钢结构课程设计计算书大学论文.doc
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1、钢结构课程设计姓 名张 彬学 号14219117140班级14土木工程专升本学 院瓯江学院指导教师周亚刚时 间2015年6月20日28班级: 14土木工程专升本 学号: 14219117140 姓名: 张 彬 一、设计资料1、结构形式某厂房跨度为24m,总长90m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.56.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为。地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7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),锻锤为2台5t。2、 屋架形式及选材屋架形式、几何尺
2、寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为: 钢,焊条为型。3、荷载标准值(水平投影面计) 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 0.45 KN/m2(按附表取) 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L为屋架跨度计算: 0.384 KN/m2悬挂管道: 0.15 KN/m2 可变荷载:屋面活荷载标准值: 雪荷载标准值: 0.35KN/m2积灰荷载标准值: 1.1 KN/m2图1.1 24米跨屋架几何尺寸图1.2 24米跨
3、屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值4、支撑布置二、荷载计算(水平投影面计)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 0.45 KN/m2(按附表取) 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L为屋架跨度计算: 0.384 KN/m2悬挂管道: 0.15 KN/m2小计 3.834KN/ m2 可变荷载:屋面活荷载标准值: 雪荷载标准值: 0.35KN/m2积灰荷载标准值: 1.1 KN/m21、积灰荷载应与雪荷载或屋面活荷载两者中
4、的较大者同时考虑,所以这里的可变荷载只考虑积灰荷载和屋面活荷载。可变荷载效应控制的组合设计值:1.23.834+1.41.1+1.40.70.7=6.8268KN/m2永久荷载效应控制的组合设计值:1.353.834+1.4(1.10.9+0.70.7)=7.2479KN/m2所以荷载组合设计值取7.2479 KN/m22、荷载组合设计屋架时仅考虑以下一种荷载组合:(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载:P=7.24791.56=65.2311kN四、内力计算屋架在上述1种荷载组合作用下的计算简图1.2全跨满载情况下的内力计算结果见表1 内力计算表 表1杆件名称全跨全跨永久荷载+全跨
5、可变荷载P=65.2311 kN内力组合N=P*系数系数上弦杆A-B00B-D-8.72-568.8152D-F-13.53-882.5768F-H-15.26-995.4266H-I-14.71-959.5495下弦杆a-c+4.73308.5431c-e+11.53752.1146e-g+14.56949.7648g-i+15.17989.5558斜腹杆a-B-8.87-578.5999B-c+6.88448.7900c-D-5.44-354.8572D-e+3.70241.3551e-F-2.46-160.4685F-g+1.1172.4065g-H+0.021.3046H-i-1.08
6、-70.4496竖杆a-A-0.5-32.6156c-C-1.0-65.2311e-E-1.0-65.2311g-G-1.0-65.2311I-i1.94126.5483五、杆件截面设计1、上弦杆截面计算腹杆最大内力,N=-578.5999KN由屋架节点板厚度参考表可知:支座节点板厚度取14mm;其余节点板与垫板厚度取12mm。计算长度:屋架平面内取节间轴线长度=150.8cm屋架平面外根据支撑和内力变化取=2150.8=301.6cmy因为,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,截面类型为b类。如图1示。yxx12图1 上弦截面设,查轴心受压构件的稳定系数表需要截面积需要回转半径 , 根据
7、需要的A 、 ix 、iy ,查教科书P341附表2-5b角钢型钢表,选用216010014,A =69.418c , ix = 2.80cm , iy =7.86cm, 对于短肢相并的不等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于,只需求出,查课本P356附表4-1b轴心受压构件的稳定系数表,所选截面合适。2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面,按最大内力计算,N =989.5558KN(拉力)计算长度 屋架平面内取节间轴线长度屋架平面外根据支撑布置取计算需要净截面面积选用216010010(短肢相并),见图2所示,A =50.630c , ix =2.85cm , iy =7.78cm按所选
8、角钢进行截面验算,取。 12xxyy图2 下弦截面,所选截面满足要求。3、斜杆截面计算 斜杆a-BN =-589.5999KN(压力)因为,故采用等肢角钢。 计算需要净截面面积 选用212510,见图3所示,截面类型为b类,A = 48.746 c , ix = 3.85cm , iy = 5.59cmxxyy12图3 斜杆a-B截面, 对于等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于,只需求出,查轴心受压构件的稳定系数表, 所选截面合适。 斜杆B-cN = 448.7900KN(拉力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用21006,见图4所示,A = 23.864 c , ix = 3
9、.1 cm , iy = 4.51 cmxxyy12图 4斜杆B-c截面验算:,所选截面满足要求。 斜杆c-DN =-354.8572(压力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用21008,见图5所示,截面类型为b类,A =31.278mm2 , ix =3.08cm , iy = 4.56cmxxyy12图5斜杆c-D截面, 对于等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于,只需求出,查轴心受压构件的稳定系数表,=0.724 所选截面合适。斜杆D-eN =241.3551KN(拉力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用2806,见图6所示,A =18.794 c , ix =2
10、.47 cm , iy =3.73 cmxxyy12图 6 斜杆D-e截面验算:,所选截面满足要求。斜杆e-FN =-160.4685KN(压力),因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用2908,见图7所示,截面类型为b类,A =27.888c , ix = 2.76cm , iy = 4.17cmxxyy12图7 斜杆e-F截面, 对于等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于,只需求出,查轴心受压构件的稳定系数表, =0.616所选截面合适。斜杆F-gN = 72.4065 kN(拉力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用2756,见图8所示,A = 17.594c , ix
11、 = 2.31 cm , iy = 3.53 cmxxyy12图 8 斜杆F-g截面验算:,所选截面满足要求。斜杆g-HN =1.3046 kN (拉力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用2635,见图9所示,A = 12.286c , ix = 1.94 cm , iy = 3.04 cmxxyy12图9 斜杆g-H截面验算:,所选截面满足要求。斜杆H-iN =-70.4496KN(压力)因为中间腹杆,所以,计算需要净截面面积 选用2908,见图10所示,截面类型为b类,A =27.888c , ix = 2.76cm , iy = 4.17cmxxyy12图10 斜杆H-i截面,
12、 对于等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于,只需求出,查轴心受压构件的稳定系数表, =0.571所选截面合适。4、竖杆截面计算边竖杆a-AN =-32.6156kN (压力),计算需要净截面面积选用26310,见图11所示,截面类型为b类,A =23.314c , ix = 1.88cm , iy = 3.15cmxxyy12图11:竖杆截面图 , 对于等肢角钢,所以满足长细比:小于的要求。由于只需求出,查轴心受压构件的稳定系数表,所选截面合适。竖杆c-CN =-65.2311kN (压力),l0x = 0.8l = 183.2cm , l0y =l=229.0cm计算需要净截面面积选用
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