梯形鋼屋架鋼結(jié)構(gòu)課程設計

鋼結(jié)構(gòu)課程設計設計名稱某車間鋼屋蓋專業(yè)班級學號姓名指導老師日期2016年5月220日建筑工程學院土木系制目錄評分標準與成績設計資料屋架形式及幾何尺寸支撐的布置檁條的布置材料自重及荷載荷載計算桿件截面選擇各腹桿的焊縫尺寸計算節(jié)點板的設計-26-評分標準與成績評分標準優(yōu)（90～100分）1、結(jié)構(gòu)布置合理，荷荷載計算正確確，各項技術術指標取值合合理，內(nèi)力計計算正確，桿桿件設計較合合理，滿足“標標準”和“規(guī)規(guī)范的要求”。2、應交的圖表資料料齊全，圖紙紙整潔美觀，表表格內(nèi)各項數(shù)數(shù)據(jù)計算無誤誤。3、計算書內(nèi)容齊全全，文字流暢暢，條理清晰晰，有獨立分分析問題和解解決問題的能能力。良（80～89分）1、結(jié)構(gòu)布置合理，荷荷載計算正確確，各項技術術指標取值合合理，內(nèi)力計計算正確，桿桿件設計合理理，滿足“標標準”和“規(guī)規(guī)范的要求”。2、應交的圖表資料料齊全，圖紙紙比較整潔美美觀，表格內(nèi)內(nèi)各項數(shù)據(jù)計計算無誤。3、計算書內(nèi)容齊全全，條理比較較清晰，有一一定獨立分析析問題和解決決問題的能力力。中（70～79分）介于條件“良”和和“及格”之間者者可得：“中中”及格（60～69分）1、結(jié)構(gòu)布置基本合合理，荷載計計算基本正確確，各項技術術指標取值基基本上滿足“標標準”和“規(guī)規(guī)范的要求”。2、交的圖表資料基基本齊全，繪繪圖及計算質(zhì)質(zhì)量較差。不及格（＜60分）1、設計成果是抄襲襲他人的（或或請他人代做做）。2、結(jié)構(gòu)布置很不合合理，計算錯錯誤，圖紙內(nèi)內(nèi)容不全，繪繪圖線條不清清晰，圖紙潦潦草，敷衍應應付了事。評定成績教師簽名：年月日設計資料某廠房車間設有兩臺10噸中級工作制吊車。車間無腐蝕性介質(zhì)。該車間為單跨雙坡封閉式廠房，屋架采用梯形桁架式鋼屋架，屋架下弦標高9m，其兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，柱截面尺寸為400mm×400mm，混凝土強度等級為C30。屋面采用壓型鋼板屋面，C型檁條，檁距為1.2m~2.6m。屋面恒荷載（包括屋面板、保溫層、檁條、屋架及支撐等）取值參考教材2.2.1中規(guī)定。活荷載標準值取0.5kN/mm2，雪荷載標準值取0.5kN/mm2，不考慮積灰荷載和積雪不均勻分布情況。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為γ恒載+全跨活荷載（或雪荷載）；恒載+半跨活荷載（或雪荷載）。屋架形式及幾何尺寸屋架形式及幾何尺寸如下圖所示，檁條支承于屋架上弦節(jié)點。檁距為2257.5mm，水平投影距離為2250mm。屋架坡度為：α=atctan1支撐的布置依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001，支撐布置圖如下圖所示，上、下弦橫向水平支撐設置在廠房兩端的同一柱間，并在相應開間的屋架跨中設置豎直支撐，在其余開間的屋架下弦跨中設置一道通長的剛性細桿，上弦通過水平支撐在節(jié)點處設置一道通長的剛性細桿。在下弦兩端設縱向水平支撐。故上弦桿在屋架平面外的計算長度等于橫向支撐的節(jié)距。檁條的布置檁條設置在屋架上弦的每個節(jié)點上，間距2257.5mm。水平投影距離為2250mm。屋架間距為7.2m，所以在檁條跨中三分點處設兩道直拉條。在屋脊和屋檐分別設置斜拉條和撐桿。檁條布置見下圖。