钢结构课程设计钢屋架设计书

钢结构课程设计-钢屋架设计书1、钢屋架设计书姓名：周亚男学号：3041212234学院：水建院专业：土木工程指导教师：吴英总分：2021届钢结构课程设计塔里木大学教务处制名目一、设计资料.1二、屋架尺寸及结构形式与选型.2三、荷载计算31.永久荷载.32.可变荷载.33.内力计算.43.荷载组合.6四、节点荷载.6五、杆件设计.61.上弦杆.82.下弦杆.93.斜腹杆.9六、节点设计131.屋脊节点G.132.下弦节点C.143.上弦节点B.154.支座节点A.165.参考资料186.致谢19附录：钢屋架施工图第0页梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料1、屋面坡度：1：102、屋车间柱网布置：长度90m；柱距6m；跨度18m32、、面材料：预应力大型屋面板4、荷载1］永久荷载：屋面SBC防水层0.4KN/m水泥砂浆找平层0.4KN/m保温层0.45KN/m一毡二油隔气层0.05KN/m水泥砂浆找平层0.3KN/m预应力大型屋面板1.45KN/m屋架及支撑自重0.318KN/m2）可变荷载：积灰荷载标准值1.3KN/m2屋面活荷载标准值0.7KN/m3〕材质：Q235钢，焊条E43型，手工焊5、基本要求1〕据给定要求设计单跨厂房钢屋盖。设计时间规定为一周，设计内容包括支撑布置、屋架设计就。要有完好的设计计算书一份〔A4纸打印〕、和屋架施工图一张〔A0图纸打印〕。2］单跨厂房钢屋盖具体设计内容要求屋架形式:梯形屋架,屋架跨13、8m,屋架间距6m,厂房长度90m.3〕其他资料屋架支撑于钢筋混凝土柱上，钢筋混凝土强度等级为C30。梯形屋架采纳1.56m地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下第11页底板计算支座反力kNFR38.36723.6166????依据构造要求，取底板尺寸为。锚栓采纳，并用图示U形缺280nlm380mm?2M24口。柱采纳C30混凝土，。2314mm/N.fc?作用于板底的压应力为：满足223/3.14/83.628019026、1038.367PmmNfmmNARc???????底板被节点板和加劲肋分成4块两相邻边支承板，22112a(140)90161.42mm2????190140b78.06mml61.42???llb78.060.48al61.42??查表得0570.??则底板单位宽度上的最大弯矩mmNpaM??????02,1014442.16183.6057.0221?取〔按厚度取值〕2/310mmNf?tl6^40mm?则需要底板厚度：，取01.1431002.1014466????fMtl6?t加劲肋计算第16页对加劲肋和节点板间的两条竖直焊缝进行验算。设，取焊缝最大计算长度425mm〔实际焊缝mnif627、h?mmhlfw36066060????长度〕kNR8.9342.3754V???mmkNVeM?????5.49245.528.93222322322222222/200/2.38)36067.02108.93()36067.0222.1105.49246()7.02()7.026(mmNfmmNlhVlhMwfwfwff????????????????????满足加劲肋、节点板与底板的连接焊缝计算mmhmmthff8,6165.15.1minmin?????取焊缝的总计算长度：mm)(h)ctb(alfw7648满足228第20页23/200/88.7176487.022.1102.3757.OmmNfmmNlhRwfwff?????????????其余节点略第17页7参考资料山夏志斌.钢结构原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2021.7.⑵刘声扬.钢结构原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2021.7.⑶夏志斌，姚谏.钢结构设计M.北京：中国建筑工业出版社.2021.9.[4]GB50017-2021钢结构设计规范[S].北京：中国打算出版社.2021.[5]GB50009-2021建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社.2021.第18页致谢致谢在这次设计中，吴老师在此次设29、计中给予了许多关心和指教，还有同学也提供了部分关心，故在此向他们表示由衷的感谢。另外设计过程中还参考了一些规范、标准，在此特向有关致谢。第21页弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t〔中级工作制〕。屋架跨度为每端支座中线缩进150,则屋架的计算跨度mm,mmni7700300180003000?????第1页二、结构形式与选型a.18米跨屋架几何尺寸51507.51507.51507.51507.5150AacegBCDFGb4、.