钢结构课设青海大学

1、钢结构课设,青海大学钢结构课设,青海大学26/26钢结构课设,青海大学页眉内容目录1任务书41.1设计题目41.2设计目的41.3设计条件41.4设计内容51.5设计要求51.6设计进度与核查61.7参照资料61.8附图72选择钢屋架的资料83确立屋架形式及几何尺寸84屋盖及支撑的部署85钢屋架的结构设计95.1荷载计算910105.2内力计算115.3杆件截面设计12131314页脚内容页眉内容5.4节点设制钢屋架施工图25页脚内容页眉内容页脚内容页眉内容任务书1.1设计题目某厂房钢屋架设计。1.2设计目的课程设计是本课程讲课的实践讲课环节之一，经过设计使学生进一步

2、掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提升综合分析、解决问题的能力。1.3设计条件某厂房总长度90m，跨度依据不同样的学号从附表中取，屋盖系统可从以下所给的种类中采纳。纵向柱距6m。结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；L（21m)为屋架跨度。地域计算温度高于-200C，无伤害性介质，地震布防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制）。屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采纳的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q

3、345钢，焊条为E50型。屋盖结构及荷载（1）永远荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m水泥沙浆找平层0.4kN/m保温层0.5kN/m一毡二油隔气层0.05kN/m水泥沙浆找平层0.3kN/m预应力混凝土大型屋面板1.4kN/m222222屋架及支撑自重：按经验公式计算：0.351KN/m2悬挂管道：0.15kN/m2页脚内容页眉内容（2）可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7kN/m2雪荷载标准值：0.35kN/m2积灰荷载标准值：1.1kN/m21.4设计内容确立屋盖结构及支撑的部署图；选择钢材及焊接资料，并明确提出对保证项目的要求；对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下

4、弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点；屋架施工图（1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。设计的节点应尺寸齐全、书写规范、知足结构要求；（2）施工图内容屋架简图（比率1100），左半跨注明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比率）。侧面图，剖面图及部件详图。注明所有部件的编号，规格及尺寸（包含加工尺寸和定位尺寸）孔洞地点，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。资料表。说明。1.5设计要求设计内容圆满、计算正确、保证经济；图纸整齐、布图合理；计算书须用打印并装订（A4），插图应按必定比率绘制，做到眉目清楚，

5、文图配合；图纸应符合房子建筑制图一致标准（GB/T500012001）和建筑结页脚内容页眉内容构制图标准（GB/T501052001）的要求；屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见分组附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中；1.6设计进度与核查：进度设计时间一周；核查依据设计内容的圆满性、结构合理性、计算正确性以及图纸的质量、口试、考勤等方面为评分标准；1.7参照资料夏志斌钢结构原理与设计M北京：中国建筑工业第一版社，2008.7.刘声扬钢结构原理与设计M北京：中国建筑工业第一版社，2008.7.夏志斌，姚谏.钢结构设计M北京：中国建筑工业第一版社.2005.9.GB50017-2002钢结构设计

6、规范S北京：中国计划第一版社.2002.GB50009-2012建筑结构荷载规范S北京:中国建筑工业第一版社.2012.页脚内容页眉内容1.8附图a.21米跨屋架几何尺寸b.21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值c.21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值页脚内容页眉内容选择钢屋架的资料依据荷载性质，钢材可采纳Q345，要求保证服气强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连结方法采纳焊接，焊条可采纳E50型，手工焊。确立屋架形式及几何尺寸钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10=2.1；L（21米）为屋架跨度。地域计算温度高于-20

7、0C，无伤害性介质，地震布防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制）。以以下列图：屋盖及支撑的部署依据车间长度，屋架跨度，荷载状况，以及吊车设置状况，部署下弦横向水平支撑和系杆，屋架下弦沿跨中通长设两道柔性系杆。页脚内容页眉内容上弦支撑部署下弦支撑部署钢屋架的结构设计5.1荷载计算屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取此中较大者进行计算。屋架沿水平投影面积散布的自重（包含支撑）可按经验公式计算。米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值页脚内容页眉内容米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑

8、，因此各荷载均按水平投影面积计算。永远荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m水泥沙浆找平层0.4kN/m22保温层0.5kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2水泥沙浆找平层0.3kN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4kN/m2屋架及支撑自重：按经验公式计算：0.351KN/m2悬挂管道：0.15kN/m2共计：3.551kN/m2可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7kN/m2雪荷载标准值：0.35kN/m2积灰荷载标准值：1.1kN/m2共计：2.15kN/m2设计屋架时，应试虑以下三种荷载组合：（1）全跨永远荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）页脚内容页眉内容P(3

