鋼結構課程設計 (3)

1、<p>　　鋼結構課程設計計算書</p><p><b>　　1.設計資料</b></p><p>　　某廠房總長度90m，跨度根據(jù)不同的學號從附表中取，屋蓋體系可從以下所給的類型中選取。縱向柱距6m。</p><p>　　1.結構形式：鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強度等級為C30，屋面坡度i=L/10；L為屋架跨度。地區(qū)計算

2、溫度高于-200C，無侵蝕性介質，屋架下弦標高為18m。</p><p>　　2. 屋架形式及荷載：屋架形式、幾何尺寸及內力系數(shù)（節(jié)點荷載P=1.0作用下桿件的內力）如附圖所示。屋架采用的鋼材、焊條為：用Q235鋼，焊條為E43型。</p><p><b>　　3.屋蓋結構及荷載</b></p><p>　?。?）無檁體系：采用1.5×

3、;6.0m預應力混凝土屋板（考慮屋面板起系桿作用）</p><p>　　荷　　載：①屋架及支撐自重：按經(jīng)驗公式q=0.12+0.011L，L為屋架跨度，以m為單位，q為屋架及支撐自重，以kN/m2為單位；</p><p>　　②屋面活荷載：施工活荷載標準值為0.7kN/m2，雪荷載的基本雪壓標準　值為S0=0.35kN/m2，施工活荷載與雪荷載不同時考慮，而是取兩者的較大值；積灰荷載根據(jù)不

4、同學號按附表取。</p><p>　?、畚菝娓鳂嬙鞂拥暮奢d標準值：</p><p>　　三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.45kN/m2</p><p>　　水泥砂漿找平層 0.7kN/m2</p><p>　　保溫層

5、 kN/m2(按附表取)</p><p>　　預應力混凝土屋面板 1.45kN/m2</p><p>　　2.屋架形勢和幾何尺寸</p><p>　　屋面材料采用大型屋面板1.5×6.0m預應力混凝土屋板，故采用無檁體系平坡梯形屋架。屋架跨度為每端支座中線縮進

6、150，則屋架的計算跨度。</p><p>　　屋架各桿件的幾何尺寸如圖所示。</p><p><b>　　3.支撐布置.</b></p><p>　　廠房長度為，故僅在房屋兩端部開間設置上、下弦橫向水平支撐和屋架兩端及跨中三處設置垂直支撐。其他屋架則在垂直支撐處分別于上、下弦設置三道系桿，其中屋脊和兩支座處為剛性系桿，其余為柔性系桿。<

7、/p><p><b>　　4.屋架節(jié)點荷載</b></p><p>　　屋面坡度較小，故對所有荷載均按水平投影面計算（風荷載為風吸力，且本設計為重屋蓋，故不考慮）：</p><p><b>　　永久荷載標準值：</b></p><p>　　三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 </p>

8、;<p>　　水泥砂漿找平層 </p><p>　　保溫層 </p><p>　　預應力混凝土屋面板 </p><p>　　屋架和

9、支撐自重 0.12+0.011×18=0.318</p><p>　　合計 </p><p><b>　　可變荷載：</b></p><p>　　施工活荷載標準值

10、 </p><p>　　雪荷載標準值 </p><p>　　屋面積灰荷載 </p><p>　　荷載組合按全跨永久荷載和全跨可變荷載計算。對跨中部分斜腹桿因半跨荷載可能</p><p&g

11、t;　　產(chǎn)生的內力變號，采取將跨度中央每側各兩斜腹桿（圖中桿）均按壓桿控制長細比，故不再考慮半跨荷載作用的組合。</p><p>　　由可變荷載效應控制的內力組合計算：取永久荷載，屋面活荷載，屋面積灰荷載，則節(jié)點荷載設計值為：</p><p>　　由永久荷載效應控制的內力組合計算：取永久荷載，屋面活荷載，屋面積灰荷載，則節(jié)點荷載設計值為：</p><p>　　故應取

12、節(jié)點荷載設計值</p><p>　　全跨永久荷載+半跨可變荷載</p><p><b>　　全跨永久荷載</b></p><p><b>　　半跨可變荷載</b></p><p><b>　　5.屋架桿件內力.</b></p><p>　　內力設計值如下

