鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計模板

載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師：任務(wù)參數(shù)：序號一6序號二F設(shè)計時間：2009年5月18日至2009年5月24日載載附圖目錄1設(shè)計資料2屋架形式及幾何尺寸3支撐布置4荷載4.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算4.3荷載組合5內(nèi)力計算及內(nèi)力組合6桿件選擇6.1上弦桿6.2下弦桿6.3一般腹桿7節(jié)點連接計算8參考文獻載載1設(shè)計資料某屋蓋結(jié)構(gòu)擬采用鋼結(jié)構(gòu)，擬建建筑頂層平面如附圖。屋架跨度30m，長42m。鋼筋混凝土柱頂鉸接。屋面材料采用彩色夾芯板，工字型檁條，檁距5m(水平投影距離)，地面粗糙度類別為B類，二級建筑，不考慮積灰荷載及地震作用。基本風(fēng)壓00采用手工焊。2屋架形式及幾何尺寸載。經(jīng)計算可知，屋架坡角(上弦與水平面之間的夾角)為a=arctan=54238，檁距為5.02m。水平投影間距為5m。圖2-1屋架形式及幾何尺寸圖載3支撐布置GB支撐設(shè)置在房屋兩端及伸縮縫處第一開間內(nèi)，并在相應(yīng)開間屋架跨中設(shè)置豎向支撐，在其余開間屋架下弦跨中設(shè)置一通長水平系桿，上弦橫向水平支撐在節(jié)點處設(shè)通常系桿。故上弦桿在屋架平面外的計算長度等于橫向水平支撐的節(jié)距；下弦桿在屋架平面外的計屋架跨度的一半。載圖3-1屋架上弦支撐圖 (1)永久荷載：彩色夾芯板檁條自重屋架及支撐4荷載(恒荷載)：(對水平面頭影)0.10kN/m20.30kN/m2合計0.551kN/m2 (2)可變荷載(活荷載)：(對水平面投影)1)屋面均布活荷載0.30kN/m22)雪荷載不與屋面活荷載同時考慮，僅考慮兩者中較大者的作用。另據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB50009—2001)可知，不考慮全跨積雪不均勻分布情況。3)風(fēng)荷載基本風(fēng)壓為0.45kN/m2,但考慮到建筑物較低沒有超過20m,且屋面坡度小于風(fēng)荷載的效應(yīng)。由檁條傳給屋架上弦節(jié)點荷載見圖4-1架荷載圖4.2荷載設(shè)計值計算由可變荷載控制的組合：1)恒荷載設(shè)計值分項系數(shù)為1.2，故恒荷載上弦節(jié)點設(shè)計值為：2)活荷載設(shè)計值分項系數(shù)為1.4，故活荷載上弦節(jié)點設(shè)計值為：4.3荷載組合按上所述，此結(jié)構(gòu)不考慮風(fēng)荷載，荷載規(guī)范規(guī)定屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，而取荷載，因此，在荷載最不利組合過程中僅考慮以下兩種情況：1、恒載+全跨雪載2、恒載+半跨雪載5內(nèi)力計算及內(nèi)力組合具體計算結(jié)果及組合結(jié)果見表5—1：(受拉符號為正，受壓符號為負)由于實際情況存在風(fēng)荷載，考慮這種效應(yīng)可能是拉桿變?yōu)閴簵U，我們通過控制所有拉桿的長細比不超過250。桿件編號見表5-1載桿件上弦桿下弦桿腹桿單項荷載內(nèi)力(設(shè)計值)4726135800045.4100043.26-47.49-118.71-142.46-118.71-71.23-23.7494.9794.9747.49-63.5728.8400088.67219.59294.36172.11133.3674.25不利組合0.95.950099006453.984126147.7700000表5—1荷載組合表6桿件截面選擇到控制桿件。有上述組合結(jié)果可得到最大軸力值為載1|1|711oxoyxy0xi4.48xyi6.00y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxxmx載上弦截面符合要求，且經(jīng)濟性較好?？紤]到施工及經(jīng)濟的要求，下弦桿也不改變截面。下弦桿主要承擔(dān)拉力因此，只驗算maxoxoy實際所需截面積和特性：N467.951000A===2036.98mm2f215l502ix[x]=250=2.008cml1500iy[y]=250=6.00cmxyN437950A4609xi2.99yi6.29y下弦桿符合要求，且經(jīng)濟性較好?？