钢结构课程设计计算书

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一、 设计资料

1. 结构平面布置

北京地区某单层单跨工业厂房机加工车间,跨度24m ,长度120m ,柱距6m ,屋架下弦标高16.5m 。 2. 排架结构体系

钢筋混凝土柱(混凝土强度等级为C20,上柱截面400×400); 钢屋架:1.5×6.0m

预应力钢筋混凝土大型屋面板,钢屋架铰支于柱上;屋面坡度 10

1

=

i 。 3. 车间内设有中级工作制、起重量为30T 的吊车,计算温度高于-200

C 。 4. 材料

钢屋架选用Q235-A ·F 钢,焊条为E4300型。 5. 荷载(标准值)

二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m 2

(硫化型橡胶油毡,PVC 建筑防水塑料油膏)

砂浆找平层(厚20mm) 0.40 KN/m

2

泡沫混凝土保温层(厚80mm) 0.48 KN/m

2

预应力钢筋混凝土大型屋面板 1.344 KN/m 2

(包括灌缝)

屋架及支撑自重 ( 0.120.011l +) KN/m

2

悬挂管道 0.15 KN/m

2

吊顶 0.55 KN/m

2

活荷载或施工荷载 0.70 KN/m

2

雪荷载 0.30 KN/m

2

屋面积灰荷载 0.50 KN/m 2

6. 屋架计算跨度:0=24m-20.15m=23.7m l ?

跨中及端部高度:本课程设计为无檩体系屋盖方案,采用缓坡梯形屋架,取屋架在30m

轴线处的端部高度'

0 1.990h m =,屋架的中间高度003.190(2,0.1)h m h il i =+=为,则屋架在23.7m 处,两端的高度为0 2.005h m =,屋架跨中起拱按0500l ,取50mm 。

二、 结构形式及支撑布置

屋架形式及几何尺寸如图2-1所示。 根据厂房长度(120m>60m )、跨度及荷载情况,设置三道上、下弦横向水平荷载。因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在上弦平面设置了刚性系杆与柔性系杆,以保证安装时上弦杆的稳定,在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆,以传递山墙风荷载。在设置横向水平荷载的柱间,于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2-2所示.

三、 荷载计算

屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,计算时,去交大的荷载标准值计算,因此取屋面活荷载0.7kN/m 2进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式

20.120.011k g l kN m =+()计算,跨度单位为米(m ),荷载计算详见表3-1.

不考虑屋面活荷载和积灰荷载的组合值系数。

1) 全跨节点永久荷载+全跨可变荷载(4.94 1.68) 1.5659.58F kN =+??= 2) 全跨节点永久荷载+半跨节点可变荷载

a) 全跨节点永久荷载为:1 4.94 1.5644.46F kN =??=

b) 半跨节点可变荷载为:2 1.68 1.5615.12F kN =??=

3) 全跨节点屋架(包括支撑)自重+半跨节点屋面板自重+半跨屋面活荷载

a) 全跨节点屋架自重30.52 1.56 4.68F kN =??=

b) 半跨节点屋面板自重及活荷载为4(1.810.98) 1.5625.11F kN =+??=

上述计算中,1)和2)为使用阶段荷载情况,3)为施工阶段荷载情况。

四、 内力计算

屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图4-1所示。

由图解法求得F=1的屋架各杆件的内力系数(1F =作用于全跨、左半跨和右半跨),然后求出各种荷载情况下内力进行组合,计算结果如表4-1

a图b图

c图

CC1GC1CC3CC1

图2-2:梯形钢屋架支撑布置

(a)桁架上弦支撑布置图(b)桁架下弦支撑布置图(c)垂直支撑1-1(d)垂直支撑2-2 SC—上弦支撑;XC—下弦支撑;CC—垂直支撑;GG—刚性系杆;LG—柔性系杆

F

a图

2

b图

c图

/2

4图4-1 屋架计算简图

五、 杆件设计

1. 上弦杆。整个上弦杆采用等截面,按FG 、GH 杆件的最大内力设计,即908.30kN N =。

上弦杆计算长度计算如下。

在屋架平面内:为节间轴线长度,即00 1.508m x l l == 在屋架平面外:本屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用(不考虑屋面板的支撑作用),根据支撑布置和内力变化情况,取0y l 为支撑点的距离,.本设计中桁架受压侧向弦杆支撑点间的距离为2倍的节间长度,且两节间内力不等,根据规范要求,取

20118019470.750.252 1.5080.750.25 2.930m 904901y N l l N ???

?=+=??+?= ? ?????

根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并,如图

5-1所示。

图5-1 上弦杆截面

弦杆最大内力904.901kN N =-,查附表4,中间节点板厚度选用12,mm ,支座节点板厚度选用14mm 。

假定=50λ,查Q235钢的稳定系数表,可得=0.856?(双角钢组成的T 型和十字形截面均属于b 类),则需要的截面积:

2

904901(0.856215)4916.9mm A N f ?==?=

需要的回转半径:

00 1.50830.2mm 2.93050m 58.6mm

x x y y i l i l λ======

根据需要的x y A i i 、、查附录1-附表4,选用2∟140x90x14,短肢相并,肢背间距a=12mm ,则由附表4查得,261mm 25.1mm 99.3x y A i i mm ===、、,按所选角钢进行验算:

150825.160.1[]150;301630.3[]150x y λλλλ==≤===≤=

由于x y λλ>,由y λ查附表17-2得0.807?=,则

3908.310184.5MPa 215MPa 0.8076100

x N

A

??=

=

所以所选截面合适。

2. 下弦杆。整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的gk 杆计算,则=959.298kN N 。

003000mm,2370045925mm x y l l ===(因下弦跨内共有三根通长系杆),所需截面积

为:

29592982154461.9mm A N f ===

选用2∟140x90x12,因00y

x l l ,故选用不等肢角钢,短肢相并,如图5-2所示。查附

录1-附表4可得225280mm 4461.9mm ,25.4mm,68.9mm x y A i i =>==.

