钢结构课程设计计算书(豪式)

1、 钢结构设计课程设计计算书 目录1. 设计资料12. 屋架形式及几何尺寸13. 支撑的布置14. 檩条布置25. 荷载标准值36. 内力组合47.截面的选择48.节点设计68.1杆件焊缝尺寸的计算68.2 形心距离的确定68.3 节点的设计78.3.1下弦中间节点“6,7,8”78.3.2上弦中间节点“2，3，4”88.3.3上弦节点”5”128.3.4下弦节点”9”138.3.5支座节点连接计算158.4节点板在斜腹杆作用下的稳定计算188.5节点板的强度计算198.6 填板的计算20钢结构课程设计计算书1. 设计资料某车间厂房总长度约为57.6米,跨度为15m。车间设有两台30吨中级工作制

2、吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：2，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C30。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.22.6米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面的雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载和积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。2. 屋架形式及几何尺寸2屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为1.25m。3. 支撑的布置上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架

3、跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。4. 檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距2.474m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。5. 荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载标准值上弦节点恒荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载标准值上弦节点雪荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3由檩条传给屋架上弦节点的活荷载如图46. 内力组合内力组合见表1屋架杆件内力组合表（kN） 表1杆件名称杆件编号恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利

4、荷载内力恒载 雪载 内力半跨雪载内力1.2恒+1.2恒+系数内力内力 系数1.4雪1.4半跨雪123452+32+5上弦杆12-5.59a-201.24-30.186-3.91-21.114-283.7484-271.0476-283.748423-4.47-160.92-24.138-2.8-15.12-226.8972-214.272-226.897234-3.35-120.6-18.09-1.68-9.072-170.046-157.4208-170.046下弦杆155180273.518.9253.8242.46253.8565180273.518.9253.8242.46253.86

5、7414421.62.513.5203.04191.7203.04竖直腹杆2500000000360.5182.70.52.725.3825.3825.384727210.815.4101.5293.96101.52斜腹杆26-1.12-40.32-6.048-1.12-6.048-56.8512-56.8512-56.851237-1.41-50.76-7.614-1.41-7.614-71.5716-71.5716-71.57167.截面的选择 截面的选择表28.节点设计8.1杆件焊缝尺寸的计算 屋架杆件的焊缝计算 表-3杆件名称杆件编号截面规格（mm）杆件内力（kN）肢背焊缝尺寸肢背焊角

6、长度肢尖焊角尺寸肢尖焊缝长度上弦1-22L100X8-228.626140670下弦1-62L56X8204.446120660竖腹杆2-6L56X806506503-7L56X814.016506504-82L56X828.016506505-92L56X884.03660650斜腹杆2-7L80X8-38.666506503-82L80X8-48.676506504-92L80X8-62.13650650注：表中焊缝的计算长度 。不小于和40mm其中较大值。8.2 形心距离的确定屋架各杆件的角钢背面的距离如图表-4，表中为杆件重心线至角钢背面的距离。 屋架各杆件的角钢背面的距离 表-4杆件

7、名称杆件截面重心距离轴线距离上弦杆2L100X827.630下弦杆2L56X816.815腹杆2-6L56X816.8153-7L56X816.8154-82L56X816.8155-92L56X816.8152-7L80X822.7253-82L80X822.7254-92L80X822.7258.3 节点的设计8.3.1下弦中间节点“6,7,8”A. 下弦节点”6下弦与节点板连接的焊缝长度为100mm, 内力差N=0kN ，故按构造满焊即可。B. 下弦节点”7” 下弦与节点板连接的焊缝长度为340mm, 内力差受力较大的肢背处焊缝应力为故按构造满焊即可。C. 下弦节点”8” 下弦与节点板连

8、接的焊缝长度为310mm, 内力差受力较大的肢背处焊缝应力为 故按构造满焊即可。8.3.2上弦中间节点“2，3，4” 为便于上弦节点搁置屋面板,节点板的上边缘缩进肢背10mm，采用塞焊缝，按 2条角焊缝计算。A. 上弦节点”2”上弦杆肢背与节点板的连接焊缝节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载 。节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差。节点1的槽焊缝,其中为节点板的厚度。 由公式 可见塞焊缝一般不控制。 上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝角焊缝的焊角尺寸 上弦杆的内力差N=-38.65KN,偏心距,则由公式得, 可见,肢尖焊缝满足要求。B. 上弦节点”3

