鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(全套圖紙及計(jì)算書)
鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(全套圖紙及計(jì)算書),鋼結(jié)構(gòu)廠房,畢業(yè)設(shè)計(jì),鋼結(jié)構(gòu),課程設(shè)計(jì),全套,圖紙,計(jì)算
鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)資料1、題號(hào)83的已知條件:梯形鋼屋架跨度27m,長度72m,柱距6m。屋面坡度i1/10。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7 kN/m2,雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.45kN/m2。該車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)200/50 kN中級(jí)工作制吊車,軌頂標(biāo)高為8.500 m。冬季最低溫度為20,地震設(shè)計(jì)烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g。采用1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板,80mm厚泡沫混凝土保溫層,卷材屋面。屋架鉸支在鋼筋混凝土柱上,上柱截面為400 mm400 mm,混凝土標(biāo)號(hào)為C25。鋼材采用Q235B級(jí),焊條采用E43型。2、屋架計(jì)算跨度:Lo=270002150=26700mm3、跨中及端部高度:端部高度:h=1900mm(軸線處),h=1915mm(計(jì)算跨度處)。屋架的中間高度h=3250mm,屋架跨中起拱按Lo/500考慮,取50mm。二、結(jié)構(gòu)形式與布置屋架形式及幾何尺寸見圖1所示,支撐布置見圖2所示。 圖1 屋架形式及幾何尺寸符號(hào)說明:GWJ-(鋼屋架);SC-(上弦支撐):XC-(下弦支撐);CC-(垂直支撐);GG-(剛性系桿);LG-(柔性系桿) 圖2 屋架支撐布置三、荷載與內(nèi)力計(jì)算1.荷載計(jì)算荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn),故取兩者較大的活荷載計(jì)算。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值三氈四油放水層 0.40kN/找平層(20mm厚水泥砂漿) 0.0220=0.40kN/保溫層(80mm厚泡沫混凝土) 0.086=0.48kN/預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.40kN/鋼屋架和支撐自重 0.12+0.01127=0.42kN/管道設(shè)備自重 0.10 kN/總計(jì) 3.2kN/可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活荷載 0.70 kN/屋面積灰荷載 0.6kN/總計(jì) 1.3kN/永久荷載設(shè)計(jì)值 1.353.2=4.32kN/可變荷載設(shè)計(jì)值 1.41.3=1.82kN/2.荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí),應(yīng)考慮以下三種組合: 全跨永久荷載+全跨可變荷載 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載: F=(4.32+1.82) 1.56=55.26kN 全跨永久荷載+半跨可變荷載 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載: F1=4.321.56=38.9 kN 半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載: F2=1.821.56=16.38 kN 全跨屋架及支撐自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷載 全跨節(jié)點(diǎn)屋架及支撐自重: F3 =0.421.351.56=5.10kN半跨大型屋面板重及活荷載: F4=(1.41.35+0.71.4) 1.56= 25.83kN3.內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用程序計(jì)算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù),見表1。桿件名稱 內(nèi)力系數(shù)(F=1)第一種組合 F*第二種組合第三種組合計(jì)算桿件內(nèi)力(KN)全跨左半跨右半跨F1*+F2*F1* +F2*F3* +F4*F3* +F4* 上弦AB0000.00 0.000 .000.00 0.000.00 BC -11.45-8.54-2.91-582.23 -518.193-470.057-278.983-133.56-582.23 CD-11.46-8.54-2.92-582.74-518.582-470.531-279.034-133.87-582.74DE -18.37-13.09-5.29-934.11-826.145-759.455-431.802-230.328-934.11 EF -18.38-13.09-5.29-934.62-826.534-759.844-431.853-230.379-934.62FG -20.58-13.41-7.16-1046.49-914.806-861.368-451.338-289.901-1046.49 GH -20.59-13.43-7.17-1047.00-915.366-861.843-451.906-290.21-1047.00HI-20.39-11.71-8.68-1036.83-892.884-866.977-406.458-328.193-1036.83IJ -20.48-11.76-8.72-1041.41-896.81-870.818-408.209-329.686-1041.41 下弦ab -9.54-3.61-5.93-485.11-401.781-421.617-141.9-201.826-485.11bc -0.32.95-3.25-15.25513.5585-39.451574.6685-85.4775-85.4775cd 4.055.21-1.16205.9425202.0095147.546155.2293-9.3078205.9425de 