M跨度钢结构工业厂房设计书

1、一、课程设计内容1、计算书一份：(1) 绘制屋架支撑布置简图；(2) 荷载和杆件内力计算、汇总；(3) 设计节点并在计算书中绘制节点简图。2、绘制钢屋架施工图(一号图纸一张594mmX84imm绘制杆件汇总表。二、设计资料工业厂房跨度为L24m，柱距为6m,厂房总长度为96m，选用1.56.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板。采用梯形钢屋架，如图1,钢材选用Q235-B，焊条选用E43,手工焊。屋架两端简支丁钢筋混凝土柱上，檐口采用封闭结合,上柱截面450mm450mm,混凝土标号为C20。荷载(标准值)：1、永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝)1800/(N./m2)SBS改性沥宵防水卷

2、材400/(N/m2)20mm厚找平层400/(N/m2)100mm厚泡沫混凝土保温层500/(N/m2)屋架和支撑自重500.(Nm2)2、活荷载：屋面雪荷载400/(N'm2)，施工荷载500/(Nm2)课程设计正文：一、屋架支撑布局简图屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑11垂直支撑22二、荷载和内力计算及节点设计1、荷载和内力计算(1) 荷载组合由于屋面坡度不大，故忽略坡度对荷载值的影响；风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。永久荷载总和为：1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6kN;节点设计荷载：Fd(1.353.61.40.70.5)63.096.3kN;支座反力：

3、Rd4Fd496.3385.2kN;(2) 内力计算48-15048-15048-15096.300USD+4.UsGOOD85QEri)P4nn.2、杆件截面选择腹杆最大轴力为543.9kN,选用支座节点板厚t=12mm,中间节点板及垫板厚可为.内力设计值如下图所示.内力设计值如下图所示.内力设计值如下图所示用所给出的图中的单位内力可求出全跨荷载作用下屋架的杆件内力2t=10mm。所用钢材厚度均小于16mm，设计强度=215N/mm(1)上弦截面上弦不改变截面，最大内力Nmax756.05kN；屋架平面内计算长度lox300.0cm；屋架平面外，要求大型屋面板与屋架可靠焊接，取两块板的6.9

4、9cm6.99cm6.99cm宽度loy300.0cm。初选2L16014,A=86.60cm,ix4.92cm,iy验算弯矩平面内和弯矩平面外稳定性:由于bt1611.40.581b1.4故xzb3.9(1t22lyt4)5118.6b0.583001615010.9上部局部弯矩：1) 上弦截面弯矩平面内稳定性验算。Nex-EA1.1x3.1422061031.161286604297.264kN；NmxMx756050143335000xAxWix(10.8N/Nex)0.80186603-一1.05437.7510(10.8756.05/4269.22)2mm；10.00170.927y

5、AtxMxbWx7560500.8018660143335000207.7N/mm2<f=215N/mm2；0.927473750每节间放两块垫板满足要求。(2)下弦截面下弦杆采用同一截面，最大内力Nmax769.53kN；屋架平面内计算长度lox600cm；屋架平面外根据支撑布置取loy600cm。计算需要净截面面积:采用等肢角钢2L10010,A=3860ix3.05cm,iy4.52cm。截面强度验算:N769.53103An3860199.36N/22mm<f=215n/mm；每节间放两块垫板244满足要求。244满足要求。la迎20080i3C-G：(3) 腹杆1) 杆件

6、A-F、Naf48.15kN,lox200cm,loy200cmNcg96.3kN,lox2500.8200cm,loy250cm选26326,A=1458mm,ix1.93cm,iy2.99cm。杆件C-G受力较大，长细比也较大，按杆件C-G验算:lox200悠103.6150,xix1.930.532所以yz0.645,min0.532.,22n/mm<f=215n/mm；96.3103s124.15A0.53214.581022)3)4)5)A-杆件杆件杆件杆件F放两块垫板，C-G放三块垫板，满足要求。E-H:选用2L100B-F:选用2L180B-G:选用2L63D-G、D-H:

7、10,放三块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。11010(长肢相并)，放三块垫板，经过验算，满足要求。6,放两块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。选用2806,放四块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。3、节点设计选用E43焊条，角焊缝的抗拉抗压和抗剪强度设计值w2ff160N/mm。（1）下弦节点G（如下图）1）斜杆BG与节点的连接焊缝计算。N=307.679kN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为hf18mm和hf26mm，所需焊缝长度为:肢背：lw30.7307.6791020.7816016136.2mm，取lw140mm。肢尖：lw30.3307.6791020.761601280

