钢结构课程设计说明书_第1页
钢结构课程设计说明书_第2页
钢结构课程设计说明书_第3页
钢结构课程设计说明书_第4页
钢结构课程设计说明书_第5页
已阅读5页,还剩22页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、钢结构课程设计计算说明书目录、设计资料2二屋架形式,尺寸及支撑布置 2三、 荷载与内力计算 41. 荷载计算42. 内力计算4四、杆件截面设计61.上弦杆72.下弦杆错误!未定义书签3.端斜杆Ba4. 斜杆Bb95. 再分腹杆C1G1006. 中竖杆Je101五、节点设计1221.下弦节点b1332 .上弦节点B1343 .屋脊节点K1554 .下弦跨中节点e1765 .端部支座节点a187钢结构梯形屋架课程设计、设计资料已知条件:天津某厂金工车间,梯形钢屋架跨度27m长度180m柱距6n。该车间内设有一台30t中级工作制桥式吊车。采用1.5mx 6m预应力混凝土大型 屋面板,冬季最低温为-2

2、0度,采用80mm厚泡沫混凝土保温层,卷材屋面,屋 面坡度i= 1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2,雪荷载标准值为0.3 kN/m 2, 积灰荷载标准值为 0.35 kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400mnX 400 mm混凝土标号为C2O钢材采用Q235B级,焊条采用E43型。二屋架形式,尺寸及支撑布置屋架的计算跨度:Lo=27000 2X 150=26700mm端部高度:h=2000mm (轴线处),h=2015mm (计算跨度处)跨中高度:H H。2015 26700 0.1 3350mm2 2屋架的高跨比:旦-3350 0.12546Lo 26700屋架形

3、式及几何尺寸见图1所示。L000岳00-005GGGG50Tso75UG22LG2IJJGGG2L着2 GG2U322UJErMo厦駅上弦克荐布置图a 3000辱 1350 ,b3 000C450013500d3000。15JGGv F盍gGIx3 /8 g.88.DDD!uLLGE害LIEEJG1G屋架下弦支挥布置图更-rNliGGLGGl CCJ CGI/1DC1 CCl屋架支撑布置见图2所示符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑);CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆) 图2屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出

4、现,故取两者较大的活荷载计算。1.永久荷载标准值防水层(三毡四油,上铺小石子)找平层(20mm厚水泥砂浆)保温层(80mm厚泡沫混凝土) 预应力混凝土大型屋面板屋架和支撑自重1.2 0.35 0.42kN/ m20.4 1.2 0.48kN/ m1.2 0.5 0.6kN/ m1.2 1.4 1.68kN/ m1.2 (0.120.011 30)0.54kN/m2总计 3.72 kN/ m可变荷载标准值屋面活荷载1.4 0.7 0.98 kN/ m总计 0.98 kN/ m2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合: 全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载:F=(3.72+0.9

5、8) X 1.5 X 6=42.3 kN 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:F1=3.72X 1.5 X 6=33.48 kN半跨节点可变荷载:F2=0.98X 1.5 X 6=8.82 kN 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+ 半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重:F3 =0.54 X 1.5 X 6=4.86kN半跨大型屋面板重及活荷载:F4=(1.68+0.98) X 1.5 X 6= 23.94kN2.内力计算用图解法分别先求出左半跨和右半跨单位荷载作用下的杆件内力系数,二者相加得到全跨单位荷载作用下节点的内力系数,然后乘以实际的节点荷载,得到相应的内力。屋架在上述第一种

6、荷载组合作用下,屋架的弦杆,竖杆和靠近两端的斜腹杆,内力均达到最大。在第二种和第三种荷载组合作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。因此,在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算,而在半跨荷载作用下仅需计算近跨中的斜腹杆内力。计算结果列下表。屋架杆件内力组合表表1杆件名称全跨左半跨右半跨PXP1X+ P2XP1X+ P2x(3)P3X+ P4XP3X(1)+ P4X(3)计算内力(KN)AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BCD-11.11-8.01-3.74-469.95-442.61-404.95-245.75-143.53-469.95D

