24M跨度鋼結構工業廠房設計書h

2023-02-08 01:06:05 字數 3700 閱讀 7760

一、課程設計內容

1、計算書乙份:

(1)繪製屋架支撐布置簡圖;

(2)荷載和桿件內力計算、彙總;

(3)設計節點並在計算書中繪製節點簡圖。

2、繪製鋼屋架施工圖(一號圖紙一張594mmx841mm),繪製桿件彙總表。

二、設計資料

工業廠房跨度為,柱距為,廠房總長度為,選用預應力鋼筋混凝土大型屋面板。採用梯形鋼屋架,如圖,鋼材選用,焊條選用,手工焊。屋架兩端簡支於鋼筋混凝土柱上,簷口採用封閉結合,上柱截面,混凝土標號為。

荷載(標準值):

1、永久荷載:預應力鋼筋混凝土屋面板(包括嵌縫)

改性瀝青防水卷材

厚找平層

厚泡沫混凝土保溫層

屋架和支撐自重

2、活荷載:屋面雪荷載,施工荷載

課程設計正文

屋架上弦支撐布置圖

屋架下弦支撐布置圖

垂直支撐1-1

垂直支撐2-2

二、荷載和內力計算及節點設計

1、 荷載和內力計算

(1) 荷載組合

由於屋面坡度不大,故忽略坡度對荷載值的影響;風荷載為吸力,重屋蓋可不考慮。

永久荷載總和為:1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6 kn;

節點設計荷載: kn;

支座反力: kn;

(2) 內力計算

用所給出的圖中的單位內力可求出全跨荷載作用下屋架的桿件內力.內力設計值如下圖所示:

2、 桿件截面選擇

腹杆最大軸力為543.9kn,選用支座節點板厚t=12mm,中間節點板及墊板厚可為t=10mm。所用鋼材厚度均小於16mm,設計強度=215n/。

(1) 上弦截面

上弦不改變截面,最大內力kn;

屋架平面內計算長度;屋架平面外,要求大型屋面板與屋架可靠焊接,取兩塊板的寬度。初選216014,a=86.60,,。

驗算彎矩平面內和彎矩平面外穩定性:由於故

上部區域性彎矩:

1)上弦截面彎矩平面內穩定性驗算。

kn;101+109=210n/<=215 n/;

滿足要求

2)上弦截面彎矩平面外穩定性驗算。

; n/<=215 n/;

每節間放兩塊墊板

滿足要求。

(2)下弦截面

下弦杆採用同一截面,最大內力kn;屋架平面內計算長度;屋架平面外根據支撐布置取。

計算需要淨截面面積:

採用等肢角鋼210010,a=3860,,。

截面強度驗算:

n/<=215 n/;

每節間放兩塊墊板

滿足要求。

(3)腹杆

1)桿件a-f、c-g:

kn,,

kn,,

選2636,a=1458,,。

桿件c-g受力較大,長細比也較大,按桿件c-g驗算:

, 所以

, n/<=215 n/;

a- f放兩塊墊板,c-g放三塊墊板,滿足要求。

2)桿件e-h:選用210010,放三塊墊板,經過上述桿件類似驗算,滿足要求。

3)桿件b-f:選用218011010(長肢相並),放三塊墊板,經過驗算,滿足要求。

4)桿件b-g:選用2636,放兩塊墊板,經過上述桿件類似驗算,滿足要求。

5)桿件d-g、d-h:

選用2806,放四塊墊板,經過上述桿件類似驗算,滿足要求。

3、 節點設計

選用e43焊條,角焊縫的抗拉抗壓和抗剪強度設計值。

(1) 下弦節點g(如下圖)

1)斜桿bg與節點的連線焊縫計算。

n=307.679kn

設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和,所需焊縫長度為:

肢背:,取。

肢尖:,取。

1) 斜桿dg與節點的連線焊縫計算。

n=133.376kn

設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和,所需焊縫長度為:

肢背:,取。

肢尖:,取。

2) 斜桿cg與節點板的連線焊縫計算。

n=96.3kn

焊縫尺寸可按構造確定,取焊腳尺寸,焊縫長度取。

3) 下弦杆與節點板連線焊縫計算。

受力為左右下弦杆的內力差kn

肢背焊縫應力為:

肢背: <;

肢尖: <;

滿足要求。

(2) 上弦節點(如下圖)

1) 斜桿bg與節點板連線焊縫計算,與下弦節點g中bg杆計算相同.

2) 斜桿bf與節點板連線焊縫計算,n=543.9kn。

設肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為和。所需焊縫長度為

肢背: mm,取。

肢尖:,取

3) 上弦杆與節點板連線焊縫計算。

為便於在上弦上擱置大型屋面板,上弦節點板的上邊緣可縮排上弦肢背8mm。

假定集中荷載f由塞焊縫承受。f=96.3kn,焊腳尺寸為mm, mm。

<。

kn偏心矩: mm。

偏心力矩:

,,則<,滿足要求。

(3) 屋脊節點e(如下圖)

1) 弦杆與拼接角鋼連線焊縫計算。

拼接角鋼切肢的尺寸為mm,取25 mm。

n=756.05kn,取焊腳尺寸為6 mm,則需焊縫長度為

mm取=300 mm,拼接角鋼的長度取。

2) 弦杆與節點板連線焊縫計算。

上弦肢背與節點板用塞焊縫,滿焊即可。

下弦肢尖與節點板用角焊縫,按上弦杆內力的15%計算。

n=焊腳尺寸為6mm,弦杆一側焊縫長度為250mm,有

<,滿足要求。

3) 中豎桿與節點板的連線焊縫計算。

n=29.275kn。此杆內力很小,焊縫尺寸可按構造確定,取焊腳尺寸6mm,焊縫長度。

(4) 下弦跨中節點h(如下圖)

1)弦杆與拼接角鋼連線焊縫計算。

拼接角鋼與下弦杆截面相同,傳遞內力n=769.58kn,設肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,豎肢需切去,取25 mm,則需焊縫長度為。拼接角鋼長度取為550mm。

2)弦杆與節點板連線焊縫計算。

n=769.5315%=115.43kn

設肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm,弦杆一側許焊縫長度為

肢背:,取。

肢尖:,取。

4) 其他腹杆內力較小,採用構造要求進行焊縫設計。

(5) 支座節點f(如下圖)

下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離取為150mm。在節點中心線上設定加緊肋, 高度與節點板的高度相同,厚度為12mm。

1) 端斜桿焊縫計算

端斜桿b-f由前面計算結果取肢背及肢尖角焊縫尺寸分別為:。

2) 驗算下弦杆焊縫。

由腹杆焊縫決定的節點板尺寸,實際測得節點板長度為42cm。肢背與肢尖焊角尺寸均取為8mm,則取焊縫計算長度為40 cm。肢背焊縫應力為

<3) 支座底板計算。

支反力kn; =9.6,所需底板淨面積為

取錨栓直徑,錨栓孔直徑為50 mm,則所需底面積為

按構造要求採用底板面積為2626=676>468.07,底板淨面積為

墊板採用20100200,孔徑25.5mm。底板承受支座均布反力為

則所需底板厚度,取20mm,底板尺寸為

20260260。

4) 加勁肋與節點板連線焊縫計算。

乙個加勁肋的連線焊縫所能承受的內力為

加勁肋焊縫厚度取6mm,驗算焊縫應力

<,滿足要求。

5) 節點板、加勁肋與底板的連線焊縫計算。

取,實際焊縫的總長度為

焊縫應力為

,滿足要求。

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