钢结构课程设计

1、课程设计任务书课程名称： 钢结构课程设计 班 级： 姓 名： 专 业： 学 号： 指导教师： 陈子娟 2013年3月1日 钢结构课程设计任务书一、设计资料某厂房总长度90m，跨度根据不同的学号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。屋架采用的钢材、焊条为：用Q345钢，焊条为E50型。2.有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。荷载：屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为

2、单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； 压型钢板自重为0.15kN/m2 （坡向）；檩条自重0.5kN/m； 基本风压为0.50 KN/m2，雪荷载为0.3 KN/m2； 积灰荷载为1.2 KN/m2，保温层荷载为0.5 KN/m2，二 结构形式与布置2. 1屋架形式及荷载： 屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力） (g) 24米跨屋架几何尺寸(h) 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值几何尺寸 作用下各杆件的内力值 (i) 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 2. 2结构形式及支撑三 荷载和内力计算3. 1 荷载计算1、永久荷载标准值：压

3、型钢板自重 0.150.151 KN/m2檩条自重（0.5KN/M,间距1.5m） 0.333 KN/m2 保温层荷载 0.5 KN/m2屋架及支撑自重 0.12+0.011L0.384 KN/m2 _ 共 1.368 KN/m22、可变荷载标准值： 屋面活荷载 0.5 KN/m2 积灰荷载 1.2KN/m2 _共 1.7 kN/m2 3.2 荷载组合 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载+半跨可变荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点荷载设计值：按永久荷载效应控制的组合：F=（1.351.3681.40.70.51.40.91.2）1.5634.64 kN/m2 F=(1.21.3

4、68+1.40.5+1.40.91.2) 1.5634.68 KN/m2 F（1.21.3681.41.21.40.50.7）1.5634.30 kN/m2 取F=34.68 kN/m2（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：F1=1.351.3681.5616.62 kN/m2 （按永久荷载效应控制的组合）F1=1.21.3681.5614.77 kN/m2 （按可变荷载效应控制的组合）对结构有利：F11.01.3681.5612.31 kN/m2取F116.61 kN/m2半跨可变荷载设计值：F21.4(0.70.50.91.2) 1.5618.02 kN/m2（按永久荷载效应

5、控制的组合）F21.4(0.50.91.2) 1.5619.91 kN/m2 （按可变荷载效应控制的组合）F22=1.4（0.70.50+1.2）1.5619.53 kN/m2取F219.91 kN/m23.3 内力计算四 杆件截面选择腹杆最大内力307.61kN 由屋架节点板的厚度参考表7.4可知支座节点板的厚度取10mm，中间节点板厚度8mm。4.1 上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N-529.22kN-529220N上弦杆的计算长度：在桁架平面，为节间轴线长度：=150.8cm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：=150.82=301.6cm设=80，选用角钢，为b类

6、截面，查表得0.688。需要截面积：需要的回转半径：, 选用不等边角钢短边相并，根据需要的A、查角钢规格表，选用2100638，A=25.2cm，=1.77cm，=4.90cm，按所选角钢进行验算：=85.2 16.89 截面和界面都为b类截面，查表的=0.722=290.8 N/mm=310N/mm 故所选截面合适。 填板每个节间方一块，=75.440=403.18=127.24. 2 下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力设计值设计。N+526.10kN526100N，=1200需要的净截面面积为选用2100637，A=22.2，=1.78cm，=4.87cm，由于2，故用不等肢角钢短肢

7、相并 =169,=247A=22.2 cm=52610022200237 N/mm =310 N/mm所选截面合适。填板每个节间方一块，=15080=802.87=229.64. 3斜腹杆B-a杆件轴力： N=-307.61kN=-266277N计算长度=253.5，因为，故可采用等边角钢长肢相并。使设=100，查表得0.493 =17.88cm=2.54cm选用2807，A=21.72cm，=2.46cm，=3.6cm，按所选角钢进行验算：=103 b/t=11.40.58/b=18.4 =74.7 截面和界面都为b类截面,查表的=0.6175。= 307.61100.617517.8810

8、229.4 N/mm310N/mm故所选截面合适。填板放两块，=84.540=402.46=98.44. 4 腹杆B-c腹杆拉力设计值为 N=+238.6kN+238600NA=N/=238600/31000=7.69cm选用2505，A=9.6，=1.53，=2.38，按所选截面进行验算：平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为=0.8260.8=208.6cm, =l=260.8cm=208.6/1.53=136.3 ,=260.8/2.38=109.6 =248.5=310N/mm故所选截面合适。填板放两块，=86.980=801.53=122.44. 5竖杆各个竖杆采用同类截面，按Hi

9、杆件的最大设计内力设计。Hi竖杆拉力设计值： N=+67.28kN+67280NAN/67.2810/21510=2.17cm杆件计算长度：=0.9319=287.1cm , =319cm， =319/200=1.59cm选用2505，并采用十字形截面A=9.6，=1.53， =2.38,按所选截面进行验算： =287.1/1.53=187.6200,=319/2.38=134200,截面验算： 故所选截面合适。 填板放两块，=106.380=801.53=122.4各杆件的截面五节点设计5. 1下弦节点“c”用E50型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值。 先计算腹杆与节点板的连接焊缝：”

10、B-c”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为(考虑起灭弧缺陷): “c-D”杆的肢背和肢尖焊缝和，则所需的焊缝长度为： 其次验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差N399860-165770234090N,由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸是275220，焊缝尺寸可按构造要求取角焊缝的计算长度lw27.5-20.526.5,肢背焊缝应力为： 52 上弦节点“B” “a-B”杆的肢背和肢尖焊缝和，则所需的焊缝长度为: “B-c”杆的肢背和肢尖焊缝,，则所需的焊缝长度为(考虑起灭弧缺陷): 验算上弦杆与节点板的连接焊缝，节点板缩进6，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F=34.68KN, .=27.5-1.0=

11、26.5 N/mmf =1.22200=244N/mm肢尖焊缝承担弦杆内力差N=302410-0=302410N,偏心距e=10-3.5=6.5,偏心力矩M=Ne=302.410.06519.66KNm, 10，则 对N： 则焊缝强度为： 5. 3 屋脊节点“I”拼接角钢采用与上弦杆相同截面2100638，竖肢需切去t588521,取25，并按上弦坡度热弯，接头一边的焊缝长度： 共四条焊缝，认为平均受力。每条焊缝实际长度： lw16130 l2lw16276 取4005. 4中央下弦节点“i”拼接角钢采用与上弦杆相同截面2100637，竖肢需切去t576519,取10，并按上弦坡度热弯，接头一

12、边的焊缝长度： 共四条焊缝，认为平均受力。每条焊缝实际长度： lw12169 l2lw12350 取5005. 5支座节点“a” 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取140mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为10mm。支座底板的计算支座反力:,混凝土强度C30，所需底板的净面积： An 19401=194.01锚栓的直径取d=25,锚栓直径为50，则所需底面毛面积： A=An+Ao=194.01+245253.6按构造要求采用底板面积为ab2828784253.6,垫板采用-10010020，孔径26。实际底板底面积为： An784245724.4底板实际应力： 1402