4.964.440.52252.216230.8068197.2908139.981238.7276252.216 斜腹桿aB-11.11-8.44-2.67-564.943-504.119-454.785-274.666-125.627-564.943Bb8.986.542.43456.633405.0594369.9189214.7262108.5649456.633bD-7.3-5-2.3-371.205-326.574-303.489-166.38-96.639-371.205Dc5.563.42.07282.726245.2428233.8713116.17881.8241282.726cF-2.82-0.86-1.96-143.397-116.995-126.436.5958-65.0088-143.397Fd1.61-0.21.8181.868560.886878.07233.04554.963381.8685dH-0.251.45-1.7-12.71252.6775-24.25536.1785-45.186-45.186He-0.65-2.261.62-33.0525-44.595-11.421-61.690838.5296-61.6908eJ2.13-1.313.44108.310571.6139112.2264-22.974399.718271.6139 豎桿Aa-0.5-0.50.00-25.425-23.715-19.44-15.465-2.55-23.715Cb -1.11-1.08-0.03-56.4435-52.3908-43.4133-33.5574-6.4359-52.3908Ec-2.15-2.1-0.04-109.328-101.547-83.934-65.208-11.9982-101.547Gd-1.18-1.12-0.06-60.003-55.4544-46.3914-34.9476-7.5678-55.4544Ie-1.82-1.47-0.35-92.547-83.3301-73.7541-47.2521-18.3325-83.3301四、桿件截面設(shè)計(jì)腹桿最大內(nèi)力,N=-564.943KN,由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考可知:支座節(jié)點(diǎn)板剛度取14mm;其余節(jié)點(diǎn)板與墊板厚度取12mm。1.上弦桿整個(gè)上弦桿采用相同一截面,按最大內(nèi)力計(jì)算,N=-1124.83KN計(jì)算長度: 屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度=1507mm 屋架平面外根據(jù)支撐,考慮到大型屋面板能起一定的支撐作用,取上弦橫向水平支撐的節(jié)間長度:=31507=4521mm根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長度,故截面宜選用兩個(gè)不等肢角鋼,且短肢相并,見圖3圖 3 上弦截面設(shè)=60,查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表,=0.807需要截面積 =6483.0 需要回轉(zhuǎn)半徑= =75.4mm根據(jù)需要的、 查角鋼型鋼表,初選 2 L 18011012,A=6714, =31mm , =87.5mm。按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算:=48.61=150=51.36=150由于 ,只需求出,查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表,0.847 =197.8MPa ,故用不等肢角鋼,短肢相并,見圖4。圖 4 下弦截面A=6742, =31mm,=87.4mm。 = =350 =350 所選截面滿足要求。3. 端斜桿Ba已知N-606.939kN, 2456mm。因?yàn)椋什捎貌坏戎卿?,長肢相并,使,選用角鋼2 L 1409010 A4452.2,44.7mm,87.4mm截面剛度和穩(wěn)定驗(yàn)算:= =150 = =150因?yàn)?只需求,查表得=0.764MPa215 MPa 所選截面滿足要求。 4斜腹桿bD桿件軸力:N=- -398.799 kN=-398799N計(jì)算長度: ,因?yàn)?,故采用不等肢角鋼,長肢相并,使。設(shè),查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表,可得,則需要的截面積為 需要的回轉(zhuǎn)半徑: , 根據(jù)需要A,查角鋼規(guī)格表,選用2L1007,肢背間距a=12mm,則A=27.592,=3.09cm,=4.53 cm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算: 滿足長細(xì)比要求。由于,只需求。查表=0.740,則故所選截面合適。5斜腹桿cF 桿件軸力:N=- -154.057 kN=-154057N計(jì)算長度: ,因?yàn)椋什捎貌坏戎卿?,長肢相并,使。設(shè),查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表,可得,則需要的截面積為 需要的回轉(zhuǎn)半徑: , 根據(jù)需要A,查角鋼規(guī)格表,選用2L906,肢背間距a=12mm,則A=21.274,=2.79cm,=4.13cm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算: 滿足長細(xì)比要求。由于,只需求。查表=0.643,則故所選截面合適。6受拉腹桿Dc,Bb桿的確定試取Dc,Bb桿的截面分別與Cf,bD相同,即腹桿Dc截面為2L706,Bb桿截面2L1006,對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算: 強(qiáng)度驗(yàn)算:Dc桿:A=16.32 ;故可以。Bb桿:A=23.864 ;故可以。 剛度驗(yàn)算Dc桿:;=2.15cm,=3.33cm 剛度足夠;Bb桿:; =3.1cm,=4.51cm 剛度足夠。7、豎桿EcN=-117.455kN=-117455N ,由于桿件內(nèi)力較小,按選擇,需要的回轉(zhuǎn)半徑為 查型鋼表,選截面和較上述計(jì)算的和略大些。