按所选角钢进行验算:

00300025.4118[]350;592568.986[]350x x x y y y l i l i λλλλ===<====<= 所以,所选截面合适

图5-2 下弦杆截面

3. 端斜杆a B 。杆件轴力为525.079kN N =-,计算长度为002535mm x y l l ==。

因为00x y l l =,故采用不等肢角钢,长肢相并,使x y i i ≈。选用2∟140X90X10,则查附表4,可得24452mm ,44.7mm,37.4mm x y A i i ===。按所选角钢进行验算:

00253544.756.7;253537.468.0

x x x y y y l i l i λλ======

因y x λλ>,只需求y ?,由y λ查附表17-2得0.763y ?=,则:

3

525.07910154.6MPa<215MPa 0.7634452

y N A σ??===?

因此,所选截面合适。 4. 腹杆c B 。杆件轴力为

00408.838kN,0.80.826082086mm,2608mm x y N l l l l =+==?===,选2∟70×8,查附录1-附表3,22140mm ,21.2mm,33.8mm x y A i i ===。按所选角钢进行验算:

3

00408.83810191.05MPa 215MPa

2140

208621.298.4[]350260833.877.2[]350

n

x x x y y y N A l i l i σλλλλ?=

=

=<===<====<=

所选截面满足要求。

5. 腹杆c D 。00324.711kN,0.80.828692295mm,2869mm x y N l l l l =-==?===

选2∟75×10,查附表3,22820mm ,22.6mm,36.1mm x y A i i ===。按所选角钢进行验算:

000229522.6101.5[]150286979.5[]150

75107.50.580.58286922.2

x x x y y y y l l i b l λλλλ===<====<===<=?=

所以,04

2

2422[10.475()]79.5[10.4757.5(286.91)]80.96y

yz y b l

t λλ=+=?+??=

根据max 101.5x λλ==,查表得0.545?=

3

324.71110211.3MPa 215MPa 0.5452820

N

A

σ??=

=

=

所以,所选截面符合要求。

6. 腹杆e D 。00220.386kN,0.80.828592287mm,2859mm x y N l l l l =+==?===

选用2∟50×6,查附表4得21138mm ,15.2mm,25.6mm x y A i i ===,验算:

3

00220.38610193.7MPa 215MPa

1138

228715.2150.5[]350285925.6111.7[]350

n

x x x y y y N A l i l σλλλλ?=

=

=<===<====<=

所以,所选截面满足要求 7. 腹杆eF 。

00146.388kN,0.80.831292503mm,3129mm

x y N l l l l =-==?===。

选2∟70×8,查附录1-附表3,22140mm ,21.2mm,33.8mm x y A i i ===。按所选角钢进行验算:

000250321.2118.1[]150312992.6[]150

708.750.580.5831297025.9

x x x y y y y l i l b t l λλλλ===<====<===<=?=

所以,042

2422[10.475()]92.9[10.4757(312.90.8)]94.6

y

yz y b l

t λλ=+=?+??=

根据max 118.1x λλ==查得,0.446?=;

3

146.38810153.4MPa 215MPa

0.4462140N

A

σ??=

=

=

所以,所选截面符合要求。

8. 腹杆gF 。考虑到该杆在内力组合时内力产生变号,故按照拉杆和压杆分别设计,然后

两者取较大的截面。 a) 按拉杆设计

0073.650kN,0.80.831192495mm,3119mm

x y N l l l l =+==?===

选2∟30×4,查附表:

2

456mm 9mm 17.4mm x y A i i ===,, 截面验算:

3

0073.65010161.5MPa 215MPa

456

24959277.2[]350311917.4179.3[]350

n x x x y y y N A l i l i σλλλλ?===<===<====<=

符合要求

b) 按压杆设计。

005.658kN,0.80.831192495mm,3119mm

x y N l l l l =-==?===

选2∟56×5,查附表:2

1082mm 17.2mm 27.7mm x y A i i ===,,,截面验算:

000249517.2145.1[]150311927.7112.6[]150

56511.20.580.5831195632.3

x x x y y y y l l i b t l λλλλ===<====<===<=?=

所以04

2

2422[10.475()]112.6[10.475 5.6(311.90.5)]114.8y

yz y b l

t λλ=+=?+??=

根据max 145.1x λλ==,查得0.325?=

3

5.658101

6.09MPa 215MPa 0.3251082

N

A

σ??=

=

=

由以上可以看出选择2∟56×5. 9. 腹杆gH 。

a) 按拉杆设计:

0038.926kN,0.80.833962717mm,3396mm x y N l l l l =+==?===

选2∟30×3,查附表:2350mm 9.1mm 17.1mm x y A i i ===,, 截面验算:

3

0035.0610100.2MPa 215MPa

350

2717298.6[]350339617.1198.6[]350

n

x x x y y y N A l i l i σλλλλ?=

=

=<===<====<= b) 按压杆计算。

0038.337kN,0.80.833962717mm,3396mm x y N l l l l =-==?===

选2∟63×10,查附表:22332mm 18.8mm 31.5mm x y A i i ===,,,截面验算:

000271718.8144.5[]150339631.5107.8[]150

6310 6.30.580.5833966331.3

x x x y y y y l i l i b t l b λλλλ===<====<===<=?=

根据max 144.5x λλ==,查表得0.328?=

3

38.3371050.12MPa 215MPa 0.3282332

N

A

σ??=

=

=

所以应选2∟63×10。

10. 腹杆kH 。

a) 按拉杆设88计:

0029.740kN,0.80.833842707mm,3384mm x y N l l l l =+==?===

选2∟30×3,查附表:2350mm 9.1mm 17.1mm x y A i i ===,, 截面验算:

3

0029.74010

84.97MPa 215MPa

350

2707297.5[]350338417.1197.9[]350

n

x x x y y y N A l i l i σλλλλ?=

=

=<===<====<= b) 按压杆设计:

0084.736kN,0.80.833842707mm,3384mm x y N l l l l =-==?===

选2∟63×10,查附表:22332mm 18.8mm 31.5mm x y A i i ===,,,截面验算:

000270718.8144.0[]1503384107.4[]150

6310 6.30.580.5833846331.2

x x x y y y y l i l b t l b λλλλ===<====<===<=?=

根据max 144.0x λλ==,查表得0.329?=

3

84.73610110.44MPa 215MPa 0.3292332

N

A

σ??=

=

=

所以应选2∟63×10。

11. 竖杆Kk :0122.020kN 0.90.931902871mm x N l l =+==?=,

选2∟56×5,十字相连,查附表:2

01082mm ,21.7mm x A i ==。

0003287121.7132.3[]350

122.020*********.77MPa<215MPa

x x x n l i N A f λλσ===<===?==

所选截面符合要求

12. 竖杆Gg 。0=59.580kN 0.90.928902601mm x N l l -==?=,。

选用2∟56×5,查附表: 21082mm 17.2mm 27.7mm x y N i i ===,, 003

00max 260117.2134.4[]15059.580100.3281082167.88MPa<215MPa 289027.7104.3[]150

=134.4,=0.382x x x y y y x l N A f l i λλλσ?λλλ?===<===??=====<==(根据查表得,所以

所选截面符合要求。

13. 竖杆Ee 。0=59.580kN 0.90.925902331mm x N l l -==?=,

选用2∟56×5,查附表: 21082mm 17.2mm 27.7mm x y N i i ===,, 003

00max 233117.2120.5[]15059.580100.4351082126.59MPa<215MPa

259027.793.5[]150

=120.5,=0.435x x x y y y x l i N A f l i λλλσ?λλλ?===<===??=====<==(根据查表得,所以

所选截面符合要求。

14. 竖杆Cc 。0=59.580kN 0.90.922902061mm x N l l -==?=,

选用2∟50×6,查附表: 21138mm 15.2mm 25.6mm x y N i i ===,, 003

00max 206115.2120.5[]15059.580100.4351138120.36MPa<215MPa 229025.689.5[]150

=120.5,=0.435x x x y y y x l i N A f l i λλλσ?λλλ?===<===??=====<==(根据查表得,所以

所选截面符合要求。

15. 竖杆Aa 。0=32.769kN 2005mm x N l l -==,

选用2∟50×6,查附表: 21138mm 15.2mm 25.6mm x y N i i ===,, 003

00max 200515.2131.9[]15032.769100.378113876.18MPa<215MPa 200525.678.3[]150

=131.9,=0.378x x x y y y x l i N A f l i λλλσ?λλλ?===<===??=====<==(根据查表得,所以

所选截面符合要求。 现将计算结果列于表5-1

六、 节点设计

1. 支座节点“a ”(见图6-1)。采用E43型焊条,焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值

160MPa w f f =。 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的高度相等,厚度取14mm 。节点板采用380X12X440。

1) 支座底板计算。支座反力为:8859.58476.64kN R F ==?=,支座底板尺寸

为280X380.锚栓采用2M24,并用图示U 型缺口。如果仅考虑有加劲肋部分的地板

承受支座反力,则承压面积为2

280192=53760mm n A =?,验算柱顶混凝土的抗压强度:3

476.6410537608.87MPa 10MPa()n cc R A f σ==?=<=满足要求。 支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块,每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板,每块板的单位宽度的弯矩为

111122max 1161.4mm 90134161.474.7mm 74.7161.40.46;=0.0504==0.05048.87161.4=11646N mm

a b b a M qa ββ===?===??;查两相邻边支撑板弯矩系数

需要底板厚度: 取2

205N/mm mm f =(按板厚>16

40取值)

18.46mm =20mm t t =

=

=,取。

2) 加劲肋计算。对加劲肋和节点板之间的两条竖直焊缝进行验算:

设6mm f h =,取焊缝最大计算长度

60606360mm 440mm =4476.644119.16kN; kN mm

119.1652.56255.9w f l h R M Ve ==?=<====?=(实际焊缝长度)

V

表5-1:屋架杆件截面选择

表6-1:各节点角焊缝计算过程

,min 6.7mm 8mm f h ===,取,焊缝的总计算长度为:

132

2

[22(22)]62[22802(19212215)]128764mm

476.641091.32N/mm 160N/mm

0.7 1.220.78764

w f w f f

f f w

l a b t c h R

f

h l σβ∑=+---?=?+?--?-?=?=

==<=?∑???

