2022年钢结构课程设计方案指导书.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课程设计指导书课程设计名称专业方向课程设计<钢结构）沈阳建筑高校交通与机械工程学院 2022 年 11 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 课程设计名称专业方向课程设计个人资料整理仅限学习使用080015307<钢结课程设计编号构）课程设计时间2 周课程设计学分2 适用专业、年级机械 07 级机设方向一、 课程设计目的：本课程设计是机械设计专业方向的一门主干专业课程设计,属必修内容；设计目的是进一步巩固和加深同学所学的理论学问,并将其系统化；培育 同学综合运用所学学问独立解决实际问题的才能和培育同学进行创新设计的能 力；使同学初步把握钢结构的材料及连接方法,把握钢结构基本受力构件的强 度、刚度、稳固性运算方法及构造形式等,初步具备一般钢结构设计的才能；本设计是对同学一次比较全面的训练,通过本课程的学习,有助于培育学 生分析问题和解决问题的才能,以及结合实际生产处理技术问题的才能和素 质,也为完成毕业设计奠定基础；二、 课程设计题目：某工业厂房内使用的吊车梁设计三、 课程设计内容：1. 载荷分析； 2. 内力分析；3. 截面挑选；4. 截面验算；5. 加劲肋构造设计；6. 连接焊缝运算；7. 疲惫强度验算；8. 图纸绘制；9. 说明书编制；四、 课程设计涉及学问范畴：先修课程：材料力学、结构力学、钢结构；实践环节：金工实习、熟悉实习、生产实习；五、 课程设计方法、步骤和要点： 1. 载荷分析：载荷组合按组合I 考虑,即在吊车的三个工作机构<起升机构、大车行走机构、小车行走机构）中只考虑其中任意两个机构同时处于起、制动状态；通过载荷组合,考虑载荷系数和冲击等系数后求出三个载荷后,最终取最大载荷作名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用为设计依据 P；2. 内力分析：将运算得到的载荷P加在四个车轮上,分析大车运行到哪个位置上<沿六 M跨度）,梁上将产生最大弯矩和最大剪力,找出两个对应位置并求出最大弯矩 和最大剪力；3. 截面挑选：依据单向受弯强度设计公式,同时考虑到横向载荷的影响后引入影响系数 0.8,进行梁的截面设计,求出焊接工字形截面翼缘板和腹板的详细尺寸；留意 此时不考虑自重,由于截面尺寸不知,自重无法确定；4. 截面验算：计入梁的自重、轨道的自重和走台板的自重后,确定出自重载荷,重新计 算出最大弯矩和最大剪力；1）在考虑了连接用螺栓孔的基础上,求出沿两个方向的净截面惯性矩和抵 抗矩,用于强度验算；在运算侧向的惯性矩和抗击矩时,第一应依据制动梁三部分的详细尺寸,求出制动梁沿侧向的形心位置,再运算出惯性矩和抗击矩；强度验算时,既要保证强度满意,又必需满意满应力设计原就；如达不到“ 设计应力达到 85%fy” 的要求,必需重新设计,直至达到要求为止；2）刚度验算 使用载荷标准值,运算两个方向的挠度,从而判定刚度是否满意；3）稳固性验算 这里指整体稳固性和局部稳固性；实际上,由于使用了刚性铺板与梁的翼缘板固接,在构造上满意了整体稳 定性的保证条件,说明梁的整体稳固性有保证；因此,不再需要通过运算来判 定；局部稳固性的设计上,对翼缘板而言,只有通过降低宽厚比来提高举比稳 定性,因此应合理确定翼缘板的厚度和宽度；在腹板的设计上,应按“ 高薄腹 板+加劲肋” 的设计思想来保证局部稳固性,不答应采纳任意增大腹板厚度而不 使用加劲肋的方法来满意局部稳固性要求；5. 加劲肋构造设计：依据构造设计要求,确定需要配置的加劲肋的种类：横向、纵向、短加劲名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用肋；确定间隔加劲肋的结构尺寸,包括外伸宽度、厚度等；梁端应采纳突缘支座,应验算：其一承压才能；其二按轴心受力构件运算 腹板平面外的稳固性；6. 连接焊缝运算：按强度设计条件和构造设计条件分别对翼缘板与腹板的连接焊缝、支座处 加劲肋与腹板的连接焊缝进行验算；不合格的,应调整到设计规范答应的范畴 内；7. 疲惫强度验算：按疲惫强度设计要求,分别对下翼缘与腹板连接的主体金属、下翼缘与腹 板连接的角焊缝、支座处加劲肋与腹板连接的角焊缝进行验算,判定应力幅是 否小于许用值；其他部位的疲惫强度验算可从略；8. 图纸绘制：图纸量要求：绘制吊车梁、制动梁及轨道的装配图<2#）；绘制吊车梁的施工图 <2#）；绘制支架焊接图一张 <2#）,合计为二号图纸三张；绘制吊车梁、制动梁及轨道的装配图时,要求按装配图的绘图要求绘制,标题栏与明细表尺寸和形式不得有误,本图图号与明细表中的零件图号关系清 楚,图面装配关系明确,尺寸合适；绘制吊车梁的施工图时,要求按施工图的绘图要求绘制,图面装配关系明 确,尺寸充分；绘制支架焊接图时,留意反映对接焊缝的坡口形式和数据,角焊缝的焊脚 尺寸、位置和数量等与焊接有关的信息；9. 