選用2505,其幾何特性為選用2505,其幾何特性為 A=9.606,=1.53cm,=2.53cm 因?yàn)?,只需求,查表?0.572 19名稱桿件編號(hào)內(nèi)力(KN)計(jì)算長度(cm)截面規(guī)格截面面積(cm2)回轉(zhuǎn)半徑(cm)長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力Mpa上弦IJ -1124.83150.7452.12L1801101267.143.18.7548.6151.361500.847197.8下弦de270.9630014852L1801101267.423.18.7496.77169.91350182.51腹桿Aa-27.315191.5191.52L63512.2861.943.04102.665.51500.53841.32aB-606.919253.4253.42L140901044.5224.473.7456.7167.781500.764178.43Bb490.5774208.6260.82L100623.8643.14.5167.2957.83350205.37Cb-60.6398183.22292L5059.6061.532.53119.790.51500.493128.05bD-398.799229.52872L100727.5923.094.5374.363.31500.724199.63Dc303.7428228.7285.82L70616.322.153.33106.3785.83350183.73Ec-117.455207.22592L5059.6061.532.53135.4102.41500.363336.84cF-154.057250.8312.62L90621.2742.794.1389.8975.693500.621116.61Fd91.1043249.5311.82L5059.6061.532.53167123.335094.84Gd-64.4634231.22892L5059.6061.532.53151.1114.21500.304220.75dH45.186271.6339.52L70616.322.153.33151.1101.951500.30491.08He-61.6908270.8338.42L63512.2861.943.04139.59111.321500.347144.7Ie-99.4266255.2319.12L63512.2861.943.04131.5104.91500.381201.4eJ116.36286.3357.92L63512.2861.943.04118.6149.251500.31305.51屋架桿件截面選擇表五、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)各桿件的內(nèi)力由 查得。設(shè)計(jì)步驟:由腹桿內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸,即和,然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸,最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。用E43焊條時(shí),角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 MPa各桿件內(nèi)力由表1查得 1. 下弦節(jié)點(diǎn)b(1)斜桿Bb與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為:肢背:mm,取200mm肢尖:,取140mm(2) 斜桿Db與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為:肢背:,取180mm肢尖:=98.89+12=110.89mm,取110mm(3)豎桿Cb與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算:因其內(nèi)力很小,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,取焊腳尺寸=5mm。根據(jù)上面求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙及制作和裝配等誤差,按比例繪出接點(diǎn)詳圖,從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為350mm470mm。(4)下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫驗(yàn)算:焊縫受力為左右下弦桿的內(nèi)力差 N=521.17-85.4775=435.69KN,設(shè)肢尖與肢背的焊腳尺寸為6mm,所需焊縫長度為470mm,受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為: 160MPa(5)節(jié)點(diǎn)板尺寸:根據(jù)以上求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作裝配誤差,按比列作出構(gòu)造詳圖,從而定出節(jié)點(diǎn)尺寸。如圖7所示85.4775KN490.58KN578.03 KN kkkkKKKkk398.80KN60.6393KN圖 5 節(jié)點(diǎn)板b尺寸2 .上弦節(jié)點(diǎn)B(1)斜桿Bb與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算,與下弦節(jié)點(diǎn)b中Bb桿計(jì)算相同。 N=-606.939KN(2)斜桿Ba與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算設(shè)肢背與與肢尖的焊腳尺寸分別為10mm和6mm。所需焊縫長度為肢背: ,取=210mm肢尖:,取180mm(3)上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算:為了便于在上弦上擱置大型屋面板,上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫可按兩條焊縫計(jì)算,計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響,而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得, 上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為470mm,則MPa0.8MPa上弦桿尖焊縫受力為左右上弦桿的內(nèi)力差 N=625.51KN偏心距 e =110-25.984.1mm設(shè)需焊縫長度為470mm,則(4)節(jié)點(diǎn)板尺寸:方法同前,如圖8所示490.5774KN606.939KN625.514KN03 .