(圓滿版)衛(wèi)韓龍鋼構造課程設計(圓滿版)衛(wèi)韓龍鋼構造課程設計18/18(圓滿版)衛(wèi)韓龍鋼構造課程設計鋼構造課程設計鋼構造課程設計任務書設計題目某廠房鋼屋架設計。設計目的課程設計是本課程授課的實踐授課環(huán)節(jié)之一，經過設計使學生進一步掌握鋼屋架的設計原理、方法、步驟，提高綜合剖析、解決問題的能力。設計條件某廠房總長度90m，跨度依照不一樣樣的學號從附表中取，屋蓋系統(tǒng)可從以下所給的種類中采用。縱向柱距6m。3.1構造形式：鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強度等級為C30，屋面坡度i=L/10；L為屋架跨度。地區(qū)計算溫度高于-200C，無損害性介質，地震設防烈度為8度，屋架下弦標高為18m；廠房內橋式吊車為2臺150/30t（中級工作制）。3.2屋架形式及荷載：屋架形式、幾何尺寸及內力系數（節(jié)點荷載P=1.0作用下桿件的內力）如附圖所示。屋架采用的鋼材、焊條為：學號為單號的同學用Q235鋼，焊條為E43型；雙號的同學用Q345鋼，焊條為E50型。3.3屋蓋構造及荷載（1）永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.4kN/m2水泥砂漿找平層0.4kN/m2保溫層kN/m2(按分組表確定)一氈二油隔氣層0.05kN/m2水泥砂漿找平層0.3kN/m2預應力混凝土大型屋面板1.4kN/m2屋架及支撐自重：按經驗公式q0.120.11L計算：KN/m2懸掛管道：0.15kN/m2（2）可變荷載：土木工程學院2008級房屋建筑（1）班1屋架設計屋面活荷載標準值：0.7kN/m2雪荷載標準值：0.35kN/m2積灰荷載標準值：kN/m2(按分組表確定)設計內容4.1確定屋蓋構造及支撐的部署圖；4.2選擇鋼材及焊接資料，并明確提出對保證項目的要求；4.3對鋼屋架進行內力、桿件截面尺寸的計算；設計一個下弦節(jié)點、一個上弦節(jié)點、支座節(jié)點、屋脊節(jié)點及下弦中央節(jié)點；4.4屋架施工圖1）手工繪制運送單元的施工圖，用鉛筆繪制白紙圖。設計的節(jié)點應尺寸齊備、書寫規(guī)范、滿足構造要求；2）施工圖內容①屋架簡圖（比率1∶100），左半跨注明桿件長度，右半跨注明桿件最不利內力，以及超拱度。②屋架正面圖，上、下弦平面圖（有二個比率）。③側面圖，剖面圖及零件詳圖。④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）孔洞地址，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。⑤資料表。⑥說明。設計要求5.1設計內容圓滿、計算正確、保證經濟；圖紙齊整、布圖合理；5.2計算書須用打印并裝訂（A4），插圖應按必然比率繪制，做到眉目清楚，文圖配合；5.3圖紙應切合《房屋建筑制圖一致標準（GB/T50001—2001）》和《建筑構造制圖標準（GB/T50105—2001）》的要求；5.4屋架跨度、保溫層及積灰荷載取值見分組附表所示。請將自己的取值填入設計任務書中；設計進度與核查：6.1進度2土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計設計時間一周；6.2核查依照設計內容的圓滿性、構造合理性、計算正確性以及圖紙的質量、口試、考勤等方面為評分標準；參照資料夏志斌．鋼構造原理與設計[M]．北京：中國建筑工業(yè)初版社，2008.7.劉聲揚．鋼構造原理與設計[M]．北京：中國建筑工業(yè)初版社，2008.7.夏志斌，姚諫.鋼構造設計[M]．北京：中國建筑工業(yè)初版社.2005.9.GB50017-2002鋼構造設計規(guī)范[S]．北京：中國計劃初版社.2002.GB50009-2001建筑構造荷載規(guī)范[S]．北京:中國建筑工業(yè)初版社.2002.附表鋼屋架跨度、保溫層及積灰荷載的取值學號1234567跨度18212418212418保溫層0.0.0.0.0.0.0.4455556657積灰荷載0.0.0.1.1.1.1.7890123學號891011121314跨度21241821241821保溫層0.0.0.0.0.0.0.6555657765積灰荷載1.1.1.1.1.0.0.3220378學號15161718192021跨度24182124182124保溫層0.0.0.0.0.0.0.6565454554積灰荷載0.1.1.1.1.1.1.9012332學號22232425262728跨度18212418212418保溫層0.0.0.0.0.0.0.