卫韩龙钢结构课程设计

(圆满版)卫韩龙钢构造课程设计(圆满版)卫韩龙钢构造课程设计18/18(圆满版)卫韩龙钢构造课程设计钢构造课程设计钢构造课程设计任务书设计题目某厂房钢屋架设计。设计目的课程设计是本课程授课的实践授课环节之一，经过设计使学生进一步掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提高综合剖析、解决问题的能力。设计条件某厂房总长度90m，跨度依照不一样样的学号从附表中取，屋盖系统可从以下所给的种类中采用。纵向柱距6m。3.1构造形式：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，无损害性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制）。3.2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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。3.3屋盖构造及荷载（1）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层kN/m2(按分组表确定)一毡二油隔气层0.05kN/m2水泥砂浆找平层0.3kN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4kN/m2屋架及支撑自重：按经验公式q0.120.11L计算：KN/m2悬挂管道：0.15kN/m2（2）可变荷载：土木工程学院2008级房屋建筑（1）班1屋架设计屋面活荷载标准值：0.7kN/m2雪荷载标准值：0.35kN/m2积灰荷载标准值：kN/m2(按分组表确定)设计内容4.1确定屋盖构造及支撑的部署图；4.2选择钢材及焊接资料，并明确提出对保证项目的要求；4.3对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点；4.4屋架施工图1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。设计的节点应尺寸齐备、书写规范、满足构造要求；2）施工图内容①屋架简图（比率1∶100），左半跨注明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比率）。③侧面图，剖面图及零件详图。④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞地址，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。⑤资料表。⑥说明。设计要求5.1设计内容圆满、计算正确、保证经济；图纸齐整、布图合理；5.2计算书须用打印并装订（A4），插图应按必然比率绘制，做到眉目清楚，文图配合；5.3图纸应切合《房屋建筑制图一致标准（GB/T50001—2001）》和《建筑构造制图标准（GB/T50105—2001）》的要求；5.4屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见分组附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中；设计进度与核查：6.1进度2土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计设计时间一周；6.2核查依照设计内容的圆满性、构造合理性、计算正确性以及图纸的质量、口试、考勤等方面为评分标准；参照资料夏志斌．钢构造原理与设计[M]．北京：中国建筑工业初版社，2008.7.刘声扬．钢构造原理与设计[M]．北京：中国建筑工业初版社，2008.7.夏志斌，姚谏.钢构造设计[M]．北京：中国建筑工业初版社.2005.9.GB50017-2002钢构造设计规范[S]．北京：中国计划初版社.2002.GB50009-2001建筑构造荷载规范[S]．北京:中国建筑工业初版社.2002.附表钢屋架跨度、保温层及积灰荷载的取值学号1234567跨度18212418212418保温层0.0.0.0.0.0.0.4455556657积灰荷载0.0.0.1.1.1.1.7890123学号891011121314跨度21241821241821保温层0.0.0.0.0.0.0.6555657765积灰荷载1.1.1.1.1.0.0.3220378学号15161718192021跨度24182124182124保温层0.0.0.0.0.0.0.6565454554积灰荷载0.1.1.1.1.1.1.9012332学号22232425262728跨度18212418212418保温层0.0.0.0.0.0.0.土木工程学院2008级房屋建筑（1）班3屋架设计54555765656积灰荷载1.1.1.1.1.1.1.2033022学号29303132333435跨度21241821241821保温层0.0.0.0.0.0.0.5454554545积灰荷载1.1.1.0.0.0.1.3129872学号36373839404142跨度24182124182124保温层0.0.0.0.0.0.0.55445555665积灰荷载1.1.1.1.1.1.1.03022314土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计附图1507.51507.51507.51507.51507.5G1507.5FABC4D024000026291399398538956228621221213244150aceg1350a.18米跨屋架几何尺寸1.01.01.01.01.01.00.5FGBCDE2A-9.10-9.1021-8.9930.000-6.2220-2+09122+081.60854.31...60..-3.8-0404..5718-6+.063-42-0--9+7.962+9.279+3.470+9.279acegb.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.01.01.01.01.01.00.5GFEF'CDAB6-4.5511-5.63650.000-4.372-0-+01404+060.61.153.810..07.5..1.5-+6+13.711-43.00.5-0215--48+5.325+5.312++3.967+2.537acegc.18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