9、”上弦杆肢背与节点板的连接焊缝节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载 。节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差。节点1的槽焊缝,其中为节点板的厚度。 由公式 可见塞焊缝一般不控制。 上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝角焊缝的焊角尺寸 上弦杆的内力差N=33.39KN,偏心距,则由公式得, 可见,肢尖焊缝满足要求。C. 上弦节点“4”由于节点板尺寸不小于节点“3”，而其所受的节点集中力与“2,3”相同，内力差小于“2,3”节点，故只要在上弦杆的肢背和肢间处采用满焊即可。8.3.3上弦节点”5”A. 上弦杆肢背与节点板的连接焊缝 上弦杆与节点板的连接焊缝:

10、节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载 P=28.01KN。节点1的塞焊缝，其中为节点板的厚度。 由公式 可见塞焊缝一般不控制。B. 上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝肢尖角焊缝的焊角尺寸, 计算长度上弦杆与节点板的连接焊缝计算按肢间焊缝承受上弦杆内力的15%计算。内力差,偏心距, 则由公式得： 可见,肢尖焊缝满足要求。C. 上弦拼接杆的计算上弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为 则角钢长度为。考虑到拼接节点的刚度,拼接角钢的长度取为600mm。为了使拼接角钢的和弦杆之间能紧贴便于施焊,需将拼接角钢的棱角铲去, 把竖向肢切去，t为拼接角钢的厚度.拼接角钢的截面削弱,

11、可由节点板来补。8.3.4下弦节点”9”A. 下弦杆拼接焊缝计算拼接角钢与下弦杆用相同的规格,选用,下弦杆与拼接角钢之间的角焊缝的焊角尺寸采用。根据公式得下弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为,拼接角钢的长度为，取300mm。为使拼接角钢与弦杆之间密合,并便于是施焊,需将拼接角钢的尖角切除,且截取垂直肢的一部分宽度.拼接角钢的这部削弱,可靠节点板来补偿。B. 下弦杆与节点板的连接焊缝按杆件内力的15%计算,设肢背处的焊角尺寸为,则需要的焊缝长度为： ,取满焊即可。设肢尖处的焊角尺寸为=6mm,则需要的焊缝长度为： ，取满焊即可。8.3.5支座节点连接计算A. 支座底板的计算 支座反力 底

12、板尺寸取a=24cm则 支座底板需要面积：底板下的应力 底板的最大弯矩 , 由于,则 支座底板厚度：取t=16mm,底板尺寸为B. 加劲肋计算加劲肋厚度取与节点板相同为12mm。加劲肋与节点板的连接焊缝的计算：假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一,即 焊缝受剪力V=28.01KN,弯矩, 设焊脚尺寸，焊缝计算长度： 由焊缝的应力公式得C. 支座底板的连接焊缝假定焊缝传递全部支座反力R=112.92KN,设焊缝,支座底板的连接焊缝的长度为： = =1300由公式得,，满足要求。C. 上弦杆与节点板的连接焊缝 上弦杆与节点板的连接焊缝: 节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只传递P力

13、，。 节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差.节点1的焊脚尺寸，其中为节点板的厚度 由公式 可见塞焊缝一般不控制，仅需验算肢尖焊缝。 角钢肢尖角焊缝的焊角尺寸，计算长度 上弦杆的内力差N=-228.62KN,偏心距,则由公式得, 可见,肢尖焊缝满足要求。8.4节点板在斜腹杆作用下的稳定计算对于有竖腹杆相连的节点板,选取2-7杆作用下的7号节点板的进行计算。 可不进行稳定计算。其中,c为受压腹杆2-7连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距离。由于7号节点板中斜腹杆的c 值是最大的,而t值都相等,故其他节点板的稳定性不需计。8.5节点板的强度计算选取3-8杆的作用下3号节点板进行计算 ；8.6 填板的计算杆件中填板数量 表-5杆件名称杆件编号杆件长度（mm ）i(回转半径) （cm）填板最大间距节点间填板个数填板间距（mm ）拉杆压杆80 i（cm）40 i (cm)上弦杆1-224743.08123.228002-324743.08123.228003-424743.08123.228004-5