钢筋结构课程设计(含部分图).doc

. . . . .钢结构课程设计院 系：建筑工程学院姓 名： 班 级：学 号：指导老师： 【设计资料】 1、车间柱网布置图（L240m） 2、屋架支承于钢筋混凝土柱顶 3、屋面板采用1.5m6m的预应力大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用） 4、柱距6m，厂房跨度L=21m，24m,27m，30m，33m 5、柱网布置图（见附图） 6、采用梯形钢屋架，A、B、C、D、E共五组，分四种不同荷载情况，共20个题目 分组名单（学号尾号） 荷载L=21ML=24ML=27ML=30ML=33M永久荷载可变荷载ABCDE甲-a-b乙-a15、23-b7、荷载 屋架自重=(120+11L)N/m2(L屋架跨度m)荷载类型序号荷载名称重量永久荷载（I）1预应力钢筋混凝土屋面板（含嵌缝）1400N/m22三毡四油加绿豆砂450 N/m23找平层20mm厚400 N/m24保温隔热层1000 N/m25支撑重量70 N/m2可变荷载（）-a屋面活载700 N/m2-b屋面活载+积灰荷载1500 N/m2荷载分类情况类型考虑荷载甲I-1、I-2、I-3、I-5乙I-1、I-2、I-3、I-4、I-58、设计要求 （1）、设计屋面支撑布置 （2）、计算屋架杆件内力 （3）、选择杆件 （4）、设计节点 （5）、绘制屋架施工图 9、内力计算考虑下列三种情况 （1）、满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载） （2）、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷和半跨活荷载（500N/m2）和全跨屋架自重 （3）、在使用过程中全跨永久荷载和半跨可变荷载 10、施工图绘制说明 课程设计要求完成的施工图限于构件图和节点详图的绘制。其主要内容如下： (1)屋架的索引图：用以表示各杆件的几何长度、内力设计值以及拱度(如果需要起拱的话)； (2)屋架的正面图：用以表示各个杆件的编号、定位尺寸、缀(填)板的布置、各个节点的详图(包括节点板的几何尺寸、定位尺寸、各个杆件在节点板上的相互几何关系、焊缝几何尺寸)，以及支撑连接件的位置等； (3)屋架的上、下弦平面图：分别对应于上、下弦的俯视图，用以表示上、下弦的支撑连接件的位置； (4)屋架的侧面图：一般绘制屋架的端侧面图和中竖杆的侧面图等； (5)屋架的剖面图：一般绘制屋架支座节点的水平剖面图、屋架垂直支撑所在的竖直剖面图等； (6)大样图：用以表示某些特殊零件的几何尺寸； (7)材料表：罗列所有杆件、节点板以及连接件的编号、截面形式、长度、数量和质量等； (8)说明：用以指出制作屋架的钢材、焊条型号、涂装方式以及未标明事项。 11、施工图绘制要点 (1)屋架施工图的图面布置灵活多样。 (2)除了屋架索引图外，绘制施工图的其余部分都必须采用两种比例，即：用于杆件轴线方向尺寸绘制的比例一和用于垂直于杆件轴线方向尺寸绘制的比例二。而节点板在两个方向采用同一个比例，一般用比例二绘制。比例一常用范围为1:201:50；比例二常用范围为1:101:15。 (3)屋架的编号一般以大写的汉语拼音字母加数字组成，首字母避用O和I。 (4)屋架杆件的编号依一定秩序进行，以利阅览。一般可按主次顺序，由上到下，由左到右的方式编号。要注意同一榀屋架各杆件的编号尽量连续。不要遗漏缀(填)板的编号(通常只在每根杆件的一块缀板上标示)。 (5)屋架索引图中的杆件几何长度和内力可分别标于杆件的两侧。如果屋架几何对称，可分别将几何长度和内力标于左半跨屋架和右半跨屋架。三角形屋架和梯形屋架的跨度L分别不小于15m和24m时，要求起拱。一般只在下弦拼接节点处起拱，拱度采用L500。在屋架索引图中绘出起拱。 (6)在屋架正面图绘制中，先画出屋架各杆件的轴线，然后以此轴线为各杆件的截面形心轴来定位各杆件，最后标明杆件截面形心轴与杆件外缘的距离(通常是杆件截面形心轴与肢背的距离)，完成各杆件的定位。由于杆件截面形心轴与杆件外缘的距离以mm计时并非总为整数，可以靠近取整为5mm的倍数标注之。 (7)各杆件端部与杆件交汇中心之间的距离应在屋架正面图中标明。 (8)节点板设计的通常步骤是： 1)沿杆件轴线标出该杆件所需的焊缝长度(注意各杆端之间的净距要求)。 2)以尽量简单的几何图形(譬如矩形，梯形)包络所有焊缝。 3)由图上量出该包络图形的大致尺寸。 4)将这些大致尺寸调整并取整作为节点板的几何尺寸。 5)分别标明节点板各边缘与杆件交汇中心之间的距离。 6)将短焊缝拉长满焊，把焊缝标注清楚。 在屋架正面图中，由于节点处的标记符号密集，为图面表达清晰起见，可只在相应的节点板处画出屋架垂直支撑连接件的几何尺寸，而将编号及焊缝形式标记于屋架的相应上(下)弦平面图、尺寸在大样图(如果存在的话)和材料表中说明。 在屋架正面图中，必须标明屋架剖面图的剖切位置。 如果屋架对称，屋架正面图及上、下弦平面图均可只画半跨，同时在对称轴上标注对称符号。 如果弦杆有拼接，在屋架正面图上要画出拼接件，并标明连接螺栓孔的位置，(包括孔洞与弦杆轴线的距离、孔洞与最近节点板上杆件交汇中心之间的距离、孔洞之间的距离)，但其编号可在屋架的上、下弦平面图中标示。 在屋架的上、下弦平面图中，要标明屋架水平支撑连接的螺栓孔位置(包括孔洞与弦杆轴线的距离、孔洞与最近节点板上杆件交汇中心之间的距离、孔洞之间的距离)及其所对应的屋架编号；同时标明屋架垂直支撑连接件的编号、焊缝形式及其所对应的屋架编号。 在屋架的侧面图和屋架的竖直剖面图中，除要标明杆件与节点板之间的几何投影关系外，还要标明垂直支撑连接件的螺栓孔位置及切角斜度。【设计与计算】屋架几何布置：如图所示。