昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计钢结构计算书

课程设计课程名称钢结构设计设计题目昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计学院土木工程学院专业土木工程、工程力学年级姓名学号指导教师日期课程设计任务书土木工程学院学院土木工程专业年级姓名学号课程设计题目昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计课程设计主要内容（一）设计资料昆明地区某工厂金工车间，长度90M，柱距6M，车间内设有两台30/5T中级工作制桥式吊车，屋面采用156M预应力钢筋混凝土大型屋面板。20MM厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/101/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400400MM，混凝土C20，屋面活荷载050KN/M2，屋面积灰荷载075KN/M2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。1、屋架跨度（1）21M（2）24M2、屋面计算跨度（1）L0L（2）L0L300MM3、屋面做法（1）有保温层（2）无保温层4、屋架端高（1）H018M（2）H019M（3）H020M（4）21M（二）设计要求1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。2、合理布置支撑体系，主要考虑（1）上弦横向水平支撑（2）下弦横向水平支撑（3）垂直支撑（4）系杆（刚性或柔性）并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号3、荷载及内力计算（1）屋面恒载计算。（2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。（3）屋面积灰荷载属于可变荷载。（4）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。（5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。（6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。（7）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力）4、杆件截面选择（1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据XY的等稳条件选择合理的截面形式。（2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆件确定杆件截面及填板数量。（3）设计小组内每位同学所计算的上弦杆，下弦杆，斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可按同组内其他同学计算成果统一列表取用。（4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L635。5、节点设计（1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。（2）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。6、屋架施工图（1）用铅笔绘制1施工图（2）施工图应包括屋架简图（比例1100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及起拱度。屋架正面图，上、下弦平面图（轴线比例120，杆件、节点比例110）。侧面图，剖面图及零件详图。注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。材料表（一榀屋架的材料用量）。说明（钢号、焊条型号、起拱要求、图中未注明的焊缝尺寸和油漆要求等）。设计指导教师（签字）教学基层组织负责人（签字）年月日计算书1屋架及支撑形式2荷载何内力计算1荷载标准值永久荷载标准值20MM厚水泥砂浆找平层04KN/M2三毡四油防水层04KN/M2预应力钢筋混凝土大型屋面板14KN/M2屋架和支撑自重01170011L01170011210348KN/M2可变荷载标准值屋面活荷载05KN/M2屋面积灰荷载075KN/M22）节点荷载计算全跨屋面永久荷载作用下P（1404040348）616254861522932（KN）全跨可变荷载作用下P0561507509615（0509075）61510575（KN）当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为122293214（0509075）615PS1222932141057542323（KN）当当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为1352293214（070509075）615P309581291543873（KN）由上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取P43873KN。屋架节点荷载计算计算是考虑下列三种荷载组合情况全跨恒荷载全跨屋面均布活荷载全跨恒荷载半跨屋面均布活荷载（左）屋架及支撑自重半跨屋面板自重（左）半跨屋面活荷载（左）设由永久荷载换算得的节点集中荷载；1P由可变荷载换算得的节点集中荷载；2由部分永久荷载（屋架及支撑自重）换算得的节点集中荷载；3由部分永久荷载（屋面板重）和可变荷载（屋面活荷载）换换算4P得的节点集中荷载。则1352293230958（KN）114（070509075）6151292（KN）21350348615547（KN）3P（135141405）6152331（KN）4内力计算杆力组合表杆件内力系数杆件内力P1第一组组合第二组组合第三组组合左右全P1P2P1P2P3P4名称杆件编号计算杆力（KN）AB0000000BD53422075432812630241616572328126DF726391111749011743960023033490117上弦FH678528120652916946095122401529169AB31716748421237019079310037212370BC66230997142605538613320743426055CD724461118551995446039323358519954下弦DE583583116651161843629419968511618AB51721072731899329186116028318993BB38718457125054322677112144250543BD2571784351908691678728370190869DC1191582771215421011294289121542CF003154157688894899292968889FD10513803314480335022672267斜腹杆DH213136077337865135753865386AA05000502193921939143921939CB10001004387843878287843878EC10001004387843878287843878GD10001004387843878287843878竖腹杆HE00000003杆件截面选择1上弦杆选用两根不等边角钢短肢相并529169KN（最大）1508CM3016CMFHNOXLOYL腹杆318993KN,查表28得节点板T10MM，支座节点板厚度T12MMMAX假定60，0807，2M8304921587096FNA，CLIOX152608CLIOY6选用2L125808短肢相并，A319782228CM，607CMXIYI验算1501462850所以15046278873734411所以35015828735734411所以5270924YZL查表得8YZ209622193780AN22/15M/MNFNBD,BD,DC同AB,计算长度08OXLOYL（4）斜杆CF68889KN，08322625808CM，3226CM，T10MM,60,CFNOXLOYL08072397215806MFA，CLIOX46CMLIOY385602选用2L75505，A1225C。