土木工程學院2008級房屋建筑（1）班3屋架設計54555765656積灰荷載1.1.1.1.1.1.1.2033022學號29303132333435跨度21241821241821保溫層0.0.0.0.0.0.0.5454554545積灰荷載1.1.1.0.0.0.1.3129872學號36373839404142跨度24182124182124保溫層0.0.0.0.0.0.0.55445555665積灰荷載1.1.1.1.1.1.1.03022314土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計附圖1507.51507.51507.51507.51507.5G1507.5FABC4D024000026291399398538956228621221213244150aceg1350a.18米跨屋架幾何尺寸1.01.01.01.01.01.00.5FGBCDE2A-9.10-9.1021-8.9930.000-6.2220-2+09122+081.60854.31...60..-3.8-0404..5718-6+.063-42-0--9+7.962+9.279+3.470+9.279acegb.18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內力值1.01.01.01.01.01.00.5GFEF'CDAB6-4.5511-5.63650.000-4.372-0-+01404+060.61.153.810..07.5..1.5-+6+13.711-43.00.5-0215--48+5.325+5.312++3.967+2.537acegc.18米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內力值

E'-3.300.0e'土木工程學院2008級房屋建筑（1）班5屋架設計鋼構造課程設計計算書設計資料1.1某廠房總長度90米，跨度為18米，縱向柱距為6米。1.2構造形式:鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強度等級為C30，屋面坡度i=L/10；L為屋架跨度。地區(qū)計算溫度高于-200C，無損害性介質，地震設防烈度為8度，屋架下弦標高為18m；廠房內橋式吊車為2臺150/30t（中級工作制）。1.3屋架采用的鋼材、焊條尺寸：梯形鋼屋架用Q235鋼，焊條為E43型。屋架形勢和幾何尺寸屋面資料采用大型屋面板1.5×6.0m預應力混凝土屋板，故采用無檁系統(tǒng)平坡梯形屋架。屋架跨度為每端支座中線縮進150mm，則屋架的計算跨度l0l3001800030017700mm，吊車噸位為15030t，采用封閉式組合。屋架各桿件的幾何尺寸以以以下圖。1507.507.511507.51507.5151507.5FABC4D02400028629139399562285312132642150ace13506土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計3.支撐部署.廠房長度為90m，故僅在房屋兩端部開間設置上、下弦橫向水平支撐和屋架兩端及跨中三處設置垂直支撐。其他屋架則在垂直支撐處分別于上、下弦設置三道系桿，其中屋脊和兩支座處為剛性系桿，其他為柔性系桿。土木工程學院2008級房屋建筑（1）班7屋架設計屋架節(jié)點荷載屋面坡度較小，故對全部荷載均按水平投影面計算（風荷載為風吸力，且本設計為重屋蓋，故不考慮）：永久荷載標準值：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.4kNm2水泥砂漿找平層0.4kNm2保溫層0.45kN/m2一氈二油隔氣層0.05kNm2水泥砂漿找平層0.3kNm2預應力混凝土屋面板1.4kNm2屋架和支撐自重0.12+0.011×18=0.318kNm2合計3.318kNm2可變荷載：屋面活荷載標準值0.7kNm2雪荷載標準值0.735kNm2屋面積灰荷載1.3kNm2荷載組合按全跨永久荷載和全跨可變荷載計算。對跨中部分斜腹桿因半跨荷載可能8土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計產生的內力變號，采用將跨度中央每側各兩斜腹桿（圖中Fg、gH、Hi桿）均按壓桿控制長細比，故不再考慮半跨荷載作用的組合。由可變荷載效應控制的內力組合計算：取永久荷載G＝1.2，屋面活荷載Q1＝1.4，屋面積灰荷載Q2＝1.4、2＝0.9，則節(jié)點荷載設計值為：F(1.23.3181.40.71.40.91.3)1.5659.40kN由永久荷載效應控制的內力組合計算：取永久荷載G＝1.35，屋面活荷載Q1＝1.4、10.7，屋面積灰荷載Q2＝1.4、2＝0.9，則節(jié)點荷載設計值為：F(1.353.3181.40.70.71.40.91.3)1.5661.23kN故應取節(jié)點荷載設計值F61.23kN屋架桿件內力.