30m跨钢结构屋架课程设计.docx
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30m跨钢结构屋架课程设计
钢结构课程设计
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
2013年12月30日
钢结构课程设计
一、课
程
设
计
介
绍
.................................................
..................3
1
、
设
计
资
料
.................................................
........................3
2
、
设
计
要
求
.................................................
........................3
3
、
主
要
参
考
资
料
................................................
...............3
二、课
程
设
计
内
容
.................................................
..................4
1
、
设
计
资
料
.................................................
......................4
2
、
荷
载
计
算
.................................................
......................4
3、几何尺寸及
图...............................................4
4、截
杆力
面
系数
设
计
.................................................
......................5
上
弦
杆
.................................................
......................5
下
弦
杆
.................................................
......................5
腹
杆
.................................................
..........................6
5
、屋
架杆
件
选用
表
.................................................
.........13
6
、
节
点
设
计
.................................................
.....................14
下
弦
节
点
“
C'
”
.............................................
.........14
上弦节点
“B”..............................................
.........15
屋脊节点
“K”..............................................
.........16
普通节点
“C”..............................................
.........17
支座节点
“A'”.............................................
.........17
三、钢结构施工
图.................................................
.................20
四、课程设计手算
书.................................................
.............21
钢屋盖设计任务书(梯形屋架)
一、设计资料
某车间(或厂房)跨度L,长度96m,柱距6m,屋盖采纳梯形钢屋架,屋面
资料为压型钢板复合板,檩条间距,屋面坡度
i=1/10,屋面活荷载标准值为
2
2
C30,柱
m,当地基本风压为
m,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级
截面400mm×400mm。
其余设计资料以下:
二、设计要求
计算书:
内容应详细,主要内容应包含:
设计任务书,资料选择,屋架形式、几何尺寸,支撑部署,荷载聚集,杆件内力计算及组合,杆件截面选择,典型节点设计(屋脊、跨中拼接节点,上下弦节点)等。
图纸:
应切合制图规范及要求,表达应完好;绘制要求:
主要图面应绘制正面图、上下弦平面图,必需的侧面图、剖面图,以及某些安装节点或特别部件的大样图;在图的左上角绘制屋架简图,并注明杆件几何长度(左半跨)及杆件内
力设计值(右半跨),图面右边应绘制资料表及编写相关文字说明,如钢材型号、附带说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。
(注:
采纳A1图纸594mm×841mm)
三、主要参照资料
1.戴国欣主编.钢结构(第三版).武汉:
武汉理工大学第一版社,2007
2.夏志斌,姚谏.钢结构—原理与设计.北京:
中国建筑工业第一版社,2004
3.张耀春主编.钢结构设计原理.北京:
高等教育第一版社,2004
4.汪一骏等.钢结构设计手册(第三版).北京:
中国建筑工业第一版社,2004
5.建筑结构荷载规范(GB50009—2001)
6.钢结构设计规范(GB50017—2003)
7.建筑结构制图标准(GB/T50105—2001)
钢结构课程设计
一、设计资料
1、结构形式
30m,长度
,柱距
,屋盖采纳梯形钢屋架,屋
某车间(或厂房)跨度
96m
6m
面资料为压型钢板复合板,檩条间距,屋面坡度
i=1/10,屋面活荷载标准值
2
2
C30,
为m,当地基本风压为
m,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级
柱截面400mm×400mm。
2.荷载标准值(水平投影面积)
①永远荷载:
永远荷载标准值
m2
屋架及支撑自重:
按经验公式q=+m=m
②可变荷载:
屋面活荷载标准值
0.50kN/m2
雪荷载标准值
m2
积灰荷载标准值