4) 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。设焊缝传递全部支座反力476.64kN R =,

其中每块加劲肋各传4119160N R =,节点板传递2238320N R =。

节点板与底板的连接焊缝长度2(28012)536mm w l ∑=?-=,所需焊脚尺寸:

24766402 3.25mm

0.7 1.22

0.7536160 1.22

6mm

f w w f

f R h l f h =

=

=∑?????=故取

每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为:

2(901512)126mm 4

119160 6.9mm 0.7 1.22

0.7126160 1.22

8mm

w f w w f

f l R h l f h ∑=?--=≥

=

=?∑?????=,所需焊缝尺寸为:故取

2. 上弦节点“B ”。各杆件的内力由表4-1查得。

设“B c ”杆的肢背焊缝18mm f h =,肢尖焊缝26mm f h =,则所需的焊缝长度(按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算)计算如下:

1112220.70.7408838

216175.70mm 220.78160

180mm 0.30.3408838212103.25mm

220.76160

110mm

w f w

e f w w f w

e f w N l h h f l N l h h f l ?=+=+=???=?=

+=

+=???=肢背:故取肢尖:故取:

设“a B ”杆的肢背焊缝110mm f h =,肢尖焊缝26mm f h =,则所需的焊缝长度(按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算)计算如下:

1112220.70.7525079

220184.09mm 220.710160

190mm 0.30.3525079212129.21mm

220.76160

130mm w f w

e f w w f w

e f w N l h h f l N l h h f l ?=+=+=???=?=

+=

+=???=肢背:故取肢尖:故取:

为便于在上弦杆上搁置屋面板,节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。采用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算,槽焊缝的强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响,并考虑到P 对槽焊缝长度中点的偏心距较小,所以略去由此偏心引起的弯矩。上弦肢背槽焊缝内的应力由下列计算得到:

f

11

10mm 5h 10mm 22

f h mm '''=?=?==节点板厚度, 上弦与节点板间焊缝长度为410mm 。

节点荷载由槽焊缝承受,上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受,这时槽肯定是安全,可不必验算。肢尖焊缝验算如下:

肢尖焊缝承受弦杆内力差515.9030515.903kN N ?=-=,偏心距e=9020=70mm -,偏心力矩=515.9030.07036.11kN m M Ne ?=?=,按构造要求取肢尖210mm f h =,则上弦杆肢尖角焊缝的剪应力为:

3

515.9031092.59MPa 220.710(41012)

f e w

N h l τΛ?=

=

=??∑???-

由偏心力矩引起的正应力为: 62

2

6636.111097.70MPa 220.710398f e w

M

h l σ??=

=

=???

则焊缝强度为:

122.42MPa 160MPa ==<

所以焊缝强度满足要求。,该节点如图6-2所示。

3. 下弦节点“e ”。各杆件的内力由表4-1查得。

设“D e ”杆的肢背焊缝18mm f h =,肢尖焊缝26mm f h =,则所需的焊缝长度(按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算)计算如下:

1112220.70.7220386

216102.09mm 220.78160

110mm 0.30.322038621261.2mm

220.76160

65mm

w f w

e f w w f w

e f w N l h h f l N l h h f l ?=+=+=???=?=

+=

+=???=肢背:故取肢尖:故取:

设“eF ”杆的肢背焊缝18mm f h =,肢尖焊缝26mm f h =,则所需的焊缝长度(按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算)计算如下: 1112220.70.7146388

21673.18mm 220.78160

80mm 0.30.314638821244.68mm

220.76160

50mm

w f w

e f w w f w

e f w N l h h f l N l h h f l ?=+=+=???=?=

+=

+=???=肢背:故取肢尖:故取:

“Ee ”杆内力很小,焊缝尺寸可以按照构造尺寸确定,5mm f h =。

根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间有间隙以及制作和装配等误差,按比例绘出

节点详图,从而确定节点板的尺寸为300360mm mm ?。

下弦与节点板的连接的焊缝长度为360mm (满焊),6mm f h =。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差867.902682.310=185.59kN N ?=-,受力较大的肢背处焊缝应力为:

30.750.75185.591047.62MPa<160MPa 220.76(36012)

f e w

N h l τ????=

=

=??∑???-

因此,焊缝强度满足要求,该节点如图6-3所示。

4. 屋脊节点“K ”。

竖杆Kk 杆端焊缝按构造取f h 和w l 为5㎜和8㎜(见表3)。上弦与节点板的连接焊缝,角钢焊缝采用塞焊缝,并假定仅承受屋面板传来的集中荷载,一般可不做计算。角钢肢焊缝应取上弦内力N 的15%进行计算,即:0.15904.901135.74kN N ?=?=。其产生的偏心弯矩3

135.7410709501500N m M Ne =?=??= (e 为角钢肢尖到弦杆轴线间的距离)

现取节点板尺寸如图6-4所示。设肢尖焊角尺寸26mm f h =,取节点板长度为400mm ,则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为2200625183mm w l =-?-=,验算肢尖焊缝强度:

上弦杆起拱后的坡度为1/9.6。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照弦杆所受内力计算。设角焊缝焊角尺寸28mm f h t =-=。则接头的一侧所需要的焊缝长度为:

3904.90110252.5mm 40.740.78160

w w

f f N l h f ?=

=

=????

拼接角钢的总长度为:

2(2)=2=mm s w f l l h =++????弦杆杆端空隙(252.5+28)+(12+2(1/9.6)90)567.75

为了保证拼接节点处的刚度,取L=600㎜。 拼接角钢竖肢需切去的高度为:

=5108523mm =mm mm f t h ?++=++=?,取25,即竖肢余高为65

5. 下弦拼接节点

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度和刚度设计。设角焊缝焊角尺寸28mm f h t =-=,则接头一侧需要的焊缝长度:

52.80100215316.74mm 40.740.78160

w w

f f

Af l h f

??=

=

=?????

