钢结构课程设计计算书

1、精选优质文档-倾情为你奉上钢结构课程设计计算书一、设计资料贵阳某单层单跨厂房总长度90m，纵向柱距6m。柱子为钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，屋盖采用无檩体系的21m梯形钢屋架，屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。钢材采用Q235BF，焊条采用E43型，手工焊。二、结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示。桁架支撑布置图3荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。1.恒载各项标准值为防水层： 0.10KN/M2预应力混凝土大型屋面板： 0.85KN/M2屋架和支撑自重： 0.20KN/M2悬挂管道： 0.05

2、KN/M2共 1.20 KN/M22.活载各项标准值为：屋面活荷载： 0.70 KN/M2雪载： 0.35 KN/M2因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值，故只考虑屋面活荷载标准值，又因为不考虑积灰荷载。 共 0.70KN/M2设计桁架时，应只考虑一种荷载组合，即全跨恒载+全跨活载。全跨节点荷载设计值：按照可变荷载效应控制的组合：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；按照永久荷载效应控制的组合：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； 组合系数；故节点荷载取21.78KN。4.内力计算桁架支撑布置图桁架支撑布置符号说明：SC-上弦支撑；XC

3、-下弦支撑；CC-垂直支撑；GG-刚性细杆；LG-柔性细杆全跨恒载+全跨活载的内力进行组合，计算结果见下表。杆件名称内力系数（F=1）组合计算杆件内力/KN全跨F上弦AB000BC,CD-7.472-162.740-162.740DE,EF-11.262-245.286-245.286FG,GH-12.18-265.280-265.280下弦ac4.10089.29889.298ce9.744212.224212.224eg11.962260.532260.532gg5.884128.154128.154斜腹杆aB-7.684-167.358-167.358Bc5.808126.498126.

4、498cD-4.409-96.028-96.028De2.79260.81060.810eF-1.572-34.238-34.238Fg0.3287.1447.144gH0.71315.52915.529竖杆Aa-0.5-10.89-10.89Cc-1-21.78-21.78Ee-1-21.78-21.78Gg-1-21.78-21.785. 杆件设计1、 上弦杆 整个上弦杆采用等截面，按FG,GH杆件的最大内力设计。N-265.280KN 上弦杆件计算长度：屋架平面内：为节间轴线尺寸lox1507.5mm屋架平面外：根据支撑布置和内力变化情况loy2150.753015.0mm选用两个不等肢

5、角钢，短肢相拼，如上图。腹杆最大内力N167.358KN 节点板厚选用6mm，支座节点板厚选用8mm.设90，属b类截面，查表课本附表70.621。需要截面面积 mm2=19.869cm2 根据需要的A，ix，iy 查角钢规范表，选用2L90568，A22.366cm2 ix1.56，iy4.39，两角钢相拼，中间间距a6mm.按所选角钢进行验算：验算长细比： 故取yz=y满足长细比的要求。构件在x，y平面内都是b类构件，。因此查表x=0.579 所以 N/mm215.0 N/ mm满足要求2.下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg 杆进行计算N260.532KNNlox300cm

6、 loy900cm（因跨中有通常系杆）所需截面面积：ANf2150012.118cm2选用2L70456A13.294cm2ix1.26cmiy3.43cm短肢相拼（其中a=6mm）。xloxix3001.26238.1=350yloyiy9003.43262.4=350NA1329.4196.0Nmm2215Nmm2，所以满足要求2、 端斜杆aB杆件轴力：N167.358 KNN 计算长度：loxloy253cm因为loxloy采用不等肢角钢，长肢相拼选用2L1008010，A34.334cmix2.35cmiy4.63cmxloxix2532.35107.7=150，yloyiy2534.

7、6354.6y查附表得x0.508NA0.5083433.496.0 Nmm2215Nmm2所以满足要求3、 腹杆Bc杆：杆件最大拉力N126.498KN =Nlox0.8l0.8261.3209.04cmloyl261.3cmANf215005.88cm2选用2L454 A6.972cm2ix1.38cmiy2.08cmxloxix209.041.38151.5=350yloyiy261.32.08125.6=350NA697.2181.4Nmm2215Nmm2，所以满足要求5、竖杆gG杆：杆件受的压力N21.78KN21780Nlox0.8l0.8289.0231.2cmloyl289.0

8、cm按150，ix231.21501.54cm，iy289.01501.93cm选用2L564，A8.780cm2，ix1.73cm，iy2.52cmxloxix231.21.73133.6=150，yloyiy289.02.52114.7，查得x0.372NA217800.372878.066.7Nmm2215Nmm2，所以满足要求。4、 其余杆件内力见附表6. 节点设计屋架节点采用焊接连接，焊条采用E43型，手工焊, 抗拉，抗压和抗剪设计强度ffw160Nmm21、下弦节点“c”如图设Bc杆的肢背和肢尖焊缝都为hf6mm，则所需焊缝长度为：肢背：lw0.7N2hfffw0.720.7616

