課程設計課程名稱鋼結(jié)構(gòu)設計設計題目昆明地區(qū)某工廠金工車間鋼屋架設計學院土木工程學院專業(yè)土木工程、工程力學年級姓名學號指導教師日期課程設計任務書土木工程學院學院土木工程專業(yè)年級姓名學號課程設計題目昆明地區(qū)某工廠金工車間鋼屋架設計課程設計主要內(nèi)容（一）設計資料昆明地區(qū)某工廠金工車間，長度90M，柱距6M，車間內(nèi)設有兩臺30/5T中級工作制橋式吊車，屋面采用156M預應力鋼筋混凝土大型屋面板。20MM厚水泥砂漿找平層，三氈四油防水層，屋面坡度1/101/12。屋架兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400400MM，混凝土C20，屋面活荷載050KN/M2，屋面積灰荷載075KN/M2，屋架跨度、屋架計算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的數(shù)據(jù)進行計算。1、屋架跨度（1）21M（2）24M2、屋面計算跨度（1）L0L（2）L0L300MM3、屋面做法（1）有保溫層（2）無保溫層4、屋架端高（1）H018M（2）H019M（3）H020M（4）21M（二）設計要求1、由結(jié)構(gòu)重要性，荷載特征（靜荷），連接方法（焊接）及工作溫度選用鋼材及焊條。2、合理布置支撐體系，主要考慮（1）上弦橫向水平支撐（2）下弦橫向水平支撐（3）垂直支撐（4）系桿（剛性或柔性）并在計算書上畫出屋蓋支撐布置圖，并對各榀屋架進行編號3、荷載及內(nèi)力計算（1）屋面恒載計算。（2）屋面活荷載與屋面雪荷載不同時考慮。（3）屋面積灰荷載屬于可變荷載。（4）利用結(jié)構(gòu)的對稱性，僅計算屋架左半跨桿件內(nèi)力。（5）計算屋架桿力時，應考慮三種荷載組合。（6）將屋面分布荷載轉(zhuǎn)化為屋架節(jié)點荷載，利用左半跨單位節(jié)點荷載內(nèi)力圖計算桿力。（7）確定各桿最不利內(nèi)力（最大拉力或最大壓力）4、桿件截面選擇（1）屋架桿件常采用雙角鋼組合組成的T形截面或十字形截面，要根據(jù)XY的等穩(wěn)條件選擇合理的截面形式。（2）正確確定桿件的長細比，由軸心受力桿件確定桿件截面及填板數(shù)量。（3）設計小組內(nèi)每位同學所計算的上弦桿，下弦桿，斜桿截面選擇過程要在計算書內(nèi)詳細說明，其余桿件截面選擇可按同組內(nèi)其他同學計算成果統(tǒng)一列表取用。（4）桿件截面規(guī)格不宜過多，與垂直支撐相連的豎桿截面則不宜小于2L635。5、節(jié)點設計（1）熟知節(jié)點設計的基本要求及一般步驟。（2）要在計算書內(nèi)寫出一般上下弦節(jié)點，下弦跨中節(jié)點，下弦支座節(jié)點及屋脊節(jié)點設計過程。6、屋架施工圖（1）用鉛筆繪制1施工圖（2）施工圖應包括屋架簡圖（比例1100），左半跨標明桿件長度，右半跨注明桿件最不利內(nèi)力，以及起拱度。屋架正面圖，上、下弦平面圖（軸線比例120，桿件、節(jié)點比例110）。側(cè)面圖，剖面圖及零件詳圖。注明全部零件的編號，規(guī)格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直徑，焊縫尺寸以及對工廠加工和工地施工的要求。材料表（一榀屋架的材料用量）。說明（鋼號、焊條型號、起拱要求、圖中未注明的焊縫尺寸和油漆要求等）。設計指導教師（簽字）教學基層組織負責人（簽字）年月日計算書1屋架及支撐形式2荷載何內(nèi)力計算1荷載標準值永久荷載標準值20MM厚水泥砂漿找平層04KN/M2三氈四油防水層04KN/M2預應力鋼筋混凝土大型屋面板14KN/M2屋架和支撐自重01170011L01170011210348KN/M2可變荷載標準值屋面活荷載05KN/M2屋面積灰荷載075KN/M22）節(jié)點荷載計算全跨屋面永久荷載作用下P（1404040348）616254861522932（KN）全跨可變荷載作用下P0561507509615（0509075）61510575（KN）當基本組合由可變荷載效應控制時，上弦節(jié)點荷載設計值為122293214（0509075）615PS1222932141057542323（KN）當當基本組合由永久荷載效應控制時，上弦節(jié)點荷載設計值為1352293214（070509075）615P309581291543873（KN）由上可知，本工程屋面荷載組合由永久荷載效應控制，節(jié)點集中力設計值取P43873KN。屋架節(jié)點荷載計算計算是考慮下列三種荷載組合情況全跨恒荷載全跨屋面均布活荷載全跨恒荷載半跨屋面均布活荷載（左）屋架及支撐自重半跨屋面板自重（左）半跨屋面活荷載（左）設由永久荷載換算得的節(jié)點集中荷載；1P由可變荷載換算得的節(jié)點集中荷載；2由部分永久荷載（屋架及支撐自重）換算得的節(jié)點集中荷載；3由部分永久荷載（屋面板重）和可變荷載（屋面活荷載）換換算4P得的節(jié)點集中荷載。