屋脊節(jié)點(diǎn)J (1) 弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算:弦桿一般用與上弦桿同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接,為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合,并便于施焊,需將拼接角鋼進(jìn)行切肢、切棱。拼接角鋼的這部分削弱可以靠節(jié)點(diǎn)板來補(bǔ)償。拼接一側(cè)的焊縫長度可按弦桿內(nèi)力計(jì)算。設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為10mm,則需焊縫長度為,取=300mm拼接角鋼長度取2(300+20)+24664mm( 2 ) 斜桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm,所需焊縫長度為:肢背:,取=100 mm肢尖:,取焊縫長度=60mm根據(jù)上面求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙及制作和裝配等誤差,按比例繪出接點(diǎn)詳圖,從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為500mm240mm。( 3 ) 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:取節(jié)點(diǎn)板的長度為500mm,則節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長度為220 mm。上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板用槽焊縫,假定承受節(jié)點(diǎn)荷載 上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板用角焊縫,按上弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算,并考慮此力產(chǎn)生的彎矩設(shè)焊腳尺寸為10mm。 (4)中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算此桿內(nèi)力很小,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,取焊腳尺寸=5mm(5)節(jié)點(diǎn)板尺寸:方法同前,如圖9所示1118.82KNKN1118.82KNKN136.9944KN136.9944KN圖 9 節(jié)點(diǎn)板J寸4 .下弦拼接節(jié)點(diǎn)e(1)弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算拼接角鋼與下弦桿截面相同,設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為8mm,則需焊縫長度為 ,取=404+16=420mm拼接角鋼長度2420+20=860mm(2)弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算按下弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算,設(shè)肢背、肢尖焊腳尺寸為6mm,弦桿一側(cè)需焊縫長度為肢背:,取=30mm肢尖,取 =50mm606.939KN27.315KN5 .端部支座節(jié)點(diǎn)a521.17KN圖11 支座節(jié)點(diǎn)a為便于施焊,下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離一般不小于下弦伸出肢的寬度,故可取為180mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋,加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相同,厚度同端部節(jié)點(diǎn)板為14mm。(1) 支座底板計(jì)算 支座反力取加勁肋的寬度為110mm,考慮底板上開孔,錨栓直徑取d=25mm,錨栓孔直徑為60mm,則所需底板面積:按構(gòu)造要求取底板尺寸為280mm 400mm,偏安全地取有加勁肋部份的底板承受支座反力,則承壓面積: 驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度:滿足底板的厚度按支座反力作用下的彎矩計(jì)算,節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分為四塊,每塊板為兩邊支承而另兩塊相鄰邊自由的板,每塊板的單位寬度的最大彎矩為 式中-底板下的平均應(yīng)力, =8.21MPa-兩邊支承對角線長, =-系數(shù),由決定。為兩邊支承的焦點(diǎn)到對角線的垂直距離。由相似三角形的關(guān)系,得 =0.48得0.05694寬度的最大彎矩為M=12943.96N.mm底板厚度=19.00取t=20(2)加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:偏安全地假定一個(gè)加勁肋的受力為支座反力的1/4,則焊縫受力 .設(shè)焊縫尺寸為6mm,焊縫長度, (3)節(jié)點(diǎn)板,加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算:設(shè)底板連接焊縫傳遞全部支座反力R=491670N勁肋各傳R/4=122917.5N, 節(jié)點(diǎn)板傳遞R/2=245835N節(jié)點(diǎn)板與底板連接焊縫總長度:,所需焊角尺寸為 ,故取每塊加勁肋與底板的連接焊縫總長度為所需焊縫尺寸為故取焊縫(4)下弦桿、腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,焊腳尺寸。斜桿Ba與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算,同上。肢背:=210mm,肢尖:180mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算N=521.17KN尺寸8mm,肢尖焊縫尺寸6mm需要焊縫長度為肢背:,取=220m肢尖:,130mm鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)資料1、題號(hào)83的已知條件:梯形鋼屋架跨度27m,長度72m,柱距6m。屋面坡度i1/10。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7 kN/m2,雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.45kN/m2。