每条焊缝的实际长度为:

2316.7428332.74mm w f l l h =+=+?=

拼接角钢的总长度为:

2102332.7410675.48mm s l l =+=?+=

取L=700㎜(图6-5)。焊接角钢水平肢较宽,故采用斜切,不但便于焊接,还加长了焊缝长度。水平肢上的安装螺栓孔,待屋架拼接完后可用于连接屋架下弦横向水平支撑。竖肢因切削后余留高度较小,不设安装螺栓。

拼接角钢竖肢需切去的高度为:

=5108523mm =mm mm f t h ?++=++=?,取25,即竖肢余高为65

取斜腹杆杆端到节点中心距离为240mm ,竖杆杆端至节点中心间距为90mm,(按照工程惯例梯形屋架通常下弦节点中心至各腹杆下端间距为5mm 的整数倍,各腹杆的长度也取5mm 或10mm 的倍数,而让上弦节点中心到腹杆上端的距离为不规则的尾数)。节点板按布置腹杆杆端焊缝的需要,采用—330×10×380。

七、参考文献

1.《钢结构》,周俐俐,王汝恒主编,中国水利水电出版社,知识产权出版社,2009年8

月第一版。

2.《钢结构》上、下册,西安建筑科技大学编,陈绍蕃,顾强主编,中国建筑工业出版社,

2007年6月第二版

3.《钢结构原理与设计》,王国周,瞿履谦主编,清华大学出版社,1993年11月第一版。

钢结构设计计算书

《钢结构课程设计任务书》 一、设计题目:焊接普通钢屋架设计 二、普通钢屋架课程设计目的及要求 通过钢屋架课程设计要求能掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法;能综合运用有关力学和钢结构课程所学知识,对钢屋架进行内力分析、截面设计和节点设计;掌握钢屋架施工图的绘制方法。 三、课程设计资料 1. 建筑类别 厂房总长度120m,檐口高度15m。厂房为单层单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支与钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级为C30。柱顶截面尺寸为400?400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 厂房柱距选择: 6米 2. 屋架形式 2.1 三角形屋架 1)属有檩体系:檩条采用槽钢10,跨度为6m,跨中设一根拉条φ10。 2)屋架屋面做法及荷载取值(标准荷载值) 永久荷载:波形石棉瓦自重 0.20kN/m2 檩条及拉条自重 0.20kN/m2 保温木丝板重 2 2 2 2 2 d4cm 0.25kN/m e4cm 0.38kN/m f8cm 0.50kN/m 10cm 0.60kN/m h12cm 0.70kN/m ? ? ? ? ? ? ? ?? :厚 :厚 :厚 g:厚 :厚 钢屋架及支撑重(0.12+0.011?跨度)kN/m2 可变荷载:屋面活荷载 0.30kN/m2 积灰荷载 10.2 20.3 30.35 40.4 --- ? ?--- ? ? --- ? ?--- ? kN/m2 注: 1.以上荷载值均为水平投影 2.A,B屋架的形式与尺寸见图1

2.2 梯形钢屋架 1)属无檩体系:采用预应力混凝土大型屋面板(1.5m ?6m)。 2)屋架屋面做法及荷载取值(标准荷载值) 永久荷载:防水层(三毡四油上铺小石子) 0.35kN/m 2 找平层(2cm 厚水泥砂浆)0.02?20=0.4kN/m 2 保温层(泡沫混凝土):222d 4cm 0.25kN/m e 8cm 0.50kN/m f 12cm 0.70kN/m ?? ??? :厚:厚:厚 预应力大型屋面板: 1.4kN/m 2 钢屋架及支撑重: (0.12+0.011?跨度)kN/m 2 可变荷载:屋面活荷载 0.70kN/m 2 积灰荷载 ??? ? ??? ------------6.045.034.023.01kN/m 2 注:1.以上数值均为水平投影值 2.C 形式及尺寸见图1

多高层钢结构住宅楼毕业设计计算书

多 高 层 钢 结 构 住 宅 方案设计

1、工程概况 1.1工程名称:雅居乐多高层钢结构住宅; 1.2建设地点:东莞市区某地; 1.3工程概况:场地大小为30m×30m,8~12层,建筑总高度不超过40m,室内外高差为0.3m,设计使用年限为50年; 1.4基本风压:0ω=0.8kN/m2,地面粗糙程度为C类; 1.5抗震要求:抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地土,设计地震分组为第一组。 2、场地土层情况 表2-1 场地土层情况 3 3.1建筑布置 3.1.1首层建筑平面图 如下图3-1所示,首层平面设计为大空间的形式,可以用此空间做为店面,即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间,作为四爿店。由于商业的要求,首层平面将进行比较豪华的装修,例如钢柱将外包为方柱,而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外,门也将用比较好看的旋转门,以吸引顾客。

图 3-1 首层建筑平面图 3.1.2标准层平面图 如下图3-2所示,标准层平面设计为商品房,以中间两墙为分隔墙,分为四户。朝北两户面积较小,内设一个客厅,四个卧室,两个卫生间,一个厨房,一个阳台(左右侧阳台以一墙分开)。而朝南两户面积较大,内设一个客厅,五个卧室,一个书房,一个厨房,两个卫生间,一个杂物间,一个独立阳台。此外,左右两户为于中间墙对称。

图 3-2 标准层平面图 3.1.3顶层平面图 如下图3-3所示,顶层设计为空旷的天台,外围有1.2m的女儿墙,屋檐外挑500mm。

图3-3 顶层平面图

3.1.4剖面图 图3-4 剖面图1

钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)

第一章:设计资料 某单跨单层厂房,跨度L=24m,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Q235-BF,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【λ】=150 屋架拉杆【λ】=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i=1/10。屋架跨度l=24m,每端支座缩进0.15m,计算跨度l0=l-2*0.15m=23.7m;端部高度取H0=2m,中部高度H =3.2m;起拱按f=l0/500,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B=6m,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

