鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計課件

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計姓名學(xué)號班級學(xué)院指導(dǎo)教師時間班級：學(xué)號：姓名：一、設(shè)計資料一、結(jié)構(gòu)形式某廠房跨度為24m，總長90m，柱距6m，采納梯形鋼屋架、×6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，屋架鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土強度品級為C30，屋面坡度為。地域計算溫度高于-200C，無侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為7度，屋架下弦標(biāo)高為18m；廠房內(nèi)橋式吊車為2臺150/30二、屋架形式及選材屋架形式、幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)如附圖所示。屋架采納的鋼材及焊條為：鋼，焊條為型。3、荷載標(biāo)準(zhǔn)值（水平投影面計）永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層KN/m2水泥砂漿找平層KN/m2保溫層KN/m2(按附表取)一氈二油隔氣層KN/m2水泥砂漿找平層KN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板KN/m2屋架及支撐自重：按體會公式計算：KN/m2懸掛管道：KN/m2可變荷載：屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值：KN/m2圖24米跨屋架幾何尺寸圖24米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值4、支撐布置二、荷載計算（水平投影面計）①永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層KN/m2水泥砂漿找平層KN/m2保溫層KN/m2(按附表取)一氈二油隔氣層KN/m2水泥砂漿找平層KN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板KN/m2屋架及支撐自重：按體會公式計算：KN/m2懸掛管道：KN/m2小計∑m2可變荷載：屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值：KN/m2一、積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面活荷載二者中的較大者同時考慮，因此那個地址的可變荷載只考慮積灰荷載和屋面活荷載。可變荷載效應(yīng)操縱的組合設(shè)計值：×+×+××=m2永久荷載效應(yīng)操縱的組合設(shè)計值：×+×（×+×）=m2因此荷載組合設(shè)計值取KN/m2二、荷載組合設(shè)計屋架時僅考慮以下一種荷載組合：（1）全跨永久荷載+全跨可變荷載屋架上弦節(jié)點荷載：P=××6=四、內(nèi)力計算屋架在上述1種荷載組合作用下的計算簡圖全跨滿載情形下的內(nèi)力計算結(jié)果見表1內(nèi)力計算表表1桿件名稱全跨全跨永久荷載+全跨可變荷載P=內(nèi)力組合N=P*系數(shù)系數(shù)上弦桿A-B00B-DD-FF-H-1022H-I下弦桿a-c+c-e+e-g+g-i+斜腹桿a-BB-c+c-DD-e+e-FF-g+g-H+H-i豎桿a-Ac-Ce-Eg-GI-I五、桿件截面設(shè)計一、上弦桿截面計算上弦桿最大內(nèi)力，N=-1022KN由屋架節(jié)點板厚度參考表可知：支座節(jié)點板厚度取14mm；其余節(jié)點板與墊板厚度取12mm。計算長度：屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度=150.8cm屋架平面外依照支撐和內(nèi)力轉(zhuǎn)變?nèi)?2×=301.6cmy因為，故截面宜選用兩個不等肢角鋼，且短肢相并,截面類型為b類。如圖1所示。yyyxx12圖1上弦截面設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表需要截面積需要回轉(zhuǎn)半徑依照需要的A、ix、iy，查角鋼型鋼表，選用2∟160×100×16，A=㎡,ix=,iy=,關(guān)于短肢相并的不等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于，只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。二、下弦桿截面計算整個桿件采納同一截面，按最大內(nèi)力計算，N=（拉力）計算長度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度屋架平面外依照支撐布置取計算需要凈截面面積選用2∟160×100×10（短肢相并），見圖2所示，A=50.630c㎡,ix=2.85cm,i按所選角鋼進(jìn)行截面驗算，取。1212xxyy圖2下弦截面，所選截面知足要求。3、斜桿截面計算①斜桿a-BN=（壓力）l0x=l0y=l=設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積因為l0x=l0y，故采納等肢角鋼。