該車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)200/50 kN中級(jí)工作制吊車,軌頂標(biāo)高為8.500 m。冬季最低溫度為20,地震設(shè)計(jì)烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g。采用1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板,80mm厚泡沫混凝土保溫層,卷材屋面。屋架鉸支在鋼筋混凝土柱上,上柱截面為400 mm400 mm,混凝土標(biāo)號(hào)為C25。鋼材采用Q235B級(jí),焊條采用E43型。2、屋架計(jì)算跨度:Lo=270002150=26700mm3、跨中及端部高度:端部高度:h=1900mm(軸線處),h=1915mm(計(jì)算跨度處)。屋架的中間高度h=3250mm,屋架跨中起拱按Lo/500考慮,取50mm。二、結(jié)構(gòu)形式與布置屋架形式及幾何尺寸見圖1所示,支撐布置見圖2所示。 圖1 屋架形式及幾何尺寸符號(hào)說明:GWJ-(鋼屋架);SC-(上弦支撐):XC-(下弦支撐);CC-(垂直支撐);GG-(剛性系桿);LG-(柔性系桿) 圖2 屋架支撐布置三、荷載與內(nèi)力計(jì)算1.荷載計(jì)算荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn),故取兩者較大的活荷載計(jì)算。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值三氈四油放水層 0.40kN/找平層(20mm厚水泥砂漿) 0.0220=0.40kN/保溫層(80mm厚泡沫混凝土) 0.086=0.48kN/預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.40kN/鋼屋架和支撐自重 0.12+0.01127=0.42kN/管道設(shè)備自重 0.10 kN/總計(jì) 3.2kN/可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活荷載 0.70 kN/屋面積灰荷載 0.6kN/總計(jì) 1.3kN/永久荷載設(shè)計(jì)值 1.353.2=4.32kN/可變荷載設(shè)計(jì)值 1.41.3=1.82kN/2.荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí),應(yīng)考慮以下三種組合: 全跨永久荷載+全跨可變荷載 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載: F=(4.32+1.82) 1.56=55.26kN 全跨永久荷載+半跨可變荷載 全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載: F1=4.321.56=38.9 kN 半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載: F2=1.821.56=16.38 kN 全跨屋架及支撐自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷載 全跨節(jié)點(diǎn)屋架及支撐自重: F3 =0.421.351.56=5.10kN半跨大型屋面板重及活荷載: F4=(1.41.35+0.71.4) 1.56= 25.83kN3.內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用程序計(jì)算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù),見表1。桿件名稱 內(nèi)力系數(shù)(F=1)第一種組合 F*第二種組合第三種組合計(jì)算桿件內(nèi)力(KN)全跨左半跨右半跨F1*+F2*F1* +F2*F3* +F4*F3* +F4* 上弦AB0000.00 0.000 .000.00 0.000.00 BC -11.45-8.54-2.91-582.23 -518.193-470.057-278.983-133.56-582.23 CD-11.46-8.54-2.92-582.74-518.582-470.531-279.034-133.87-582.74DE -18.37-13.09-5.29-934.11-826.145-759.455-431.802-230.328-934.11 EF -18.38-13.09-5.29-934.62-826.534-759.844-431.853-230.379-934.62FG -20.58-13.41-7.16-1046.49-914.806-861.368-451.338-289.901-1046.49 GH -20.59-13.43-7.17-1047.00-915.366-861.843-451.906-290.21-1047.00HI-20.39-11.71-8.68-1036.83-892.884-866.977-406.458-328.193-1036.83IJ -20.48-11.76-8.72-1041.41-896.81-870.818-408.209-329.686-1041.41 下弦ab -9.54-3.61-5.93-485.11-401.781-421.617-141.9-201.826-485.11bc -0.32.95-3.25-15.25513.5585-39.451574.6685-85.4775-85.4775cd 4.055.21-1.16205.9425202.0095147.546155.2293-9.3078205.9425de 4.964.440.52252.216230.8068197.2908139.981238.7276252.216 斜腹桿aB-11.11-8.44-2.67-564.943-504.119-454.785-274.666-125.627-564.943Bb8.986.542.43456.633405.0594369.9189214.7262108.5649456.633bD-7.3-5-2.3-371.205-326.574-303.489-166.38-96.639-371.205Dc5.563.42.07282.726245.2428233.8713116.17881.8241282.726cF-2.82-0.86-1.96-143.397-116.995-126.436.5958-65.0088-143.397Fd1.61-0.21.8181.868560.886878.07233.04554.963381.8685dH-0.251.45-1.7-12.71252.6775-24.25536.1785-45.186-45.186He-0.65-2.261.62-33.0525-44.595-11.421-61.690838.5296-61.6908eJ2.13-1.313.44108.310571.6139112.2264-22.974399.718271.6139 