7、E-17.89-12.26-6.79-756.75-707.09-658.85-380.45-249.50-756.75EFG-18.47-12.84-6.79-781.28-731.62-678.26-397.15-252.32-781.28GHIJ-20.14-12.19-9.44-851.92-781.80-757.55-389.71-323.87-851.92a-b5.934.371.89250.84237.08215.21133.4474.07250.84b-c14.9410.525.33631.96592.98547.20324.46200.21631.96c-d21.0813.4

8、89.16891.68824.65786.55425.16321.74891.68d-e18.259.809.80771.98697.45697.45323.31323.31771.95Aa-0.50-0.500.00-21.15-21.15-16.74-14.40-2.43-21.15Ba-11.16-8.22-3.54-472.07-446.14-404.86-251.02-138.99-472.07Bb8.966.293.21379.01355.46328.29194.13120.39379.01Cb-1.00-1.000.00-42.30-42.30-33.48-28.80-4.86-

9、42.3Db-7.44-4.88-3.08-314.71-292.13-276.26-152.99-109.89-314.71Dc5.483.212.73231.80211.78207.55103.4891.99231.8Ec-1.50-1.500.00-63.45-63.45-50.22-43.20-7.29-63.45E10.730.730.0030.8830.8824.4421.023.5530.88c1-4.56-1.78-3.35-192.89-168.37-182.22-64.77-102.36-192.89F1-1.00-1.000.00-42.30-42.30-33.48-28

10、.80-4.86-42.3G1-3.76-0.98-3.35-159.05-134.53-155.43-41.73-98.47-159.05Gd-2.26-2.930.51-95.60-101.51-71.17-81.131.23-101.51Hd0.000.000.000.000.000.000.000.00CH20.000.000.000.000.000.000.000.00CI20.000.000.000.000.000.000.000.000J2d2.693.50-0.61113.79164.5584.6896.86-1.53164.55Je0.000.000.000.000.000.

11、000.000.000表1-屋架杆件的计算内力 注:表内负责表示压力;正值表示拉力四、杆件截面设计腹杆最大内力,N 479.68kN由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板厚度取t=14mm其余节点板与垫板厚度取 t=12mm1.上弦杆腹杆最大内力,N=-472.07KN,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚 度取14mm;其余节点板与垫板厚度取12mm。1.上弦杆整个上弦杆采用相同一截面,按最大内力计算,N=-851.92KN计算长度:屋架平面内取节间轴线长度Ox =150.8cm屋架平面外根据支撑,考虑到大型屋面板能起一疋的支撑作用,取 上弦横向水平支撑的节间长度:lOy =300cm因为2

12、lox - IOy,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,见图 4图4 上弦截面3* N 851.92 102要截面积A =4910.06mm f 0.807 215需要回转半径i:4詈=2.51 cmiyox300060=5.00 cm* *2根据需要的A ix、iy查角钢型钢表,初选2 L 160 100 14, A=6940mm,ix=2.80cm , iy =7.86m。按所选角钢进行验算弋=罟=52.9 =150y = loy=L聲=38 0.56loy / bi0.56 3000 /16010.5则:yz3.7也(1t.2 ,22 24) 37 (1 300 卑)44.4 V 入

13、=15052.7b1.452.7 16由于x yzy,只需求出minx,查轴心受力稳定系数表,x = 0.8384NZA851.92 1030.847 5680177MPa215 MPa所选截面合适。2 .下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力计算,N=891.68kN计算长度:屋架平面内取节点间轴线长度lOx =4500mm 屋架平面外根据支撑布置取l Oy =13350mm3* N 891.68 10 ,一2计算需要净截面面积 A =4147 mm2f 215选用2 L140 9014 (短肢相并),见图5。图5下弦截面2A=6940 mm , ix=2.51cm, iy =6.93cm

14、。按所选角钢进行截面验算,取人 A(若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm,贝U可不计截面削弱影响)891.68 1036100x2 2146.178N/mm 215 N/mml oxloyiy4502.51=179.3=2501335 192.6 =3506.93所选截面满足要求。3.端斜杆Ba已知 n= -472.07kN,Iox = lOy = 253.9cm因为lOx = lOy,故采用等肢角钢,使ixy选用角钢2 L 10012,见图612图6端斜杆Ba2 iiA= 4560mm , Ix = 3.03cm, y = 4.64cm截面刚度和稳定验算x lox253.9=83.8=

