A44+学校教学楼结构设计(论文+DWG图纸)
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：6236788
类型：共享资源
大小：4.56MB
格式：RAR
上传时间：2017-12-07
上传人：超****计
IP属地：浙江
3.6
积分
- 关 键 词：
-
a44
学校
教学楼
结构设计
论文
dwg
图纸
- 资源描述：
-
A44+学校教学楼结构设计(论文+DWG图纸),a44,学校,教学楼,结构设计,论文,dwg,图纸
- 内容简介：
-
梯形屋架课程设计书目 录第一章：设计资料 .2第二章：结构形式与布置 .22.1 柱网布置 .22.2 屋架形式及几何尺寸 .22.3 支撑布置 .3第三章：荷载计算及杆件内力计算 .43.1 屋架荷载计算 .43.2 屋架杆件内力系数 .43.3 杆件内力组合 .5第四章：屋架杆件截面选型 .64.1 杆件截面选型 .6第五章：屋架杆件焊缝计算 .85.1 腹杆焊缝计算 .85.2 下弦杆焊缝计算 .85.3 上弦杆角钢尖焊缝计算 .8第六章：屋架节点设计 .96.1 下弦拼接节点 k .96.2 上弦拼接节点 K .96.3 下弦一般节点 c .96.4 上弦一般节点 B .106.5 支座节点 a .10第七章：角钢杆件填板间距与形心距计算 .12第一章：设计资料某单跨单层厂房，跨度 L24m，长度 54m，柱距 6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用 1.5*6.0m 太空轻质大型屋面板。钢材采用 Q235BF，焊条采用 E43 型，手工焊。柱网布置如图 2.1 所示，杆件容许长度比：屋架压杆【 】150屋架拉杆【 】350。第二章：结构形式与布置2.1 柱网布置图 2.1 柱网布置图2.2 屋架形式及几何尺寸由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度 i1/10 。屋架跨度 l24m，每端支座缩进 0.15m，计算跨度 l0l2*0.15m23.7m；端部高度取 H02m，中部高度H3.2m；起拱按 fl 0/500，取 50mm，起拱后的上弦坡度为 1/9.6。配合大型屋面板尺寸（1.5*6m ） ，采用钢屋架间距 B6m，上弦节间尺寸 1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。图 2.2 屋架的杆件尺寸2.3 支撑布置由于房屋较短，仅在房屋两端 5.5m 开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设 3 道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部 6 榀为 WJ1a ,设 6 道系杆的连接板，端部第 2 榀为 WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为 WJ1c。图 2.3 上弦平面12WJcJ1bWaJ1aWJ1aJ1aWJ1aJb1WJ1c2J1a1-2-图 2.3 下弦平面与剖面第三章：荷载计算及杆件内力计算3.1 屋架荷载计算表 3.1 屋架荷载计算表分类 荷载项目名称荷载大小（KN/m 2-）组合系数（KN/m 2-） 组合值（KN/m2）1 太空轻质大型屋面板 0.85 1.1482 防水层 0.10 0.1353 屋架及支撑自重 0.15 0.2034 悬挂管道 0.05 0.068恒载和 1.151.351.553活载 屋面活荷载 0.5 1.4 0.70总荷载 2.253.2 屋架杆件内力系数屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数 kL、k R、k（k Lk R）按图 3.1 所示，并已抄入表 3.2 中。图 3.1 屋架内力系数图3.3 杆件内力组合组合一全部恒、活荷载 1全部恒、活荷载：q=2.25KN/m 2，F=2.25*1.5*6=20.25KN,杆件组合内力 N 1=20.25k（KN）组合二全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载）活荷载： 2q=0.7KN/m2，F=0.7*1.5*6=6.3KN, 杆件组合内力 N 2= N16.3k L,R （KN）组合三全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载： 3屋架和支撑重：q=0.15*1.350.20KN/m 2，F=0.2*1.5*6=1.8KN,活荷载：q=1.0*1.35+0.72.05KN/m 2，F=2.05*1.5*6=18.45KN,杆件组合内力 N3= 1.8k+18.45 kL,R （KN）杆件内力组合见表 3.2，其中第二、三组合对个别 kL 、 kR 正负号的杆件计算，因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差 N（设计弦杆焊缝用）将大于第一组合的 N。