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aa+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.462+4.739+1.884-0.462-1.0-1.0+0.812-0.5+7.962+9.279+9.279cegBCDEFGO.51.01.01.01.01.01.0第2页c.O米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力系数Aacegeca+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.65、32-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BCDEFGFEDCBA0.51.01.01.01.01.01.0屋架各杆件的几何尺寸51507.51507.51507.51507.5150AacegBCDFG第3页全跨荷载作用下屋架各杆件内力组合值内力系数中=1〕内力值〔KN〕杆件左半跨右半跨左半跨右半跨AB0.0000.0000.0000.000BC-6.221-6.221-38第12页0.91-380.91CD-6.221-6.221-380.91-380.91DE-8.993-8.993-559.64-559.64EF-8.993-8.993-559.64-559.64上弦FG-9.102-9.102-557.32-557.32ac+3.470+3.470+212.47+212.47ce+7.962+7.962+487.51+487.51下弦eg+9.279+9.279+568.15+568.15aB-6.502-6.502-398.12-398.12Bc+4.739+4.739+290.17+290.17cD-3.382-3.382-207.08-207.08De+l.87、84+1.884+115.36+115.36eF-0.690-0.690-42.25-42.25斜腹杆Fg-0.462-0.462-28.29-28.29aA-0.500-0.500-30.62-30.62CcT.000-1.000-61.23-61.23Ee-l.000-1.000-61.23-61.23竖杆Gg+0.812+49.72+49.72三.支撑布置厂房长度为，故仅在房屋两端部开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及90nl跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余为柔性系杆。第4页上玄支撑布置图下玄支撑布置图第5页屋架8、垂直支撑图四.屋架节点荷载屋面坡度较小，故对全部荷载均按水平投影面计算〔风荷载为风吸力，且本设计为屋盖，故不考虑〕1〕永久荷载：屋面SBC防水层0.4KN/m水泥砂浆找平层0.4KN/m保温层0.45KN/m一毡二油隔气层0.05KN/m水泥砂浆找平层0.3KN/m预应力大型屋面板L45KN/m屋架和支撑自重0.12+0.01118=0*3KN/m合计23683mkN.2）可变荷载：积灰荷载标准值1.3KN/m2屋面活荷载标准值0.7KN/m合计202mkN.3〕荷载的组合荷载组合按全跨永久荷载第13页和全跨可变荷载计算。对跨中部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号，实行将跨度中央每侧各两斜腹杆〔图中9、杆〕均按压杆掌握ggHHiF、、第6页长细比，故不再考虑半跨荷载作用的组合。由可变荷载效应掌握的内力组合计算：永久荷载：G1.2?二屋面活荷载：Q1L4?二屋面积灰荷载：Q2L40.9??2二、二节点荷载设计值：由永久荷载效应掌握的内力组合计算：取永久荷载：G1.35?二屋面活荷载：Q111.40.7???=.屋面积灰荷载：Q21.40.9??2二、二节点荷载设计值为：故应取节点荷载设计值kNF23.61?用力学求解器求得各杆件力学10系数Aa+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.4五.杆件截面选择按腹杆最大内力，查表钢,选中间节点板kNNaB12.398）502.6（23.61?????7.6厚度为,支座节点板厚度为。mml0mml2第7页1〕上弦杆整个上弦杆采纳等截面，按最大内力计算。kNNFG32.557）102.9（23.61?????cmlx75.1500?cmly5.311、010?假定，查附表1.2,,50??cm856.0??则cmfNArpqOO.2110310856.01032.55723???????cmlixxreq02.35075.1500????cmliyyreq03.6505.3010????由附表10选用2L110708,短肢相并。,,o288.2794.132Acm???cmix98.1?cmiy34.5?截面验算：满第14页