8、.7mm,取lw100mm。斜杆DG与节点的连接焊缝计算。N=133.376kN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为hf18mm和hf26mm，所需焊缝长度为:肢背：lw30.7133.3761020.781601668.1mm，取lw80mm肢尖：lw肢尖：lw肢尖：lw一一一_30.3133.3761031220.7616041.8mm，取lw80mm。2）斜杆CG与节点板的连接焊缝计算。N=96.3kN焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸hf6mm，焊缝长度取lw80mm3）下弦杆

9、与节点板连接焊缝计算。3）下弦杆与节点板连接焊缝计算。受力为左右下弦杆的内力差NNghNfg769.53426.9342.63kN肢背焊缝应力为:肢背:0.7342.6310320.7661846.2N/mm12<ffw160N/mm2；肢尖:0.3342.6310320.7661819.8N/mm2<ffw160N/mm2；满足要求。（2）上弦节点B（如下图），与下弦节点G中BG杆计算相同,N=543.9kN。设肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为hf110mm和hf28mm。所需焊缝长度为肢背：lw0.7543.910320.71016020190mm，取lw200mm。肢尖：lw0.3

10、543.91031220.76160133.4mm,取lw140mm3）上弦杆与节点板连接焊缝计算。为便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mmo假定集中荷载F由塞焊缝承受。F=96.3kN，焊脚尺寸为5mm,lw80mm2396.31020.7580017.2N/mm2<fffw-_21.22160195.2N/mm。NNbcNab675.3520675.352kN偏心矩：e16045115mm。偏心力矩：MNe675.35211.57766.548kNm79cm,贝u2w75.09N/mm<ff2160N/mm,满足要求。（3）屋脊节点E（如下图）1）弦

11、杆与拼接角钢连接焊缝计算。拼接角钢切肢的尺寸为thf5126523mm,取25mm。N=756.05kN,取焊脚尺寸为则需焊缝长度为'ww40.7hfff12756.0510312293.340.76160mm取lw=300mm,拼接角钢的长度取230050650mm2）弦杆与节点板连接焊缝计算。上弦肢背与节点板用塞焊缝，满焊即可。下弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算。N=756.0515%113.4kN焊脚尺寸为6mm，弦杆一侧焊缝长度为250mm,有j（-L）2f2144.04N/mm2<f160N/mm2,满足要求。3）中竖杆与节点板的连接焊缝计算。N=29.

12、275kN。此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸6mm,焊缝长度lw80mm。（4）下弦跨中节点H（如下图）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，传递内力N=769.58kN,设肢尖、肢背焊脚尺寸为6mm,竖肢需切去thf523mm,取25mm,则需焊缝长度为lw265mm。拼接角钢长度取为550mm2）弦杆与节点板连接焊缝计算。N=769.5315%=115.43kN设肢尖、肢背焊脚尺寸为6mm,弦杆一侧许焊缝长度为3肢背：lw.1272.12mm，取lw75mm20.76160肢尖：lw肢尖：lw30.3115.431020.761601239.8mm，取lw

13、60mm0.7426.910320.784004）其他腹杆内力较小，采用构造要求进行焊缝设计。（5）支座节点F（如下图）下弦角钢水平肢的底面与支座底的距离取为150mm。在节点中心线上置加紧肋，高度与节点板的高度相同，厚度为12mm。1）端斜杆焊缝计算端斜杆B-F由前面计算结取肢背及肢尖角焊缝尺分别为:hf110mm,h28mm,lw1165mm,lw2110mm。2）验算下弦杆焊缝。由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际测得节点板长度为42cm。肢背与肢尖焊角尺寸均取为8mm，则取焊缝计算长度为40cm。肢背焊缝应力为66.7N/mm2<ffw160N/mm23）支座底板计算。2支反力Rd4

14、Fd496.3385.2kN;fc=9.6N/mm,所需底板净面积为取锚栓直径d24mm，锚栓孔直径为50mm,则所需底面积为按构造要求采用底板面积为2626=676>468.07cm2,底板净面积为垫板采用20100200,孔径25.5mm。底板承受支座均布反力为0.072，则Mqa20.0726.35176214162.23Nmm6M614162.23所需底板厚度tJ芬区19.88mm，取20mm,底板尺寸为20mm260mm260mm。4）加劲肋与节点板连接焊缝计算。一个加劲肋的连接焊缝所能承受的内力为VR358.28955kN44加劲肋焊缝厚度取6mm,验算焊缝应力J（）2f227.83N/mm2<ffw160N/mm2,满