則1352293230958（KN）114（070509075）6151292（KN）21350348615547（KN）3P（135141405）6152331（KN）4內(nèi)力計算桿力組合表桿件內(nèi)力系數(shù)桿件內(nèi)力P1第一組組合第二組組合第三組組合左右全P1P2P1P2P3P4名稱桿件編號計算桿力（KN）AB0000000BD53422075432812630241616572328126DF726391111749011743960023033490117上弦FH678528120652916946095122401529169AB31716748421237019079310037212370BC66230997142605538613320743426055CD724461118551995446039323358519954下弦DE583583116651161843629419968511618AB51721072731899329186116028318993BB38718457125054322677112144250543BD2571784351908691678728370190869DC1191582771215421011294289121542CF003154157688894899292968889FD10513803314480335022672267斜腹桿DH213136077337865135753865386AA05000502193921939143921939CB10001004387843878287843878EC10001004387843878287843878GD10001004387843878287843878豎腹桿HE00000003桿件截面選擇1上弦桿選用兩根不等邊角鋼短肢相并529169KN（最大）1508CM3016CMFHNOXLOYL腹桿318993KN,查表28得節(jié)點板T10MM，支座節(jié)點板厚度T12MMMAX假定60，0807，2M8304921587096FNA，CLIOX152608CLIOY6選用2L125808短肢相并，A319782228CM，607CMXIYI驗算1501462850所以15046278873734411所以35015828735734411所以5270924YZL查表得8YZ209622193780AN22/15M/MNFNBD,BD,DC同AB,計算長度08OXLOYL（4）斜桿CF68889KN，08322625808CM，3226CM，T10MM,60,CFNOXLOYL08072397215806MFA，CLIOX46CMLIOY385602選用2L75505，A1225C。長肢相并239CM，220CMXIYI驗OIL15064YOIL因為9730528001533BLTBOY所以45164126924YZL由查表的YZL30YN22/15M/MNFNFDDH同CF計算長度08OXLOYL5豎桿GD43878KN，08300240CM,300CMGDNOXLOYL內(nèi)力小，按選擇，CMLIOX615024CMLIOY21503選擇2L505A9606C15316CM245CMXIYIEC,CB同GD08AA也同GDOXLOYLOXL屋架桿件截面選擇表計算長度（CM）回轉(zhuǎn)半徑CM長細比容許長細比穩(wěn)定系數(shù)計算應力N/MM2端部焊縫F名稱桿件編號內(nèi)力（）LOXLOY截面形式和規(guī)格截面面積CM2IXIYXY肢背肢尖上弦FH529169150830162L125808短肢相并31978228607661449691500773214下弦CD51995415010502L125808短肢相并319782286076579172983501626AB318993270927092L100807長肢相并1931223947111335575215007882096281406100BB250543215926992L100807長肢相并1931223947190335730350129738120680BD1908692370429632L100807長肢相并1931223947199186291150075913022890670DC1215422362429532L100807長肢相并19312239471988462703506294860660斜腹桿CF688892580832262L75505長肢相122523922010798146641500306183785504504節(jié)點板計算1上弦節(jié)點“B”。節(jié)點板尺寸為25034010，只要計算BA桿即可。KNKNBBB54320,9318A對AB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6MM，則所需焊縫長度為MHF8肢背，取140MMFHKLWTW16072967021肢尖，取100MMFNLT8335對BB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6MM，則所需焊縫長度為MHF肢背，取110MMFHKLWTW91608725437021肢尖，取80MMFNLT并FD22672572832162L75505長肢相并1225239220107651461815003086008550450DH53862791234892L75505長肢相并122523922011679158593504