钢结构设计模板

1、精品钢结构设计课程设计学生姓名：指导教师：学生班级：学生学号：5、34任务参数：序号一6序号二F设计时间：2009年5月18日至2009年5月24日感谢下载载四层平面图1:290_ 精品_7777附图目录1设计资料2屋架形式及几何尺寸3支撑布置4荷载4.1 荷载标准值计算4.2 荷载设计值计算4.3 荷载组合5内力计算及内力组合6杆件选择6.1 上弦杆6.2 下弦杆6.3 一般腹杆7节点连接计算7.1 腹杆与节点板或弦杆腹板的连接焊缝的计算7.2 一般节点计算7.3 拼接节点计算7.4 支座节点计算8参考文献感谢下载载精品1设计资料某屋盖结构拟采用钢结构，拟建建筑顶层平面如附图。屋架跨度30m

2、，长42m。根据甲方要求确定采用平行弦钢桁架，屋面坡度为i1/10,屋架间距为6m,屋架与钢筋混凝土柱顶较接。屋面材料采用彩色夹芯板，工字型楝条，楝距5m（水平投影距离），地面粗糙度类别为B类，二级建筑，不考虑积灰荷载及地震作用。基本风压22Wo0.50kN/m,基本雪压s00.45kN/m屋架钢材米用Q235B,焊条米用E43型，焊接工艺采用手工焊。2 屋架形式及几何尺寸平行弦屋架结构布置图及剖面图如图21.楝条支撑于屋架上弦节点。均为节点荷一，、一，1载。经计算可知，屋架坡角（上弦与水平面之间的夹角）为arctan-54238,橡10距为5.02m。水平投影间距为5m。内力（KN）几何尺寸

3、（M）感谢下载载图2-1屋架形式及几何尺寸图3 支撑布置依据建筑抗震设计规范GB500112001，支撑布置见图3-1，上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置竖向支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一通长水平系杆，上弦横向水平支撑在节点处设通常系杆。故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向水平支撑的节距；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。,X'X'Vzzz系杆Vzo'、/zz2Vz横向水平支撑竖向支撑图3-1屋架上弦支撑图4荷载4.1荷载计算（1）永久荷载：（恒荷载）：（对水平面头影）彩色夹芯板0.15e100.151kN/m

4、2楝条自重0.10kN/m2屋架及支撑0.30kN/m20.551kN/m2（2）可变荷载（活荷载）：（对水平面投影）精品1)屋面均布活荷载0.30kN/m22)雪荷载基本荷载：So0.45kN/m2。据建筑结构荷载规范(GB500092001),由于5423825,1.0。雪荷载标准值Skrs00.45卜%2,雪荷载不与屋面活荷载同时考虑，仅考虑两者中较大者的作用。另据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)可知，不考虑全跨积雪不均匀分布情况。3)风荷载基本风压为0.45kN/m2,但考虑到建筑物较低没有超过20m,且屋面坡度小于30度，因此可不考虑风荷载的效应。由楝条传给屋架上弦节点荷

5、载见图4-11.2 0.551 5 6 19.84 kN感谢下载载4.2 荷载设计值计算由可变荷载控制的组合:1)恒荷载设计值分项系数为1.2故恒荷载上弦节点设计值为：精品2） 活荷载设计值分项系数为1.4,故活荷载上弦节点设计值为：1.40.455618.9kN4.3 荷载组合按上所述，此结构不考虑风荷载，荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而取用其中较大者，由于在上述荷载取用过程中雪荷载大于活荷载，因此，在荷载最不利组合过程中仅考虑以下两种情况：1、恒载+全跨雪载2、恒载+半跨雪载5内力计算及内力组合具体计算结果及组合结果见表51:（受拉符号为正，受压符号为负）由于实际情况存在风荷载

6、，考虑这种效应可能是拉杆变为压杆，我们通过控制所有拉杆的长细比不超过250。杆件编号见表5-1图5-1杆件编号图杆件单项柿裁内力（设计值）内力组合不禾1组合恒载全跨全跨恒+全恒+全上弦杆4-63.31-59.36-47.49-122.67-110.8-122.677-162-154.33-118.71-316.33-280.71-316.3311-211.85-201.81-142.46-413.66-354.31-413.6617-211.85-201.81-118.71-413.66-330.56-413.6621-162-154.33-71.23-316.33-233.23-316.33

7、25-63.31-59.36-23.74-122.67-87.05-122.67下弦杆20000006124.62118.7194.97243.33219.59243.3310199.39189.94142.46389.33341.85389.3314224.31213.69142.46438366.77437.9516224.31213.69142.46438366.77437.9520199.39189.9494.97389.33294.36389.3324124.62118.7147.49243.33172.11243.3328000000腹杆1000000375.6872.0957.6

