某廠機器加工車間-《鋼結構》課程設計說明書

1、<p>　　鋼結構課程設計說明書</p><p>　　作 者 姓 名： </p><p>　　專業(yè)、班級 ： </p><p>　　學 號 ： 31120700 </p><p>　　指 導 教 師：

2、鄭 新 志 </p><p>　　設 計 時 間： 2015.07.05 </p><p>　　河 南 理 工 大 學</p><p>　　Henan Polytechnic University</p><p><b>　　目 錄</b></p>&

3、lt;p><b>　　1.1設計資料1</b></p><p>　　1.1.1 車間一般情況1</p><p>　　1.1.2 鋼材和焊條的選用1</p><p>　　1.1.3 屋架形式、尺寸及支撐布置1</p><p>　　1.2荷載及內力計算2</p><p>　　1.2.1

4、荷載計算2</p><p>　　1.2.2內力計算2</p><p>　　1.3 桿件計算4</p><p>　　1.3.1 上弦桿4</p><p>　　1.3.2 下弦桿5</p><p>　　1.3.3 端斜桿“aB”5</p><p>　　1.3.4 斜腹桿“Kg-ge”6

5、</p><p>　　1.3.5 豎桿“Ie”7</p><p>　　1.4 節(jié)點設計12</p><p>　　1.4.1 下弦節(jié)點“b”12</p><p>　　1.4.2上弦節(jié)點“B”13</p><p>　　1.4.3屋脊節(jié)點“K”14</p><p>　　1.4.4支座節(jié)點“a

6、”15</p><p>　　某工廠鋼屋架設計說明書</p><p><b>　　1.1 設計資料</b></p><p>　　1.1.1 車間一般情況</p><p>　　某橋天津某廠機器加工車間，跨度，長度，柱距，車間內設有一臺起重量為的中級工作制橋式吊車。采用預應力鋼筋混凝土大型屋面板和泡沫混凝土保護層，屋架支撐在

7、鋼筋混凝土柱上，混凝土強度等級為C20。</p><p>　　1.1.2 鋼材和焊條的選用</p><p>　　屋架鋼材選用Q235B，要求保證屈服點和含碳量。旱田選用E43型，手工焊。</p><p>　　1.1.3 屋架形式、尺寸及支撐布置</p><p>　　由于采用預應力鋼筋混凝土大型屋面板，故選用梯形屋架。</p>&

8、lt;p>　　屋架計算跨度： </p><p>　　屋架端部高度： </p><p><b>　　跨中高度： </b></p><p>　　屋架高跨比： </p><p>　　為了使屋架節(jié)點受荷，配合屋面板寬，腹桿體系大部分采用下弦節(jié)點間為的人字形式，僅在跨中，考慮到腹桿的適宜傾角，采用

9、再分式干洗，屋架跨中起拱按計算為，幾何尺寸如圖1-1所示。</p><p>　　根據(jù)車間長度、跨度及荷載情況，設置三道上下弦桿橫向水平支撐，橫向水平支撐設在第二柱間。在設置橫向水平支撐的同一柱間，設置豎向支撐三道，分別設置在屋架的兩端和跨中。屋脊節(jié)點及屋架支座處沿廠房設置通長剛性系桿，屋架下弦跨中設置一道通長柔性系桿（詳見1-1），凡與橫向支撐連接的屋架編號為GWJ-2，不與橫向支撐連接的屋架編號為GWJ-1。&

10、lt;/p><p>　　1.2荷載及內力計算</p><p><b>　　1.2.1荷載計算</b></p><p>　　屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，從資料可知屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計算。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）按經(jīng)驗公式跨長計算，跨度單位為。</p><p><b>　?。?）永

11、久荷載：</b></p><p>　　預應力混凝土大型屋面板 </p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平層 </p><p>　　80mm厚泡沫混凝土保護層 </p><p>　　屋架和支撐自重