9、.5511.22.151.4)1.5665.44kN2）全跨永远荷载+半跨可变荷载永远荷载作用屋架上弦节点相处的荷载：1可变荷载作用屋架上弦节点相处的荷载：P227.09kN（3）全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载:P33.79kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4（）1.5623.94kN5.2内力计算计算结果以下表：内力系数全跨永远荷全跨永远荷载+半跨可变全跨屋架支撑+半跨可屋P=1载+全跨可荷载面载+半跨可变荷载左右全变荷载P138.35kNP33.79kN杆件半跨半跨跨P65.44P227.09kNP423.

10、94kN计算内力kNN左P1P2N左P3/kN名称NPP4N右P1P2N右P3P4上AB000000000弦BC/CD-5.310-2.162-7.472-488.96-430.39-357.22-155.44-80.08-488.96杆DE/EF-7.339-3.923-11.262-736.98-630.71-556.41-218.38-136.60-736.98FG/GH-6.861-5.319-12.18-797.05-652.96-630.92-210.41-173.50-797.05下ac3.0101.0904.100268.30238.77193.4087.6041.63268.

11、30弦ce6.6633.0819.744637.64554.18472.93196.44110.69637.64杆eg7.3264.63611.962782.79657.20603.71220.72156.32782.79gh5.8845.88411.768770.09610.70629.76185.46185.46770.09页脚内容页眉内容aB-5.641-2.043-7.684-502.84-447.49-362.47-164.17-78.03-502.84Bc3.961.8485.808380.07330.01282.20116.8166.25380.07斜cD-2.633-1.776

12、-4.409-288.52-240.41-224.33-79.74-59.71-288.52腹De1.2221.5702.792182.70140.17154.1239.8448.17182.70杆eF-0.047-1.525-1.572-102.87-61.55-104.14-7.08-42.42-102.87Fg-1.0391.3670.32821.46-15.5650.14-23.6333.9750.14(-23.63)gH1.913-1.2000.71346.6579.16-4.0048.63-26.0379.16(-26.03)Aa-0.50-0.5-32.72-32.72-19.9

13、8-13.96-1.90-32.72竖Cc-1.00-1.0-65.44-65.44-39.97-27.73-3.79-65.44杆Ee-1.00-1.0-65.44-65.44-39.97-27.73-3.97-65.44Gg-1.00-1.0-65.44-65.44-39.97-27.73-3.79-65.44先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，此后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。跨中周边斜腹件的内力发生变号，因为考虑了施工阶段荷载的不利散布。假如依据正确的施工方法，屋面板采纳对称吊

14、装，就不会出现杆件内力的变号。5.3杆件截面设计因为屋架跨度不大于30m，上弦、下弦可不改变截面，按最大内力设计。上弦杆计算长度，在屋梁平面内，为节间轴线长度。在屋梁平面外，依据支撑部署和内力变化状况（按大型屋面板与屋梁保证三点焊，故取两块屋面板宽度），其计算长度大于屋架平面内计算长度，故截面宜采纳两个不等肢角钢，短肢相并。节点板厚度需按腹杆的最大内力采纳。轴心拉杆，可按强度要求选择截面。对轴心压杆，可先假定长细比（弦杆=80100，腹杆100120）选择截面再进行验算。屋架所有的杆件还应知足长细比限值的要求。页脚内容页眉内容按腹杆最大内力NaB502.84kN，查表7-5，选中间节点板厚度为

15、10mm，支座节点板厚度为12mm。整个上弦杆采纳等截面，按最大受压杆件FG、GH内力设计，NFH-797.05kN。l0 x150.75cm，l0y301.5cm。因为l0 x2l0y，截面采纳两不等肢角钢，短肢相并。假定80，查附表1.20得，N797.05103220.688，则A0.688310fixl0 x150.75l0y301.53.77cm，由附表H中型钢表，采纳1.88cm，iy80802L1409010，短肢相并拼（如右图)，A44.52cm2i2.56cm，iy6.77cm。，x验算：xl0 x150.7559，ix2.56l0y301.545，知足长细比y6.77iym