選用2∟110×10，見圖3所示，截面類型為b類，A=c㎡,ix=,iy=xxxyy12圖3斜桿a-B截面,關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于，只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。斜桿B-cN=（拉力）l0x=0.8l=208.64cm,l0y=l計算需要凈截面面積選用2∟100×6，見圖4所示，A=23.864c㎡,ix=3.1cm,iyxxxyy12圖4斜桿B-c截面驗算：，所選截面知足要求。eq\o\ac(○,3)斜桿c-DN=（壓力）l0x=0.8l=228.72cm，l0y=設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟100×7，見圖5所示，截面類型為b類，A=,ix=,iy=xxxyy12圖5斜桿c-D截面,關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于，只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，=所選截面適合。④斜桿D-e.N=（拉力），l0x=0.8l=228.72cm，l0y=l計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖6所示，A=12.286c㎡,ix=1.94cm,ixxxyy12圖6斜桿D-e截面驗算：，所選截面知足要求。⑤斜桿e-FN=（壓力），l0x=0.8l=250.32cm，l0y設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟80×6，見圖7所示，截面類型為b類，A=㎡,ix=,iy=xxxyy12圖7斜桿e-F截面,關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于，只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，=所選截面適合。⑥斜桿F-gN=（拉力），l0x=0.8l=249.52cm,l0y=計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖8所示，A=12.286c㎡,ix=1.94cm,ixxxyy12圖8斜桿F-g截面驗算：，所選截面知足要求。⑦斜桿g-HN=kN（拉力），l0x=0.8l=271.68cm,l0y=l選用2∟63×5，見圖9所示，A=12.286c㎡,ix=1.94cm,ixxxyy12圖9斜桿g-H截面驗算：，所選截面知足要求。⑧斜桿H-iN=（壓力），l0x=0.8l=269.6cm，l0y=l設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖10所示，截面類型為b類，A=12.286c㎡,ix=1.94cm,ixxxyy12圖10斜桿H-i截面,關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于，只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，=所選截面適合。4、豎桿截面計算eq\o\ac(○,1)邊豎桿a-AN=(壓力)，,l0x=l0y=l=設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖11所示，截面類型為b類，A=㎡,ix=1.94cm,iy=，關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。xxxyy12圖11:豎桿截面圖桿c-CN=(壓力)，l0x=0.8l=183.2cm,l0設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖11所示，截面類型為b類，A=㎡,ix=1.94cm,iy，關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。桿e-EN=(壓力)，l0x=0.8l=207.2cm,l0設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖11所示，截面類型為b類，A=㎡,ix=1.94cm,iy，關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。桿g-GN=(壓力)，l0x=0.8l=231.2cm,l設(shè)，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表計算需要凈截面面積選用2∟63×5，見圖11所示，截面類型為b類，A=㎡,ix=1.94cm,iy，關(guān)于等肢角鋼，，因此知足長細(xì)比：小于的要求。由于只需求出，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)固系數(shù)表，所選截面適合。⑤中豎桿i-IN=(拉力)，l0x=0.8l=255.2cm,l0選用2∟63×5，見圖12所示，A=㎡,ix=1.94cm,iy=，所選截面適合。圖12:豎桿截面圖屋架桿件一覽表桿件桿內(nèi)力kN計算長度截面形式及角鋼規(guī)格截面積（m㎡）回轉(zhuǎn)半徑長細(xì)比容許長細(xì)比系數(shù)σ(N/m㎡)loxloyix(mm)iy(mm)λmax上弦-102215083016┛┗短肢相并2L160×100×167856．227．7150下弦30006000┛┗短肢相并2L160×100×105063350—斜腹桿a-B25352535┛┗2L110×10150-194B-c2608┛┗2L100×631250—c-D2859┛┗2L100×774150D-e2859┛┗2L63×5250—e-F3129┛┗2L80×61879．