钢结构课程设计毕业设计

1、1 设计资料12 结构平面布置及支撑布置13荷载计算2屋面自重2风向荷载34 内力计算及组合4刚架内力计算64.2 刚架内力组合84.3 最不利组合荷载下刚架M、V、N图95 刚架梁、柱截面验算105.1 构件宽厚比验算105.2 有效截面特性10刚架梁的计算12平面外整体稳定性验算136 位移计算137节点设计147.1.梁柱节点设计147.2.铰接柱脚节点设计168 刚架施工图（见施工图）179 致谢.1810参考文献.191 设计资料某车间为单跨双坡式门厅刚架结构，屋面坡度1：10，厂房总长度,檐高,纵向柱间，柱脚铰接。（1）刚架采用材料为钢，焊条为型。（2）其他材料：1）屋面材料：单层

2、彩板或夹心板。2）墙面材料：单层彩板或夹心板。3）天沟：彩板天沟或钢板天沟。4）基础混凝土标号为、。（3）.自然条件：基本风压为，基本雪压为。地面粗糙度：B类，地下水均低于地面5m，修正后地基承载力。（4）.荷载：静载，活载。图1-1 刚架简图2 结构平面布置及支撑布置结构平面布置图2-1 结构平面布置表2-1 截面选型及截面特性部位截面简图截面特性钢架横梁1-12-2截面钢架柱钢架柱3-34-4截面3荷载计算3.1屋面自重：（标准值、沿坡向）：屋面雪荷载：屋面均布活载：墙面及柱自重：风载：地面粗糙度为B类，按封闭式建筑选中间区单元，刚架风载体系数见图3-1：图3-1 刚架风载体系数1） 屋面

3、永久荷载作用：图3-2永久荷载 (kN/m)2） 屋面可变荷载作用：；图3-3可变荷载 (kN/m)3） 柱身永久荷载：；4） 风载：墙面风荷载变化系数按柱顶高计算取1.0，则；墙面风压标准值：；屋面风荷载变化系数按柱顶高计算取1.0，则；屋面负风压标准值：；图3-4 风荷载作用（kN/m）4 内力计算及组合刚架在各种荷载作用下的弯矩（M）、剪力（V）、轴力（N）见图。屋面永久荷载作用下刚架M、V、N图，见图4-1：永久荷载(kN/m)N图（kN）V图（kN）M图 (kN/m)图4-1 永久荷载作用下的N、V、M图屋面在可变荷载作用下的M、V、N图，见图4-2：可变荷载 (kN/m)N图(kN

4、)V图 (kN)M图 (kN .m)图4-2 可变荷载作用下的N、V、M图在左风荷载作用下刚架M、V、N图，见图4-3：风荷载作用 (kN/m)N图（kN）V图（kN）M图(kN .m)图4-3 风荷载作用下的N、V、M图图4-2 截面位置表4-1 内力组合表梁截面永久荷载可变荷载左风右风相应的V、N相应的V、N相应的M、N组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值梁截面1-1M-+V-N梁截面2-2M-+V-N柱截面5-5M-1533+VN柱截面6-6M0000+0+-V-N-4.3最不利组合荷载下刚架M、V、N图N图（kN）V图（kN）M图(kN.m)图4-3 最不利组合下的N、V、M图5

5、 刚架梁、柱截面验算 构件宽厚比验算1）梁翼缘：（满足要求）2）柱翼缘： （满足要求）3）梁腹板：对1-1截面： （满足要求）对2-2截面： （满足要求）4） 柱腹板：对3-3截面： （满足要求）对4-4截面： （满足要求）1）柱有效截面特性：翼缘：柱受压翼缘一边支承一边自由的均匀受压构件，当其自由外伸宽厚比不超过规范所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。因此；由，查得，则（满足要求）腹板：柱腹板为两边支承非均匀受压板件，其有效宽度按规范计算。柱顶3-3截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即柱顶腹板全截面有效。柱顶4-4截面腹板最大、小应力为故取由得故取，即柱底腹板全截面有效

6、。2） 梁有效截面特性翼缘：柱受压翼缘一边支承一边自由的均匀受压构件，当其自由外伸宽厚比不超过规范所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。因此对1-1截面；（满足要求）对2-2截面；（满足要求）腹板：柱腹板为两边支承非均匀受压板件，其有效宽度按规范计算。对1-1截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即1-1腹板全截面有效。对2-2截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即4-4腹板全截面有效。（1）抗剪承载力验算梁截面的最大剪力为，考虑仅有支座加劲肋，取，则 （满足要求）（2）弯剪压共同作用下的强度验算对1-1截面验算，有由，可得对3-3截面验算，有由，可得（3）平面外整

7、体稳定性验算斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间最大长度，可取斜梁受压区翼缘宽度的 倍，由图所示，隅撑的间距为,满足上述要求，刚架斜梁不需要验算整体稳定性。（4）刚架柱的验算1） 抗剪承载力验算柱截面最大剪力，考虑仅有支座加劲肋，取取，则（满足要求）2） 弯剪压承载力作用下的强度验算（满足要求）3） 平面内整体稳定性验算柱的计算长度，则查表得：（满足要求）楔率：，取，查表（满足要求）6 位移计算梁柱平均惯性矩为（满足规范要求）由结构力学力法求解得梁跨中最大挠度为（满足规范要求）7节点设计如图7-1 节点形式1）连接螺栓计算采用10.9级，M24摩擦型高强度螺栓，构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆

8、，预拉力，抗滑移系数查表得。这里有，则顶排螺栓的拉力为对第2排螺栓，有对第3排螺栓，有对第4排螺栓，有对第5排螺栓，有对第6排螺栓，有实际剪力为（满足要求）2）端板计算第1排螺栓位置端板厚度为第2排螺栓位置端板厚度为第3排螺栓位置端板厚度为取端板厚度为（1）节点域剪应力验算（满足要求）（2）端板螺栓处腹板强度验算，满足要求。(2)梁节点设计采用10.9级，M27摩擦型高强度螺栓，构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆，预拉力，抗滑移系数查表得。这里有，则顶排螺栓的拉力为对第2排螺栓，有对第3排螺栓，有对第4排螺栓，有（满足要求）端板设计第1排螺栓位置端板厚度为第2排螺栓位置端板厚度为取端板厚度为柱脚节点见图7-2，柱底板地脚锚栓均采用钢，地脚锚栓选用M24，基础材料采用混凝土，柱底轴力，剪力 。柱脚底板面积图7-2 柱脚节点柱脚底板应力验算（满足要求）按一边支承板计算弯矩，即柱脚底板厚度为取底板厚度为；实际取15mm。柱脚抗剪承载力验算抗剪承载力满足要求。8 刚架施工图（见施工图）致 谢经过十多天的努力奋斗我终于完成了此次课程设计，我非常吴英老师的细心指导以及同学的帮助，在他们的帮助下我才能够顺利的完成课程设计，在此我忠心的感谢他们拿出宝贵的时间和细心的讲解。同时也感谢学校能给我们安排这样的课程设计，使我们在今后的学习和工作打下