16、axmaxx,y59150的要求。因为xy只要求出minx，查轴心受压构件的坚固性系数表，x0.802，N797.05103223.2Nmm2f310Nmm2所选截面合适。xA0.80244.52102整个下弦杆采纳等截面，按最大内力Neg782.79kN计算。l0 x300cm，l0y1035cm，因l0yl0 x，采纳不等边角钢，短肢相拼，以以下列图：页脚内容页眉内容所需截面AN782.791032f31010225.25cm由附录H中型钢表采纳2L110708，A27.89cm2，ix1.98cm，iy5.41cm。验算：l0 x300151.5350l0y1035xix1.98yiy1

17、91.33505.41知足长细比maxmaxx,y191.3350的要求。N782.791032f2，知足要求。A27.89102280.67Nmm310NmmaB杆：NaB-502.84kN，l0 xl0yl253.0cm。假定100，查附录D，0.555AN502.8410329.2cm2，采纳2f0.555310102125808，长肢相并，如图：查附表H，A31.98cm2，ix4.01cm，iy3.27cml0 x253.058.6yl0y253.0，知足长细比xix4.01iy77.43.27maxmaxx,y77.4150的要求。查附录D2，得0.678,N502.8410323

18、1.9Nmm2f310Nmm2，知足要102求。Bc杆：页脚内容页眉内容NBc380.07，l0 x0.8l0.8261.3209.04cm，l0yl261.3cm。kNN380.071032A31010212.26cm，选f用2705，查附录H，A13.75cm2，ix2.16，iy3.24.验算：xl0 x209.0496.8，ix2.16l0y261.380.6，知足长细比y3.24iymaxmaxx,y96.8350的要求。N380.071032f310N2A13.75102276.41Nmmmm，知足要求。cD杆：NcD288.52kN，l0 x286.4229.1cm，l0yl28

19、6.4cm。假定100，查附表1.20，0.555N288.5210316.7cm2，采纳2，查附录H，A17.59cm2，Af0.555310102756ix2.31cm，iy3.45cm。验算：xl0 x229.199.2，yl0y286.480.3，知足长细比iyix2.313.45maxmaxx,y99.2150的要求。故由maxx99.2，查附录D2，得0.537N288.52103305.4Nmm2310Nmm2知足要求。A0.53717.59102De杆：NDe182.70kN，l0 x，l0yl286.4cm。页脚内容页眉内容AN182.701035.9cm2，采纳2504，则

20、2i1.54，f310102A79cm.，xcmiy2.43cm.验算：xl0 x229.1148.8，l0y286.4117.9，知足长细比yiyix1.542.43maxmaxx,y148.8350的要求。N182.701032f2，知足要求.A7.79102234.5Nmm310NmmeF杆：NeF102.87kN，l0 x0.8l0.8312.4250cm，l0yl312.4cm假定100，查附录D2，0.555AN102.871036.0cm2，采纳2634，查附录H，A9.96cm2，f0.555310102ix1.96cm，iy2.94cm.验算：250127.6，312.4x1

21、.96y2.94106.3，知足长细比maxmaxx,y127.6150的要求。故由x127.6，查附录D2，得0.383N102.87103269.7Nmm2310Nmm2，知足要求。A0.3839.96102Fg杆：NFg50.14kN，l0 x0.8l0.8312.4250cm，l0yl312.4cm将Fg杆按NFg50.l4kN的拉杆设计，采纳屋架需采纳的最小角钢2505都可知足要求。但考虑该杆在其余荷载组合时可能产生内力变形，故宜按压杆的赞同长细比进行控制，现采纳2634，查附录H，2，i1.96，A9.96cmxcmiy2.94cm.页脚内容页眉内容验算：x250127.6，y31

22、2.41.96106.3，知足长细比2.94maxmaxx,y127.6150的要求。N50.1410350.3Nmm2f310Nmm2，知足要求。A9.96102gH杆：NgH79.16kN，l0 x271.2cm，l0yl339cm同理，亦按压杆赞同长细比进行控制，采纳2634，查附录H，A9.96cm2，ix1.96cm，iy2.94cm.验算：xl0 x271.2138.4，yl0y339115.3，知足长细比iyix1.962.94maxmaxx,y138.4350的要求。N79.1610379.5Nmm2f310Nmm2，知足要求。A9.96102（4）竖杆：NaA32.72kN，