表 3.2 屋架杆件内力组合表组合一 组合二 组合三内力系数全恒活 全恒半活 全垮屋架和支撑重半跨屋面板重和活荷载内力设计值杆件K kL、 kRN1=20.25k(1)6.3kL(kR)(2)N2(1)-(2)1.8k(3)18.45 kL(kR)(4)N3(3)+(4)NAB 0 00 0BD -8.729 -6.253-2.476 -176.762 -176.762DF -13.522 -9.036-4.486 -273.821 -273.821FH -15.227 -9.152-6.075 -308.347 -57.658-38.273 -250.68-27.074 -27.409 -168.854-112.084 -196.26-139.49 -308.347上弦杆HK -14.724 -7.362-7.362 -298.161 -46.381-46.381-251.78-251.78-26.503 -135.829-135.829 -162.33-162.33 -298.161ac 4.739 3.4891.250 95.965 95.965下弦杆 ce 11.5247.9993.525 233.361 233.361eg 14.621 9.3245.297 296.075 58.74133.371 237.33260.70 26.318 172.02897.730 198.346124.047 296.075gk 15.132 8.4166.716 306.423 53.02142.311 253.40264.11 27.238 155.275123.91 182.513151.148 306.423aB -8.872 -6.532-2.340 -179.658 -179.658Bc 6.779 4.6672.112 137.275 137.275cD -5.424 -3.395-2.029 -109.836 -109.836De 3.683 1.8921.791 74.581 74.581eF -2.486 -0.697-1.789 -50.342 -50.342Fg 1.101 -0.4561.557 22.295 -2.8739.809 25.16812.486 1.982 -8.41328.727 -6.43130.708 -6.43130.708gH 0.038 1.560-1.522 0.7695 9.828-9.589 -9.05910.358 0.068 28.782-28.081 280.850-28.013 28.850-28.013斜杆Hk -1.096 -2.4741.378 -22.194 -15.5868.681 -6.608-30.875 -1.973 -45.64525.424 -47.61823.451 -47.61823.451Aa -0.5 -0.50 -10.125 -10.125CcGgEe -1.0 -1.00 -20.25 -20.25竖杆Kk 1.966 0.9830.983 39.812 39.812支座反力 R 8 6.0251.975 162.00 162.00第四章：屋架杆件截面选型由表 3.2 知，腹杆最大内力 N-179.658KN，查得采用节点板厚 t8mm，但支座节点板加厚为12mm。4.1 杆件截面选型上弦杆 AK 为受压杆，先假设 ，b 类截面 0.714，f 215N/mm 2， max90AN/ f308347N/0.714*215N/ mm22008.644mm 2，=1508/90=16.75mm, =3016/90=33.51mm0max/xil0ax/yil查课本上册附表四，选用 L100*80*6，短肢相并双角钢。各杆件选型均按此法，计算数据如表4.1、4.2，选型见表 4.3。表 4.1 受拉杆件截面选型及强度验算表杆类杆号内力 所需截面积 l0x l0y ix iy 截面选型 截面积 ix iy xmax*A应力215满足要求压 a B -179.658 -1694.887 2539 2539 23.082 23.082 L75*6 1760 23.1 34.6 109.913 73.382 109.913 0.493 867.680 -207.056c D -109.836 -1036.189 2298 2873 20.891 26.118 L63*5 1228 19.4 28.9 118.454 99.412 118.454 0.447 548.916 -200.096e F -50.342 -474.925 2506 3132 22.782 28.473 L63*5 1228 19.4 28.9 129.175 108.374 129.175 0.392 481.376 -104.579H k -47.618 -449.226 2179 3399 19.809 30.900 L63*5 1228 19.4 28.9 112.320 117.612 117.612 0.453 556.284 -85.600A a -10.125 -95.519 2015 2015 18.318 18.318 L56*5 1082 17.2 26.2 117.151 76.908 117.151 0.453 490.146 -20.657C c -20.250 -191.038 1840 2300 16.727 20.909 L56*5 1082 17.2 26.2 106.977 87.786 106.977 0.511 552.902 -36.625E e -20.250 -191.038 2080 2600 18.909 23.636 L56*5 1082 17.2 26.2 120.930 99.237 120.930 0.432 467.424 -43.323杆等肢G g -20.250 -191.038 2320 2900 21.091 26.364 L56*5 1082 17.2 26.2 134.884 110.687 134.884 0.365 394.930 -51.275表 4.2 受压杆件截面选型及强度验算表杆类杆号内力 所需截面积 截面选型 截面积 ix iy x应力215满足要求B c 137.275 638.488 L45*4 698 13.8 21.6 152.029 121.389 196.669D e 74.581 346.888 L45*4 698 13.8 21.6 166.522 133.009 106.850F g 30.708 142.828 L45*4 698 13.8 