13、表1:</p><p><b>　　6.桿件截面選擇.</b></p><p>　　按腹桿最大內力，查表鋼，選中間節(jié)點板厚度為，支座節(jié)點板厚度為。</p><p><b>　　6.1上弦桿</b></p><p>　　整個上弦桿采用等截面，按最大內力計算。</p><p>&

14、lt;b>　　，。</b></p><p>　　假定， 查附表4.2，，</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　由附表7.6選用2 L125×80×10，短肢相并。</p>

15、<p><b>　　，，。</b></p><p>　　截面驗算： 滿足</p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　雙角鋼T形截面繞對稱軸（y軸）應按彎扭屈曲計算換算長細比</p><p><b>　　，則</b></p>&

16、lt;p>　　故取， 查附表4.2，</p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　填板每個節(jié)間放一塊 滿足</p><p><b>　　6.2下弦桿</b></p><p>　　整個下弦桿采用等截面，按最大內力計算。</p><p><b>

17、;　　，。</b></p><p>　　由附表7.6選用2 L125×80×8，短肢相并。</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足</b></p><

18、;p><b>　　滿足 </b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放一塊</b></p><p><b>　　6.3腹桿</b></p><p><b>　　6.3.1桿：</b></p><p><b>　　，。</

19、b></p><p>　　假定， 查附表4.2，</p><p>　　由附表7.6選用2 L125×80×10長肢相并。</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足&

20、lt;/b></p><p>　　故由， 查附表4.2，得</p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放兩塊</b></p><p><b>　　6.3.2 桿： </b></p><p><b>

21、　　，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　選用2 ∟，查附表7.5，，</p><p><b>　　，。 </b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足&l

22、t;/b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放兩塊</b></p><p><b>　　6.3.3 桿：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><

23、;b>　　，。</b></p><p>　　假定， 查附表1.2，</p><p>　　選用2 ∟63×10，查附表7.5</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿

24、足</b></p><p>　　故由，查附表4.2，得</p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放三塊</b></p><p><b>　　6.3.4 桿：</b></p><p><b>

25、;　　，</b></p><p><b>　　，。</b></p><p><b>　　選用∟，則，， </b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p>&l

26、t;b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放兩塊</b></p><p><b>　　6.3.5 桿：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　假定， 查附表4.2，</p><p>

27、　　選用2 ∟，查附表7.5，</p><p><b>　　，，。</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　故由，查附表4.2，得</p><p><b>　　滿足<

28、/b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放四塊</b></p><p><b>　　6.3.6Fg桿</b></p><p>　　假定， 查附表4.2，</p><p>　　選用2 ∟，查附表7.5，，，。</p><p><b>　　滿足</b

29、></p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　故由，查附表4.2，得</p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放四塊</b></p><p><b>　　6.3.6gG桿<

30、;/b></p><p>　　選用2 ∟十字相連，查附表7.5，，</p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放一塊</b></p><p><b>　　6

31、.3.7 、桿：</b></p><p>　　,其內力值大小相同，選用長細比較大的豎桿進行設計，則可保證其它豎桿的安全可靠性。</p><p><b>　　，內力較小，</b></p><p><b>　　選用∟，則，，。</b></p><p><b>　　滿足</b&

32、gt;</p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　故由，查附表1.2，得</p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　eE桿填板每個節(jié)間放三塊</p><p>　　cC桿填板每個節(jié)間放三塊</p><p><

33、b>　　6.3.8 aA桿</b></p><p>　　根據(jù)布置螺栓的要求，端豎桿最小應當選用∟的角鋼，采用十字行截面，</p><p><b>　　，。</b></p><p><b>　　端豎桿：</b></p><p><b>　　滿足</b></

34、p><p>　　故，查附表1.2，得</p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　　填板每個節(jié)間放兩塊</b></p><p><b>　　表2：</b></p><p><b>　　七、節(jié)點設計</b><

35、/p><p><b>　　1）下弦節(jié)點“c”</b></p><p>　　先算腹桿與節(jié)點板的連接焊縫：B-c桿肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取，，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）</p><p>　　肢背 取130mm</p><p>　　肢尖 取90mm</p><p>　　腹桿C-c桿內力較小

36、，焊縫按構造采用，</p><p>　　D-c桿肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取 則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）</p><p>　　肢背 取100mm</p><p>　　肢尖 取70mm </p><p>　　其次驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫，內力差</p><p>　　由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點板尺寸，量得實際節(jié)