424．737．3101150F-g3119┛┗2L63×5250—g-H3390┛┗2L63×5140250—H-i26963370┛┗2L63×5139150豎桿a-A19901990┛┗2L63×5150c-C18322290┛┗2L63×5150e-E20722590┛┗2L63×5107150-107g-G23122890┛┗2L63×5150i-I25523190┛┗2L63×5132150—六、節(jié)點設(shè)計重點設(shè)計“a”、“B”、“c”、“i”、“I”五個典型節(jié)點，其余節(jié)點設(shè)計類同。一樣節(jié)點（下弦節(jié)點c）：這種節(jié)點的設(shè)計步驟是：先依照腹桿的內(nèi)力計算腹桿與節(jié)點連接焊縫的尺寸，即hf和lw。然后依照lw的大小比例繪出節(jié)點板的形狀和大小，最后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。選用E43焊條，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設(shè)計值＝160N/m㎡，實際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造確信。（1）B-c桿的內(nèi)力N=kN，肢背和肢尖焊縫hf=7mm和hf=7mm肢背，取230mm肢尖，取110mm（2）c-D桿的內(nèi)力N=，肢背與肢尖的焊縫hf=8mm和hf=6mm肢背，取170mm肢尖，取100mm（3）豎桿Cc桿的內(nèi)力N=kN，按兩面?zhèn)群缚p計算：肢背，取50mm肢尖，取30mm依照上面求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間距和制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點詳圖，從而確信節(jié)點尺寸為420×380。（4）下弦桿焊縫驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫經(jīng)受兩相鄰下弦內(nèi)力之差。肢背焊縫驗算，hf＝8mm焊縫強度知足要求。節(jié)點圖如下圖所示：下弦節(jié)點c各桿肢尖、肢背尺寸2．上弦B節(jié)點：(1)a-B桿內(nèi)力肢背：hf=10mm，肢尖：hf=8肢背，取220mm肢尖，取120mm(2)c-B桿的內(nèi)力N=，肢背和肢尖焊縫hf=7mm和hf=7mm肢背，取230mm肢尖，取120mm(3)考慮擱置檁條，節(jié)點板縮進(jìn)上弦肢背8mm，用槽焊縫連接，槽焊縫按兩條角焊縫計算，P＝，節(jié)點板尺寸為575×420。肢背焊縫驗算：設(shè)肢尖焊縫=8mm，假定集中荷載P與上弦垂直，忽略屋架上弦坡度阻礙,,肢尖焊縫驗算：e=100-54=46mm肢尖焊縫強度知足要求。節(jié)點圖如下圖所示：上弦節(jié)點B各桿肢尖、肢背尺寸3、下弦跨中i節(jié)點設(shè)計弦桿一樣都采納同號角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，且便于施焊，需要將拼接角鋼的尖角削除，并截去垂直肢的一部份寬度（一樣為Δ=t+hf+5mm）。拼接角鋼的部份減弱，能夠借助節(jié)點板來補償。接頭一邊的焊縫長度按弦桿內(nèi)力計算。（1）設(shè)焊縫高度hf=9mm，連接角鋼取與下弦桿相同截面2∟160×100×10,;則Δ=12+9+5=26mm；焊縫長度為：連接角鋼長度取l=2×270+15=555mm（b取15mm）取l=570mm（2）H-i桿和的內(nèi)力N=，肢背和肢尖焊縫hf=6mm和hf=5mm肢背，取60mm肢尖，取40mm(3)I-i桿的內(nèi)力N=，肢背和肢尖焊縫hf=8mm和hf=8肢背，取50肢尖，取35mm由以上所求焊縫數(shù)據(jù)，結(jié)合實際情形，節(jié)點板大小為250×2(4)驗算下弦桿與節(jié)點板的肢間，肢背的焊縫強度：肢背和肢尖焊縫hf=8由于ΔN=0;因此采納進(jìn)行驗算：肢背：肢尖：強度符合要求。節(jié)點圖如下圖所示：下弦跨中拼接節(jié)點i4、上弦跨中I節(jié)點設(shè)計（1）連接角鋼的計算弦桿一樣都采納同號角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，且便于施焊，需要將拼接角鋼的尖角削除，并截去垂直肢的一部份寬度（一樣為Δ=t+hf+5mm）。拼接角鋼的部份減弱，能夠借助節(jié)點板來補償。接頭一邊的焊縫長度按弦桿內(nèi)力計算。設(shè)焊縫高度hf=12mm，連接角鋼取與下弦桿相同截面2∟160×100×16,N=-1022KN；Δ=12+12焊縫長度為：連接角鋼長度取l=+50=（b取50mm）（2）I-i桿的內(nèi)力N=，肢背和肢尖焊縫hf=8mm和hf=8肢背，取50mm肢尖，取35mm（3）上弦桿與節(jié)點板連接焊計算：考慮擱置檁條，節(jié)點板縮進(jìn)上弦肢背8mm，用槽焊縫連接，槽焊縫按兩條角焊縫計算，,上弦桿受力N=1022；弦桿與節(jié)點板間的焊縫所經(jīng)受的豎向力：上弦桿肢背需焊縫長度為：由I-i桿和上弦桿集中力所求得的焊縫長度，設(shè)定節(jié)點板大小，節(jié)點板取250×1設(shè)肢尖焊縫=8mm，假定集中荷載P與上弦垂直，P＝kN，忽略屋架上弦坡度阻礙。因為ΔN=0；因此采納進(jìn)行肢尖焊縫驗算：e=100-54=46mm;肢尖焊縫強度知足要求。節(jié)點圖如下圖所示：上弦跨中拼接節(jié)點I五、下弦支座a節(jié)點設(shè)計底板計算底