m2
风压
m
2
二、荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》,屋面和荷载与雪荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷
载标准值进行计算。
故取雪荷载
m2进行计算。
荷载计算表
荷载名称
屋架和支撑自重
永远荷载总和
雪荷载
积灰荷载
可变荷载总和
标准值(kN/m2)设计值(kN/m2)
+×30=×=
×=
×=
三、几何尺寸及杆力系数图
四、截面设计
腹杆最大内力-,查表,采纳中间节点板厚度为t=8mm,支座节点板厚度10mm1、上弦杆(整个上弦不改变截面,依据最大内力计算)
Nmax
22.431
23.985kN
538kN
l0x
150.8cm
l0y
300.0cm
采纳2L110×8,查附表可知A=cm2
ix3.4cm
iy
4.81cm
按所选角钢进行验算:
x
lox
150.8
44.35
≤[
λ]=150
ix
3.4
loy
300.0
62.37≤[
λ]=150知足长细比的要求。
y
4.81
iy
查表可知
y
0.797
0.370.006
0.79
为b类截面
双角钢T型截面对称轴
y轴弯扭屈曲计算长细比
yz
b
11
0.58l0y
0.58
300
15.82
t
8
13.75
b
11
则
yz
y(1
0.475b4
)
62.37
(1
0.475
114)69.9
取max
69.9
l02
yt2
3002
0.82
则
0.757
0.9
0.006
0.75
N
538
103
2N/mm
2
207.49N/mm
2
f
2
A
0.752
34.48
10
215N/mm
填板厚度为8mm,每节间放
一块(知足
l
范围内许多于两块),
la
75.4
40ix
40
3.4cm
136cm
2、下弦杆(下弦也不改变截面,依据最大内力计算)
取
Nmax
21.982
23.985kN
527.24kN
l0x
300cm
l0y
1500cm
连结支撑的螺栓孔中心至节点板边沿距离约为
100mm,可不考虑螺栓孔削弱
关于风荷载,风荷载高度变化系数为,屋面迎风面体型系数为-,
背风面为-,因此负风压
设计值(垂直于屋面)为
迎风面:
w1
1.4
0.6
1.25
0.5kN/m2
0.525kN/m2
背风面:
w2
1.4
0.5
1.25
0.5kN/m2
0.4375kN/m2
w1和w2垂直于水平面的分力未超出荷载分项系数取时的恒荷载,
故将拉杆的长细比依旧控
制在350之内。
采纳2L100×63
×8(短肢相连),A=cm2
ix
1.77cm
iy
4.9cm
x
l0x
300
169.5[
]
350,
y
l0y
1500
306.1
[
]
350知足长细比要求
ix
1.77
iy
4.9
N
527.24
103
N/mm2
209.2N/mm2
f
215N/mm2
A
25.2
102
填板厚度为
8mm,每节间放
一
块(知足
l
内起码放两块)
la
150cm
80iy
80
4.9cm
392cm
3、腹杆
(1)杆A-A':
NAA'
12kN,
l0x
l0y
199cm
A=cm2
ix
1.53cm
iy
2.38cm
采纳2L50×5,
按所选角钢进行验算:
x
lox
199
130.1≤[
λ]=150
ix
1.53
y
loy
199
83.6
≤[
λ]=150知足长细比的要求。
iy
2.38
b
5
10
0.58l0y
0.58
199
23.1
t
0.5
b
5
则
yz
y(1
0.475b4
)
83.6
(1
0.475
54
)
86.1
取
max
86.1
l02
yt2
1992
0.52
查表得
0.648
0.1
0.007
0.64
N
12
103
10
2N/mm2
19.3N/mm2
f
215N/mm2
A
0.647
9.6
填板厚度为8mm,放两块,la
66.3cm
40iy
40
2.38cm
95.2cm
(2)杆B-A':
NBA'
11.23323.985kN
269.4kN,l0x
l0y
253.5cm
采纳2L100×63×8长肢相连)查表得
A
25.2cm2
,
ix
3.18cm
iy2.6cm
x
lox
253.5
79.7
≤[λ]=150
则
ix
3.18
y
loy
253.5
97.5
≤[
λ]=150知足长细比的要求。
iy
2.6
b2
6.3
7.88
0.48l0y
0.48
253.5
19.3
t
0.8
b2
6.3
y(1
1.09b24
97.5
(1
1.09
84
2)
101.6
max101.6,b类截面
则
yz
2
2
)
253.5
2
0.8
取
l0yt
查表得
0.549
0.6
0.007
0.54
N
269.4
103
2N/mm2
196.2N/mm2
f
215N/mm2
A
0.545
25.2
10
填板厚度为8mm,放两块,l
a
cm
i
40
cm
cm
84.5
40x'
2.29
91.6
设计其焊缝,取
hf1
hf2
8mm
2
269.4
103
肢背:
lw1
3
2
8
116mm,取lw1
120mm
2
0.7
8
160
1
269.4
103
肢尖:
lw1
3
2
8
66.1mm,取lw1
70mm
2
0.7
8
160
(3)杆B-C':
NBC'
8.974
23.985kN
215.24kN,l0x
0.8
260.8cm208.6cm
l0y
260.8cm,采纳2L70×7,
A
18.84cm2,ix
2.14cm,iy
3.2cm
按所选角钢进行验算:
x
lox
208.6
97.5≤[λ]=150
ix
2.14
y
loy
260.8
81.5≤[
λ]=150知足长细比的要求。
iy
3.2
b
7
10
0.58l0y
0.58
260.8
21.6
t
0.7
b
7
则
yz
y(1
0.475b4
)
81.5
(1
0.475
74
)
84.3
取max84.3
l02
yt2
260.82
0.72
b类截面,查表得
0.6610.3
0.006
0.66
N
215.24
103
2
2
2
A
0.660
18.84
102
N/mm
173.1N/mm
f
215N/mm
填板厚度8mm,放两块,la
87cm
80iy'
80
2.14cm171.2cm
设计其焊缝,取
hf1
8mm,hf2
6mm
2
215.24
103
肢背:
lw1
3
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