12、 </p><p>　　永久荷載總設計值 </p><p><b>　?。?）可變荷載</b></p><p>　　屋面活荷載 </p><p>　　可變荷載總設計值

13、 </p><p>　　計算屋架時應考慮下列三種荷載組合情況：</p><p>　　①全跨永久荷載 + 全跨可變荷載</p><p>　　全跨節(jié)點永久荷載及可變荷載： </p><p>　?、谌缬谰煤奢d +（左）半跨可變荷載</p><p>　　全跨節(jié)點永

14、久荷載： </p><p>　　半跨節(jié)點可變荷載： </p><p>　?、廴玷旒馨ㄖ?+ 半跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷載</p><p>　　全跨節(jié)點桁架自重： </p><p>　　半跨屋面板自重及活荷載： </p><p>　　①、②為使用階段

15、荷載情況，③為施工階段荷載情況。,為相應各桿中荷載組合情況下，作用在桁架上的節(jié)點荷載。</p><p><b>　　1.2.2內力計算</b></p><p>　　先求得的桁架各桿件的內力系數(shù)（作用于全跨、左半跨和右半跨）。然后求出各種荷載情況下的內力進行組合，計算結果見表2-1</p><p>　　桁架桿件內力組合表

16、 表2-1</p><p><b>　　1.3 桿件計算</b></p><p><b>　　1.3.1 上弦桿</b></p><p>　　整個上弦桿采用等截面，按IK桿件的最大設計內力設計。</p><p>　　上弦桿計算長度：在桁架平面內，節(jié)間周線長度；在桁架平面外，根據(jù)支

17、撐布置和內力變化情況，取</p><p>　　因，故截面宜選用不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內力為，查資料得，節(jié)點板厚度選用10mm，支座節(jié)點板厚度用12mm。</p><p>　　設，查得，需要截面積；</p><p><b>　　需要的回轉半徑：</b></p><p>　　根據(jù)需要的、、查角鋼規(guī)格表，選用2∟160

18、×100×12短肢相并（如圖3-1），，，，按所選角鋼進行驗算：</p><p><b>　　由于，查表得</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　圖3-1 上弦桿截面</p><p><b>　　1.3.2 下弦桿</b&g

19、t;</p><p>　　整個下弦采用同一截面，按最大內力所在的de桿計算。</p><p>　　，（因跨中有通長系桿）</p><p><b>　　所需截面積為：</b></p><p>　　選用2∟140×90×10短肢相并（如圖3-2）。</p><p><b>

20、;　　，，。</b></p><p>　　圖3-2 下弦桿截面 圖3-3 端斜桿截面</p><p>　　1.3.3 端斜桿“aB”</p><p><b>　　桿件軸力 </b></p><p>　　計算長度。因，故采用等肢角鋼，選用2∟100&#

21、215;10（如圖3-3），其截面參數(shù)：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　由于，查表得</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　1.3.4 斜腹桿“Kg-ge”</p><p>　　

22、此桿是再分式桁架的斜腹桿，在g節(jié)點處不斷開，兩段桿件內力不同：</p><p>　　最大拉力： ， </p><p>　　最大壓力： ， </p><p>　　在桁架平面內的計算長度： </p><p>　　在桁架平面外的計算長度：</p><p>　　選用2∟70

23、5;5（如圖3-4），其截面參數(shù)：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　圖3-4 Kg-ge截面 圖3-5端斜桿截面</p><p>　　1.3.5 豎桿“Ie”</p><p>　　,,；，選用2∟70×5（如圖3-5）

24、，其截面參數(shù)：</p><p>　　滿足要求。其余各桿件的截面選擇計算過程不一一列出，所有計算結果列于表3-1中</p><p><b>　　1.4 節(jié)點設計</b></p><p>　　1.4.1 下弦節(jié)點“b”</p><p>　　各桿的內力由表2-1查得。這類節(jié)點的設計步驟是：先根據(jù)腹桿的內力計算腹桿與節(jié)點板連接焊

25、縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點板的形狀和尺寸，然后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。</p><p>　　用E43型焊條，角焊縫的抗壓和抗剪設計值。設Bb桿的肢背和肢尖焊縫采用和，則所需的焊縫長度為</p><p><b>　　肢背 ，取</b></p><p><b>　　肢尖 ，取</b><