23、NcCNeENgG65.44kN,其内力值大小同样，采纳长细比较大的竖杆进行设计，则可保证其余竖杆的安全靠谱性。NgG65.44kN,l0 x0.8l0.8289231.2cm，l0y289cm.因内力较小，采纳2565，则A10.83cm2，ix1.72cm，iy2.69cm.验算：xl0 x231.2134.4，yl0y289107.4，知足长细比ix1.72iy2.69maxmaxx,y134.4150的要求。故由x134.4，查附录D02得：0.364N65.441032f2，知足要求.A0.36410.83102166.0Nmm310Nmm页脚内容页眉内容各杆件截面选择以下表：屋架杆

24、件一览表计算长度cm杆件截面规格内力名称（均为2个拼KNl0 xl0y接）上FG150.75301.51409010弦下eg782.793001035110708弦-502.8aB2532531258084Bc380.07209.4261.3705cD-288.5229.1286.47562斜De182.70229.1286.4504腹-102.8eF250312.4634杆7Fg50.14250312.4634gH79.16271.2339634aA-32.72199199565竖Cc-65.44183.2229565杆Ee-65.44207.2259565Gg-65.44231.22895

25、65展转半径截面长细比（cm）面积Nmincm2ixiyxyA280.67276.41234.59.961.962.94129.5106.315050.39.961.962.94138.4115.315079.510.831.722.69115.774.01500.428107.910.831.722.69106.585.11500.495122.110.831.722.69120.596.31500.411147.010.831.722.69134.4107.41500.364166.05.4节点设计角焊缝的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，ffw200Nmm2.页脚内容页眉内容设cB杆的肢背和肢

26、尖焊缝为hf8mm和5mm.所需焊缝长度为：肢背0.7380.07103118.77mm取lw150mmlw0.782002肢尖0.3380.0710381.44mm，取lw100mm.lw0.752002设cD杆的肢背与肢尖的焊缝为hf8mm和6mm.肢背0.7288.5210390.2mm，取lw100mmlw0.782002肢尖0.3288.5210351.5mm，取lw80mm。lw0.762002cC杆件内力很小，焊缝尺寸能够依据结构要求确立，取hf5mm。肢背lw0.765.4410350mm20.7520033mm，取lw肢尖lw0.365.4410350mm20.7514mm，

27、取lw200依据以上焊缝长度，并考虑杆件之间的空隙以及制作和装置等偏差，依据比率会出节点详图（以以下列图），确立节点板尺寸为320270。380.07KN288.52KN页脚内容页眉内容下弦与节点板连结的焊缝长度为320mm，hf8mm，焊缝所受的力为左右下弦杆的内力差369.34kN,受力较大的肢背处焊缝应力为f2375.9Nmm2200Nmm20.78(32016)因此，焊缝强度知足要求。上弦节点B以以下列图。Bc杆与节点板的焊缝尺寸为和节点c同样，aB杆与节点板的焊缝尺寸为hf10mm和6mm.NaB500.77kN。488.96KN502.84KN380.07KN肢背0.7502.84

28、103150mmlw0.710125.7mm，取lw2200肢尖0.3502.84103100mmlw0.7689.8mm，取lw2200为了便于放置屋面板，上弦节点板的上面缘缩进上弦肢背8mm，用塞焊缝把上弦角钢与节点连结起来。塞焊缝作为两条焊缝计算，设计强度乘以0.8的折页脚内容页眉内容减系数。考虑到屋面坡度较小，可假定集中荷载P与上弦垂直。肢背和肢尖焊缝hf6mm和8mm，上弦与节点板间焊缝长度为340mm。上弦肢背塞焊缝应力：（k1N)2(P)23)2(65.44103)221.2221.2220.7hf1lw120.76(340-12)54.1N/mm20.8ffw160N/mm2上

29、弦肢尖塞焊缝应力：（k2N)2(P)2103)2(65.44103)221.2221.2220.7hf2lw220.78(340-16)94.6N/mm20.8ffw160N/mm2焊缝知足要求。弦杆的拼接，一般都采纳同军号钢作为拼接角钢，为了使拼接角钢在拼接处能紧贴被连结的弦杆并便于施焊，将角钢的尖角削去。设焊缝hf8mm，拼接角钢与弦杆的连结焊缝的最大内力NGH797.05kN，每条焊缝长度为：NGHlw177mm40.7hfffw拼接角钢的总长度为：l2(lw2hf)a2(17728)20406mm，取410mm。上弦杆角钢肢尖与节点板的连结焊缝，应取上弦内力的15%进行计算，即：119.55kN，其产生的偏爱弯矩MNe70119.551038368.5kNm节点板尺寸如图：页脚内容页眉内容设肢尖焊脚尺寸hf28mm，则焊缝计算长度l