钢结构专业课程设计完整版

土建专业钢结构课程设计钢构造课程设计一、课程设计性质和任务2基本。构造设计基本原理和办法，具备普通钢构造设计基本技能；可以依照不同状况，料。二、课程设计基本规定课程设计是综合性很强专业训练过程，对学生综合素质提高起着重要作用。基本规定如下：1、时间规定。普通不少于2周；2、任务规定。在教师指引下，独立完毕一项给定设计任务，编写出符合规定设计阐明（计算）书，并绘制必要施工图。3、知识和能力规定。在课程设计工作中，能综合应用各学科理论知识与技能，去分析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会根据设计任务进行资料收集、和整顿，能对的运用工具书，掌握钢构造设计程序、办法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文献编写能力，提高计算机应用能力。三、课程设计内容学生达到本专业基本能力训练。对学习好、能力强学生，可恰当加深加宽。题目：钢屋架设计计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。完毕设计成果涉及：构造设计计算书一份，施工图1~3张（2普通钢屋架设计案例及设计指引参照题目：，2222表。2T=λxy。或i1:1072台为2台。参照实例：－、设计资料某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm0.6kN/载原则值为0.75kN/㎡，积灰荷载原则值为0.5kN/㎡。屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm×400mm，所用混凝土强度级别为C20。Q235――f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑连接用M20普通螺栓。屋架计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mmh=mmh=mm二、构造形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示。图1屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图2所示。图2屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同步浮现，故取两者较大活荷载计算。永久荷载原则值放水层（三毡四油上铺小石子）找平层（20mm厚水泥砂浆）保温层（120mm厚泡沫混凝土）预应力混凝土大型屋面板0.35kN/㎡0.02×20=0.40kN/㎡0.12*6=0.70kN/㎡1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重管道设备自重×27=0.417kN/㎡0.10kN/㎡总计3.387kN/㎡可变荷载原则值雪荷载0.75kN/㎡0.50kN/㎡积灰荷载总计1.2×3.387=4.0644kN/㎡（由可变荷载控制）1.4×1.25=1.75kN/㎡1.25kN/㎡永久荷载设计值可变荷载设计值2.荷载组合设计屋架时，应考虑如下三种组合：组合一全跨永久荷载全跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75)×1.5×6=52.3296kN组合二全跨永久荷载半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59kN1P=1.75×1.5×6=15.75kN2组合三全跨屋架及支撑自重半跨大型屋面板重半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5kN3P×1.2+0.75×1.4)×1.5×6=24.57kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算重要起控制作用；组合三，也许引起则可避免内力变号而不用组合三。P×⑴0.00P1×⑴＋P2×⑵P1×⑴＋P2×⑶P3×⑴＋P4×⑵P3×⑴＋P4×⑶0.000.000.00-477.09-782.75-803.96-915.14252.64647.24944.23852.81-18.29-475.14388.43-36.58-330.37252.06-54.8726.700.00-616.38-992.54-1024.72-1117.37329.00-616.38-992.54-1024.72-1117.37329.00828.871169.521012.51-27.74-619.16497.10-55.48-412.77304.03-83.2240.50BbCbEc-6.75-83.22E13.2940.50c1-230.12-36.58-200.86-73.030.00F10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00J2dJe2.693.50149.240.0086.8798.10-2.88164.55-2.880.000.000.000.000.000.00注：表内负责表达压力；正值表达拉力四、杆件截面设计l屋架平面外依照支撑，考虑到大型屋面板能起一定支撑作用，取上lll设=60，查轴心受力稳定系数表，=0.807N==2.f0.807215li*需要回转半径==2.51cmoxxl==5.00cmi*，2L16010014A=6940mm2x=2.80cm，=7.86m。iixy按所选角钢进行验算l88ixliyb/t/11.＞0.l/b./.056511.3002142b.))yztxyminxx3mmN所选截面适当。22Axl计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度=4500mml屋架平面外依照支撑布置取=13350mm=N1169.5210=5439.63计算需要净截面面积A*f215A=69402iiyxAAnN1169.5291.7N/An32l=xi2.xl=oyyi6.y3.