豎桿Aa-0.5-0.50.00-25.425-23.715-19.44-15.465-2.55-23.715Cb -1.11-1.08-0.03-56.4435-52.3908-43.4133-33.5574-6.4359-52.3908Ec-2.15-2.1-0.04-109.328-101.547-83.934-65.208-11.9982-101.547Gd-1.18-1.12-0.06-60.003-55.4544-46.3914-34.9476-7.5678-55.4544Ie-1.82-1.47-0.35-92.547-83.3301-73.7541-47.2521-18.3325-83.3301四、桿件截面設(shè)計(jì)腹桿最大內(nèi)力,N=-564.943KN,由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考可知:支座節(jié)點(diǎn)板剛度取14mm;其余節(jié)點(diǎn)板與墊板厚度取12mm。1.上弦桿整個(gè)上弦桿采用相同一截面,按最大內(nèi)力計(jì)算,N=-1124.83KN計(jì)算長度: 屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度=1507mm 屋架平面外根據(jù)支撐,考慮到大型屋面板能起一定的支撐作用,取上弦橫向水平支撐的節(jié)間長度:=31507=4521mm根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長度,故截面宜選用兩個(gè)不等肢角鋼,且短肢相并,見圖3圖 3 上弦截面設(shè)=60,查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表,=0.807需要截面積 =6483.0 需要回轉(zhuǎn)半徑= =75.4mm根據(jù)需要的、 查角鋼型鋼表,初選 2 L 18011012,A=6714, =31mm , =87.5mm。按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算:=48.61=150=51.36=150由于 ,只需求出,查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表,0.847 =197.8MPa ,故用不等肢角鋼,短肢相并,見圖4。圖 4 下弦截面A=6742, =31mm,=87.4mm。 = =350 =350 所選截面滿足要求。3. 端斜桿Ba已知N-606.939kN, 2456mm。因?yàn)?,故采用不等肢角鋼,長肢相并,使,選用角鋼2 L 1409010 A4452.2,44.7mm,87.4mm截面剛度和穩(wěn)定驗(yàn)算:= =150 = =150因?yàn)?只需求,查表得=0.764MPa215 MPa 所選截面滿足要求。 4斜腹桿bD桿件軸力:N=- -398.799 kN=-398799N計(jì)算長度: ,因?yàn)?,故采用不等肢角鋼,長肢相并,使。設(shè),查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表,可得,則需要的截面積為 需要的回轉(zhuǎn)半徑: , 根據(jù)需要A,查角鋼規(guī)格表,選用2L1007,肢背間距a=12mm,則A=27.592,=3.09cm,=4.53 cm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算: 滿足長細(xì)比要求。由于,只需求。查表=0.740,則故所選截面合適。5斜腹桿cF 桿件軸力:N=- -154.057 kN=-154057N計(jì)算長度: ,因?yàn)椋什捎貌坏戎卿?,長肢相并,使。設(shè),查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表,可得,則需要的截面積為 需要的回轉(zhuǎn)半徑: , 根據(jù)需要A,查角鋼規(guī)格表,選用2L906,肢背間距a=12mm,則A=21.274,=2.79cm,=4.13cm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算: 滿足長細(xì)比要求。由于,只需求。查表=0.643,則故所選截面合適。6受拉腹桿Dc,Bb桿的確定試取Dc,Bb桿的截面分別與Cf,bD相同,即腹桿Dc截面為2L706,Bb桿截面2L1006,對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算: 強(qiáng)度驗(yàn)算:Dc桿:A=16.32 ;故可以。Bb桿:A=23.864 ;故可以。 剛度驗(yàn)算Dc桿:;=2.15cm,=3.33cm 剛度足夠;Bb桿:; =3.1cm,=4.51cm 剛度足夠。7、豎桿EcN=-117.455kN=-117455N ,由于桿件內(nèi)力較小,按選擇,需要的回轉(zhuǎn)半徑為 查型鋼表,選截面和較上述計(jì)算的和略大些。選用2505,其幾何特性為選用2505,其幾何特性為 A=9.606,=1.53cm,=2.53cm 因?yàn)椋恍枨?,查表?0.572 19名稱桿件編號(hào)內(nèi)力(KN)計(jì)算長度(cm)截面規(guī)格截面面積(cm2)回轉(zhuǎn)半徑(cm)長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力Mpa上弦IJ -1124.83150.7452.12L1801101267.143.18.7548.6151.361500.847197.8下弦de270.9630014852L1801101267.423.18.7496.77169.91350182.51腹桿Aa-27.315191.5191.52L63512.2861.943.04102.665.51500.53841.32aB-606.919253.4253.42L140901044.5224.473.7456.7167.781500.764178.43Bb490.5774208.6260.82L100623.8643.14.5167.2957.83350205.37Cb-60.6398183.22292L5059.6061.532.53119.790.51500.493128.05bD-398.799229.52872L100727.5923.094.5374.363.31500.724199.63Dc303.7428228.7285.82L70616.322.153.33106.3785.83350183.73Ec-117.455207.22592L5059.6061.532.53135.4102.41500.363336.84cF-154.057250.8312.62L90621.2742.794.1389.8975.693500.621116.61Fd91.1043249.5311.82L5059.6061.532.53167123.335094.84Gd-64.4634231.22892L5059.6061.532.53151.1114.21500.304220.75dH45.186271.6339.52L70616.322.153.33151.1101.951500.30491.08He-61.6908270.8338.42L63512.2861.943.04139.59111.321500.347144.7Ie-99.4266255.2319.12L63512.2861.943.04131.5104.91500.381201.4eJ116.36286.3357.92L63512.2861.943.04118.6149.251500.31305.51屋架桿件截面選擇表五、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)各桿件的內(nèi)力由 查得。設(shè)計(jì)步驟:由腹桿內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸,即和,然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸,最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。用E43焊條時(shí),角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 MPa各桿件內(nèi)力由表1查得 1. 下弦節(jié)點(diǎn)b(1)斜桿Bb與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為:肢背:mm,取200mm肢尖:,取140mm(2) 斜桿Db與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為:肢背:,取180mm肢尖:=98.89+12=110.89mm,取110mm(3)豎桿Cb與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算:因其內(nèi)力很小,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,取焊腳尺寸=5mm。根據(jù)上面求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙及制作和裝配等誤差,按比例繪出接點(diǎn)詳圖,從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為350mm470mm。(4)下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫驗(yàn)算:焊縫受力為左右下弦桿的內(nèi)力差 N=521.17-85.4775=435.69KN,設(shè)肢尖與肢背的焊腳尺寸為6mm,所需焊縫長度為470mm,受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為: 160MPa(5)節(jié)點(diǎn)板尺寸:根據(jù)以上求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作裝配誤差,按比列作出構(gòu)造詳圖,從而定出節(jié)點(diǎn)尺寸。如圖7所示85.4775KN490.58KN578.03 KN kkkkKKKkk398.80KN60.6393KN圖 5 節(jié)點(diǎn)板b尺寸2 .上弦節(jié)點(diǎn)B(1)斜桿Bb與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算,與下弦節(jié)點(diǎn)b中Bb桿計(jì)算相同。 N=-606.939KN(2)斜桿Ba與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算設(shè)肢背與與肢尖的焊腳尺寸分別為10mm和6mm。所需焊縫長度為肢背: ,取=210mm肢尖:,取180mm(3)上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算:為了便于在上弦上擱置大型屋面板,上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫可按兩條焊縫計(jì)算,計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響,而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得, 上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為470mm,則MPa0.8MPa上弦桿尖焊縫受力為左右上弦桿的內(nèi)力差 N=625.51KN偏心距 e =110-25.984.1mm設(shè)需焊縫長度為470mm,則(4)節(jié)點(diǎn)板尺寸:方法同前,如圖8所示490.5774KN606.939KN625.514KN03 .屋脊節(jié)點(diǎn)J (1) 弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算:弦桿一般用與上弦桿同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接,為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合,并便于施焊,需將拼接角鋼進(jìn)行切肢、切棱。拼接角鋼的這部分削弱可以靠節(jié)點(diǎn)板來補(bǔ)償。拼接一側(cè)的焊縫長度可按弦桿內(nèi)力計(jì)算。