21.6 181.594 145.000 43.994g H 28.850 134.186 L45*4 698 13.8 21.6 197.029 157.361 41.332拉杆等肢K k 39.812 185.172 L45*4 698 13.8 21.6 208.696 133.333 57.037表 4.3 屋架杆件截面选型表计算长度（mm）回转半径mm 长细比 稳定系数杆件内力设计值（KN）几何长度l(mm l0x l0y截面形式及规格 A ix iy xyxy应力设计值AK -308.347 1508 1508 3016 L100*80*6 2120 24.0 46.1 62.83 65.42 0.780 186.47弦杆 ak 306.423 3000 3000 11850L90*56*5 1442 15.9 44.7 188.68 265.1 212.50aB -179.658 2539 2539 2539 L90*56*7 1966 15.7 23.2 23.4 109.44 0.499 -207.05Bc 137.275 2622 2098 2622 L45*4 698 13.8 21.6 21.6 121.389 196.669cD -109.836 2873 2298 2873 L63*5 1228 19.4 28.9 118.454 99.41 0.447 -200.09De 74.581 2873 2298 2873 L45*4 698 13.8 21.6 166.522 133.009 106.850eF -50.342 3132 2506 3132 L63*5 1228 19.4 28.9 129.175 108.374 0.392 -104.579Fg -6.43130.7083132 2506 3132 L45*4 698 13.8 21.6 181.594 145.00 43.994gH 28.850-28.0133399 2716 3399 L45*4 698 13.8 21.6 197.029 157.361 41.332斜杆Hk -47.61823.4513399 2719 3399 L63*5 1228 19.4 28.9 112.32 117.612 0.453 -85.6Aa -10.125 2015 2015 2015 L56*5 1082 17.2 26.2 117.151 76.91 0.453 -20.657Cc -20.25 2300 1840 2300 L56*5 1082 17.2 26.2 106.977 87.786 0.511 -36.625Ee -20.25 2600 2080 2600 L56*5 1082 17.2 26.2 120.930 99.237 0.432 -43.323Gg -20.25 2900 2320 2900 L56*5 1082 17.2 26.2 134.884 110.687 0.365 -51.275竖杆Kk 39.812 3200 2880 L45*4 698 13.8 21.6 208.696 133.33 57.037注： 节点板 t 8mm， （腹杆最大内力 Nmax-179.658KN ） ； 1f 215N/mm2；压杆【 】150，拉杆【 】350； 2 第五章：屋架杆件焊缝计算5.1 腹杆焊缝计算表 5.1 腹杆焊缝计算表需要焊缝（mm 2） 双角钢焊缝计算公式（f fw=160N/mm2）采用焊缝（mm）计算时 lw 按表值10mm杆件内力设计值N(KN)hf1lw1=N/320(N/344.6)hf2lw2hf2lw2=N/746.7(N/640) hf1-lw1 hf2-lw2aB -179.658 561.431 240.603 6105 550Bc 137.275 428.984 183.842 680 580cD -109.336 343.238 147.095 580 580斜杆其他 112 580 580竖杆 112 580 5805.2 下弦杆焊缝计算表 5.2 下弦杆焊缝计算表需要焊缝（mm 2） N 组合和说明采用焊缝（mm）计算时 lw 按表值10mm节点N1(KN)N2(KN)N(KN) hf1lw1=N/298.7hf2lw2=N/896 hf1-lw1 hf2-lw2“”表示hflw 500mm2，用角焊缝5100 或695a 0 95.965 95.965 321.276 107.104 5110 5110 第一组合c 95.965 233.361 137.396 459.980 153.344 5110 5110 第一组合e 233.361 296.075 62.714 209.956 69.993 5110 5110 第一组合g 124.047 151.148 27.101 90.73 30.247 5110 5110 第三组合k 306.423 306.423 45.96 153.867 51.295 595 595每侧焊缝按0.15Nmax（ 第三组合 N）5.3 上弦杆角钢尖焊缝计算表 5.3 上弦杆角钢尖焊缝计算表需要焊缝（mm 2） N 组合和说明节点N1(KN)N2(KN)N(KN) l lw=l-10采用焊缝 hf2（mm）= 214()wwNell采用焊缝hf2（mm）“”表示hflw 500mm2，用角焊缝5100 或695B 0-176.762176.762245235 5.65 6 第一组合D-176.762-273.82197.059235225 3.34 5 第一组合F-273.821-308.34734.526220210 1.33 5 第一组合H-196.263-162.33233.931205195 1.49 5 第三组合K-298.161298.16144.724 每侧焊缝按 0.15Nmax（ 第三组合 N）注： 上弦杆 L100*80*6，b=80mm, z 0=21.2mm, e=b-z0=60.3mm,取用 65mm； 1焊缝长度 l 按画节点图时为满足腹杆焊缝长度所确定得节点板实际宽度（中节点 K 的 l 略经放大 2使求得的 hf2 较为合理） 。