經計算在全跨荷載作用下的屋架桿件內力系數如圖右半部分，內力設計值以以以下圖所示。1.01.01.01.010.5FBCDEA--8.993000-6.22120.+00-+8920.31..60541.0..3.8-046..571-8-063-4--+39+7.962+9.27.470ace土木工程學院2008級房屋建筑（1）班9屋架設計桿件截面選擇.按腹桿最大內力NaB61.23(6.502)398.12kN，查表7.6鋼，選中間節(jié)點板厚度為10mm，支座節(jié)點板厚度為12mm。6.1上弦桿整個上弦桿采用等截面，按最大內力NFG61.23(9.102)557.32kN計算。l0x150.75cm，l0y301.5cm。假定50，查附表1.2，0.856cm，則AreqN557.3210321.00cmf0.856310102ixreql0x150.753.02cm，iyreql0y301.56.03cm5050由附表10采用2L110×70×8，短肢相并。A213.9427.88cm2，ix1.98cm，iy5.34cm。截面驗算：xl0x150.7576.1150滿足ix1.98yl0y301.556.46150滿足iy5.34雙角鋼T形截面繞對稱軸（y軸）應按彎扭屈曲計算換算長細比yzb11100.56l0y0.56301.5，則yzt13.75b11115.34yx8故取maxx76.1，查附表1.2，0.698N557.32103286.40f310N/mm2滿足A0.69834.341026.2下弦桿整個下弦桿采用等截面，按最大內力Nge61.23(9.279)568.15kN計算。10土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計l0x300cm，l0yl0885cm。2AnreqN568.1510318.33cm2f310102由附表10采用2L110×70×6，短肢相并。A210.6421.28cm2，ix2.01cm，iy5.36cmxl0x300149.3350滿足ix2.01yl0y885165350滿足iy5.36N568.15103266.99f310N/mm2滿足An21.281026.3腹桿6.3.1aB桿：NaB61.23(6.502)398.12kN，l0xl0yl253.0cm。假定100，查附表1.2，0.555AN398.1210323.14cm2f0.555310102由附表10采用2L125×80×8長肢相并。A215.9931.98cm2，ix2.28cm，iy3.20cml0x253150xix1112.28l0y253150yiy793.20

滿足滿足故由x111，查附表1.2，得0.487N398.12103255.63f310N/mm2A0.48731.98102滿足土木工程學院2008級房屋建筑（1）班11屋架設計Bc桿：NBc61.23(4.739)290.17kN，l0x0.8l0.8261.3209.4cm,l0yl261.3cm。AN290.171039.4cm2f310102采用2∟635，查附表9，An26.1412.28cm2，ix1.94cm，iy2.97cm。l0x209.4350xix107.81.94l0y261.3350yiy882.97

滿足滿足N290.17103236.3f310N/mm2滿足An12.281026.3.3cD桿：NcD61.23(3.382)207.08kN，l0x0.8l0.8286.4229.1cm，l0yl286.4cm。假定100，查附表1.2，0.555AN207.0810312.04cm2f0.555310102采用2∟63×8，查附表9A29.5219.04cm2，ix1.90cm，iy3.02cmxl0x229.1121150滿足ix1.90yl0y286.495150滿足iy3.02故由maxx121，查附表1.2，得0.43212土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計N207.08103205.55N/mm2f310N/mm2滿足A0.43223.32102De桿：NDe61.32(1.884)115.36kN，l0x0.8l0.8286.4229.1cm，l0yl286.4cm。