钢结构设计模板

载《钢结构设计》课程设计学生姓名:指导教师：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日载载附图目录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4.3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8参考文献载载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，长42m。钢筋混凝土柱顶铰接。屋面材料采用彩色夹芯板，工字型檩条，檩距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00采用手工焊。2屋架形式及几何尺寸载。经计算可知，屋架坡角(上弦与水平面之间的夹角)为a=arctan=54238，檩距为5.02m。水平投影间距为5m。图2-1屋架形式及几何尺寸图载3支撑布置GB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屋架跨度的一半。载图3-1屋架上弦支撑图 (1)永久荷载：彩色夹芯板檩条自重屋架及支撑4荷载(恒荷载)：(对水平面头影)0.10kN/m20.30kN/m2合计0.551kN/m2 (2)可变荷载(活荷载)：(对水平面投影)1)屋面均布活荷载0.30kN/m22)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,且屋面坡度小于风荷载的效应。由檩条传给屋架上弦节点荷载见图4-1架荷载图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：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：4.3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5—1：(受拉符号为正，受压符号为负)由于实际情况存在风荷载，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载杆件上弦杆下弦杆腹杆单项荷载内力(设计值)4726135800045.4100043.26-47.49-118.71-142.46-118.71-71.23-23.7494.9794.9747.49-63.5728.8400088.67219.59294.36172.11133.3674.25不利组合0.95.950099006453.984126147.7700000表5—1荷载组合表6杆件截面选择到控制杆件。有上述组合结果可得到最大轴力值为载1|1|711oxoyxy0xi4.48xyi6.00y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxxmx载上弦截面符合要求，且经济性较好。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maxoxoy实际所需截面积和特性：N467.951000A===2036.98mm2f215l502ix[x]=250=2.008cml1500iy[y]=250=6.00cmxyN437950A4609xi2.99yi6.29y下弦杆符合要求，且经济性较好。考虑到施工方便及经济性，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，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 、29杆，最大内力为162.86kN(压)截面采用T型钢，型号为：载1|1|22 (20.76)oxoyxy0xi2.50xyi3.57y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxxx此截面符合要求，且经济性较好。载1|1| oxoyxy0xi1.81xyi3.73y其中：o(o2)t3ii3i=1wLxxx载1|x此截面符合要求，且经济性较好。 oxoyxy0xi1.95xyi2.35yLyz其中：载1|1|杆件号杆件受力类型压容长比o(o2)t3ii3i=1wLyyz此截面符合要求，且经济性较好。屋架杆件截面选用表：称称 (cm2)度 ll上弦-413.665.025.02112.05上弦-413.665.025.02114114437.955.0215下弦46.09拉167.8923895.02下弦杆腹杆35-162.8788拉压1212.33888.672.6883.3620.28拉148.590.0843.7225TW751507109-97.932.6883.3620.28压148.590.08152.95151229.562.6883.3613.63拉137.8514321.692513-32.572.6883.3613.63压137.8514371.76151587.172.6883.3620.28拉148.590.0842.9825载7节点连接计算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，依次轴力算得的焊缝长度较小，为保证平面外刚度，采用等3、设腹杆翼缘截面积为S，所承受轴力为N，求解过程如下：11N=fS11Nl=1w40.7hfwffl=l+2hwfl8hand40mm。wf1、节点编号见图7-2点编号图对节点A计算：只须计算3号杆mmfmmfl=N1=107.9mm施工时取120mmw0.746160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下弦连接焊角尺寸焊缝长度焊角尺寸焊缝长度mm6mm0mm120mm7mm7mm0mm120mmmm5mm0mm120mm表7-1焊缝表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f水平盖板长度：腹板焊缝验算1)则：腹板竖版设计承受轴力为：2焊缝设计：(h=8mm)则f竖板内侧不进行焊接，选用竖板长度为L=500mm,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中计算图7-4上弦拼接节点节点板图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弦杆上翼缘、腹板等强度连接。f水平盖板长度：腹板焊缝验算1)则：腹板竖版设计承受轴力为：2焊缝设计：(h=7mm)则f竖板内侧不进行焊接，选用竖板长度为L=500mm,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7-6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造图7-8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。板计算：如图