12 1 2 1---1 2---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 3.2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

钢结构设计计算书

《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业:土木工程 姓名 学号: 指导老师:

目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22

单层双跨重型钢结构厂房设计计算书

一.建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称:青岛市某重型工业厂房; 2.工程总面积:3344㎡ 3.结构形式:钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内,设计内容:重型钢结构厂房,此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向,双跨厂房,每跨跨度为21m,柱距为6m,采用柱网为21m ×6m,纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m,柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类,设一个防火分区,安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处,两侧及中间各设两个消火栓,满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则,建筑的质量分布和刚度变化均匀,满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶:坡屋顶排水坡度为10%,排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级,窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡,地面面积为3344平方米,窗地比满足要求,不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水,排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件:场区地质简单,无不利工程地质现象,条件良好, 地基承载力标准值1000Kpa,为强风化花岗岩,场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防:6度 2.3防火等级:二级 2.4建筑物类型:丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡,主导风向:东南风

钢结构厂房设计计算书

毕业设计说明书(毕业论文) 毕业设计(论文)题目 专业:土木工程专业 学生:赵鹏 指导教师:王羡农 河北工程大学土木工程学院 2013年05月29日

摘要 本设计工程为邯郸地区一67.5米双跨钢结构。主要依据《钢结构设计规范})GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS 102:2002等国家规范,综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途,依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则,对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较,最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点,便于工业化,商品化的制品生产,与轻型维护材料相配套的轻型钢结构框架体系己广泛应用于建筑结构中,本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合,在此基础上确定梁柱截面,对梁柱作了弯剪压计算,验算其平而内外的稳定性;梁柱均采用Q235钢,10. 9级摩擦型高强螺栓连接,局部焊接采用E43型焊条,柱脚刚性连接,梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置,避免了一些常见的拉条设计错误。 关键词:轻型钢结构门式钢架内力分析双层彩色聚苯乙烯夹芯板节点

Abstract This project in handan area is a 67.5m double-span steel structure. The project designed strictly complies with the relavant stipulations of the "CODE FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES (GF50017-2003)" and "TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT WEIGHT BUILDINGS WITH GABLED FRAMES (CECS 102:2002)", and some others. Synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as" applying, economy, under the possible term attention beautifully", Connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. The beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction Simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialisation, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and calumniation. Next, checking computatians of stability calculatian of the plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235-B.F steel. Rod for manual welding usually adopts E43..Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the Bauble-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analysed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind land, and the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod jpints. Keywords:Lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; The double-decked colored polystyrene clamps the circuit board;joint

钢结构屋架设计计算书

. 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1:3,屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米,其两端铰支于钢筋 混凝土柱上,上柱截面尺寸为400mm×400mm,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面,C型檩条,檩距为1.5~2?。屋面的活荷载为kNm=1.0,屋面的恒荷载的标准值为0.5γ2.1米。结构的重要度系数为022??,不考虑积灰荷载、风荷载,不考虑全跨荷载积雪不均匀分布m,雪荷载为0.350.2 kN kNm状况。屋架采用Q235B,焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 1′°2618=檩距arctan,=屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为α3。为1.866m 屋架形式和几何尺寸1 图 支撑的布置3.上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间,并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑,在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆,下弦跨中设置一道通长的柔性细。2杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图

'. . 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距1.866m。因屋架间距为6m,所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 荷载标准值5.35.31kN6=×6×=0.51.77××=0.5×1.866P上弦节点恒

荷载标准值110√3×61.866×0.35=60.35=×1.77×=3.72kN×P上弦 节点雪荷载标准值210√3 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图 上弦节点恒荷载图3 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 '. . 图4 上弦节点雪荷载 6.内力组合 内力组合见表—1

钢结构课程设计计算纸

一、设计资料 温州地区某一单跨厂房总长度60m,纵向柱距6m,跨度18m。建筑平面图如图1所示。 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=1/10; 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; 厂房内桥式吊车为1台30t(中级工作制)。 2. 屋架形式及材料: 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2所示。屋架采用的钢材为Q235钢,并具有机械性能:抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证;焊条为E43型,手工焊。 3. 荷载标准值(水平投影面计) ①永久荷载: 三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.5 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重:按经验公式0.120.011 q L =+计算: 0.318 KN/m2 悬挂管道: 0.15 KN/m2 ②可变荷载: 屋面活荷载标准值:2 7.0m kN / 雪荷载标准值: 0.35KN/m2 积灰荷载标准值: 1.2 KN/m2 厂房平面图

.51507.5 9 内力系数图 二、屋盖支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间,沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水 平支撑。 2、下弦横向水平支撑 屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑,

加油站钢结构毕业设计计算书(网架结构)

潍坊学院本科毕业设计(论文) 目录 目录 (Ⅰ) 摘要及关键词 (1) Abstract and Keywords (2) 前言 (3) 1、结构设计基本资料 (4) 1.1 工程概况 (4) 1.2 设计基本条件 (4) 1.3 本次毕业设计主要内容 (6) 2、结构选型与初步设计 (7) 2.1 设计资料 (7) 2.2 网架形式及几何尺寸 (7) 2.3 网架结构上的作用 (9) 2.3.1静荷载 (9) 2.3.2活荷载 (9) 2.3.3地震作用 (10) 2.3.4荷载组合 (10) 3、结构设计与验算 (11) 3.1 檩条设计 (11) 3.2 网架内力计算与截面选择 (18) 3.3 网架结构的杆件验算 (20) 3.3.1 上弦杆验算 (20) 3.3.2 下弦杆验算 (21) 3.3.3 腹杆验算 (23) 3.4 焊接球节点设计 (24) 3.5 柱脚设计 (27) 3.6 钢柱设计与验算 (29) 3.7钢筋混凝土独立基础设计 (32) 3.8网架变形验算 (39)

