学士厂房梯形钢屋架课程设计计算书

课程设计成果说明书题目：梯形钢屋架课程设计学生姓名：学号：学院：船舶与建筑工程学院班级：指导教师浙江海洋学院教务处浙江海洋学院《课程设计成果说明书》规范要求课程设计说明书是课程设计主要成果之一，一般在2000～3000字。1．说明书基本格式版面要求：打印时正文采用5号宋体，A4纸，页边距上、下、左、右均为2cm，行间距采用固定值20磅，页码底部居中。文中标题采用4号宋体加粗。2．说明书结构及要求（1）封面（2）课程设计成绩评定表（3）任务书(指导教师下发)（4）摘要摘要要求对内容进行简短的陈述，一般不超过300字。关键词应为反映主题内容的学术词汇，一般为3-5个，且应在摘要中出现。（5）目录要求层次清晰，给出标题及页次。最后一项为参考文献。（6）正文正文应按照目录所确定的顺序依次撰写，要求论述清楚、简练、通顺，插图清晰整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。（7）参考文献钢结构课程设计.设计资料料某厂房总长度1102m，跨跨度27m，纵向柱柱距9m。结构形式：钢筋筋混凝土柱柱子，梯形形钢屋架。柱柱的混凝土土强度等级级为C30，截面300Χ300mmm。屋面边边缘高度为为234ccm屋面坡坡度i=1//10；地区计计算温度高高于－200℃，无侵蚀蚀性介质，地地震设防烈烈度为7度，厂房房内设有2台200//50中级级工作制吊吊车，轨顶顶标高为8.5000。屋架形式及荷载载：屋架形形式、几何何尺寸及内内力系数（节节点荷载P=1..0作用下杆杆件的内力力）如图所所示。屋架架采用的钢钢材、焊条条为：Q3390钢，焊焊条为E50型。屋盖结构及荷载载无檩体系：采用用1.5××9.0m预应力混混凝土屋面面板（考虑虑屋面板起起系杆作用用）；荷载：屋架及支撑自重重：按经验验公式，qq=0.122+0.0011L，L为屋架跨跨度，以m为单位，q为屋架及及支撑自重重，以KN/m2为单位；；屋面活荷载：施施工活荷载载标准值为为1.0KKN/m2，雪荷载载的基本雪雪压标准值值为S0=0.300KN/m2，施工活活荷载与雪雪荷载不同同时考虑，而而是取两者者的较大值值；积灰荷荷载为1..2KNN/m2，屋面各构造层的的荷载标准准值：三毡四油油（上铺绿绿豆砂）防防水层0..2KN//m2水泥砂浆浆找平层0.4KNN/m2保温层0.555KN/m2一毡二油油隔气层0.022KN/m2水泥砂浆浆找平层0.155KN/m2预应力混混凝土屋面面板1.8KKN/m2结构形式与布置置屋架形式及几何何尺寸如图图所示图1屋架几何尺寸根据厂房长长度99m、跨度及及荷载情况况，设置三三道上、下下弦横向水水平支撑。梯梯形钢屋架架支撑布置置图如图所所示。图2SC－上弦支撑；XXC－下弦支支撑；CC－垂直支支撑；GG－刚性系系杆；LG－柔性系系杆；GWJ－钢屋架架荷载计算永久荷载设计值值：g＝1.2×（0..2+0..4+0..55+00.15++1.8++0.4117）＝4.22KKN/m2可变荷载设计值值：q＝1.2×（1.0++1.2）＝2.64KNN/m2设计屋架时，应应该考虑一一下三种荷荷载组合：：全跨永久荷载++半跨可变变荷载全跨节点永久荷荷载＝4.22××1.5××9＝56.997KNN半跨节点点可变荷载载＝2.64×1..5×9＝35.664KNN全跨屋架（包括括支撑）自自重+半跨屋面面板自重+半跨屋面面可变荷载载全全跨节点屋屋架自重＝0.50×1.55×9＝6.755KN半跨节点点屋面板自自重及活荷荷载＝（2.16++2.644）×1.55×9＝64.88KN①①、②为使用节节点荷载情情况，③为施工阶阶段荷载情情况。内力计算屋架架在上述三三种荷载组组合作用下下的计算简简图如下图图所示：有图图解法或数数解法解得得F＝1的屋架各各杆件的内内力系数（F＝1作用用户户全跨、左左半跨和右右半跨）。然然后求出各各种荷载情情况下的内内力进行组组合，计算算结果如下下表所示。PAGE6表2内内力组合表表杆件名称杆力系数P=11使用阶段施工阶段计算杆力/kK组合项目*（3）*（1）*（2）*（3）*（1）*（2）左半跨右半跨全跨全跨恒载在左半跨在右半跨全跨恒载在左半跨在右半跨（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）上弦AB0000000000（4）+（5）+（6）BD-7.39-2.99-10.38-605.366-275.355-111.411-75.67-490.844-198.599-992.12（4）+（5）+（6）DF-11.24-5.11-16.35-953.533-4118.880-167.40-119.19-744.53-339.41-1539.73（4）+（5）+（6）HI-12.52-8.58-21.1-1230.555-466.49-319.69-153.82-829.32-569.88-2016.733（4）+（5）+（6）FH-12.52-6.95-19.47-1135.499-466.49-227.68-141.94-831.57-460.09-1829.666（4）+（5）+（6）IK-11.620018.580-20.201178.066-432.966-319.699-146.655-771.800-569.8881930.711（4）+（5）+（6）杆件名称杆力系数P=11使用阶段施工阶段计算杆力/