钢结构课程设计：钢屋盖设计任务书(梯形屋架)

钢结构课程设计：钢屋盖设计任务书(梯形屋架)钢结构课程设计学生姓名：学号：所在学院：专业班级：指导教师：201年月钢屋盖设计任务书（梯形屋架）一、设计资料某车间（或厂房）跨度L为96m，柱距为6m，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距为1.5m，屋面坡度为1/10，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地基本风压为0.55kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，柱截面为400mm×400mm。其他设计资料如下：A.跨度编号L（m）A118A221A324A430B.永久荷载B1B2编号20.30.5屋面永久荷载标准值（kN/m）B30.7注：表中给出的永久荷载尚未包含屋架和支撑自重。C.雪荷载编号雪荷载标准值（kN/m2）C10.30C20.55C30.60C40.65C50.70D.积灰荷载D1D2D3厂房类别编号水泥厂烘干房屋面无挡风板1水泥厂机修间屋面有挡风板2水泥厂机修间屋面无挡风板3二、题目分配各班学生在题目分配表中找到自己学号所对应的设计资料并结合各自班级的D组合进行设计。三、设计要求计算书内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。图纸要求符合制图规范和要求，表达应完整。主要图面应包括正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图。在图的左上角绘制屋架简图，并注明杆件几何长度（左半跨）及杆件内力设计值（右半跨）。图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明，如钢材型号、附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。采用A1图纸594mm×841mm。主要参考资料包括：1.戴国欣主编的《钢结构》（第三版）；2.夏志斌和姚谏的《钢结构—原理与设计》；3.张耀春主编的《钢结构设计原理》；4.汪一骏等的《钢结构设计手册（第三版）》；5.建筑结构荷载规范（GB50009—2001）；6.钢结构设计规范（GB50017—2003）；7.建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）。图纸要求规范，表达完整。主要图面应包括正面图、上下弦平面图、侧面图、剖面图以及特殊零件的大样图。在图的左上角绘制屋架简图，注明杆件几何长度和内力设计值。右侧应绘制材料表和相关文字说明，如钢材型号、附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。图纸大小为A1图纸594mm×841mm。主要参考资料包括：戴国欣主编的《钢结构》（第三版）、夏志斌和姚谏的《钢结构—原理与设计》、张耀春主编的《钢结构设计原理》、汪一骏等的《钢结构设计手册（第三版）》、建筑结构荷载规范（GB50009—2001）、钢结构设计规范（GB50017—2003）和建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）。h5300mm，屋架采用梯形结构，上下弦杆均采用矩形钢管Q345B，斜腹杆采用圆钢Q345B，节点采用钢板焊接连接。支撑布置采用对称布置，每个节点处设置一对支座，支座采用橡胶支座。3.荷载和内力计算3.1荷载计算根据国家标准GB50009-2012《建筑结构荷载规范》，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地雪荷载0.65kN/m2，基本风压0.55kN/m2，按照跨度平均分配原则，计算得到荷载大小。3.2荷载组合按照国家标准GB50009-2012《建筑结构荷载规范》的要求，采用组合荷载计算方法，考虑不同荷载组合情况下的最不利状态，计算得到荷载组合。3.3内力计算根据静力学原理，利用有限元软件对屋架结构进行内力计算，得到各杆件的内力大小。4.杆件截面计算4.1上弦根据内力计算结果，采用杆件截面计算公式，计算出上弦杆的截面尺寸，选择合适的矩形钢管Q345B作为上弦杆的材料。4.2下弦根据内力计算结果，采用杆件截面计算公式，计算出下弦杆的截面尺寸，选择合适的矩形钢管Q345B作为下弦杆的材料。4.3斜腹杆B-a根据内力计算结果，采用杆件截面计算公式，计算出斜腹杆B-a的截面尺寸，选择合适的圆钢Q345B作为斜腹杆B-a的材料。4.4斜腹杆B-b根据内力计算结果，采用杆件截面计算公式，计算出斜腹杆B-b的截面尺寸，选择合适的圆钢Q345B作为斜腹杆B-b的材料。4.5斜腹杆C-b根据内力计算结果，采用杆件截面计算公式，计算出斜腹杆C-b的截面尺寸，选择合适的圆钢Q345B作为斜腹杆C-b的材料。5.节点设计5.1下弦节点采用钢板焊接连接方式，设计下弦节点的连接板和连接角钢的尺寸，保证节点的强度和稳定性。5.2上弦节点采用钢板焊接连接方式，设计上弦节点的连接板和连接角钢的尺寸，保证节点的强度和稳定性。5.3屋脊节点采用钢板焊接连接方式，设计屋脊节点的连接板和连接角钢的尺寸，保证节点的强度和稳定性。5.4支座节点采用橡胶支座连接方式，设计支座的尺寸和材料，保证支座的承载能力和稳定性。6.参考资料1.国家标准GB50009-2012《建筑结构荷载规范》2.国家标准GB50017-2017《钢结构设计规范》3.《钢结构设计手册》钢结构课程设计本课程设计中，需要满足不同截面要求，并进行相应的验算和设计。下面对设计过程进行详细说明。2.31根据要求，计算得到截面参数后，按照相应的表格进行选择，然后进行验算。具体计算过程如下：对于截面参数，根据公式0.48l=0y=0.48×251.8b2/56=9.33，可以得到满足要求。然后按照公式t=6b/5.6=1.09b，计算得到λyz=λy(1+22)=87×(1+1.09×5.64)=91>λy=88，再根据公式λyz按b类表附表4.2得φ=0.614。最后计算得到σ=N/φA=204500/(0.614×1712)=194.5N/mm2<215N/mm2，符合要求。4.4对于斜腹杆B-b，根据内力大小和受压杆长细比，可以选择2L56×4截面。然后进行验算，计算得到σ=N/A=154500/8.78=176N/mm2<215N/mm2，符合要求。最后填板每个节间放一块，la=104cm<80i=40×1.73=138.4cm。4.5对于斜腹杆G-d，根据内力大小和受压杆长细比，可以选择2L56×4截面。然后进行验算，计算得到σ=N/A=26.56kN/10.16cm2=261.7N/mm2<215N/mm2，符合要求。最后填板放三块，la=45.5cm<40i=54.4cm。5节点设计针对不同节点的设计，需要考虑焊缝长度和强度。具体设计过程如下：5.1下弦节点b先计算腹杆与节点板的连接焊缝，根据要求取肢背和肢尖的焊脚尺寸分别为hf1=5mm和hf2=4mm，所需焊缝长度为2/3×154.5×103+2×5=102mm，为考虑起灭弧缺陷，取110mm肢背。根据构造要求，底板面积采用28cmx28cm，即784cm2。计算所需底板毛面积，其中锚栓直径d取20mm，锚栓孔直径为50mm，得到A=190cm2。实际底板净面积为724cm2，底板实际应力为2.57N/mm2。计算加劲肋与节点板连接焊缝的应力，其中一个加劲肋的连接焊缝所受内力为V=46.48kN，M=325.36kN?cm。加劲肋高度、厚度与中间节点板相同，即338mmx140mmx8mm，采用hf=6mm。对V，验算焊缝应力