端斜杆alllli由于＝，故采用等肢角钢，使＝iyx2iiyx截面刚度和稳定验算253.93.03=loxxixl9=.=54.7<[]=150yiy=14.731()y0.6624minxmmN.16103205N/.22Ax填板放两块，=84.6cm＜40×i=403.03=121.2cmxa4.斜杆Bbll屋架平面外依照支撑布置取=2622mm选用2L1006，见图7。mmA=23862yx3497.1=208.34N/mm2l==67.7<[]=350xixl=oyyiy填板放两块，=87.4cm＜80a=-208.6kN，1=4174mmNNNN1121ll=1（0.75+0.25N）=4174（0.75+0.25.）=4396mm1选用2L1006，见图8。mmA=23862iiyxl==53.9<[]=350xixl6=.99<[]=350yoyi4.y由于=25.5b/t/0.616.70.l/b0.58439.6/oy0b4.10411).8()(y22lt62062..0.5182mm<215N/mm所选截面满足规定N252.99103204.6N/22.0Ai填板放两块，a=109.9cm＜40=40×3.10=124cmx6.中竖杆Je已知＝0，l0.9l＝0.9335301.5cm＝0中间竖杆选用2L756角钢，并采用十字形截面，见图9A=17.6cm，cm,2i45x0301.5=103.6<[]=150所选截面满足规定loxo2.91ix0填板放五块，a=60.3cm＜40=40×2.45=98cmix0别的各杆件截面选取过程不一一列出，计算成果见表2）））lliixyTiiminminwf各杆件内力由表2查得，最小焊缝长度不应不大于8hf图10下弦节点b（1）斜杆Bb与节点连接焊缝计算：N=497.1kN23+12=285.6mm，取l＝270mmlww13+10=158mm，取l＝170mml``ww2421.771033+12=216.7，取l＝250mmlww13+10=132.8，取l＝150mml``wwf焊缝长度l40mm，取l=60mmww23+12=260，取l＝300mmlww13+12=136，取l＝150mm`ww图11节点板b尺寸图12上弦节点B（1）斜杆Bb与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b中Bb杆计算相似。（2）斜杆Ba与节点板连接焊缝计算，N=619.16kN。设肢背与与肢尖焊脚尺寸分别为10mm和。所需焊缝长度为2.16103肢背：肢尖：3+20=184.27，取l＝200mml20.710160ww1619.1961033+12=165.6，取l＝180mm`l`20.76160ww（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板上边沿可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。假定集中荷载P由槽焊缝承受，P=55.3296kN，焊脚尺寸为5mm所需槽焊缝长度为:P.3296103+10=+10=59.51mm取l=65mml20.7hf2.75160wwwff上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆内力差△N=619.38-0.0＝619.38kN偏心距e=100-24.3＝75.7mm设肢尖焊脚尺寸8mm，设需焊缝长度为480mm，则N3103.118.6N/mm22hl2078()fewM66193838..N/12fW.()20782F118.61222()211611501..N/mm2160N/mm2f)()22(1.22f（4）节点板尺寸：办法同前，如图13所示N，取l=375mmlwwwff.fhlew.2f.()20782F2()2641202.N/mm2160N/mm2f)()22(f（3）中竖杆与节点板连接焊缝计算：N=0kNf焊缝长度l40mm，取l=60mmww（4）斜杆J2与节点板连接焊缝计算23，取l=100mmlww13，取焊缝长度l=60mm`wN16，取l=300mmlwwwff23，取l=90mmw1249.6mml48mm，`w取=60mml`w支座底板计算：支座反力取加劲肋宽度为80mm，考虑底板上开孔，按构造规定取底板尺寸为280mm400mm，偏安全地取有加劲肋部份底板承受支座反力，则承压面积为A(2)59920mm2c验算柱顶混凝土抗压强度：R552.01103满足).N/922.N/962fAnc底板厚度按支座反力作用下弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相邻边自由板，每块板单位宽度最大弯矩为M22式中底板下平均应力，=9.2N/mm2两边支承对角线长，=(14014/2)21002166.4mm22/bb决定。为两边支承焦点到对角线垂直距离。由相似三--------系数，由2222166.4角形关系，得=84.1mmb2b/2=0.46，查表得＝0.05762NmmM=0.05769.2166.4＝14672.92底板厚度=20.2mm，取t=25mm6M/f614672.9/215（2）加劲肋与节点板连接焊缝计算：偏安全地假定一种加劲肋受力为支座反力1/4，则焊缝受力552.01103V13810N34MVe1381034576555106..N设焊缝尺寸为6mm，焊缝长度210mm，N10363N/mm22hl20.76()fewM64.931020.76(20016)693.57N/mm2Wf2F66.1061207621032()2())2()2128.3N/mm2N/mm2(f1.20.76f..加劲肋高度不不大于210mm即可（3）节点板加劲肋与底板连接焊缝计算：设底板连接焊缝传递所有支座反力R=552.01kN节点板、加劲肋与底板连接焊缝总长度:l2(30016)4(1001620)824mmw设焊缝尺寸8mm，验算焊缝应力R552.01103，满足规定.055N/21l.h1.0.78fe