397550550AA219392102102L505960615324513725857115006143720550550CB438781922402L505960615324512549979615005398474550550EC438782162702L5059606153245141181102015004689760550550GD438782403002L50596061532451568612245150040511278550550豎腹桿HE0L9028352L705十字形截面1375051MAX_為了便于在上弦擱置大型屋面板，節(jié)點板上邊緣可縮進肢背8MM，用塞縫連接，這時，MTHF52MLW36017承受集中力P43873KN22/160/4504870MNFNLPWTWFF肢尖焊縫承擔弦桿內(nèi)力差N3189930318993KN318993N偏心矩E81961CMMNE3189936119458573NMM，,則HF822/160/3068702319702MNFMNLHNWTWFN22/5346WM222222/160/94107901MNFMNWTN上弦節(jié)點“D”。節(jié)點板尺寸為20030010只要計算DB桿。KNKNDCDB5421,86910對DB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6MM，則所需焊縫長度為MHF8肢背，取90MMMFHNKLWTW6910872657021肢尖FLT53，取70MM對DC桿，肢背肢尖焊縫分別采用和6MM，則所需焊縫長度為HF8肢背，取60MMMFHNKLWTW41607257021肢尖FLT323，取60MM為了便于在上弦擱置大型屋面板，節(jié)點板上邊緣可縮進肢背8MM，用塞縫連接，這時，MTHF52MLW901承受集中力P43873KN22/160/6257043870MNFNLPWTWFF肢尖焊縫承擔弦桿內(nèi)力差N1908690190869KN190869N偏心矩E81961CMMNE1908696111643009NMM，,則MHF822/160/7652908716702MNFNLHNWTWFN22/436WM222222/160/58167581MNFMNWTN上弦節(jié)點“F”。節(jié)點板尺寸為18026010只要計算FC桿。KKFDFC,69對DB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和4MM，則所需焊縫長度為HF5肢背，取60MMMFHNKLWTW4016702897021肢尖，取50MMFLT35對DB桿，肢背肢尖焊縫分別采用和4MM，則所需焊縫長度為MHF5肢背50WL肢尖節(jié)點板上邊緣可縮進肢背8MM，用塞縫連接，這時，MTHF52MLW25016承受集中力P43873KN22/160/07527438702NFNLHPWTWFF肢尖焊縫承擔弦桿內(nèi)力差N68889068889KN68889N偏心矩E81961CMMNE68889614202229NMM，,則MHF822/160/603245870269702MNFNLHNWTWFN22/134WM222222/160/4380961MNFMNWTN對于節(jié)點“C”“E”“G”,所受內(nèi)力較小，桿件AA,CB,EC,GD采用焊縫腳寸，最小焊縫長度。5FHMLW5（2）下弦節(jié)點板B設計角焊縫強度設計值2/160NFWBB桿的肢背和肢尖焊縫分別采用HF8MF肢背取120MMFHNKLWTW97160725437021肢尖取80MMFLTDB桿同理計算取90MMMFHNKLWTW57416082977021取60MMMFHNKLWTW6421072983702CB桿內(nèi)力很小，根據(jù)構(gòu)造繪出節(jié)點大樣圖，可知節(jié)點板尺寸為HF5290265MM下弦桿與節(jié)點板連接的焊縫長度為290MM，HF6KN8521370210546N22/46967MFHKWTF6114160滿足強度要求2/M下弦節(jié)點板C設計角焊縫強度設計值2/160NFWDC桿的肢背和肢尖焊縫分別采用MHF8MF肢背取60MMFHNKLWTW471607257021肢尖取40MMFLT323FC桿同理計算肢背取40MMMFHNKLWTW906187027021肢尖取40MMFLT3753EC桿內(nèi)力很小，根據(jù)構(gòu)造繪出節(jié)點大樣圖，可知節(jié)點板尺寸為MHF5160175MM下弦桿與節(jié)點板連接的焊縫長度為160MMMHF6N89305426951FHKLWTW5177025589160滿足強度要求2/M2/MN下弦節(jié)點板D設計角焊縫強度設計值2/160MNFWFD桿的肢背和肢尖焊縫分別采用HF8F肢背取40MMFHNKLWTW0167027021肢尖取40MMMFLT53HD桿同理計算肢背取40MMFHNKLWTW0721687027021肢尖取40MMMFLT953GD桿內(nèi)力很小，根據(jù)構(gòu)造繪出節(jié)點大樣圖，可知節(jié)點板尺寸為MHF140180MM下弦桿與節(jié)點板連接的焊縫長度為140MMHF6N386159451MFH