钢结构课程设计(35).doc

钢结构课程设计学生姓名： 学 号： 所在学院：工程学院专业班级：09级土木（2）指导教师：中国大庆2011年11月目 录1. 设计资料12. 屋架形式,尺寸,材料选择13荷载和内力计算131 荷载计算13.2 荷载组合13.3.内力计算24. 杆件截面选择24.1 上弦24.2 下弦34.3斜腹杆J-F斜腹杆I-D,杆H-D34.4 杆C-I杆E-J杆斜G-K腹杆A-H44.5 斜腹杆H-B,杆B-I,杆H-K45 节点设计55.1 下弦节点b 65.2 上弦节点H 75.3 屋脊节点D85.4 支座节点a 95.5 跨中下弦节点d136 主要参考资料142钢结构课程设计1. 设计资料某车间跨度24m，长度,柱距，采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距，屋面坡度，屋面活荷载标准值为，当地雪荷载0.60kN/，基本风压0.5 KN/，屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面，混凝土标号为。2. 屋架形式,尺寸,材料选择屋架的计算跨度L0=18000-2150=17700,端部高度，中部高度H=2890，屋架形式如图1所示。根据建造地区的计算温度和荷载性质，刚材采用。焊条采用型，手工焊。 图1屋架尺寸及内力3荷载和内力计算31 荷载计算屋架及支撑自重 0.12+0.01L=0.12+0.0118=0.318 kN/ 屋面永久荷载标准值 0.50 kN/恒荷载总和 0.818 kN/活荷载 0.76kN/雪荷载 0.76kN/积灰荷载 0.75 kN/（因屋面均布荷载不与雪荷载同时考虑，积灰荷载应与上述两者较大值同时考虑，所以此处只考虑活荷载与积灰荷载，不考虑雪荷载。）活荷载总和 1.35 kN/3.2 荷载组合（屋面坡度不大，对荷载影响较小，未予考虑，风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。）节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合Fd=（1.20.818+1.40.6+1.40.90.75）1.56=24.8994 kN其中，永久荷载荷载分项系数；屋面活荷载或雪荷载荷载分项系数；组合值系数，雪荷载；积灰荷载，。按永久荷载效应控制的组合Fd=（1.350.818+1.40.60.7+1.40.90.75）1.56=23.3388 kN其中，永久荷载荷载分项系数=1.35；活荷载分项系数。故节点荷载取为25.1 kN,支座反力为。Rd=6Fd=149.4kN 其内力设计值见图1。3.3.内力计算屋架在上述荷载组合下作用的计算简图如图4。有图解法得F=24.9kN时屋架各杆的内力系数（F=24.9kN作用于全跨），然后求出各种杆件的内力。4. 杆件截面选择腹杆最大内力161.85kN（压）由屋架节点板厚度参考表可知支座支节点板厚度取10mm，中间节点板取8mm4.1 上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算Nmax=-226.841kN，l0x=150cm l0y=300.0cm。选用2L100806, A=21.2cm =2.40cm =4.62cm cm 双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比 故由取 按类截面查附表4.2得，取=0.7806填板每个节间放一块， 4.2 下弦整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算。Nmax=231.072kN，l0x=300cm l0y=900cm, 连接支撑的螺栓孔中心至节点边缘的距离约为（de节间），可不考虑螺栓孔削弱。选用 2L70455（短肢相并）, A=11.22cm =1.28cm =3.49cm 填板每个节间放一块， 4.3斜腹杆J-F,斜腹杆I-D,杆H-BNmax=-17.181kN，l0x=249.92cm l0y=312.4cm选用2L704, A=11.14cm =2.18cm =3.14cm 满足截面要求，故按式（4.15）计算故由根据线性内插法得：=0.5122填板放两块， 4.4 杆C-I,杆E-J,杆G-K,斜腹杆A-HNmax=-24.9kN，l0x=0.8L=207.2 l0y=259cm 选用2L805, A=15.82cm =2.48cm =3.56cm 填板放两块4.5 斜腹杆H-B,杆B-I,杆F-KNmax=-161.85N，l0x=253cm l0y=253cm，选择截面2L755, A=14.82cm =2.32cm =3.36cm 由线性内插法得：=0.6722 填板放两块：表1 屋架杆件截面选用表杆件名称杆件号内力设计值计算长度所用截面截面积 计算应力容许长细比杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝填板数上弦杆F-G-226.8391.5083.0002L10080621.2171.1150_1下弦杆J-K231.0723.0009.0002L7045511.22207.6350_1 腹 杆 J-F-17.1812.4993.1242L70411.1430.351505-50 5-502F-K-11.7033.2143.2142L70411.1420.71505-50 5-503A-H-12.452.0052.0052L70411.1416.1150_2G-K20.1692.6012.8902L80515.8221.4350_2E-J-24.92.0722.5902L80515.8223.3150_2C-I-24.91.8322.2902L80515.8221.8150_2D-J46.8122.2912.8642L80515.82483506-60 5-502D-I-84.1622.2912.8642L75514.8293.91506-60 5-402B-I118.0262.0902.6132L75514.82149.93506-80 5-502H-B-161.852.5302.5302L75514.82163.83506-100 5-6025 节点设计用E43焊条时，角焊缝的抗拉抗压和抗剪强度设计值，各杆件最小焊缝长度不应小于与40mm。5.1 下弦节点I, 先算腹杆与节点板的连接焊缝：H-b杆肢背与肢尖的焊脚尺寸分别取为hf1=6mm, hf2=5mm,所需焊缝长度为（考虑起灭弧缺陷）：肢背, 用80mm 肢尖 用50mm 腹杆J-b杆 肢背 用60mm 肢尖 用40mm 其中C-b杆内力较小，焊缝按构造采用。其次验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差，由斜腹干焊缝决定的节点板尺寸量得实际节点板长度是38cm。角焊缝计算长度25-0.8=24.2cm，采用肢背焊缝应力为： 5.2 上弦节点B,H-B杆肢背与肢尖的焊脚尺寸分别取为hf1=6mm, hf2=5mm肢背 , 用100mm 肢尖 用60mm腹杆H-b hf1=6mm, hf2=5mm,.肢背 ， 用80mm肢尖 ， 用50mm 验算上弦与节点板的连接焊缝，节点板缩进肢背采用塞焊缝，承受节点荷载 肢尖焊缝承担弦杆内力差，偏心距.，偏心力矩,采用，则对: 对M: 则焊缝强度为:节点板尺寸方法同前，在施工图上确定。5.3 屋脊节点G, 腹杆杆端焊缝计算从略。弦杆与节点板连接焊缝受力不大，按构造要求决定焊缝尺寸，可不计算。只进行拼接计算，拼接角钢采用与上弦杆相同截面2L100806，除倒棱处，竖肢需切去，取并按上弦坡度热弯，拼接角钢与上弦连接焊缝在接头一侧的总长度（）共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度： 拼接角钢总长度为：取拼接角钢总长度为400mm.5.4 支座节点H，腹杆杆端焊缝计算从略底板计算支反力，混凝土强度C30，所需底板净面积：锚栓直径取d=25mm,锚栓孔直径为,则所需底板毛面积：，按构造要求采用底板面积为:，垫板采用，孔径26mm.实际底板净面积为： 底板实际应力： ，表4.8得， =0.056,则： 所需底板厚度：用t=16mm，底板尺寸为-28028016加劲肋与节点板连接焊缝计算 一个加劲肋的连接焊缝所受的内力取为，K，加劲肋高度、厚度与中间节点板相同，采用，验算焊缝应力对V： 对M： 节点板、加劲肋与底板连接焊缝采用，实际焊缝总长度 焊缝设计应力： 5.4 跨中下弦节点K 腹杆肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸按构造要求采用 弦杆与节点板连接焊缝的受力不大，按构造要求采用与下弦杆相同截面。除倒棱外，竖肢需切去，取，拼接角钢与下弦连接焊缝在接头一侧的总长度（设mm） 拼接角钢与下弦连接焊缝在接头一侧总长度（） 共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度： 拼接角钢总长度为： 取拼接角钢总长度为415mm. 6 主要参考资料1、戴国欣主编钢结构（第三版）武汉