钢结构计算报告书昆明理工大学钢结构专业课程设计

课程名称：钢构造设计设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计学院：土木工程学院专业：土木工程、工程力学年级：姓名：学号：1100指引教师：日期：教务处制课程设计0000土木工程学院学院土木工程专业年级姓名：学号：1100课程设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计课程设计重要内容：（一）设计资料昆明地区某工厂金工车间，长度90m，柱距6m，车间内设有两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10~1/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，混凝土C20，屋面活荷载0.50kN/m2，屋面积灰荷载0.75kN/m2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定数据进行计算。1、屋架跨度（1）21m（2）24m2、屋面计算跨度（1）L0＝L（2）L＝L-300mm3、屋面做法（1）有保温层（2）无保温层4、屋架端高（1）h=1.8m（2）h=1.9m（3）h=2.0m（4）h0=2.1m（二）设计规定1、由构造重要性，荷载特性（静荷），连接办法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。2、合理布置支撑体系，重要考虑（1）上弦横向水平支撑（2）下弦横向水平支撑（3）垂直支撑课程设计任务书xy（4）系杆（刚性或柔性）并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号3、荷载及内力计算（1）屋面恒载计算。（2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同步考虑。（3）屋面积灰荷载属于可变荷载。（4）运用构造对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。（5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。（6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，运用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。（7）拟定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力）4、杆件截面选取（1）屋架杆件常采用双角钢组合构成T形截面或十字形截面，要依照λ=λ等稳条件选取合理截面形式。（2）对的拟定杆件长细比，由轴心受力杆件拟定杆件截面及填板数量。（3）设计小组内每位同窗所计算上弦杆，下弦杆，斜杆截面选取过程要在计算书内详细阐明，别的杆件截面选取可按同组内其她同窗计算成果统一列表取用。（4）杆件截面规格不适当过多，与垂直支撑相连竖杆截面则不适当不大于2L63×5。5、节点设计（1）熟知节点设计基本规定及普通环节。（2）要在计算书内写出普通上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。6、屋架施工图（1）用铅笔绘制1#施工图（2）施工图应涉及①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及起拱度。②屋架正面图，上、下弦平面图（轴线比例1：20，杆件、节点比例1：10）。③侧面图，剖面图及零件详图。④注明所有零件编号，规格及尺寸（涉及加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工规定。⑤材料表（一榀屋架材料用量）。⑥阐明（钢号、焊条型号、起拱规定、图中未注明焊缝尺寸和油漆规定等）。设计指导教师（签字）：教学基层组织负责人（签字）：年月日计算书1.屋架及支撑形式:2.荷载何内力计算1)荷载原则值永久荷载原则值：20mm厚水泥砂浆找平层：0.4kN/m2三毡四油防水层：0.4kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板：1.4kN/m2屋架和支撑自重：(0.117+0.011L)=(0.117+0.011×21)=0.348kN/m2可变荷载原则值：屋面活荷载：0.5kN/m2屋面积灰荷载：0.75kN/m22）节点荷载计算①全跨屋面永久荷载作用下P=（1.4+0.4+0.4+0.348）×6×1.6=2.548×6×1.5=22.932（kN）②全跨可变荷载作用下P=0.5×6×1.5+0.75×0.9×6×1.5=（0.5+0.9×0.75）×6×1.5=10.575（kN）③当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为S1.2×22.932+1.4×（0.5+0.9×0.75）×6×1.5p=1.2×22.932+1.4×10.575=42.323（kN）当当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为S1.35×22.932+1.4×（0.7×0.5+0.9×0.75）×6×1.5p=30.958+12.915=43.873（kN）由上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取P=43.873(kN)。