37、點板長度是：30.2cm 角焊縫計算長度 采用肢背焊縫應力為：</p><p><b>　　<=160 </b></p><p><b>　　上弦節(jié)點“B” </b></p><p>　　先算腹桿與節(jié)點板的連接焊縫：B-a桿肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取，，則所需焊縫長度</p><p>

38、;　　肢背 取140mm</p><p>　　肢尖 取120mm</p><p>　　驗算上弦與節(jié)點板的連接焊縫：節(jié)點板縮進8mm，肢背采用塞焊縫。 </p><p>　　承受節(jié)點荷載Q=61.8KN </p><p><b>　　<</b></p><p>　　肢尖焊

39、縫承擔弦桿內力差 偏心距</p><p><b>　　偏心力矩</b></p><p><b>　　采用則對:</b></p><p><b>　　對M: </b></p><p><b>　　則焊縫強度為: </b></p><p&g

40、t;<b>　　3）屋脊節(jié)點</b></p><p>　　豎桿gG桿端焊縫按構造取和為和。上弦與節(jié)點板的連接縫，角鋼肢背采用塞焊縫，并假定僅承受屋面板傳來的集中荷載，一般可不作計算。角鋼肢尖焊縫應取上弦內力的進行計算，即。</p><p><b>　　其產(chǎn)生的偏心矩</b></p><p>　　現(xiàn)取節(jié)點板尺寸如圖所示。&l

41、t;/p><p>　　設肢尖焊腳尺寸 則焊縫計算長度 驗算肢尖焊縫強度：</p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　拼接角鋼采用與上弦相同截面，熱彎成型。拼接角鋼一側的焊縫長度按弦桿所受內力計算。設角焊縫焊腳尺寸</p><p>　　則接頭一側需要的焊縫計算長度：</p><p>

42、<b>　　拼接角鋼的總長度：</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　拼接角鋼豎肢需切去的高度：，取，即堅肢余留高度為45mm。</p><p><b>　　4）下弦拼接節(jié)點</b></p><p>　　拼接角鋼采用與下弦相同的截面，拼接角鋼一側

43、的焊縫長度按與桿件等強設計。</p><p>　　設角焊縫焊腳尺寸，則接頭一側需要的焊縫計算長度為</p><p><b>　　拼接角鋼的總長度：</b></p><p>　　取。拼接角鋼水平肢較寬，故采用斜切，不但便于焊接，且可增加焊縫長度。水平肢上的安裝螺栓孔，待屋架拼裝完后可用于連接屋架下弦橫向水平支撐。豎肢因切肢后余留高度較小，不設安裝

44、螺栓。</p><p>　　拼接角鋼豎肢需切去的高度：</p><p>　　取，即堅肢余留高度為55mm。</p><p>　　取兩斜腹桿桿端至節(jié)點中心距離為230mm，豎桿桿端至節(jié)點中心的距離為100mm。節(jié)點板按布置腹桿桿端焊縫需要。 </p><p><b>　　5）支座節(jié)點</b></p><

45、p>　　根據(jù)端斜桿和下弦桿桿端焊縫，節(jié)點板采用。為便于施焊，取底板上表面至下弦軸線的距離為。且在支座中線處設加勁肋—90×10，高度與節(jié)點板相同，亦為。</p><p><b>　　底板計算</b></p><p><b>　　支座反力</b></p><p>　　柱采用C30混凝土，，</p>

46、<p><b>　　所需底板凈面積：</b></p><p>　　錨栓直徑取錨栓孔直徑為50mm，</p><p><b>　　則所需底板面積：</b></p><p>　　按構造要求采用底板面積為：</p><p>　　墊板采用，孔徑26mm，</p><p>

47、;<b>　　實際底板凈面積為：</b></p><p>　　作用于板底的壓應力為： </p><p><b>　　，查表4.8得</b></p><p>　　則底板單位寬度上的最大彎矩</p><p><b>　　?。ò春穸热≈担?lt;/b></p><p

48、>　　則需要底板厚度：，取底板尺寸為：</p><p><b>　?、诩觿爬哂嬎?lt;/b></p><p>　　一個加勁肋的連接焊縫所承受的內力取</p><p>　　加勁肋高度，厚度取與中間節(jié)點板相同（即—）</p><p><b>　　采用 </b></p><p&g

49、t;<b>　　對V：</b></p><p><b>　　對M：</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　③加勁肋、節(jié)點板與底板的連接焊縫計算</p><p><b>　　焊縫的總計算長度：</b></p>&