厂房钢结构18m梯形屋架设计课程设计


    



    课程设计务书

    课程名称: 钢结构课程设计
    实践时间: 周
    班 级:
    姓 名:
    学 号:
    指导教师:




    2013年X月X日






    钢结构课程设计务书
    题目 
    某厂房总长度90m跨度18m屋盖体系檩屋盖柱距6m
    1 结构形式:钢筋混凝土柱梯形钢屋架柱混凝土强度等级C30屋面坡度iL10L屋架跨度区计算温度高200C侵蚀性介质屋架弦标高18m

    2 屋架形式荷载:屋架形式尺寸力系数(节点荷载P作杆件力)附图示屋架采钢材焊条:Q345钢焊条E50型

    3屋盖结构荷载
    (1)檩体系:采×预应力混凝土屋板(考虑屋面板起系杆作)
    荷  载:①屋架支撑重:验公式q+L屋架跨度m单位q屋架支撑重kNm2单位
    ②屋面活荷载:施工活荷载标准值m2雪荷载基雪压标准 值S0m2施工活荷载雪荷载时考虑取两者较值积灰荷载m2
    ③屋面构造层荷载标准值:
    三毡四油(铺绿豆砂)防水层 m2
    水泥砂浆找层 m2
    保温层 kNm2(附表取)
    预应力混凝土屋面板 m2
















    附 图


    (a) 18米跨屋架

    (b)18米跨屋架全跨单位荷载尺寸作杆件力值

    (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作杆件力值


    二 设计容
    1屋架形式尺寸材料选择支撑布置
    根车间长度屋架跨度荷载情况设置弦横水支撑垂直
    支撑系杆见图连接孔连接零件区图中出W1W2W3 三
    种编号


    (a)弦横水支撑布置图

    (b)屋架弦水支撑布置图

    1122 剖面图
    2荷载计算
    三毡四油防水层 kNm2
    水泥砂浆找层 m2
    保温层 m2
    预应力混凝土屋面板 m2
    屋架支撑重 +m2
    恒荷载总 m2

    活荷载 m2
    积灰荷载 m2
    变荷载总 m2
    屋面坡度荷载影响未予考虑风荷载屋面吸力重屋面考虑

    3荷载组合
    1全跨永久荷载+全跨变荷载
    变荷载效应控制组合:
    F×+×+××××6
    永久荷载效应控制组合:
    F’×+××+××××6
    F

    2全跨永久荷载+半跨变荷载
    全跨永久荷载设计值:
    F1×××6
    半跨变荷载设计值:
    F2×+××××6

    屋架杆件力组合表

    杆件名称
    杆件编号
    单位力作时力系数
    组合1
    组合2
    计算里
    全跨A
    左半跨B
    右半跨C
    F×A
    F1×A+F2×C
    F1×A+F2×B



    AB







    BCCD







    DEEF







    FG








    ac







    ce







    eg




    44164





    斜腹杆
    aB







    Bc







    cD







    De







    eF







    Fg









    竖杆
    Aa







    Cc







    Ee







    Gg








    4 截面选择
    腹杆力N查表选中间节点板厚度t10mm荷载支座节点板厚度t12mm

    1 弦
    整弦改变截面里计算:
    假定λ60双角T形钢绕轴失稳时属类b截面附表查
    ψx 需截面量:
    ANψminf ×310)²
    ixloxλ90
    iyloyλ30090
    附表选2L80×10A²ixiy
    λxloxix
    λyloyiy300<[λ]150
    双角T钢型截面绕称轴(y)轴应弯扭屈曲计算长细λyz
    bt λyzλy(1+⁴loy²t²)>λy


    截面孔眼削弱验算强度轧制钢翼缘腹板验算局部
    稳定填板节间放块(满足l1范围少两块)la<40i40
    ×
    2弦
    弦改变截面力计算:
    Nmaxlox300cmloy900cm连接支撑螺栓孔中心节点板边缘
    距离约100cm(eg节间)考虑螺栓孔削弱需截面量:
    ixlox[λ]300350
    iyloy[λ]1500350
    附表选2L75×7A²ixiy
    λxloxix300<[λ]350
    λyloyiy900<[λ]350
    σNAmm²填板节间放块l1150cm<80i80×184cm
    3斜腹杆
    (1)杆件aBNloxloy
    假设λ80双角T形钢绕轴失稳时属类b截面附表
    查ψx 需截面量:
    ANψminf ×310)²
    ixloxλ80
    iyloyλ
    附表选2L100×6A²ixiy
    λxloxix<[λ]150
    λyloyiy
    双角T钢型截面绕称轴(y)轴应弯扭屈曲计算长细λyz
    bt λyz×b(1+loy²×t²⁴)t<λx


    截面孔眼削弱验算强度轧制钢翼缘腹板验算局
    部稳定填板放两块la<40i40×124cm
    (2)杆件BcNlox×loy
    需截面量:

    ixloxλ350
    iyloyλ350
    附表选2L63×4A²ixiy
    λxloxix<[λ]350
    λyloyiy<[λ]350
    σNAmm² 填板放两块l1<80i80×
    (3)杆件EeNlox×loy里较
    [λ]选择截面需截面量:
    ixlox[λ]150
    iyloy[λ]150
    附表选2L50×6A²ixiy
    λxloxix<[λ]150
    λyloyiy<[λ]150
    双角T钢型截面绕称轴(y)轴应弯扭屈曲计算长细λyz
    bt λyzλy(1+⁴loy²t²)<λx