E'-3.300.0e'土木工程学院2008级房屋建筑（1）班5屋架设计钢构造课程设计计算书设计资料1.1某厂房总长度90米，跨度为18米，纵向柱距为6米。1.2构造形式: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，无损害性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制）。1.3屋架采用的钢材、焊条尺寸：梯形钢屋架用Q235钢，焊条为E43型。屋架形势和几何尺寸屋面资料采用大型屋面板1.5×6.0m预应力混凝土屋板，故采用无檩系统平坡梯形屋架。屋架跨度为每端支座中线缩进150mm，则屋架的计算跨度l0l3001800030017700mm，吊车吨位为15030t，采用封闭式组合。屋架各杆件的几何尺寸以以以下图。1507.507.511507.51507.5151507.5FABC4D02400028629139399562285312132642150ace13506土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计3.支撑部署.厂房长度为90m，故仅在房屋两端部开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其他为柔性系杆。土木工程学院2008级房屋建筑（1）班7屋架设计屋架节点荷载屋面坡度较小，故对全部荷载均按水平投影面计算（风荷载为风吸力，且本设计为重屋盖，故不考虑）：永久荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kNm2水泥砂浆找平层0.4kNm2保温层0.45kN/m2一毡二油隔气层0.05kNm2水泥砂浆找平层0.3kNm2预应力混凝土屋面板1.4kNm2屋架和支撑自重0.12+0.011×18=0.318kNm2合计3.318kNm2可变荷载：屋面活荷载标准值0.7kNm2雪荷载标准值0.735kNm2屋面积灰荷载1.3kNm2荷载组合按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。对跨中部分斜腹杆因半跨荷载可能8土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计产生的内力变号，采用将跨度中央每侧各两斜腹杆（图中Fg、gH、Hi杆）均按压杆控制长细比，故不再考虑半跨荷载作用的组合。由可变荷载效应控制的内力组合计算：取永久荷载G＝1.2，屋面活荷载Q1＝1.4，屋面积灰荷载Q2＝1.4、2＝0.9，则节点荷载设计值为：F(1.23.3181.40.71.40.91.3)1.5659.40kN由永久荷载效应控制的内力组合计算：取永久荷载G＝1.35，屋面活荷载Q1＝1.4、10.7，屋面积灰荷载Q2＝1.4、2＝0.9，则节点荷载设计值为：F(1.353.3181.40.70.71.40.91.3)1.5661.23kN故应取节点荷载设计值F61.23kN屋架杆件内力.经计算在全跨荷载作用下的屋架杆件内力系数如图右半部分，内力设计值以以以下图所示。1.01.01.01.010.5FBCDEA--8.993000-6.22120.+00-+8920.31..60541.0..3.8-046..571-8-063-4--+39+7.962+9.27.470ace土木工程学院2008级房屋建筑（1）班9屋架设计杆件截面选择.按腹杆最大内力NaB61.23(6.502)398.12kN，查表7.6钢，选中间节点板厚度为10mm，支座节点板厚度为12mm。6.1上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大内力NFG61.23(9.102)557.32kN计算。l0x150.75cm，l0y301.5cm。假定50，查附表1.2，0.856cm，则AreqN557.3210321.00cmf0.856310102ixreql0x150.753.02cm，iyreql0y301.56.03cm5050由附表10采用2L110×70×8，短肢相并。A213.9427.88cm2，ix1.98cm，iy5.34cm。截面验算：xl0x150.7576.1150满足ix1.98yl0y301.556.46150满足iy5.34双角钢T形截面绕对称轴（y轴）应按弯扭屈曲计算换算长细比yzb11100.56l0y0.56301.5，则yzt13.75b11115.34yx8故取maxx76.1，查附表1.2，0.698N557.32103286.40f310N/mm2满足A0.69834.341026.2下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力Nge61.23(9.279)568.15kN计算。10土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计l0x300cm，l0yl0885cm。2AnreqN568.1510318.33cm2f310102由附表10采用2L110×70×6，短肢相并。A210.6421.28cm2，ix2.01cm，iy5.36cmxl0x300149.3350满足ix2.01yl0y885165350满足iy5.36N568.15103266.99f310N/mm2满足An21.281026.3腹杆6.3.1aB杆：NaB61.23(6.502)398.12kN，l0xl0yl253.0cm。假定100，查附表1.2，0.555AN398.1210323.14cm2f0.555310102由附表10采用2L125×80×8长肢相并。A215.9931.98cm2，ix2.28cm，iy3.20cml0x253150xix1112.28l0y253150yiy793.20