15、150y loy=匚253:9=54.7=1504.64由于byzy(10.475b422 ) l t2 ioy l54.7(10475 10 2 )57.5253.91.2minx 0.662410/1.2 83.30.58ly/b 0.58 253.9/10=14.73472 1030.6624 45602156.26N /mm2 215 N/ mm所选截面满足要求。填板放两块,a =84.6 cm v 40ix=40x 3.03=121.2 cm4.斜杆Bb已知 N=379.01kN计算长度:屋架平面内取节点间轴线长度lOx =0.8X l=0.8X 2622=2097.6mm屋架平面外

16、根据支撑布置取y =2622mm选用2 L100 6,见图73379.01 102368图7 斜杆BbA=2386 mm? , ix=3.10cm, iy=4.44cm。2 2160.05 N/mm 215 N/mmoy匚筈 591 =350=350x_lox 209.76 =67 7lx3.10所选截面满足要求 填板放两块, a =87.4cmv 80lx =80 x 3.10=248cm 5.再分腹杆c1GN1 Nc1 =-192.89kN,n2 nG1 =-159.01kN,1 =4174 mm计算长度:屋架平面内取节点间轴线长度1ox =0.8x l= 0.8X 2087=1669.6

17、mm屋架平面外根据支撑布置取lOy = 1 (0.75+0.25丛)=4174N2192 89(0.75+0.25) =4396.33mm159.01选用2 L100 6,见图&C12tlVC 1中竖杆Je图8再分腹杆c1G2A=2386 mm , ix=3.10cm, iy=4.44cm。l oxIx166.963.10=53.9=350y = loy 439.6Iy 4.4499=350由于 b/t 10/ 0.6 16.7 0.58loy/b 0.58 439.6/ 10=25.5yzy(10.475b422 ) l2 t2 oyL0.475 104 )2 2丿439.62 0.6210

18、5.8minyz 0.5182NyzA192.89 10157.64N/mm 215 N/mm 所选截面满足要求0.5128 2386填板放两块,a =109.9cmv40ix=40X 3.10=124cm6.中竖杆Je已知 N = 0, l00.9l = 0.9335= 301.5cm中间竖杆选用2 L75 6的角钢,并采用十字形截面,见图 92A=17.6cm ,ix0 2.45 cm,ox 架=103.63皿ti血-5250W1J1J-=iL2-i :LJ*f1T.r细! 2-91】耐IWf*表二五、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160MPa各杆件内力由表1查

19、得1. 下弦节点b见图10b图10下弦节点b(1) 斜杆Bb与节点的连接焊缝计算:N=379.01kN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 6mm和5mm。所需焊缝长度为:2 379.01 103 肢背:lw 312 200mm,取 l w = 200mm2 0.7 6 1601 3379.01 103肢尖:lw 310 122.8mm,取 lw = 125mm2 0.7 5 160(2) 斜杆Db与节点的连接焊缝计算:N=314.71kN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 6mm和5mm。所需焊缝长度为2 3314.71 103肢背:lw 312 168.1mm,取 lw = 170mm2 0.7 6 1

20、601 314.71 103肢尖:lw 310 103.66mm,取 lw = 110mm2 0.7 5 160(3) 竖杆Cb与节点板连接焊缝计算:N = 42.3kN因其内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取焊脚尺寸hf =5mm焊缝长度lw 40mm,取lw=60mm(4)下弦杆与节点板连接焊缝计算:焊缝受力为左右下弦杆的内力差 N=631.96-250.84= 381.12KN,设肢尖与肢背的焊脚尺寸为 6mm,所需焊缝长度为:23-381.12 10肢背:lw 312 201.01,取 lw = 250mm2 0.7 6 1601 3-381.12 103肢尖:l312 106.52,取

21、 l 150mm2 0.7 6 160(5)节点板尺寸:根据以上求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙和制 作装配等误差,按比列作出构造详图,从而定出节点尺寸。如图所示2. 上弦节点B(1) 斜杆Bb与节点板连接焊缝计算,与下弦节点b中Bb杆计算相同。(2) 斜杆Ba与节点板连接焊缝计算,N=472.07kN。设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为10mn和6mm所需焊缝长度为-472.07 103肢背:lw 220 160.49,取 lw = 200mm2 0.7 10 160-472.07 103肢尖:lw 3117.08,取 lw = 150mm2 0.7 6 160为了便于在上弦上搁置大型屋