    截面孔眼削弱验算强度轧制钢翼缘腹板验算局
    部稳定填板放四块la<40i40×

    余杆件截面选择见表注意连接垂直支撑中央竖杆采十字形截面斜
    面计算长度lo腹杆Aa外lox

    物价杆件截面选表
    杆件名称
    杆件号
    里设计值(kN)
    计算长度(cm)
    截面
    截面积(cm²

    计算应力(Nmm²)
    容许长细[λ]
    杆件端部角钢肢背肢尖焊缝
    填板数
    lox
    loy


    FG



    2L80×10


    150

    _____

    节间1

    eg



    2L75×7


    350
    _____

    节间1


    斜腹杆
    aB



    2L100×6


    150
    6160
    4120
    2
    Bc



    2L63×4


    350
    4170
    490
    2
    cD



    2L90×6


    150
    690
    470
    3
    De



    2L30×4


    350
    470
    440
    3
    eF



    2L56×8


    150
    640
    430
    4
    Fg



    2L56×8


    150
    640
    430
    4

    竖杆
    Aa



    2L45×6


    150
    640
    430
    3
    Cc



    2L45×6


    150
    640
    430
    3
    Ee



    2L50×6


    150
    640
    430
    4
    Gg

    289×
    ╇36×5


    200
    640
    430
    3


    5节点设计
    (1)弦节点设计c
    先算腹杆节点板连接焊缝:Bc杆肢背肢尖焊缝焊脚尺寸取
    hf1hf24mm需焊缝长度(考虑起灭弧缺陷):
    肢背 lw1257940(3××4×200)+2×4 170mm
    肢尖 lw2257940(6××4×200)+2×490mm
    腹杆CccD杆端焊缝理计算次验算弦杆节点板连接焊缝
    力差Δ NNceNac 斜腹杆焊缝决
    定节点板量节点板长度角焊缝计算长度lw采hf6mm肢背焊缝应力:
    τ1244500(3××6×508)mm²
    线节点c
    (2)线节点B
    腹板aBBc杆端焊缝计算里验算线节点板连接焊缝:节点
    板缩进8mm 肢背采塞焊缝承受节点荷载:
    Qhft25mmlw1lw2 σ54430(2××5×470)mm²<βff×200244Nmm²

    ΔN:τ338120(2××10×508)mm²
    M:σf6M(2×he×lw²)6×(2××10× 508²)mm²
    焊缝强度:√(αfβf)²+τf²mm²
    弦节点B
    (3)屋脊节点G
    腹杆杆端焊缝计算略弦杆节点板连接焊缝受力构造求决定
    焊缝尺寸计算里进行拼接计算拼接角钢采弦杆相截
    面2L80×10倒棱外竖肢需切Δt+hf+510+10+525mm线坡
    度热弯拼接角钢弦连接焊缝接头侧总长度(设hf10mm)
    ∑lwN×ff)
    四条焊缝认均受力条焊缝实际长度:
    lw4+20
    拼接角钢总长度:
    l2lw+20 <600mm
    取拼接角钢长度600mm

    屋脊节点a
    (4) 支座节点a
    (5)
    支座节点a
    杆端焊缝计算略出底板等计算
    ①底板计算
    支反力Rd混凝土强度C30fcmm²需底板净面积:
    An327180²²
    锚栓直径取d25mm锚栓孔直径50mm需底板毛面积:
    AAn+Ao+2×4×5+×5²4²
    构造求采板面积a×b28×28784cm²>²垫板采100
    ×100×12孔径26mm实际底板净面积
    An7842×4××5²4²
    底板实际应力:
    qmm²
    a1√²+²
    b1×
    b1a1查表β:
    Mβqa²×ײ·mm
    需底板厚度:
    t≥√6Mmaxf√6×205
    t18mm底板尺寸﹣280×280×18
    ②加劲肋节点板连接焊缝计算
    加劲肋连接焊缝承受力取VR44
    MVe×·cm加劲肋高度厚度中间节点板相
    (378×140×10)采hf6mm验算焊缝应力:
    V τf81800(2××6×483)mm²
    M σf6×5439700(2××6×483²) Nmm²
    √(αfβf)²+τ²√()²+²mm²
    ③节点板加劲肋底板连接焊缝计算采hf8mm实际焊缝总长度:
    Σlw2×(28+×2)12×
    焊缝设计应力:
    σf327180×8×936)mm²<βfff×200244Nmm²
    (5)弦中央节点g
    腹杆杆端焊缝计算略弦杆节点板连接焊缝受力构造求决定
    焊缝尺 寸 计算里进行拼接计算拼接角钢采弦杆相
    截面2L75×7 倒棱外竖肢需切Δt+hf+57+8+520mm拼接角钢
    弦连接焊缝接头侧总长度(设hf8mm)
    ∑lwN×ff)
    四条焊缝认均受力条焊缝实际长度:
    lw4+16
    拼接角钢总长度:
    l2lw+16 <600mm
    取拼接角钢长度600mm


    弦中央节点g
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