满足满足故由x111，查附表1.2，得0.487N398.12103255.63f310N/mm2A0.48731.98102满足土木工程学院2008级房屋建筑（1）班11屋架设计Bc杆：NBc61.23(4.739)290.17kN，l0x0.8l0.8261.3209.4cm,l0yl261.3cm。AN290.171039.4cm2f310102采用2∟635，查附表9，An26.1412.28cm2，ix1.94cm，iy2.97cm。l0x209.4350xix107.81.94l0y261.3350yiy882.97

满足满足N290.17103236.3f310N/mm2满足An12.281026.3.3cD杆：NcD61.23(3.382)207.08kN，l0x0.8l0.8286.4229.1cm，l0yl286.4cm。假定100，查附表1.2，0.555AN207.0810312.04cm2f0.555310102采用2∟63×8，查附表9A29.5219.04cm2，ix1.90cm，iy3.02cmxl0x229.1121150满足ix1.90yl0y286.495150满足iy3.02故由maxx121，查附表1.2，得0.43212土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计N207.08103205.55N/mm2f310N/mm2满足A0.43223.32102De杆：NDe61.32(1.884)115.36kN，l0x0.8l0.8286.4229.1cm，l0yl286.4cm。AN115.361033.7cm2f310102采用2∟565，则A10.84cm2，ix1.72cm，iy2.69cmxl0x229.1133.2[]350满足ix1.72yl0y286.4106.5[]350满足iy2.69N115.36103106.42f310N/mm2满足A10.84102eF杆：NDe61.32(0.696)42.62kNl0x0.8l0.8312.4250cm，l0yl312.4cm假定100，查附表1.2，0.555AN42.621032.5cm2f0.555310102采用2∟635，查附表9，An26.1412.28cm2，ix1.94cm，iy2.97cm。x250128.9[]150满足1.94l0y312.4150yiy105.6满足2.97故由maxx128.9，查附表1.2，得0.392土木工程学院2008级房屋建筑（1）班13屋架设计N42.6210310288.54N/mm2f310N/mm2满足A0.39212.286.3.6gG杆NDe61.32(0.812)49.72kNl00.9l0.9289260.1cm采用2∟十字相连，查附表，An26.1412.28cm2，ix02.45cm6359x0l0260.1106.2[]350满足ix02.45N49.7210340.49N/mm2f310N/mm2满足An12.28102cC、eE杆：NcCNeE61.23(1.0)61.23kN,其内力值大小相同，采用长细比较大的竖杆进行设计，则可保证其他竖杆的安全可靠性。NeE61.23kN，l0x0.8l0.8259207.2cm,l0yl259cm内力较小，采用2∟565，则A10.84cm2，ix1.72cm，iy2.69。l0x207.2150满足xix1.72120.5yl0y25996.3150满足iy2.69故由maxx120.5，查附表1.2，得0.437N62.53103179f310N/mm2满足A0.32210.841026.3.8aA杆NaB61.23(0.5)30.62kN依照部署螺栓的要求，端竖杆最小应入采用2∟635的角钢，采用十字行截面，A12.28mm2，ix02.45cm。端竖杆aA：l0x0.9199179.1cm14土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计lo179.173.1[]150满足xo2.45ixo故maxx073.1，查附表1.2，得0.732N30.2610310234.06f310N/mm2满足A0.73212.28七、节点设计1）屋脊节点竖杆gG杆端焊缝按构造取hf和lw为5mm和80mm。上弦与节点板的连接缝，角钢肢背采用塞焊缝，并假定仅承受屋面板传来的集中荷载，一般可不作计算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力的15%进行计算，即N0.15N0.15557.3283.60kN。其产生的独爱矩MNe83.60103705852000N?mm现取节点板尺寸以以以下图。设肢尖焊脚尺寸hf26mm则焊缝计算长度lw2200265183mm验算肢尖焊缝强度：(6M2)2(20.7N2)2f20.7hf2lw2hf2lw2(658520001832)2(283.60103)2满足1.2220.760.76183115.87N/mm2ffw200N/mm2土木工程学院2008级房屋建筑（1）班15屋架设计拼接角钢采用与上弦相同截面，热弯成型。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受内力计算。设角焊缝焊脚尺寸hft21028mm则接头一侧需要的焊缝计算长度：lwN557.321030.7hfffw40.78124.40mm4200拼接角钢的总长度：l2(lw2hf)a2(124.4028)(102190)308.8mm，取l350mm10拼接角钢竖肢需切去的高度：thf5108523mm，取25mm，即坚肢余留高度为45mm。2）下弦拼接节点NKNN2K=782..099047.1=07N2K=NNN=568.15KNN=568.15KN拼接角钢采用与下弦相同的截面，拼接角钢一侧的焊缝长度按与杆件等强设计。设角焊缝焊脚尺寸hft6mm，则接头一侧需要的焊缝计算长度为Af21.28102310lw40.76196.3mm40.7hfffw200拼接角钢的总长度：l2(lw2hf)a2(196.326)10426.6mm取l430mm。拼接角钢水平肢较宽，故采用斜切，不但便于焊接，且可增加焊缝长度。水平肢上的安装螺栓孔，待屋架拼装完后可用于连接屋架下弦横向水平支撑。竖肢因切肢后余留高度较小，不设安装螺栓。16土木工程学院2008级房屋建筑（1）班钢构造课程设计拼接角钢竖肢需切去的高度：thf566517mm取20mm，即坚肢余留高度为50mm。取两斜腹杆杆端至节点中心距离为230mm，竖杆杆端至节点中心的距离为90mm。节点板按布置腹杆杆端焊缝需要，采用33012380。3）支座节点依照端斜杆和下弦