材料自重及荷載已知：彩色壓型鋼屋面板：0.15kN/m2保溫層及燈具：0.15kN/m2C型檁條自重：0.10kN/m2屋架及支撐自重：q=0.318雪荷載（水平投影面）：0.5kN/m2活荷載（水平投影面）：0.5kN/m2荷載計算永久荷載（恒載）計算彩色壓型鋼屋面板：0.15保溫層及燈具：0.15C型檁條自重：0.10kN/m2屋架及支撐自重：q=0.318合計：0.720kN/m2恒載設計值按分項系數(shù)1.2為q按分項系數(shù)1.35為q活載計算q所以不考慮雪荷載。q永久荷載不起控制作用，則恒載設計值按分項系數(shù)1.2設計。上弦節(jié)點恒荷載P活荷載P可求得各桿件的內(nèi)力大小，見下表。桿件截面選擇上弦桿中內(nèi)力最大的桿為桿10-11和桿11-12，N10?11=N11?12=?224.35kN選用2∟90×7等肢角鋼，查表可得：A=2×12.3=24.6cm2，ix=2.78cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.680取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。下弦桿中內(nèi)力最大的桿為桿7-8和桿8-14，N7?8=N8?14=207.85kN選用2∟90×7等肢角鋼，查表可得：A=2×12.3=24.6cm2，ix=2.78cm，長細比：λλN滿足強度和剛度要求。對于斜腹桿2-6和桿10-13，N2?6=N10?13=?147.85kN選用2∟80×6等肢角鋼，查表可得：A=2×9.40=18.8cm2，ix=2.47cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.429取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。對于斜腹桿2-7和桿10-14，N2?7=N10?14=80.51kN選用2∟70×5等肢角鋼，查表可得：A=2×6.87=13.74cm2，ix=2.16cm，長細比：λλN滿足強度和剛度要求。對于斜腹桿4-7和桿12-14，N4?7=N12?14=?34.18kN選用2∟70×5等肢角鋼，查表可得：A=2×6.87=13.74cm2，ix=2.16cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.431取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。對于斜腹桿4-8，N4?8=14.35kN，lox選用2∟70×5等肢角鋼，查表可得：A=2×6.87=13.74cm2，ix=2.16cm，長細比：λλN滿足強度和剛度要求。對于斜腹桿8-12，N8?12=?10.59kN，lox選用2∟70×5等肢角鋼，查表可得：A=2×6.87=13.74cm2，ix=2.16cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.431取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。對于豎腹桿1-6和桿9-13，N1?6=N9?13=?12.66kN選用2∟50×5等肢角鋼，查表可得：A=2×4.80=9.6cm2，ix=1.53cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.568取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。對于豎腹桿3-7和桿11-14，N3?7=N11?14=?25.32kN選用2∟50×5等肢角鋼，查表可得：A=2×4.80=9.6cm2，ix=1.53cm，長細比：λλλλyλ查表得φx=0.568取較小值φN滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。