8、8147.77133.36147.775-83.41-79.46-63.57-162.87-146.98-162.87845.4143.2628.8488.6774.2588.679-50.05-47.68-31.78-97.73-81.83-97.731215.1414.42029.5615.1429.5613-16.68-15.890-32.57-16.68-32.571544.6442.5328.3587.1772.9987.1718-16.68-15.89-31.78-32.57-48.46-32.571915.1414.4228.8429.5643.9829.5622-50.05-4

9、7.68-31.78-97.73-81.83-97.732345.4143.2628.8488.6774.2588.6726-83.41-79.46-31.78-162.87-115.19-162.872975.6872.0928.34147.77104.02147.7727000000表51荷载组合表6杆件截面选择6.1上弦杆考虑到施工及经济的要求，上弦杆只采用一种截面，因此在上弦杆设计中，需要找到控制杆件。有上述组合结果可得到最大轴力值为感谢下载载N7N11413.66kN,loxloy5020mm选用TM170250914截面面积:250.76cm2回转半径:4.48cmiy6.00cm

10、重心:Zo3.09cm长细比:lox5024.48112.05150yz其中:2eoZot2loyiy5026.003.0983.67150.2io2eo2ix2iy5.71It1.25233Ii1bit；wIyz83.67284.3112y122z0.724.482171.41007.8x112.05由x查x0.48125.71cm_2_2661.78cm0.93251.4325.761.7850.779.9783.6721007.879.971007.815.7192183.6721007.861.78I413.621032169A0.48150.761022152上弦截面符合要求，且经济

11、性较好。6.2下弦杆考虑到施工及经济的要求，下弦杆也不改变截面。下弦杆主要承担拉力因此，只验算刚度和强度即可。下弦杆最大内力Nmax437.95kN,lox502cm,loy1500cm实际所需截面积和特性:ixl oxloy选用： TW125250Al oxixl oy467.95 100022036.98mm2155022.008cm25015006.00cm25029 14 A 46.09cm ,ix 2.99cm,1y 6.29cm437950 , 95.0246095022.9915006.29167.89238250250下弦杆符合要求，且经济性较好。6.3一般腹杆考虑到施工方便及

12、经济性，腹杆的截面形式不宜太多也不宜太少，因此截面取三种形式,具体分组如下：3、5、26、29杆为一组，8、9、15、22、23杆为一组，12、13、18、19杆为一组。故腹杆共取三种截面。对于3、29杆为支座斜杆，但其承受拉力，故可不单独验算。(1)对3、5、26、29杆，最大内力为162.86kN(压)截面采用T型钢，型号为:3.36mTM9715069lox0.83.362.688m,10y截面积：A19.88cm2回转半径：ix2.50cmiy3.57cm重心:Z01.78cm长细比:lox型107.522.50150yz其中:loy3363.5794.1215012y122z22t2

13、-2,_2eozo1.780.451.77cm2i：e2i2i21.772.523.57220.76cm2ooxyk2Q1.25QQAItb"-9.70.90.63150.934.92cm43 i134.9225.721551_2-94.1222155_2_21.77194.12221554120.761294.1222155104.23x107.52由x查x0.508NxA162.861032161.63N20.50819.88102mm此截面符合要求，且经济性较好。(2)、对8、9、15、22、23杆最大轴力为:97.71kN(压)。截面采用T型钢，型号为TW75150710,l

14、ox0.83.362.688m,loy3.36m截面积:20.28cm2回转半径:1.81cmiy3.73cm重心:Zo1.37cm长细比:lox268.8148.5150yz其中:Zoloyiyt21.813363.7390.08150It2eo：2ix22z411"222yz1.370.761.250.521.8127.51.020.76cm2223.7317.95cm3340.7151.06.60cmIbit；3i1Iwl2w25.717.9520.21415.86.60yz1、2290.0821415.890.48x148.50.3152290.081415.841-20.7

15、622190.0821415.817.95215Nm(3)、对12、13、18、19杆最大轴力为:32.57kN (压)。截面采用 T型钢，型号为:N97.71103N2152.95N2xA0.31520.28102mm此截面符合要求，且经济性较好。TM7410069lox0.83.362.688m,10y3.36m截面积：A13.63cm2回转半径：ix1.95cmiy2.35cm重心：z01.55cm长细比:lox268.8ix1.95137.85150yz其中:loyiy3362.351431501yz222Zot21.550.45221.21cm2-iy0.761.952222.351

16、0.54cmItbit；1.257.40.93340.6100.98.69cmi10.5413.63yz1432143.17由yz查0.333w.l2w424.868.6925.7424.8614332.5710322143424.8640.33313.6310271.76Nmm21.2110.542152m12_2143424.86此截面符合要求，且经济性较好。屋架杆件截面选用表:杆件名杆件号内力设计值N(kN)计算长度(m)选用截面截面积A(cm2)杆件受力类型长细比计算应力(N/mm2)容1长;比称loxloyxy上弦1-413.665.025.02T76压11

