《钢结构设计书》word版

/钢结构设计书框架选型屋架支撑系统布置荷载计算、组合及内力计算杆件截面设计与计算结点板设计施工图专业：建筑工程班级：99建筑工程学生：框架选型湖南省XX厂单层装配车间，平面尺寸：21mx120m；车间内设有中级工作制桥式吊车，故选用钢筋混凝土排架结构：柱底与基础的连接形式为刚结结点；柱顶与屋架的连接形式为铰结结点。由于平面纵向长度超过55m，故应在正中设置施工缝，施工缝的处理采用双柱形式，具体平面布置及简图详见图一。屋架支撑系统布置三、荷载计算设计资料湖南省XX厂装配车间，平面尺寸：21mx120m，柱距：7.2m。由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，未考虑起拱时的上弦坡度I=1/10。屋架跨度L=21m,每端支座中线缩进0.15m，计算跨度L0=L-2x0.15=20.7；端部高度取H0=2.m；腹杆形式为人字形；钢材采用Q235-B钢，钢材强调设计值取f=215N/mm2；焊条为E43系列，手工焊。2、荷载及杆件内力计算屋面活荷载取雪荷载的0.5kN/m2，由于本设计的坡度为1/10小于0.3，故可不考虑风荷载。屋架沿水平方向投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（ PW=0.117+0.011x跨度）计算，跨度单位为m。恒荷载：预应力混凝土大型屋面板：1.5kN/m2;三毡四油防水层：0.3kN/m2100mm厚泡沫混凝土保温层：0.8kN/m2屋架和支撑自重：0.117+0.011x21=0.348kN/m2合计：2.948kN/m2活荷载：活载或雪载：0.5kN/m2积灰荷载：0.3kN/m2合计：0.8kN/m2荷载组合1)全跨永久荷载+全跨可变荷载按可变荷载效应控制的组合Fd=(1.2x2.948+1.4x0.5+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=41.56KN按永久荷载效应控制的组合Fd=(1.35x2.948+1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=43.63KN取P=44KN2)全跨永久荷载+半跨可变荷载 P1=1.2x2.948x1.5x7.2=31.84KNP2=(1.4x0.5+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=9.7KN3)全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=1.35x2.948x1.5x7.2=35.82KNP4=(1.4x0.5x0.7+1.4x0.9x0.3)x1.5x7.2=7.81KN内力计算详见表一。四、杆件截面设计与计算杆件几何尺寸、内力图及节点示意图杆件截面选择上弦杆EFNmax=-529.892KN计算长度lox=150.8cmloy=2×150.8=301.6cm需要:An截面选取2∟100×80×10(短肢相并)A=2×17.2=34.4cm2ix=2.35cmiy=4.85cm验算：λλ查表：φ=0.785δ≥下弦杆deNmax=534.16KN计算长度lox=300cmloy=2×300=600cm需要:An截面选取2∟100×80×8(短肢相并)A=2×13.9=27.8cm2ix=2.37cmiy=4.81cm验算：λλδ竖杆①支座竖杆AaN=-308KN计算长度lox=loy=200cm假设λ=80，查表φ=0.688An≥截面选取2∟80×8A=2×12.3=24.6cm2ix=2.44cmiy=3.77cm验算：λλ查表：φ=0.679

δ≥②BbN=-44KN计算长度lox=0.8×213.5=170.8cmloy=213.5cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.691δ≥③DcN=-44KN计算长度lox=0.8×243.5=194.8cmloy=243.5cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.617δ④FdN=-44KN计算长度lox=0.8×273.5=218.8cmloy=273.5cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.55δ⑤中竖杆HeN=59.708KN计算长度lox=0.9×303.5=273.2cmloy=303.5cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλδ（4）斜腹杆①AbN=323.224KN计算长度lox=0.8×241.3=193cmloy=241.3cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλδ②CbN=-267.872KN计算长度lox=0.8×273.3=218.64cmloy=273.3cm截面选取2∟80×8A=2×12.3=24.6cm2ix=2.44cmiy=3.77cm验算：λλ查表φ=0.624δ③CcN=185.46KN计算长度lox=0.8×273.3=218.64cmloy=273.3cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλδ④EcN=-128.392KN计算长度lox=0.8×298.9=239.1cmloy=298.9cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.486δ⑤EdN=66.22KN计算长度lox=0.8×298.9=239.1cmloy=298.9cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλδ⑥GdN=-24.6384KN计算长度lox=0.8×325.2=260.2cmloy=325.2cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.432δ⑦GeN=-44.2329KN计算长度lox=0.8×325.2=260.2cmloy=325.2cm截面选取2∟70×6A=2×8.16=16.32cm2ix=2.15cmiy=3.33cm验算：λλ查表φ=0.432δ≥五、结点板设计用E43焊条角焊缝的抗拉、抗剪、抗压强度设计值160N/mm2。