kK组合项目*（3）*（1）*（2）*（3）*（1）*（2）左半跨右半跨全跨全跨恒载在左半跨在右半跨全跨恒载在左半跨在右半跨（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）下弦ab+4.20+1.575.77336.51156.4958.4942.06278.96104.27551.49（4）+（5）+（6）bc+9.64+4.0213.66796.65359.18149.7899.58640.28267.011305.61（4）+（5）+（6）cd+12.09+6.0518.141057.922450.47198.19132.24803.02401.841706.58（4）+（5）+（6）de+12.35+7.7420.091171.644460.16253.56146.45820.28514.091885.366（4）+（5）+（6）ef+9.74+9.7419.481136.077362.98319.08142.01646.93646.931818.06（4）+（5）+（6）斜腹杆aB-8.16-2.95-11.11-647.93-304.04-109.92-80.99-541.98-195.93-1061.899（4）+（5）+（6）Bb6.14+2.618.75510.3228.7797.2563.78407.81173.36836.32（4）+（5）+（6）bD-4.84-2.23-7.07-412.32-180.33-83.09-51.54-321.47-148.12-675.74（4）+（5）+（6）Dc+3.27+2.255.52321.93121.8483.8340.24217.93149.45527.60（4）+（5）+（6）cF-2.09-2.21-4.3-250.77-68.46-82.34-31.34-138.81-146.78-401.57（4）+（5）+（6）杆件名称杆力系数P=11使用阶段施工阶段计算杆力/kK组合项目*（3）*（1）*（2）*（3）*（1）*（2）左半跨右半跨全跨全跨恒载在左半跨在右半跨全跨恒载在左半跨在右半跨（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）斜腹杆Fd+0.84+2.01+2.85+163.29931.2974.8920.7755.79133.50269.47（4）+（5）+（6）dH+0.27-2.02-1.57-102.066+10.06-75.26-12.75+17.93-134.17-177.3225.18（7）+（8）(4)+(6)He-1.29+1.74+0.45-26.24-48.06+64.83+3.28-85.68115.57-82.40+118.855（7）+（8）(7)+(9)eg+3.26-2.01+1.25+72.90+121.477-74.89+9.11+216.533-133.50-124.399225.64（7）+（9）(7)+(8)gk+2.95-2.03+0.92+53.65+109.911-75.63+6.71+195.944-134.833202.65128.12(7)+(8))（7）+（9）gl-0.530-0.53-30.90-19.740-3.86-35.200-50.64（4）+（5）竖杆Aa-0.50-0.5-29.16-18.630-3.64-33.210.00-47.79（4）+（5）GdCbEc-1.00-1-58.32-37.260.00-7.29-66.420.00-95.58（4）+（5）Ie-1.30-1.3-75.82-48.440-9.48-86.340-124.266(4)+(5)kf0000.000.000.000.000.000.0005杆件设计1.上弦杆设计整个上弦杆采用用等截面，按HJ杆件的最大设计内力设计，即N＝-20166.73KN上上弦杆计算算长度：在屋架平面内：：为节间轴轴线长度，即m在屋架平面外：：本屋架为为无檩体系系，并且认认为大型屋屋面只起到到刚性杆作作用，根据据支持布置置和内力变变化情况，取l0y为支撑点间的距离，即m根根据屋架平平面外上弦弦杆的计算算长度，上上弦杆界面面选用两个个不等肢角角钢，短肢肢相并。如如图所示。图4上弦杆截面复杆最大内力NN＝-10611.89KKN，查表2.5，中间节节点板厚度度选用16mm，支座节节点板厚度度选用18mm。设，查表Q3900钢的稳定定系数表，可可得（由双双角钢组成成的T形和十字字形截面均均属于b类），则则需要的截截面积为需需要的回转转半径：，根根据需要A、、查角钢规规格表，选选用2200×215×16，肢背间间距，则，，按所选角角钢进行验验算：满足长细比≤[[λ]＝350的要求。由由于，只需需要求。查查表则＜所以所选选截面符合合要求。2.下弦杆设计整整个下弦杆杆采用同一一截面，按按最大内力力所在的杆杆计算。NN＝18855.36KKN，，（因为跨跨中有通长长系杆），所所需截面为为选用2160×100×12，因因为，故用用不等肢角角钢，短肢肢相并，如如图所示。图5下弦杆截面，，，故所选的截面符符合要求。3.斜斜腹杆aB杆杆件轴力：：N＝-10611.89KKN计计算长度：：因因为，故采采用不等肢肢角钢，长长肢相并，使使，选用2140×90×12，如图所所示。图6端斜杆aBB的截面图图则，，，因为，只需要求求，查表的的，则所选截面适合。