17、2.0583.6716915杆1下弦14437.955.0215TW12525091446.09拉167.8923895.0225杆腹3147.772.6883.36TM971506919.88拉107.5294.1274.3325杆5-162.872.6883.36TM971506919.88压107.5294.12161.6315888.672.6883.36TW7515071020.28拉148.590.0843.72259-97.932.6883.36TW7515071020.28压148.590.08152.95151229.562.6883.36TM741006913.63拉137

18、.8514321.692513-32.572.6883.36TM741006913.63压137.8514371.76151587.172.6883.36TW7515071020.28拉148.590.0842.98257节点连接计算7.1腹杆与节点板或弦杆腹板的连接焊缝的计算1、腹杆与弦杆的连接方式是先将腹杆的腹板切下一定长度，然后将弦杆的腹板部分插入到腹杆被切除部分，内力由腹杆腹板与弦杆腹板的对接焊缝及腹杆翼缘与弦杆腹板的四条角焊缝共同承担（见图7-1）。由于对接焊缝的施工等级为二级，其抗拉抗压设计值同母材强度值，故无需验算。只需验算四条角焊缝即可。图7-1一般节点图2、考虑到实际轴力较小

19、，依次轴力算得的焊缝长度较小，为保证平面外刚度，采用等强度法来确定焊缝长度。3、设腹杆翼缘截面积为S1，所承受轴力为N1，求解过程如下:N1f&N140.7hfffwllw2hf且焊角尺寸应满足构造要求，即：lw8hfand40mmo7.2 一般节点计算1、节点编号见图7-2图7-2节点编号图对节点A计算：只须计算3号杆N11350215290250N/2焊角尺寸hf6mmmmNilw107.9mm施工时取120mm0.746160由计算结果可知，本设计中不需要节点板。其他节点计算过程相同，故列表如才.且满足刚度强度要求。其他节点计算过程相同，计算结果如表7-1.杆件号与上弦连接与卜弦

20、连接焊角尺寸焊缝长度焊角尺寸焊缝长度3、5、26、296mm120mm6mm120mm8、9、15、22、237mm120mm7mm120mm12、13、18、195mm120mm5mm120mm表7-1焊缝表7.3 拼接节点计算1、上弦拼接节点上弦拼接节点尺寸及构造（见图7-3）图7-3上弦拼接节点图上弦拼接节点采用水平盖板和竖向拼接板与弦杆共同组成。水平盖板尺寸为：宽100mm ,厚9mm ,分别与弦杆上翼缘、290mm,厚为14mm;竖向拼接板尺寸为：宽腹板等强度连接。上翼缘盖板设计承受的轴向力为Ni25014215753kN焊缝设计：（hf12mm）则:37531020,7121602

21、81mm水平盖板长度：施工时取为：610mm228121700.110606mm腹板焊缝验算腹板竖版设计承受轴力为:N2170149215302kN焊缝设计：（hf8mm）则,302103lw169mm20.78160竖板内侧不进行焊接，选用竖板长度为L500mm,其端部采用斜切。这样竖板的端部及下侧焊缝已超出所需焊缝长度。上弦拼接节点竖板尺寸及构造（见图7-4）图7-4上下拼接节点构造图对于屋脊节点，由与拼接盖板的影响腹杆与上弦的连接需要设置节点板，由7.2中计算2、下弦拼接节点下弦拼接节点尺寸及构造图（7-5）图7-5下弦拼接节点构造图下弦拼接节点采用与上弦相同的结构，水平盖板和竖向拼接板

22、与弦杆共同组成。水平盖板尺寸为：宽290mm,厚为14mm;竖向拼接板尺寸为：宽70mm,厚9mm,分别与弦杆上翼缘、腹板等强度连接。上翼缘盖板设计承受的轴向力为Ni焊缝设计：（hf12mm）则：lw水平盖板长度：L施工时取为：610mm。腹板焊缝验算腹板竖版设计承受轴力为：N2焊缝设计：（hf7mm）则lw_20.77160竖板内侧不进行焊接，选用竖板长度为L500mm,其端部采用斜切。这样竖板的端部及下侧焊缝已超出所需焊缝长度。上弦竖板构造图7-62501421575310320.7122281212514160170753kN281mm0.110606mm9215214.785kN-321478510137mm图7-6上弦拼接节点构造下弦拼接节点节点板构造图（图7-7）图7-7下弦拼接节点节点板构造图7.4 支座节点计算1、支座节点支座节点构造图7-81 r3|图7-8支座节点构造图支座节点板如上图所示，与上弦连接采用二级对接焊缝，其强度不低于母材强度故不需要验算。节点板轮廓尺寸有构造要求确定，不许对其进行验算。2、支座底板计算：支座底板构造如图7-9图7-9支座节点构造图支座锚栓直径为24mm,锚栓孔径为50mm,底板支反力R116.21kNfc 10 N/m2则底板所需净面积An116.21 10310一 _2116.21cm2考虑锚栓孔的