第六章：屋架节点设计6.1 下弦拼接节点 k下弦杆为 L90*56*5，拼接角钢用相同规格。角钢 t5mm ，拼接角钢焊缝位于角钢尖，用 hf 5mm，焊缝为：l w=N/4*0.7hf* ffw=491060 N/4*0.7*5mm*160N/mm2=219.22mm,取 220mm，采用拼接角钢半长L=2(lw+2hf)+b=2*(220+2*5)+20=480mm,扣除半缝宽 5mm 和正反面焊口各 10mm 后，焊缝计算长度为纵向470mm220mm，满足要求。拼接角钢水平肢宽 90mm，故采用斜切，安装螺栓位置考虑以后连横向水平支撑时可以应用，其与斜切边的边距经检查足够。拼接角钢竖肢原宽 56mm，为焊缝需切肢： t+hf+5=5+5+5=15mm,切后余高 h 56-15 41mm， 端部直切。因高度已较小，竖肢上不再用安装螺栓。6.2 上弦拼接节点 K上弦杆起拱后坡度 1/9.6，端部取直切，截面为 L100*80*6，拼接角钢用相同规格，热弯成型，角钢t5mm，拼接角钢焊缝位于角钢尖，用 hf 5mm， 焊缝为：l w=N/4*0.7hf* ffw=308347 N/4*0.7*5mm*160N/mm2=137.655mm,取 300mm，焊缝计算长度为 300mm2*137.655275.31mm，满足要求。拼接角钢竖肢原宽 80mm，为焊缝需切肢： t+hf+5=6+5+5=16mm,实用 20mm，切后余高 h 80-15 65m， 端部直切。6.3 下弦一般节点 cBc 杆： hf1=6mm, hf2=6mm焊缝长度：肢背：l w1=0.7N/2heffw=0.7*137.275*103/(2*0.7*6*160)=71.50mm,取 80mm；肢尖：l w2=0.3N/2heffw=0.3*137.275*103/(2*0.7*6*160)=30.64mm,取 80mm；cD 杆： hf1=5mm, hf2=5mm焊缝长度：肢背：l w1=0.7N/2heffw=0.7*109.836*103/(2*0.7*5*160)=68.64mm,取 80mm；肢尖：l w2=0.3N/2heffw=0.3*109.836*103/(2*0.7*5*160)=29.42mm,取 80mm；Cc 杆为竖杆，N=-20.25KN 很小，焊缝长度也按构造取 80mm。（其余下弦节点按此方法计算腹杆焊缝见表 5.2 下弦杆焊缝计算表。 ）由上求得长度确定节点板尺寸 240mm*320mm,下弦节点连接焊缝长度为 32.0cm，h f=5mm, N233.36195.965133.396KN, 受力较大的肢背处的剪应力为0.75*137396/【2*0.7*5*（320-10） ） 】47.49N/mm 2 ffw 160 N/mm2， 焊缝强度满足要求。f6.4 上弦一般节点 BBC 杆与节点板的焊缝尺寸和节点“c”相同： aB 杆： hf1=6mm, hf2=5mm焊缝长度：肢背：l w1=0.7N/2heffw=0.7*179.658*103/(2*0.7*6*160)=93.57mm,取 105mm；肢尖：l w2=0.3N/2heffw=0.3*179.658*103/(2*0.7*5*160)=40.10mm,取 50mm；为了便于在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背 8mm， 用塞焊缝把上弦角钢和节点板连接起来（详见施工图） ，塞焊缝做两条焊缝计算，焊缝设计强度值应乘以 0.8 的折减系数。计算时可略取屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载 P 与上弦垂直。（其余上弦节点按此方法计算腹杆焊缝见表 5.3 上弦杆角钢尖焊缝计算表。 ）验算强度如下：肢背塞焊缝 hf1=1/2*节点板厚00.5*84mm,按构造取 5mm，上弦与节点板间（满焊焊缝长度为245mm。2211 1()(/*1.)/(0.7)f fwKNPhl0.75*6504*5(24082.73N/mm 20.8*f fw128 N/mm2， 焊缝强度满足要求。肢尖焊缝 hf1=6mm,上弦与节点板间（满焊）焊缝长度为 245mm。2211 2()(/*1.)/(0.7)f fwKNPhl0.25*76504*6(451027.27N/mm 2f fw160 N/mm 2， 焊缝强度满足要求。6.5 支座节点 a屋架支座中线缩进轴线（柱外边线）150mm，柱宽 400mm，支座底板三面与柱边留距离 10 mm， 内侧面按对称，故底板尺寸为 2a*2b,a=140 mm,b=190 mm,锚栓采用 2M24，位置和锚栓孔尺寸如图。支座中心处设加劲肋 90*10，加劲肋外侧离锚栓垫板边 c=14 mm.6.5.1 底板计算为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取 160mm，在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度为 10mm。 计算时底板尺寸偏安全仅按节点板加劲肋范围，加劲肋以外部分底板刚度较差，认为受反力较小而忽略，故底板尺寸按 2a=2*140 mm,2b1=2*95mm。 支座反力R=162.0KN,底板压应力为：pR/（2a*2b 1）=162.0*10 3/(280*190)=304 N/ mm2f ce=10 N/ mm2；上式中 fce 为
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号