4.竖杆le杆件轴力：NN＝-124.261KN,。选选用263×8；，，；由于，只需要求求。查表则＜所以所选选截面符合合要求。架杆件截面选择择表名称杆件编号内力/kN计算长度/cmm截面形式和规格格截面面积/回转半径/cmm长细比容许比细长【】稳定系数计算应力上弦HI-1930.911150.8310.62L200*2215*11699.473.429.8843311500.795255下弦de+1885.33630014852L160*1100*11260.112.517.92106188350320斜腹杆Ba-1061.889284.7284.72L140*990*1252.804.443.8464741500.795320Bb+836.322232.8291.02L125*8839.403.885.417554350273bD-675.744254.5318.12L110*11042.523.384.9394651500.595267Dc527.6253.7317.12L110*11042.523.384.939464350209cF-401.577275.7344.92L100*6623.863.104.29111801500.561300Fd269.47271.2339.02L90*621.272.794.0512184350286dH-177.322297.8372.32L90*621.272.794.05133921500.324223He-82.4188.85289.0361.32L70*513.752.163.241341221500.320187270eK-128.122202.65391.2289.02L90*12220.312.714.4901101500.208303100Lg50.64176.56220.72L70*513.752.163.23102680.51968竖杆Aa-47.79188235.02L50*59.611.532.45153961500.298167Cb-95.58212256.62L70*513.752.163.23123821500.452154Ec-95.58236265.02L70*513.752.163.23136911500.452192Gd-95.58260295.02L70*513.752.163.231501011500.308225Ie-124.266284325.02L63*819.031.903.261491091500.197331Jg-95.58142355.02L50*59.611.533.26116720.459217Kf0斜平面=2977.92L63*819.036.节点设计下弦节点c设计计各个杆件的内力力由内力表表查得。设设计步骤：：由腹杆内内力计算腹腹杆与节点点板连接焊焊缝的尺寸寸，即和，然后根根据的大小小按比例绘绘出节点板板的形状和和尺寸，最最后验算下下弦杆与节节点板的连连接焊缝。用E50型焊条角角焊缝的抗抗拉、抗压压和抗剪强强度设计值值。设“aB”杆的肢背背和肢尖焊焊缝和，则所需需的焊缝长长度为（按按等肢角钢钢连接的角角焊缝内力力分配系数数计算）肢背：，取。肢尖：，取。其他腹杆所需焊焊缝长度的的计算这里里不再赘述述，现将计计算结果列列于表中，未未列入表中中的腹杆均均因杆力很很小，可按按构造取值值。腹杆杆端焊缝尺尺寸杆件名称设计内力/kNN肢背焊缝肢尖焊缝aB-1061.8991881412412Bb836.32137149612bD-675.74137148312Dc527.60114147112cF-401.571806896Fd269.471306686dH-177.322956536gK202.651056576Ie-124.266756446CbEcGd-95.58646406He118.85736436下弦节点“b”按上表所列Bbb和bD杆所需焊焊缝长度，按按比例绘制制节点详图图，从而确确定节点板板的形状和和尺寸（见见下图）由图中量出下弦弦与节点板板的焊缝长长度为4440mm，设设焊缝尺寸寸，焊缝承承受节点左左右弦杆的内内力差，受受力较大的的肢背处的的焊缝应力力为焊缝强度满足要要求，该节节点如下图图所示。图7下弦节点“b”2)上弦节点“B”由表所列腹杆杆杆Ba和bB所需的焊焊缝长度，确确定节点形形状和尺寸寸。量得上上弦与节点点板的焊缝缝长度为425mmm，设，因节节点板伸出出上弦肢背背15mm，故弦杆杆与节点板板的4条焊缝共共同承受节节点集中荷荷载,和弦杆内内力差的共共同作用。忽忽略P对焊缝的的偏心并视视其与上弦弦垂直。则则上弦肢背背的焊缝应应力为：满足要求。图8上弦节点“B”3)屋脊节点“K”（1）拼接角钢采用用与上弦相相同的截面2L2000*2115*16。设两者者间的焊脚脚尺寸为14mm，竖直肢肢应切去。按上上弦杆力，计计算拼接角角钢与上弦弦的焊缝，节节点一侧每每条焊缝计计算长度为为拼接角钢的长度度，拼接角角钢长度取取600mm。（2）上弦与节点板板间焊缝计计算上弦与节点板之之间在节点点两侧共8条焊缝，共共同承受节节点载荷P与两侧上上弦内力的的合力。近近似的取值值，该力的的合力数值值为：设焊缝焊脚尺寸寸为8mm，每条焊焊缝所需长长度为：满足要求。图9屋脊节点“I”4)支座节点“a”（1）底板承受屋架的的支座反力力R=100P=9555.8kkN，柱采用C30混凝土，其其轴心抗压压强度设计计值，锚栓栓直径为d=25mmm，锚栓栓孔