荷载条件和计算：1、荷载标准值（1）永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板 屋架自重，按经验公式估算，其中为屋架跨度，单位为米，则三毡四油加绿豆砂 找平层厚 保温隔热层 支撑重量 合计 （2）可变荷载屋面活荷载 合计 2、荷载组合屋架强度和稳定性计算，考虑下列三种组合：（1）全跨永久荷载设计值 + 全跨可变荷载设计值：屋架上弦节点荷载 端节点荷载取一半。（2）全跨永久荷载设计值 + 半跨可变荷载设计值有可变荷载作用处屋架上弦节点荷载 无可变荷载作用处屋架上弦节点荷载 （3）全跨屋架自重 + 半跨屋面板自重 + 半跨活荷载有屋面板自重和活荷载半跨的节点荷载为，无屋面板自重和活荷载的半跨节点荷载为，则3、杆件内力计算假定屋架杆件的连接均为铰接，则屋架为静定结构，内力计算与杆件截面无关。杆件内力见表1。4、杆件设计（1）上弦杆为了施工方便，所有上弦杆采用等截面，按JK、KM杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度：，在屋架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取因，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并。选择厚度为8mm的节点板，支座节点板厚度取10mm。设，查Q235钢的稳定系数表，可得，则需要的截面积：需要的回转半径：，根据需要A、查角钢规格表，选用2L18011014,，肢背间距a8mm，则：按所选角钢进行验算：，满足长细比小于或等于=150的要求。由，只需求。查表用线性内插法得，则所以，所选截面合适。图2.15上弦杆截面（2）下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg杆计算。，所需截面积为：选用2L18011012，因，故用不等肢角钢，短肢相并，如图2.16。，图2.16下弦杆截面，所以，所选截面满足要求。（3）端斜杆aB杆件轴力：计算长度：因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使。选用2L1409010，长肢相距8mm，则查型钢表得：，则有：因，只需求，查表得，则所以，所选截面满足要求。（4）斜腹杆杆ghhM，此杆在h节点处不断开，采用通长杆件。最大拉力：，最大压力：，再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度：按150选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和略大些。选用2L705，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则压应力：拉应力：所以，所选截面满足要求。杆effJ，此杆在f节点处不断开，采用通长杆件。最大拉力：，最大压力：，再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度：按150选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和略大些。选用2L6310，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则压应力：拉应力：所以，所选截面满足要求。杆cddG杆件轴力：再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距按150选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和略大些。选用2L757，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。杆Jh： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和略大些。选用2L453，其几何特性为：，满足要求。杆Hf： ，选用2L453满足要求。同理杆Ed选用2L453，也满足要求。杆Bb： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L907，其几何特性为：，满足要求。杆Db： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L9010，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。杆Dc： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L706，其几何特性为：，所以，所选截面满足要求。杆Ge： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L563，其几何特性为：，所以，所选截面满足要求。（5）竖杆杆Kh： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L505，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。同理杆If、杆Fd选用2L505也满足要求。杆Jg： 或，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L636，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则压应力：拉应力：满足要求。杆He： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L568，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。