26、/p><p>　　設Db桿的肢背和肢尖焊縫和，則所需的焊縫長度為</p><p><b>　　肢背 ，取</b></p><p><b>　　肢尖 ，取</b></p><p>　　Cb桿內力很小，焊縫尺寸可按構造確定，取。</p><p>　　根據(jù)上面求得的焊縫長度

27、，并按構造要求留出間隙及制作和裝配誤差，按比例會出節(jié)點大樣圖，確定節(jié)點板尺寸為。</p><p>　　下弦桿與節(jié)點板的焊縫長度為，。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內力差，則肢背的應力為：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　1.4.2上弦節(jié)點“B”</p><p>　　Bb桿與節(jié)點板的連接焊

28、縫尺寸與B節(jié)點相同。</p><p>　　Ba桿與節(jié)點板的連接焊縫尺寸按同樣的方法計算。</p><p>　　,肢背和肢尖焊縫分別采用和，則所需的焊縫長度為：</p><p><b>　　肢背 ，取</b></p><p><b>　　肢尖 ，取</b></p><p

29、>　　為了便于在上弦擱置屋板，節(jié)點板的上邊緣可縮進肢背，用塞縫連接，這時</p><p>　　肢背焊腳尺寸： </p><p>　　肢尖焊腳尺寸： </p><p>　　上弦與節(jié)點板間焊縫長度為，承受集中力，上弦肢背槽焊縫內的應力為：</p><p>　　肢尖焊縫承擔弦桿內力差</p><p>&

30、lt;b>　　偏心距 </b></p><p>　　偏心力矩 ，，則</p><p><b>　　滿足強度要求。</b></p><p>　　1.4.3屋脊節(jié)點“K”</p><p>　　弦桿一般都采用同號角鋼進行拼接，為了使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施焊，需將拼接角鋼的尖角切除，

31、且截去垂直肢的一部分寬度，一般為。拼接角鋼的這部分削弱，可以靠節(jié)點板來補償。接頭一邊的焊縫長度按弦桿內力計算。</p><p>　　，每條焊縫的長度為：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　拼接角鋼總長 ，取</p><p>　　豎肢需切去 ，取，并按上弦坡度熱彎。</p>

32、<p>　　計算屋脊處弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，取，需要的焊縫長度：</p><p>　　故按構造決定節(jié)點板長度。</p><p>　　1.4.4支座節(jié)點“a”</p><p><b>　　支座底板的計算</b></p><p><b>　　支座反力：</b></p><

33、p>　　支座底板的按構造要求取用，若僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為，驗算柱頂混凝土的抗壓強度：</p><p>　　式中：—混凝土抗壓強度設計值</p><p>　　底板厚度按桁架反力作用下的彎矩計算，節(jié)點板和加勁肋將底板分成四塊，每塊板為兩相鄰邊支撐而另兩相鄰邊自由的班，每塊板的單位寬度的最大彎矩為：</p><p>　　式中：—底板下的

34、平均應力：；</p><p>　　—為兩支撐邊肢尖的對角線長度；</p><p>　　—由查表確定，為兩支撐邊的相交點到對角線的垂直距離。</p><p>　　由相似三角形的關系，得：，</p><p><b>　　查表得，則</b></p><p><b>　　底板厚度：</b&

35、gt;</p><p><b>　　取</b></p><p>　　加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算</p><p>　　加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算與牛腿焊縫相似。偏于安全的假定一個加勁肋的受力為桁架支座反力的，即</p><p><b>　　則焊縫內力為：</b></p><p&

36、gt;　　設焊縫，焊縫長度，取焊縫計算長度</p><p><b>　　，則焊縫應力為：</b></p><p>　　取每塊加勁肋與底板的連接焊縫的焊腳尺寸長度為，則焊縫計算長度為：</p><p><b>　　焊縫內應力為：</b></p><p><b>　　滿足強度要求。</b