说明书编制：说明书要求将设计的内容按设计步骤完整地编制出来,要求字迹工整,分 析正确,图文并茂,公式及数据的引用有出处,内容详尽,字数不少于 3000 字；六、 课程设计 <参考）进度时间<日期）2022.11.15 2022.11.18 2022.11.20 2022.11.22 课程设计内容 吊车梁载荷及内力分析 截面挑选 截面验算 <强度、刚度、稳固性）加劲肋构造设计名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2022.11.23 个人资料整理仅限学习使用连接焊缝运算、疲惫强度验算2022.11.24 绘制图纸2022.11.25 2022.11.26 设计运算修改,整理说明书课程设计答辩七、 课程设计主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等1.吊车梁 <桥式起重机单梁）为重级工作制,设计使用寿命期间的总工作循环次数为 50 万次,依据钢结构设计规范 命运算；GB50017-2003 的规定,应进行疲惫寿2.吊车结构自重、小车结构自重及各种机构、设备重量等可变载荷引起的最大轮压标准值PG、起重量引起的最不利轮压标准值PQ 见附表 1；要留意 PG和 PQ均为可变载荷,而梁的自重、钢轨的自重和走台板的自重是永久载荷；3.小车起、制动的横向水平载荷近似取竖向平面内载荷的 10%,说明对梁 进行设计及校核时,应按双向受载来考虑；4.载荷组合按组合I 考虑,即在吊车的三个工作机构<起升机构、大车行走机构、小车行走机构）中只考虑其中任意两个机构同时处于起、制动状态；通过载荷组合,考虑载荷系数和冲击等系数后求出三个载荷后,应取最大载荷作为设计依据；5.取起升冲击系数 1=1.1；起升载荷动载系数 2=1.23；大车行走冲击系数 4=1.05；小车行走冲击系数 4 =1.0；这些系数主要用于确定组合载荷之用；6.吊车梁跨度为6M,两端简支于柱顶,见图1；由于跨度不大,可不考虑梁沿跨度方向上的变截面；7.吊车梁上使用 QU70 型起重机钢轨,轨高120mm,底部宽 120mm,理论重量 52.8Kg/m；由于吊车梁的钢轨已知,要求设计梁的翼缘板时,既要考虑梁 的稳固性 <主要应考虑局部稳固性）问题,又要考虑在翼缘板上安装固定钢轨的结构设计问题；8.吊车梁起升和水平面内的答应挠度分别为：吊车梁挠度用下式运算：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用图 1 吊车荷载作用9.永久和可变载荷分项系数G=1.2；Q=1.4；要留意在进行疲惫强度和刚度校核时,载荷应用标准值,不应计入载荷系数；在进行强度、稳固性设计时,载荷应用设计值,即应计入载荷系数；10.考虑到吊车梁侧向抗弯刚度较差,为抗击水平冲击载荷,吊车梁要设置制动梁予以加强,见图2；制动梁由以下三部分组成：1>吊车梁翼缘和 15tw 范畴内的腹板共同组成一个制动梁翼缘；2>制动梁腹板 <兼作走台板）；3>由角钢或槽钢作为制动梁的另一翼缘；制动梁的设计是设计中的一个难点内容；由于吊车梁设置制动梁主要是为 了增加侧向抗弯刚度,因此设计时要合理匹配制动梁的三部分的几何关系和连 接关系,从而既增加了侧向抗弯刚度,提高了承载才能,又有效地利用了材 料,满意满应力的设计要求；名师归纳总结 走台板宜用花纹钢板以防滑,作用在走台板上的载荷取为2KN/m2,走台板第 6 页,共 8 页的长度一般可取8001200mm；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用11.吊 车 在 梁 上 运 行 时 , 其 四 轮 的 轮 距 保 持 不 变 , 即 两 个 边 距 均 为800mm,中距为 1200mm；图 2 吊车梁及制动结构组成八、 课程设计留意事项：本课程设计是钢结构课程理论教案之后的一个重要的综合性的教案环 节；通过课程设计可以进一步巩固基本学问和理论,培育同学的强度设计和结 构设计才能,进一步明白钢结构的特点及其在我国的合理应用范畴,深刻懂得 钢材的使用性能,梁、柱等基本构件及其连接的工作性能,把握这方面的基本学问、基本理论和构造原就；能正确使用 构件的设计；GB50017 钢结构设计规范,进行基本在工程实践中,常常遇到的主要问题是：钢材材质合理选用,构件的稳固 问题以及节点的合理构造,同学对上述三方面的内容应赐予重视；由于本课程是一门专业课程,强调理论联系实际,要求同学亲自去实习工厂车间明白厂房钢结构的结构布置特点,结合实际进行设计；九、举荐参考资料 <3 种以上）1 黄会荣编著 . 建筑机械钢结构 .北京：中国建材工业出版社,2006 2 钢结构设计规范编写组编 方案出版, 2003 3 起重机设计手册编写组编 1980 . 钢结构设计规范 GB50017-2003. 北京：中国. 起重机设计手册 . 北京：机械工业出版社,名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 重庆钢铁设计讨论院编个人资料整理仅限学习使用. 钢结构设计手册. 北京：冶金工业出版社,1980 5 北京钢铁设计讨论总院编 社, 1981 . 钢结构设计运算图表 . 北京：冶金工业出版名师归纳总结 6 蔡春源等编 . 新编机械设计手册 .沈阳：辽宁科技出版社,1993 第 8 页,共 8 页- - - - - - -