长肢相并239CM，220CMXIYI验OIL15064YOIL因为9730528001533BLTBOY所以45164126924YZL由查表的YZL30YN22/15M/MNFNFDDH同CF计算长度08OXLOYL5竖杆GD43878KN，08300240CM,300CMGDNOXLOYL内力小，按选择，CMLIOX615024CMLIOY21503选择2L505A9606C15316CM245CMXIYIEC,CB同GD08AA也同GDOXLOYLOXL屋架杆件截面选择表计算长度（CM）回转半径CM长细比容许长细比稳定系数计算应力N/MM2端部焊缝F名称杆件编号内力（）LOXLOY截面形式和规格截面面积CM2IXIYXY肢背肢尖上弦FH529169150830162L125808短肢相并31978228607661449691500773214下弦CD51995415010502L125808短肢相并319782286076579172983501626AB318993270927092L100807长肢相并1931223947111335575215007882096281406100BB250543215926992L100807长肢相并1931223947190335730350129738120680BD1908692370429632L100807长肢相并1931223947199186291150075913022890670DC1215422362429532L100807长肢相并19312239471988462703506294860660斜腹杆CF688892580832262L75505长肢相122523922010798146641500306183785504504节点板计算1上弦节点“B”。节点板尺寸为25034010，只要计算BA杆即可。KNKNBBB54320,9318A对AB杆，肢背肢尖焊缝分别采用和6MM，则所需焊缝长度为MHF8肢背，取140MMFHKLWTW16072967021肢尖，取100MMFNLT8335对BB杆，肢背肢尖焊缝分别采用和6MM，则所需焊缝长度为MHF肢背，取110MMFHKLWTW91608725437021肢尖，取80MMFNLT并FD22672572832162L75505长肢相并1225239220107651461815003086008550450DH53862791234892L75505长肢相并122523922011679158593504397550550AA219392102102L505960615324513725857115006143720550550CB438781922402L505960615324512549979615005398474550550EC438782162702L5059606153245141181102015004689760550550GD438782403002L50596061532451568612245150040511278550550竖腹杆HE0L9028352L705十字形截面1375051MAX_为了便于在上弦搁置大型屋面板，节点板上边缘可缩进肢背8MM，用塞缝连接，这时，MTHF52MLW36017承受集中力P43873KN22/160/4504870MNFNLPWTWFF肢尖焊缝承担弦杆内力差N3189930318993KN318993N偏心矩E81961CMMNE3189936119458573NMM，,则HF822/160/3068702319702MNFMNLHNWTWFN22/5346WM222222/160/94107901MNFMNWTN上弦节点“D”。节点板尺寸为20030010只要计算DB杆。KNKNDCDB5421,86910对DB杆，肢背肢尖焊缝分别采用和6MM，则所需焊缝长度为MHF8肢背，取90MMMFHNKLWTW6910872657021肢尖FLT53，取70MM对DC杆，肢背肢尖焊缝分别采用和6MM，则所需焊缝长度为HF8肢背，取60MMMFHNKLWTW41607257021肢尖FLT323，取60MM为了便于在上弦搁置大型屋面板，节点板上边缘可缩进肢背8MM，用塞缝连接，这时，MTHF52MLW901承受集中力P43873KN22/160/6257043870MNFNLPWTWFF肢尖焊缝承担弦杆内力差N1908690190869KN190869N偏心矩E81961CMMNE1908696111643009NMM，,则MHF822/160/7652908716702MNFNLHNWTWFN22/436WM222222/160/58167581MNFMNWTN上弦节点“F”。节点板尺寸为18026010只要计算FC杆。KKFDFC,69对DB杆，肢背肢尖焊缝分别采用和4MM，则所需焊缝长度为HF5肢背，取60MMMFHNKLWTW4016702897021肢尖，取50MMFLT35对DB杆，肢背肢尖焊缝分别采用和4MM，则所需焊缝长度为MHF5肢背50WL肢尖节点板上边缘可缩进肢背8MM，用塞缝连接，这时，MTHF52MLW25016承受集中力P43873KN22/160/07527438702NFNLHPWTWFF肢尖焊缝承担弦杆内力差N68889068889KN68889N偏心矩E81961CMMNE68889614202229NMM，,则MHF822/160/603245870269702MNFNLHNWTWFN22/134WM222222/160/4380961MNFMNWTN对于节点“C”“E”“G”,所受内力较小，杆件AA,CB,EC,GD采用焊缝脚寸，最小焊缝长度。5FHMLW5（2）下弦节点板B设计角焊缝强度设计值2/160NFWBB杆的肢背和肢尖焊缝分别采用HF8MF肢背取120MMFHNKLWTW97160725437021肢尖取80MMFLTDB杆同理计算取90MMMFHNKLWTW57416082977021取60MMMFHNKLWTW6421072983702CB杆内力很小，根据构造绘出节点大样图，可知节点板尺寸为HF5290265MM下弦杆与节点板连接的焊缝长度为290MM，HF6KN8521370210546N22/46967MFHKWTF6114160满足强度要求2/M下弦节点板C设计角焊缝强度设计值2/160NFWDC杆的肢背和肢尖焊缝分别采用MHF8MF肢背取60MMFHNKLWTW471607257021肢尖取40MMFLT323FC杆同理计算肢背取40MMMFHNKLWTW906187027021肢尖取40MMFLT3753EC杆内力很小，根据构造绘出节点大样图，可知节点板尺寸为MHF5160175MM下弦杆与节点板连接的焊缝长度为160MMMHF6N89305426951FHKLWTW5177025589160满足强度要求2/M2/MN下弦节点板D设计角焊缝强度设计值2/160MNFWFD杆的肢背和肢尖焊缝分别采用HF8F肢背取40MMFHNKLWTW0167027021肢尖取40MMMFLT53HD杆同理计算肢背取40MMFHNKLWTW0721687027021肢尖取40MMMFLT953GD杆内力很小，根据构造绘出节点大样图，可知节点板尺寸为MHF140180MM下弦杆与节点板连接的焊缝长度为140MMHF6N386159451MFH