對于豎腹桿5-8，N5?8=8.10kN，lox選用2∟50×5等肢角鋼，查表可得：A=2×4.80=9.6cm2，ix=1.53cm，長細比：λλN滿足強度和剛度要求。各桿件截面選擇匯總見下表。各腹桿的焊縫尺寸計算（取節(jié)點板厚度t=6mm）對于內(nèi)力最大的桿2-6，N2?6最小焊縫寬度?角鋼肢尖處最大焊縫寬度?角鋼肢背處最大焊縫寬度?所以，角鋼肢尖和肢背處的焊縫寬度取?所需的焊縫長度ll對于桿2-7，N2?7=80.51kN，取所需的焊縫長度ll同理可取其余各腹桿的焊縫尺寸，如下表。節(jié)點板的設計（節(jié)點板的尺寸根據(jù)所匯交腹桿端部的焊縫設計長度確定）節(jié)點編號如下圖所示節(jié)點板2驗算節(jié)點板與上弦角鋼肢背槽焊縫驗算假定焊縫只承受屋面集中荷載PP=取焊縫寬度?f=0.5t=3mmσ由此可見，上弦集中荷載很小，可不驗算焊縫。節(jié)點板與上弦角鋼肢尖角焊縫驗算取焊縫寬度?f=5mm內(nèi)力差ΔN=?224.35kN，偏心距e=65mm，偏心彎矩M=ΔN×e。στσ由此可見，焊縫安安全。桿1-2與節(jié)點板間間理論上不傳傳力，但按照照節(jié)點構(gòu)造要要求，采用與與桿2-3相同的的焊縫。節(jié)點板強度及穩(wěn)定定性驗算N2?6作用下的強度驗算由圖中可量出be≈176mmσ=N2?7作用下拉剪驗算：αlηN對于無豎腹桿的節(jié)節(jié)點板，有c則節(jié)點板的穩(wěn)定承承載力為0.8節(jié)點板的自由邊長長度l節(jié)點板滿足受力要要求。節(jié)點板4驗算節(jié)點板4的焊縫布布置和驗算與節(jié)點板2相同，最終終可得節(jié)點板板4焊縫安全。節(jié)點板7驗算節(jié)點板與下弦角鋼鋼焊縫驗算ΔN=取焊縫寬度?f=5mm，則肢肢尖焊縫更小，所所以無需再計計算，肢尖與與肢背均滿焊焊即可。節(jié)點板強度及穩(wěn)定定性驗算N4?7作用下的強度驗算由圖中可量出be≈153mmσ=N2?7作用下拉剪驗算：αlηN節(jié)點板滿足受力要要求。下弦跨中節(jié)點8下弦桿拼接角鋼計計算拼接角鋼與下弦角角鋼使用相同同的2∟900×7角鋼，并切去部分豎豎肢和直角邊邊棱，切肢?=t+?取焊縫寬度?f=5mm，則下下弦桿與拼接接角鋼連接一l取下弦角鋼間隙b=20mm，則則拼接角鋼長長度為L=2下弦桿與節(jié)點板焊焊縫計算因節(jié)點板兩端桿件件內(nèi)力差?N=0，所所以取一側(cè)內(nèi)內(nèi)力207..85kN的15％進行計計算。取焊縫寬度?f=5mm，節(jié)點點板滿焊，則l肢背焊縫：0.15肢尖焊縫：0.15節(jié)點板滿足受力要要求。上弦跨中節(jié)點5上弦桿拼接角鋼計計算拼接角鋼與上弦角角鋼使用相同同的2∟900×7角鋼。取焊縫寬度?f=5mm，則上上弦桿與拼接接角鋼連接一l取上弦角鋼間隙b=50mm，則則拼接角鋼長長度為L=2節(jié)點板與上弦角鋼鋼肢背槽焊縫縫驗算槽焊縫受力大小為為2槽焊縫所受力很小小，所以無需需驗算，滿焊焊即可滿足受受力要求。節(jié)點板與上弦角鋼鋼肢尖角焊縫縫驗算節(jié)點板傳力N=0.15偏心距e=65mm，偏心彎矩矩M=N×e。取焊縫寬度?f=5mm，節(jié)點點板滿焊，則lστσ節(jié)點板滿足受力要要求。支座節(jié)點6為了便于施焊，下下弦肢背與支支座底板頂面面的距離取1140mm。底板尺寸設計支座反力R=4取底板尺寸為2880×280mmm，厚度t=8mm，錨栓采用2MM20，栓孔孔直徑40mmm。柱采用C330混凝土，則f驗算柱頂混凝土的的抗壓強度：：q=滿足要求。支座底板的厚度計