同理杆Ec选用2L568，也满足要求。杆Cb： ，按选择，需要的回转半径为，查型钢表，选截面的和较上述计算的和较大些。选用2L455，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。杆Aa： ，按选择，需要的回转半径为， 选用2L454，其几何特性为：，因，只需求，查表得，则满足要求。5、节点设计（1）下弦节点“b”如图所示先算腹杆与节点板的连接焊缝。Bb杆焊缝Bb杆肢背及肢尖焊缝尺寸分别为，则所需的焊缝长度为：肢背：，取210mm；肢尖：，取130mm。Db杆焊缝腹杆Db肢背及肢尖焊缝尺寸分别为，则所需的焊缝长度为：肢背：，取190mm；肢尖：，取110mm。Cb杆焊缝Cb杆内力较小，焊缝按照构造要求采用。其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝，承受节点两边下弦杆内力差为：按斜腹干焊缝决定节点板尺寸，量得实际节点板长度是390mm，角焊缝计算长度，采用，肢背焊缝应力为：（可以） 学习好帮手屋 架 杆 件 截 面 选 择 表名称杆件编号内力/kN计算长度/cm截面规格截面面积/回转半径/cm长细比容许长细比稳定系数计算应力上弦JK、KM-1318.59150.8452.22L1801101450.63.088.6448.9652.361500.845200.15下弦eg1289.6630016352L1801101250.63.18.696.77190.123500.246161.6腹杆aB-630.11256.6256.62L140901038.524.473.5957.471.481500.668175.0Bb494.4205.28256.62L90724.62.784.0073.8464.15150200.96Ed35.92150.64188.32L4535.321.392.14108.3787.9915067.54Hf33.43162.32202.92L4535.321.392.14116.7894.8115062.86Jh31.93170.72213.42L4535.321.392.14122.8299.7215060.04Db-424.56228.4285.52L901034.332.744.0683.3670.321500.665185.95Dc319.79228.4285.52L70616.322.153.18106.3289.78150195.95Ge108.762603252L5636.691.752.57148.57126.46150162.67dG-244.4620.8141.452L75720.322.33.490.4561.191500.618197.78cd-284.3720.8141.452L75720.322.33.490.4561.191500.618197.78gh-34.07122.79235.85459.792L70513.752.183.14108.19146.431500.31977.67hM-30.63157.8235.85459.792L70513.752.183.14108.19146.431500.31977.67ef-54.6536.17224.35440.782L631023.311.882.99119.34147.421500.30578.86fJ-50.7955.88224.35440.782L631023.311.882.99119.34147.421500.30578.86竖杆Aa-75.331991992L4546.971.382.16144.292.131500.328109.1Cb-75.33182.24227.82L4558.581.372.18133.02104.51500.374155.4He-75.33242.72303.42L56816.731.682.67144.48113.631500.326138.09Jg-94.726.51266.96333.72L63614.581.932.91138.22114.671500.352184.57Kh-49.89133.52166.92L5059.611.532.3887.2770.131500.63981.28If-49.89121.3615172L5059.611.532.3879.3263.74150Fd-49.39103.21292L5059.611.532.3867.4554.2150屋架支撑布置图上弦支撑布置下弦支撑布置垂直支撑布置1-1垂直支撑布置2-2下弦节点“b”（2）上弦节点“B”如图所示腹杆Ba，肢背及肢尖焊缝尺寸分别为，则所需的焊缝长度为：肢背：，取220mm；肢尖：，取160mm。Bb杆焊缝Bb杆肢背及肢尖焊缝尺寸分别为，则所需的焊缝长度为：肢背：，取210mm；肢尖：，取130mm。上弦与节点板的连接焊缝验算为了便于在上弦搁置大型屋面板，将节点板上边缘缩进肢背8mm，肢背采用塞焊缝，承受节点集中荷载，取，。肢尖焊缝承担弦杆内力差，偏心距，偏心力矩，采用，则对： 对： 则焊缝的强度为：，所以，焊缝满足要求。上弦节点“B”（3）屋脊节点“M”弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般为）。拼接角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）所需拼接角钢的总长度为： ，取拼接角钢的长度为660mm。上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算按节点“B”处槽焊缝验算方法类似。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15计算，并考虑此力产生的弯矩。设肢尖焊缝，