4542.56995827281.42.1441.662.21500.796660.488桿件4-93-720.233等邊雙肢4545.3188184023001.42.14131.44111.9935

33、00.381199.844桿件3-84-8-22.334等邊雙肢4545.3188169621201.42.14121.11103.881500.431197.477桿件6-978.511等邊雙肢50611.388184023001.522.4121.1197.3350159.775桿件8-953.322等邊雙肢50611.388276034501.522.4181.66144.88350212.008桿件6-100等邊十字交交叉50559.6099（八）連接接節(jié)點設(shè)設(shè)計1、一般桿桿件連接接焊接焊縫設(shè)計構(gòu)構(gòu)造要求求：焊縫縫最小尺尺寸為，這這里，我我們?nèi)=88mm6， ，因此此取。桿件1-22所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件2-33所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件3-44所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件4-55所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件5-66所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件6-110所需焊焊縫長度度：桿件內(nèi)力，因因此焊縫縫長度只只需要符符合構(gòu)造造要求，取取。桿件1-77所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件7-88所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件8-110所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：桿件8-99所需焊焊縫長度度：肢背：肢尖：雙角鋼桿件件的填板板設(shè)置：由雙角角鋼組成成的T字形或或十字形形截面桿桿件是按按照實腹腹式桿件件進行計計算的。為為了保證