設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為10mm,則需焊縫長度為,取=300mm拼接角鋼長度取2(300+20)+24664mm( 2 ) 斜桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的計(jì)算:設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm,所需焊縫長度為:肢背:,取=100 mm肢尖:,取焊縫長度=60mm根據(jù)上面求得的焊縫長度,并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙及制作和裝配等誤差,按比例繪出接點(diǎn)詳圖,從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為500mm240mm。( 3 ) 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:取節(jié)點(diǎn)板的長度為500mm,則節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長度為220 mm。上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板用槽焊縫,假定承受節(jié)點(diǎn)荷載 上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板用角焊縫,按上弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算,并考慮此力產(chǎn)生的彎矩設(shè)焊腳尺寸為10mm。 (4)中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算此桿內(nèi)力很小,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,取焊腳尺寸=5mm(5)節(jié)點(diǎn)板尺寸:方法同前,如圖9所示1118.82KNKN1118.82KNKN136.9944KN136.9944KN圖 9 節(jié)點(diǎn)板J寸4 .下弦拼接節(jié)點(diǎn)e(1)弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算拼接角鋼與下弦桿截面相同,設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為8mm,則需焊縫長度為 ,取=404+16=420mm拼接角鋼長度2420+20=860mm(2)弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算按下弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算,設(shè)肢背、肢尖焊腳尺寸為6mm,弦桿一側(cè)需焊縫長度為肢背:,取=30mm肢尖,取 =50mm606.939KN27.315KN5 .端部支座節(jié)點(diǎn)a521.17KN圖11 支座節(jié)點(diǎn)a為便于施焊,下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離一般不小于下弦伸出肢的寬度,故可取為180mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋,加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相同,厚度同端部節(jié)點(diǎn)板為14mm。(1) 支座底板計(jì)算 支座反力取加勁肋的寬度為110mm,考慮底板上開孔,錨栓直徑取d=25mm,錨栓孔直徑為60mm,則所需底板面積:按構(gòu)造要求取底板尺寸為280mm 400mm,偏安全地取有加勁肋部份的底板承受支座反力,則承壓面積: 驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度:滿足底板的厚度按支座反力作用下的彎矩計(jì)算,節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分為四塊,每塊板為兩邊支承而另兩塊相鄰邊自由的板,每塊板的單位寬度的最大彎矩為 式中-底板下的平均應(yīng)力, =8.21MPa-兩邊支承對角線長, =-系數(shù),由決定。為兩邊支承的焦點(diǎn)到對角線的垂直距離。由相似三角形的關(guān)系,得 =0.48得0.05694寬度的最大彎矩為M=12943.96N.mm底板厚度=19.00取t=20(2)加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:偏安全地假定一個(gè)加勁肋的受力為支座反力的1/4,則焊縫受力 .設(shè)焊縫尺寸為6mm,焊縫長度, (3)節(jié)點(diǎn)板,加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算:設(shè)底板連接焊縫傳遞全部支座反力R=491670N勁肋各傳R/4=122917.5N, 節(jié)點(diǎn)板傳遞R/2=245835N節(jié)點(diǎn)板與底板連接焊縫總長度:,所需焊角尺寸為 ,故取每塊加勁肋與底板的連接焊縫總長度為所需焊縫尺寸為故取焊縫(4)下弦桿、腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算:豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算,焊縫尺寸可按構(gòu)造確定,焊腳尺寸。斜桿Ba與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算,同上。肢背:=210mm,肢尖:180mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算N=521.17KN尺寸8mm,肢尖焊縫尺寸6mm需要焊縫長度為肢背:,取=220m肢尖:,130mm
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鋼結(jié)構(gòu)廠房
畢業(yè)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)
課程設(shè)計(jì)
全套
圖紙
計(jì)算
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鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(全套圖紙及計(jì)算書),鋼結(jié)構(gòu)廠房,畢業(yè)設(shè)計(jì),鋼結(jié)構(gòu),課程設(shè)計(jì),全套,圖紙,計(jì)算
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