9、066mm再加2hf后取80mm肢尖：lw0.3N2hfff0.320.7616028mm再加2hf后取40mm设cD杆的肢背和肢尖焊缝都为hf6mm、，则所需焊缝长度为肢背：lw0.7N2hfff0.79602820.7616050mm再加2hf后取70mm肢尖：lw0.3N2hfff0.39602820.7616021mm再加2hf后取40mmCc杆的内力很小，焊缝尺寸按构造要求取hf5mm，则所需焊缝长度为肢背：lw0.7N2hfff0.72178020.7516014mm再加2hf后取30mm肢尖：lw0.3N2hfff0.32178020.751606mm再加2hf后取20mm根据上

10、面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应由间隙以及制作和装配等误差，按比例绘制节点详图，从而确定节点板尺寸为200mm300mm.下弦与节点板连接的焊缝尺寸长度300mm，hf5mm.焊缝所受的力为左右两个下弦的内力差N212.22489.298122.926KN，受力较大的肢背出的焊缝应力应为f0.75N2hflw0.7520.75（30010）45.4 Nmm2280160mm上弦肢尖与节点板的连接焊逢，应按上弦内力的15% 计算。设肢尖焊缝为8mm，节点板长度为300mm，则节点一侧弦杆焊的计算长度为：lw（3002）208122mm，焊缝应力为；0.15N20.7hflw0.15/20.78

11、12229.12 Nmm26M20.7hflw260.155520.78122278.77Nmm2焊缝强度满足要求腹板与节点板连接焊缝与以上几个节点相同。4、支座节点“a”如图为了便于施焊，下弦杆角钢水平之底面与支座底板的净距取160mm，在节点中设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为10mm 支座底板的计算支座反力：R7F721.78152.46KN选用C30混凝土，fc14.3所需底板面积：AnRfc14.3=10661.5mm2取支座底板面积尺寸为200300mm2如只考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积m2验算柱顶混凝土的拉压力强度RAn

12、225006.78fc14.3底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：Mqa12q：底板下的平均应力：RAn225006.78Nmm2 a1：两支撑边间的对角线长度：a1b1：角点到对角线的距离：b1a1259.0mm：由b1a10.5 查得0.058M0.0586.78118.025475.5Nmm底板厚度 t12.4mm 取t15mm 加劲肋与节点板的连接焊缝计算，加劲肋与节点板的连接焊缝计算简图如图，偏于安全的假定一个加劲肋的受力为屋架支座14，即438115N则焊缝内力为：V38115

13、N M3811557Nmm设焊缝hf5mm 焊缝的计算长度lw3001020270mm焊缝应力为 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算设焊缝传递全部支座反力RN ，其中每块加劲肋各传递R438115N节点板传递R276230N，节点板与底板的连接焊缝长度lw2（20010）380mm所需的焊角尺寸hfR2/0.7lwffw1.2276230/0.73801601.221.47mm取hf5mm，每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为lw2（952012）126mm 取130mm所需的焊角尺寸hfR4/0.7lwffw1.2238115/0.71301601.222.14mm取hf5mm 专心-专注-专业

14、杆件计算内力/kN截面规格截面面积/c计算长度/cm回转半径/cm长细比容许长细比稳定系数应力/（N/m)名称编号loxloyixiyxy (yz)xy上弦FG,GH-747.49 125801039.42 150.80 301.60 1.89 3.77 66.70 49.48 150.00 0.771 245.90 下弦eg734.11 10080723.86 300.00 1035.00 2.39 4.71 125.00 220.00 350.00 298.40 腹 杆Aa-30.69 5648.78 159.20 199.00 1.73 2.67 92.02 74.53 150.00 0

15、.608 57.30 Ba-471.57 100801034.40 253.00 253.00 3.12 3.53 81.10 76.70 150.00 0.680 201.60 Bc356.44 56816.73 209.04 261.30 1.68 3.07 124.40 85.00 350.00 213.00 Cc-61.37 5648.78 183.22 229.00 1.73 2.67 105.91 85.77 150.00 0.517 134.41 Dc-270.58 90621.27 229.12 286.40 2.79 4.05 82.12 76.38 150.00 0.675 186.46 De171.35 5648.78 229.12 286.40 1.73 2.67 132.44 107.27 350.00 195.16 Ee-61.37 5648.78 207.20 259.00 1.73 2.67 119.77 97.00 150.00 0.437 159.95 Fe-96.47 56816.73 249.92 312.40 1.68 3.07 148.76 101.76 150.00