潍坊学院本科毕业设计(论文) 结束语 (41) 参考文献 (43) 附录(文献翻译) (44) 谢辞 (49)

摘要及关键词 摘要本次毕业设计为合肥地区加油站钢结构设计,此次设计主要进行的是结构设计部分。本次设计过程主要分为三个阶段: 首先,根据设计任务书对本次设计的要求,通过查阅资料和相关规范确定出结构设计的基本信息,其中包括荷载信息、工程地质条件等。 然后,根据设计信息和功能要求进行结构选型并利用空间结构分析设计软件MST2008进行初步设计。本次设计主体结构形式采用正放四角锥网架结构,节点形式采用焊接球节点,支撑形式采用四根钢柱下弦支撑,基础形式采用柱下混凝土独立基础。 最后,通过查阅相关规范和案例进行檩条、节点、支座等部分的设计,并通过整理分析得出的数据,进行了杆件、结构位移等的相关验算,最终确定了安全、可行、经济的结构模式。 关键词结构设计,网架结构,构件验算

某多高层钢结构住宅毕业设计含计算书、建筑结构设计图

雅居乐 多高层钢结构住宅方案设计

1.工程概况 工程名称:雅居乐多高层钢结构住宅; 建设地点:东莞市区某地; 工程概况:场地大小为30m×30m,8~12层,建筑总高度不超过40m,室内外高差为0.3m,设计使用年限为50年; 基本风压:0ω=0.8kN/m2,地面粗糙程度为C类; 抗震要求:抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地土,设计地震分组为第一组。 场地土层情况: 表2-1 场地土层情况 2.建筑与结构布置 3.1.建筑布置 3.1.1.首层建筑平面图 如下图3-1所示,首层平面设计为大空间的形式,可以用此空间做为店面,即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间,作为四爿店。由于商业的要求,首层平面将进行比较豪华的装修,例如钢柱将外包为方柱,而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外,门也将用比较好看的旋转门,以吸引顾客。

图3-1 首层建筑平面图 3.1.2.标准层平面图 如下图3-2所示,标准层平面设计为商品房,以中间两墙为分隔墙,分为四户。朝北两户面积较小,内设一个客厅,四个卧室,两个卫生间,一个厨房,一个阳台(左右侧阳台以一墙分开)。而朝南两户面积较大,内设一个客厅,五个卧室,一个书房,一个厨房,两个卫生间,一个杂物间,一个独立阳台。此外,左右两户为于中间墙对称。

图 3-2 标准层平面图 3.1.3.顶层平面图 如下图3-2所示,顶层设计为空旷的天台,外围有1.2m的女儿墙,屋檐外挑500mm。

图3-3 顶层平面图3.1.4.剖面图

图3-4 剖面图1

钢结构课程设计梯形钢屋架计算书

-、设计资料 1、某工厂车间,采用梯形钢屋架无檩屋盖方案,厂房跨度取27m,长度为102m,柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板,保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,雪荷载标准值0.5kN/m2,积灰荷载标准值为0.6kN/m2,轴线处屋架端高为1.90m,屋面坡度为i=1/12,屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上,上柱截面400mm×400mm,混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级,焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度: Lo=27m-2×0.15m=26.7m 3、跨中及端部高度: 端部高度:h′=1900mm(端部轴线处),h=1915mm(端部计算处)。 屋架中间高度h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时,应考虑以下三种组合: ①全跨永久荷载+全跨可变荷载 (按永久荷载为主控制的组合) :全跨节点荷 载设计值:F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表一。

1、上弦杆: 整个上弦杆采用相等截面,按最大设计内力IJ 、JK 计算,根据表得: N = -1139.63KN ,屋架平面内计算长度为节间轴线长度,即:ox l =1355mm ,本屋架为无檩体系,认为大型屋面板只起刚性系杆作用,不起支撑作用,根据支撑布置和内力变化情况,取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离,即: oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,如图四所示: 图四 上弦杆

钢结构课设计算书完整版.

课程设计任务书 题目:梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业:土木工程2010级 指导教师:雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月

一、设计题目:梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房,屋盖拟采用钢结构有檩体系,屋面板采用100mm厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm,内侧基板厚度0.4mm,夹芯材料选用玻璃丝棉,屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算),檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上,柱顶标高9.0m,柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注:屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑: 0.30kN/m2(6.0m) 0.40kN/m2(7.5m) 三、设计内容及要求 要求在2周内(2013.12.23~2014.1.3)完成钢结构课程设计内容,提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 (1)进行屋盖结构布置并选取计算简图; (2)屋架内力计算及内力组合; (3)屋架杆件设计; (4)屋架节点设计; (5)屋架施工图。 2. 设计要求 (1)整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 (2)绘制施工图 ○1屋盖布置图(图纸编号01):屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图; ○2屋架施工图(图纸编号02):屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。

表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度(m)60(柱距6m)75(柱距7.5m)72(柱距6m)90(柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 (1)钢结构设计基本原理,雷宏刚,科学出版社 (2)钢结构设计,黄呈伟、李海旺等,科学出版社 (3)建筑结构荷载规范,GB 50009-2012 (4)钢结构设计手册(上册)第三版,中国建筑工业出版社 (5)轻型屋面梯形钢屋架,中国建筑标准设计研究院 (6)钢结构设计规范,GB 50017-2003 (7)土木工程专业—钢结构课程设计指南,周俐俐等,中国水利水电出版社