紤]到施工方便及經(jīng)濟性，腹桿的截面形式不宜太多也不宜太少，因此截面取三種形式，19桿為一組。故腹桿共取三種截面。對于3、29桿為支座斜桿，但其承受拉力，故可不單 、29桿，最大內(nèi)力為162.86kN(壓)截面采用T型鋼，型號為：載1|1|22 (20.76)oxoyxy0xi2.50xyi3.57y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxxx此截面符合要求，且經(jīng)濟性較好。載1|1| oxoyxy0xi1.81xyi3.73y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxx載1|x此截面符合要求，且經(jīng)濟性較好。 oxoyxy0xi1.95xyi2.35yLyz其中：載1|1|桿件號桿件受力類型壓容長比o(o2)t3ii3i=1wLyyz此截面符合要求，且經(jīng)濟性較好。屋架桿件截面選用表：稱稱 (cm2)度 ll上弦-413.665.025.02112.05上弦-413.665.025.02114114437.955.0215下弦46.09拉167.8923895.02下弦桿腹桿35-162.8788拉壓1212.33888.672.6883.3620.28拉148.590.0843.7225TW751507109-97.932.6883.3620.28壓148.590.08152.95151229.562.6883.3613.63拉137.8514321.692513-32.572.6883.3613.63壓137.8514371.76151587.172.6883.3620.28拉148.590.0842.9825載7節(jié)點連接計算1、腹桿與弦桿的連接方式是先將腹桿的腹板切下一定長度，然后將弦桿的腹板部分插入到腹桿被切除部分，內(nèi)力由腹桿腹板與弦桿腹板的對接焊縫及腹桿翼緣與弦桿腹板的四條角焊縫共同承擔(dān)(見圖7-1)。由于對接焊縫的施工等級為二級，其抗拉抗壓設(shè)計值同母材強度值，故無需驗算。只需驗算四條角焊縫即可。圖7-1一般節(jié)點圖2、考慮到實際軸力較小，依次軸力算得的焊縫長度較小，為保證平面外剛度，采用等3、設(shè)腹桿翼緣截面積為S，所承受軸力為N，求解過程如下：11N=fS11Nl=1w40.7hfwffl=l+2hwfl8hand40mm。wf1、節(jié)點編號見圖7-2點編號圖對節(jié)點A計算：只須計算3號桿mmfmmfl=N1=107.9mm施工時取120mmw0.746160由計算結(jié)果可知，本設(shè)計中不需要節(jié)點板。其他節(jié)點計算過程相同，故列表如才.且滿足剛度強度要求。其他節(jié)點計算過程相同，計算結(jié)果如表7-1.桿件號與上弦連接與下弦連接焊角尺寸焊縫長度焊角尺寸焊縫長度mm6mm0mm120mm7mm7mm0mm120mmmm5mm0mm120mm表7-1焊縫表上弦拼接節(jié)點尺寸及構(gòu)造(見圖7-3)圖7-3上弦拼接節(jié)點圖上弦拼接節(jié)點采用水平蓋板和豎向拼接板與弦桿共同組成。水平蓋板尺寸為：寬f水平蓋板長度：腹板焊縫驗算1)則：腹板豎版設(shè)計承受軸力為：2焊縫設(shè)計：(h=8mm)則f豎板內(nèi)側(cè)不進行焊接，選用豎板長度為L=500mm,其端部采用斜切。這樣豎板的端部及下側(cè)焊縫已超出所需焊縫長度。上弦拼接節(jié)點豎板尺寸及構(gòu)造(見圖7-4)圖7-4上下拼接節(jié)點構(gòu)造圖對于屋脊節(jié)點，由與拼接蓋板的影響腹桿與上弦的連接需要設(shè)置節(jié)點板，由7.2中計算圖7-4上弦拼接節(jié)點節(jié)點板圖下弦拼接節(jié)點尺寸及構(gòu)造圖(7-5)圖7-5下弦拼接節(jié)點構(gòu)造圖弦桿上翼緣、腹板等強度連接。f水平蓋板長度：腹板焊縫驗算1)則：腹板豎版設(shè)計承受軸力為：2焊縫設(shè)計：(h=7mm)則f豎板內(nèi)側(cè)不進行焊接，選用豎板長度為L=500mm,其端部采用斜切。這樣豎板的端部及下側(cè)焊縫已超出所需焊縫長度。上弦豎板構(gòu)造圖7-6圖7-6上弦拼接節(jié)點構(gòu)造下弦拼接節(jié)點節(jié)點板構(gòu)造圖(圖7-7)圖7-7下弦拼接節(jié)點節(jié)點板構(gòu)造圖造圖7-8支座節(jié)點板如上圖所示，與上弦連接采用二級對接焊縫，其強度不低于母材強度故不需要驗算。節(jié)點板輪廓尺寸有構(gòu)造要求確定，不許對其進行驗算。板計算：如圖