下弦节点b杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Ab67323.22484.15114158.3180Bb66-4421.828034.9280Cb610-267.87271.79120103．71137下弦杆abbc66327.844肢背：395由腹杆的计算焊缝长度得下弦与结点板焊缝长度为395mm74.11N/mm﹤160N/mm上弦节点CΔN=-431.772-(-181.764)=-250KN，偏心距e=100-22=78mm杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Cb610-267.87271.79120103．71137Cc610185.4653.410578105上弦杆BCCD67250肢尖：360由腹杆的计算焊缝长度得下弦与结点板焊缝长度为360mm120.8N/mm﹤160N/mm屋脊节点H拼接计算：拼接角钢采用与上弦杆相同截面2∟100×80×10，需将拼接角钢削棱和去掉肢的一部分，竖肢需切去Δ=t+hf+5mm=10+6+5=21mm，取Δ=30mm拼接角钢与上弦连接焊缝在接头一侧的总长度（hf=10mmlw共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度：l拼接角钢尺寸取2×200mm。杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆He6659.70825.338043.180下弦拼接点e拼接计算：拼接角钢采用与上弦杆相同截面2∟100×80×8，需将拼接角钢削棱和去掉肢的一部分，竖肢需切去Δ=t+hf+5mm=10+6+5=21mm，取Δ=30mm拼接角钢与上弦连接焊缝在接头一侧的总长度（hf=10mmlw=N共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度：l拼接角钢尺寸取2×200mm。杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆He6659.70825.338043.180Ge66-44.232921.878035.0480Ie66-44.232921.878035.0480下弦杆deef1010534.16肢背：420焊缝长度为420mm69.79N/mm﹤160N/mm支座结点a杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Aa610-30880.75120116.25150下弦杆ab660肢背：180焊缝长度为180mm0N/mm﹤160N/mm支座底板的计算支座反力R=308kN，混凝土强度C25，fc=12所需底板净面积：A锚栓直径取d=25mm，锚栓孔直径为50mm。则所需底板毛面积：A=按构造要求采用底板面积为a×b=28×36=1008cm2垫板采用━100×100×20，孔径26mm。实际底板净面积为：A底板实际应力：q=abb1a1则：M=βqa2=0.056×3.3×219.62=8912所需底板厚度：t≥6×8912215=15.77mm底板尺寸为━280×360×20 加劲肋与结点板的连接焊缝计算：加劲肋高度、厚度节点板相同（━360×180×12），故焊脚尺寸hf取8mm，加劲肋下端切角宽度和切角高度均取为15mm一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力取V=R/4=308/4＝77KN，M=Ve=77000×180/2=6930×103N·m设焊缝hf=8mm，焊缝长度LW=a-c-2hf360-15-16=329mm节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算采用hf=8mmlw=2a+2(b-t-2c)-12hf=2×280+2×(360-12-30)-12焊缝应力计算：δ上弦节点AΔN=-181.764KN，偏心距e=100-22=78mm杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Aa610-30880.75120116.25150Ab610323.22484弦杆AB66-181.764肢尖：250由腹杆的计算焊缝长度得下弦与结点板焊缝长度为250mm158.5N/mm﹤160N/mm上弦节点B、D、F。ΔN=0，按构造取焊缝长度，采用hf=6mm由腹杆的计算焊缝长度得尺寸结点板，节点板长250mm，上弦杆与节点板连接均采用满焊。杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Bb66-4421.828034.9280Dc66-4421.828034.9280Fd66-4421.828034.9280上弦节点GΔN=-529.892-(-521.224)=8.668KN，偏心距e=100-22=78mm杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为△N)肢尖肢背KN（mm)（mm）腹杆Gd66-24.638417.508024.8380Ge66-44.232921.878035.0480上弦杆FGGH668.668肢尖：250由腹杆的计算焊缝长度得下弦与结点板焊缝长度为250mm25.57N/mm﹤160N/mm上弦节点EΔN=-529.892-(-431.772)=-98.12KN，偏心距e=100-22=78mm杆件h轴力N肢尖Lw(mm)选用肢背Lw(mm)选用(其中下弦为