钢结构屋架设计计算书Word 文档

1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1:3,屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面,C型檩条,檩距为1.5~2.1米。结构的重要度系数为,屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为,雪荷载为,不考虑积灰荷载、风荷载,不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B,焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为 1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间,并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑,在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆,下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。

图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距1.866m。因屋架间距为6m,所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。

5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 (kN)内力 系数 恒载 内力 (kN) 雪载 内力 (kN) 内力 系数 半跨雪 载内力 (kN) 1.2恒+ 1.4雪 (kN) 1.2恒+ 1.4半跨 雪(kN)123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22

钢结构桁架设计计算书概况

renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m×66m ,柱距8m ,跨度为32m ,柱网采用封闭结合。火灾危险性:戊类,火灾等级:二级,设计使用年限:50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板,板厚50mm ,檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5,屋面坡度i =l /20~l /8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上,柱顶标高9.800m ,柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm×600mm ,所用混凝土强度等级为C30,轴心抗压强度设计值f c =1 4.3N /mm 2。 抗风柱的柱距为6m ,上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ,焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值: (l) 屋面活荷载 0.50 kN /m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN /m 2 (3) 基本风压 w 0 0.45 kN /m 2 (4) 复合屋面板自重 0.15 kN /m 2 (5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN /m 2 8. 运输单元最大尺寸长度为9m ,高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=,端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm (L/500)。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

单层钢结构厂房毕业设计计算书

单层钢结构厂房毕业设计 绪论 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为《单层钢结构厂房实际》在毕业设计前期,我温习了《结构力学》《钢结构设计原理》《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《抗震规范》《钢结构规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期,我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在地震期间,本组在校成员齐心协力、分工合作,发挥了大家的团队精神。在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师的审批和指正,使我圆满的完成了任务,在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM 等建筑软件,这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求,巩固了所学知识。 由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。 零零八年六月十日

结构设计计算书 1工程概况 1.1设计条件 1. 工程水文地质条件 水文地质条件:从上到下依次为淤泥0.5m,16.5kN/m3;粘粒含量 c 8%的粉土厚5 m,18.2kN/m3,f ak 170kF>,可不考虑地下水的影响。 2.6度抗震,近震,U类场地。 3. 某机加工车间基本数据:车间长度72m,厂房为单跨,跨度30m,厂房框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离H大于9m,但不超过18m,每个车间设两台30/5吨桥式吊车。 4. 屋面基本要求:该普通机加工工厂在南方某地,年平均气温在21度左右,最高气温39度,最低气温0度,主导风向为东南风,屋面采用轻质屋面板(如压型钢板),屋面坡度i?1/3。 2 5. 屋面活荷载标准值0.7KN/m 。 6. 材料:屋架和柱:Q235、Q345,基础:C10、C20、C25,钢筋:I、U 级,砂浆:混合砂浆、水泥砂浆。 7. 建筑场地(如图1.1 ) 1.2题型及要求 1. 题型:三角形钢屋架+实腹式柱 2. 要求 (1)厂房的平面设计、立面设计与剖面设计; (2)屋架与柱设计; (3)基础设计。

8米高广告牌钢结构设计计算书

8米高广告牌钢结构设计计算书 1 基本参数 1.1广告牌所在地区: 福州地区; 1.2地面粗糙度分类等级: 按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) A类:指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区; C类:指有密集建筑群的城市市区; D类:指有密集建筑群且房屋较高的城市市区; 依照上面分类标准,本工程按B类地形考虑。 2 广告牌荷载计算 2.1广告布广告牌的荷载作用说明: 广告牌承受的荷载包括:自重、风荷载、雪荷载以及活荷载. (1)自重:包括广告布、杆件、连接件、附件等的自重,可以按照400N/m2估算: (2)风荷载:是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GB50009采用; (3)雪荷载:是指广告牌水平投影面上的雪荷载,按GB50009采用; (4)活荷载:是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009,可按500N/m2采用; 在实际工程的广告牌结构计算中,对上面的几种荷载,考虑最不利组合,有下面几种方式,取用其最大值: A:考虑正风压时: a。当永久荷载起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合: S k+=1。35G k +0.6×1。4w k +0.7×1。4S k (或Q k ) b.当永久荷载不起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合:

S k+=1。2G k +1。4×w k +0.7×1.4S k (或Q k ) B:考虑负风压时: 按下面公式进行荷载组合: S k-=1。0G k +1。4w k 2.2风荷载标准值计算: 按建筑结构荷载规范(GB50009—2001)计算: w k+=β gz μ z μ s1+ w ……7.1.1—2[GB50009-2001 2006年版] w k-=β gz μ z μ s1- w 0 上式中: w k+ :正风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(MPa); w k- :负风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(MPa); Z:计算点标高:8m; β gz :瞬时风压的阵风系数; 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算): β gz =K(1+2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数,μ f 为脉动系数 A类场地:β gz =0。92×(1+2μ f )其中:μ f =0.387×(Z/10)—0。12 B类场地:β gz=0.89×(1+2μ f ) 其中:μ f =0.5(Z/10)-0。16 C类场地:β gz =0.85×(1+2μ f ) 其中:μ f =0.734(Z/10)-0.22 D类场地:β gz =0。80×(1+2μ f ) 其中:μ f =1。2248(Z/10)—0.3 对于B类地形,8m高度处瞬时风压的阵风系数: β gz =0.89×(1+2×(0。5(Z/10)—0。16))=1.8123 μ z :风压高度变化系数; 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地:μ z =1。379×(Z/10)0。24 当Z〉300m时,取Z=300m,当Z〈5m时,取Z=5m; B类场地:μ z =(Z/10)0.32

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