22、面板,上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝可按两条焊缝计算,计算 时可略去屋架上弦坡度的影响,而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝 内的应力由下面计算得11hf节点板厚度12 6mm,hf 10mm22上弦与节点板间焊缝长度为440mm承受集中力P=42.3kN,贝UP2 0.7 hf l wi11.4 MPa0.8 f ffw 156MPa2 0.7 6 440 上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差偏心距 e =110-25.9= 84.1mm480.11 0.24 479.87kN设需焊缝长度为440mm则2helw4798702 0.7

23、10 (44020)84.67 MPa6 M22 0儿298.05MPa6 479870 84.1(f)2(需)* 298.052120.13MPa 160MPa(4)节点板尺寸:方法同前,如图所示节点板B尺寸3 .屋脊节点J(1) 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算:弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接,为使拼接角钢与弦杆之间能够密 合,并便于施焊,需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱 可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。N=851.92KN,设肢尖、肢背焊脚尺寸为10mm,则需焊缝长度为N4 0.7 hfffw163851.92 102 0.7 8 160431.97

24、 mm,取 l w=450mm拼接角钢长度取2 450+50= 950mm(2)斜杆与节点板连接焊缝的计算:设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 6mn和5mm N=101.51kN,所需焊缝长度为:肢背:,0.7 101510一*怖 ”lw12 64.87mm,取 lw=70mm2 0.7 6 160肢尖:lw0.3 10151010 37.19mm,取焊缝长度 lw=40mm2 0.7 5 160根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差,按比例绘出接点详图,从而确定节点板尺寸为500mm 240mm(3)弦杆与节点板的连接焊缝计算:取节点板的长度为500mm则节点一侧弦杆

25、焊缝的计算长度为500/2 10 20 220 mm上弦肢背与节点板用槽焊缝,假定承受节点荷载P4230013.73MPa0.8 f 156.16 MPa2 0.7 hf lw 2 0.7 10 220上弦肢尖与节点板用角焊缝,按上弦杆内力的15灿算,并考虑此力产生的弯矩设焊脚尺寸为10mm0.15N2helw851920 0.152 0.7 10 22041.49MPa6 M2helW6 0.15 851920 84.12 0.7 10 220295.5MPa2(f)295.5)21.22)41.49288.59MPa160MPa(4)斜杆J2与节点板连接焊缝的计算此杆内力很小,焊缝尺寸可按

26、构造确定,取焊脚尺寸hf=5mm(5)节点板尺寸:方法同前,如图所示节点板K尺寸4.下弦跨中节点e(1)弦杆与拼接角钢连接焊缝计算拼接角钢与下弦杆截面相同,设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm则需焊缝长4 0.7 hfffw67.42 100 2154 0.7 8 160404mmlw=404+16=420mm拼接角钢长度2 420+20=860mm(2) 弦杆与节点板连接焊缝计算:按下弦杆内力的15炖算,设肢背、肢尖焊脚尺寸为 6mm弦杆一侧需焊 缝长度为0.7 771950 0.15 “肢冃:lw12 72.308mm,取 Iw=90mm2 0.7 6 1600.3 771950 0.15肢尖 l

27、w12 37.84mm,取 lw =50mm2 0.7 6 160(3) 节点板尺寸:方法同前,如图所示节点板f尺寸5.端部支座节点a图11支座节点a(1)为便于施焊,下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸 出肢的宽度,故可取为 160mm。在节点中心线上设置加劲肋,加劲肋的高度与 节点板的高度相同,厚度同端部节点板为14mm。支座底板计算:支座反力R 42.3 18.9 0.5 2 42.3 /2 420.88kN取加劲肋的宽度为110mm考虑底板上开孔,锚栓直径取 d=25mm锚栓孔直径为60mm则所需底板面积:RfCAi42088012.53.14 602/4236496.4 mm按构造要求取底板尺寸为280mm 400mm偏安全地取有加劲肋部份的底板承受 支座反力。则承压面积:Ac 280 (2 110 14) 65520mm 0.7 6 (210 16)验算柱顶混凝土的抗压强度: 420880

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论