??150L7698.175.1500???????xxxil、一、一H-

酒、一H-

酒足??15046.5634.55.3010???????yyyil双角钢T形截面绕对称轴〔y轴〕应按弯扭屈曲计算换算长细比yz?,、一H-

酒12、056.075.138110101??????bltbyxyyz?????故取，查附表1.2,1.76max??x??698.0??满足13、1.23000???????xxxil满足??35016536.58850???????yyyil满足223/31099.2661028.211015.568NmmNfAn????????3］腹杆杆：aB,。kNNaB12.398)502.6(23.61?????cmlHyx0.25300???假定，查附表1.2,100??555.0??22314.2310310555.01012.398cmfNA???????S附表10选用2L125808长肢相并。第9页，，298.3199.152Acm???cmix28.2?cmiy20.3?满JE??15011128.22530???????xxxil满14、足？？1507920.32530???????yyyil故由，查附表1.2,得111?x?487.0??满足223/31063.2551098.31487.01012.398ANnmiNf????????杆：Be,kNNBcl7.290)739.4(23.61?????o第15页cmllcmllyx3.261,4.2093.2618.08.000??????2234.9103101017.290cmfNA?????选用2l_,查附表9,,563?2nA26.1412.28cm???,oxil.94cm?cmiy97.2?满足??3508.10794.14.2090???????xxxil满足??35088915、7.23.2610???????yyyil满足223/3103.2361028.121017.290NmmNfAn????????杆：cD,kNNcD08.207)382.3(23.61????,ocmllxl.2294.2868.08.00????cmHy4.2860??假定,查附表1.2,100??555.0??22304.1210310555.01008.207cmfNA???????M10页选用2L638,查附表9,,204.1952.92Acm???cmix90.1?cmiy02.3?满足?？15012190.11.2290???????xxxil满足?？1TOC\o"1-5"\h\z16、0???????yyyil故由，查附表1.2,得121max??x??432.0??满足2223/310/55.2051032.23432.01008.207ANmmNfmmN????????杆：De,kNNDe36.115)884.1(32.61????,ocmllxl.2294.2868.08.00????cmlly4.2860??2237.3103101036.115cmfNA?????选用l_,贝(,2565?2A10.84cm?xil.72cm?cmiy69.2?满足350][2.13372.11.2290???????xxxil满足350][5.10669.24.2860???????17、yyyil223/31042.1061084.101036.115ANmmNf????????ff：eFkNNDe62.42)696.0(32.61?????,cmllx2504.3128.08.00????cmlly4.3120??假定,查附表1.2,100??555.0??2235.210310555.01062.42cmfNA???????®11页选用第16页2L,查附表9,563?,,o2nA26.1412.28cm???xil.94cm?cmiy97.2?满足150][9.12894.1250??????x满足??1506.10597.24.3120???????yyyil故由，查附表1.218得9.128max??x??392.0??满足2223/310/54.881028.12392.01062.42ANmmNfmmN????????gG杆kNNDe72.49)812.0(32.61?????cmll1.2602899.09.00????ft21_十字相连，查附表9,,563?2nA26.1412.28cm???cmix45.20?满足350][2.10645.21.260000???????xxil满足2223/310/49.401028.121072.49NmmNfmmNAn????????s杆：cCeE淇内力值大小相同，选用长细比较kNNNeEcC23.61)0.1(23.19、61??????大的竖杆进行设计，则可保证其它竖杆的安全可靠性。，内力较kNNeE23.61??cmHcnillyx259,2.2072598.08.000??????小，用1_,则，，。2565?2A10.84cm?xil.72cln?69.2?yi满TOC\o"1-5"\h\z足??1505.12072.12.2070???????xxxil满足？？1503.9669.22590???????yyyil故由，查附表L2,得5.120max??x??437.0??第12页满足223/3101791084.10322.01053.62ANmmNf????????aA杆kNNaB62.30)5.0(23.61?????依据布置20、螺栓的要求，端竖杆最小应当选用I-的角钢，采纳十字行截面，2635?,。2A12.28mm?cmix45.20?端竖杆：aAcmlxl.1791999.00???满足150][1.7345.21.179???????xooxoil故，查附表1.2,得1.730max??x??732.0??满足第17页223/31006.341028.12732.01026.30ANmmNf????????A.节点设计1〕屋脊节点竖杆gG杆端焊缝按构造取和为和。上弦与节点板的连接缝，角钢肢背fhwl5mm80mm采纳塞焊缝，并假定仅承受屋面板传来的集中荷载，一般可不作计算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力的进行计算，即。15%kN21、60.8332.55715.0N15.ON?????其产生的偏心矩mmNNe???????5852000701060.83M3现取节点板尺寸如下图。第13页设肢尖焊脚尺寸则焊缝计算长度验算肢尖焊mmhf62?mmlwl835622021?????缝强度：满足22232222222222/200/87,115)18367.021060.83()18367.0222.158520006()7.02()7.026(mmNfmmNlhNlhMwfwfwff?????????????????????拼接角钢采纳与上弦相同截面，热弯成型。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受内力计算。设角焊缝焊脚尺寸mmthf22、82102?????则接头一侧需要的焊缝计算长度：m