AN115.361033.7cm2f310102采用2∟565，則A10.84cm2，ix1.72cm，iy2.69cmxl0x229.1133.2[]350滿足ix1.72yl0y286.4106.5[]350滿足iy2.69N115.36103106.42f310N/mm2滿足A10.84102eF桿：NDe61.32(0.696)42.62kNl0x0.8l0.8312.4250cm，l0yl312.4cm假定100，查附表1.2，0.555AN42.621032.5cm2f0.555310102采用2∟635，查附表9，An26.1412.28cm2，ix1.94cm，iy2.97cm。x250128.9[]150滿足1.94l0y312.4150yiy105.6滿足2.97故由maxx128.9，查附表1.2，得0.392土木工程學院2008級房屋建筑（1）班13屋架設計N42.6210310288.54N/mm2f310N/mm2滿足A0.39212.286.3.6gG桿NDe61.32(0.812)49.72kNl00.9l0.9289260.1cm采用2∟十字相連，查附表，An26.1412.28cm2，ix02.45cm6359x0l0260.1106.2[]350滿足ix02.45N49.7210340.49N/mm2f310N/mm2滿足An12.28102cC、eE桿：NcCNeE61.23(1.0)61.23kN,其內力值大小相同，采用長細比較大的豎桿進行設計，則可保證其他豎桿的安全可靠性。NeE61.23kN，l0x0.8l0.8259207.2cm,l0yl259cm內力較小，采用2∟565，則A10.84cm2，ix1.72cm，iy2.69。l0x207.2150滿足xix1.72120.5yl0y25996.3150滿足iy2.69故由maxx120.5，查附表1.2，得0.437N62.53103179f310N/mm2滿足A0.32210.841026.3.8aA桿NaB61.23(0.5)30.62kN依照部署螺栓的要求，端豎桿最小應入采用2∟635的角鋼，采用十字行截面，A12.28mm2，ix02.45cm。端豎桿aA：l0x0.9199179.1cm14土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計lo179.173.1[]150滿足xo2.45ixo故maxx073.1，查附表1.2，得0.732N30.2610310234.06f310N/mm2滿足A0.73212.28七、節(jié)點設計1）屋脊節(jié)點豎桿gG桿端焊縫按構造取hf和lw為5mm和80mm。上弦與節(jié)點板的連接縫，角鋼肢背采用塞焊縫，并假定僅承受屋面板傳來的集中荷載，一般可不作計算。角鋼肢尖焊縫應取上弦內力的15%進行計算，即N0.15N0.15557.3283.60kN。其產生的獨愛矩MNe83.60103705852000N?mm現(xiàn)取節(jié)點板尺寸以以以下圖。設肢尖焊腳尺寸hf26mm則焊縫計算長度lw2200265183mm驗算肢尖焊縫強度：(6M2)2(20.7N2)2f20.7hf2lw2hf2lw2(658520001832)2(283.60103)2滿足1.2220.760.76183115.87N/mm2ffw200N/mm2土木工程學院2008級房屋建筑（1）班15屋架設計拼接角鋼采用與上弦相同截面，熱彎成型。拼接角鋼一側的焊縫長度按弦桿所受內力計算。設角焊縫焊腳尺寸hft21028mm則接頭一側需要的焊縫計算長度：lwN557.321030.7hfffw40.78124.40mm4200拼接角鋼的總長度：l2(lw2hf)a2(124.4028)(102190)308.8mm，取l350mm10拼接角鋼豎肢需切去的高度：thf5108523mm，取25mm，即堅肢余留高度為45mm。2）下弦拼接節(jié)點NKNN2K=782..099047.1=07N2K=NNN=568.15KNN=568.15KN拼接角鋼采用與下弦相同的截面，拼接角鋼一側的焊縫長度按與桿件等強設計。設角焊縫焊腳尺寸hft6mm，則接頭一側需要的焊縫計算長度為Af21.28102310lw40.76196.3mm40.7hfffw200拼接角鋼的總長度：l2(lw2hf)a2(196.326)10426.6mm取l430mm。拼接角鋼水平肢較寬，故采用斜切，不但便于焊接，且可增加焊縫長度。水平肢上的安裝螺栓孔，待屋架拼裝完后可用于連接屋架下弦橫向水平支撐。豎肢因切肢后余留高度較小，不設安裝螺栓。16土木工程學院2008級房屋建筑（1）班鋼構造課程設計拼接角鋼豎肢需切去的高度：thf566517mm取20mm，即堅肢余留高度為50mm。取兩斜腹桿桿端至節(jié)點中心距離為230mm，豎桿桿端至節(jié)點中心的距離為90mm。節(jié)點板按布置腹桿桿端焊縫需要，采用33012380。3）支座節(jié)點依照端斜桿和下弦