鋼結構課程設計計算書

2023-01-21 11:54:02 字數 3587 閱讀 9628

1. 設計資料

某車間跨度為24公尺,柱距為6公尺,屋面活荷載標準值0.8kn/m,雪荷載標準值為

0.7 kn/m,積灰荷載標準值為0.75 kn/m。桁架採用梯形鋼桁架,兩端鉸支在鋼筋混凝土柱上,鋼筋混凝土柱選用c25。

剛才採用q235—b級,焊條採用e43型,手工焊,焊縫質量為3級。

桁架計算跨度為:

lo=24-2 x 0.15=23.7 m

桁架的中部高度: ho=3.000m

桁架端部高度 : ho=1.815m

在24公尺軸線處高度:ho=1.787m

桁架跨中起拱50mm(≈l/500)。

2. 結構形式與構件軸線布置

桁架形式以及構件軸線尺寸見下圖:

荷載計算

可變荷載取積灰荷載和雪荷載。

永久荷載包括屋頂(包括防水層,找平層,保溫層,橫向支撐)荷載桁架和結構的自重荷載 。

永久荷載各項荷載標準值為:

防水層: 1.4 kn/m

找平層: 0.4 kn/m

保溫層: 1.0 kn/m

支撐 : 0.4 kn/m

屋架自重: 0.12+0.11x24=0.384 kn/m

則永久荷載標準值為: q1=1.4+0.4+1.0+0.4+0.384=3.184 kn/m

可變荷載各項標準值為:

積灰荷載: 0.8 kn/m

雪荷載 : 0.7 kn/m

則活荷載標準值為: q2=0.8+0.7=1.5 kn/m

永久荷載分項係數取 1.35,可變荷載取 1.4

q1=1.35xq1x6=25.79 kn/m q2=1.4xq2x6=12.6 kn/m

設計時,考慮三種荷載組合:

(1) 全跨永久荷載+左半跨可變荷載

(2) 全跨永久荷載+右半跨可變荷載

(3) 全跨永久荷載+全跨可變荷載

4. 內力計算

在結構力學求解器中建模進行計算,得出各個桿件的內力 ,詳細資料見附表。

5. 桿件設計

(1)上弦杆

整個上弦杆採用等截面雙角鋼,其中設計內力最大的是gh 杆

n =-949403 n

在桁架平面外,根據節點和支撐情況得

lox=150.8cm loy=452.4cm

取=1500,預取=60,查附表4得=0.807,則:

mm根據截面積和迴轉半徑選材: 2l180x110x10

a=56.75cm ix=3.13cm iy=8.71cm

兩角鋼之間加 12mm厚填板。

驗算長細比:

滿足長細比的要求。

構件在x,y平面內都是b類構件, > ,故,檢查,查表得,

n/mm <215 n/mm

故所選材料能夠滿足要求。

(2)下弦杆

n=938922 n

lox= 300 cmloy= 1485 cm

mm 根據an選擇材料為: 2l140x90x10

a=44.52 cm ix=2.56cm iy=6.77cm

(3)端斜桿 ab

桿長l=2372mm n=-531933n

取 lox=l=237.2 cm loy=l=237.2 cm

cmcm

由於此杆受力特別大,故選材的時候應該選擇ix,iy,a稍大的材料,這裡選

2l 125x80x10

a=39.424 cm ix=3.98cm iy=3.39cm m=30.948kg/m

穩定驗算:

查表得穩定係數=0.751

n/ mm)<215 n/ mm

故,所選材料滿足要求。

(4)腹杆bb

桿長 l=2460mm n=405675

取lox=0.8l=196.8cm loy=l=246.0cm

cmcm

選2l 90x8

a=27.888 cm ix=2.76cm iy=4.17cm m=21.892kg/m

穩定驗算:

查表得穩定係數=0.751

n/ mm)<215 n/ mm

故,所選材料滿足要求。

其他杆的選材計算過程和bb相同,選材見附表。

6.節點設計

〈1〉 下弦節點 b

設bb 杆的焊角尺寸肢背和肢尖均為 6mm,則所需焊縫長度

mm 取 230mm

mm 取 110mm

設 bd 杆的焊角尺寸肢背和肢尖均為 6mm,所需的焊縫長度為

mm 取180mm

mm 取 90mm

cb杆受力較小,按構造焊就可以了,焊角尺寸選 4mm

根據以上焊角尺寸,並考慮間隙和誤差,選取節點板尺寸為: 480mm x 390mm

節點板左右的下弦杆內力差725268-303013=422255n

肢背處剪應力為:

<160 n/ mm

故接點板設計滿足要求。

〈2〉 上弦節點 b

bb杆焊縫長度和b節點的相同

設ab 杆焊角尺寸肢背和肢尖均為 8 mm,所需的焊縫長度為:

mm 取210mm

mm 取 120mm

設計節點板的尺寸為: 490mm x 510mm

節點荷載由槽焊承擔,兩斜桿內力差由角焊逢承擔,槽焊強度不用驗算,驗算角焊縫:

<160 n/ mm

<160 n/ mm

<160 n/ mm

故節點板設計滿足要求。

(3)屋脊節點 i

弦杆一般採用同號角鋼進行拼接。為使拼接角鋼與弦杆之間能夠密合,並便於施焊

需將拼接角鋼的尖角削除,且截去垂直肢的一部分寬度(一般為t+hf+5mm)。拼角鋼的這部分削弱,可以靠節點板來補償。接頭一邊的焊縫長度按弦杆內力計算。

設焊縫=10mm,則所需要焊縫計算長度為(一條焊縫):

拼接角鋼長度取500mm > 2xmm

根據焊縫長度取節點板的設計尺寸: 400mm x 340mm

mm  <160 n/ mm

<160 n/ mm

<160 n/ mm

故節點板的設計滿足要求。

(4) 柱角節點

下弦角鋼水平肢距離底板的淨距是140mm。

支座反力mmm

支座板設計尺寸取 250mmx300mm,節點板高度取 450mm,加勁肋厚度為12mm,寬為100mm,高為430mm。

承壓面積an=250 xmm

<12.5 n/ mm

兩支承邊之間的對角線長度=

查表得每塊板單位寬度的最大彎矩

mm/mm

底板厚度取20mm

加勁肋計算:  取

mm<160n/ mm

節點板傳遞的力f1

加勁肋傳遞的力f2

節點板與底板連線焊縫長度:

∑=2xmm

=mm 取 6mm。

加勁肋與底板的連線焊縫長度:

∑=2xmm

=mm 取 8mm。

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專業____建築工程____

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