④屋架节点荷载计算计算是考虑下列三种荷载组合状况：全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载全跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载（左）屋架及支撑自重+半跨屋面板自重（左）+半跨屋面活荷载（左）设：P1——由永久荷载换算得节点集中荷载；P2——由可变荷载换算得节点集中荷载；名杆件编号杆件内力系数P=1第一组杆件内力第二组第三组计算称121234）上弦下弦斜腹杆P——由某些永久荷载（屋架及支撑自重）换算得节点集中荷载；3P——由某些永久荷载（屋面板重）和可变荷载（屋面活荷载）换换算得4节点集中荷载。则：P1=1.35×22.932=30.958（kN）P=1.4×（0.7×0.5+0.9×0.75）×6×1.5=12.92（kN）2P=1.35×0.348×6×1.5=5.47（kN）3P=（1.35×1.4+1.4×0.5）×6×1.5=23.31（kN）4内力计算杆力组合表左右全组合(P+P)③组合P③+P①组合P③+P①杆力（KN①②③④⑤⑥AB0000000BD-5.34-2.20-7.54-328.126-302.416-165.72-328.126DF-7.26-3.91-11.17-490.117-439.600-230.33-490.117FH-6.78-5.28-12.06-529.169-460.951-224.01-529.169ab+3.17+1.67+4.84212.370190.793+100.37212.370bc+6.62+3.09+9.71426.055386.133207.43426.055cd+7.24+4.61+11.85519.954460.393+233.58519.954de+5.83+5.83+11.66511.618436.294+199.68511.618aB-5.17-2.10-7.27-318.993-291.861-160.28-318.993Bb+3.87+1.84+5.71250.543226.771+121.44250.543bD-2.57-1.78-4.35-190.869-167.872-83.70-190.869Dc+1.19+1.58+2.77121.542101.129+42.89121.542bcF-0.03-1.54-1.57-68.889-48.992-9.29-68.889Fd-1.05+1.38+0.3314.480-3.350-22.67-22.67dH+2.13-1.36+0.7733.78651.357+53.86+53.86竖Aa-0.500-0.50-21.939-21.939-14.39-21.939腹Cb-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878杆Ec-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878Gd-1.000-1.00-43.878-43.878-28.78-43.878He00000003.杆件截面选取(1)上弦杆(选用两根不等边角钢短肢相并)N=-529.169kN（最大）lFHox=150.8cml=301.6cmoy腹杆N=318.993kN,查表2.8得节点板t=10mm，支座节点板厚度t=12mmmax假定λ=60，φ=0.807，Ailox150.82.15cm，iloy301.65.02cmx60y60选用2L125×80×8短肢相并，A=31.978cm2i＝2.28cm，i＝6.07cmxy验算：lox150.866.14[]=150xi2.28xl301.6oyyiy6.0749.69[]=150b1250.56l0.563016由于115.62oy13.51t8b1125因此l3.71(1l2t2oy)3.7125(1301.6282)60.4[]150yzt52.7b41852.71254N529169由表查得x0.773,=214N/mm2f215N/mm2A0.7733197.8xfN5291690.8072153049.88mm2（2）下弦杆N=519.954kN，l=300cm，l=1050cm，节点板t=10mm,支座节点板t=12mm，cdoxoyλ=60，φ=0.807N519954A2996.77mm2f0.807215ilox3005cm，iloy105017.5cmx60y60选用2L125×80×8短肢相并A=31.978cm2i＝2.28cm，ixy＝6.07cm验算：lox300131.58[]=350xi2.28xl1050oyyiy6.07172.98[]=350b由于112515.620.56loy0.5610504.704t8b1125因此l3.7b1(1l2t23.71251050282oy)(1)58.13[]350yzt52.7b48152.71254N519954=162.6N/mm2f215N/mm2A3197.8（3）端斜腹杆aBN=-318.993kN，l=l=270.9cm，t=10mm，λ=60，φ=0.807aBoxoyN318993A1838.52mm2f0.807215ilox270.94.52cm，lioy270.94.52cmx60y60选用2L100×80×7长肢相并，A=19.312cm2i＝2.39cm，ixy＝4.71cm验算：lox270.9113.35[]=150xi2.39xl270.9oyyiy4.7157.52[]=150b由于28011.420.48loy0.48270916.25t因此lyz7(1yb21.09804270927280)57.521.12464.65查表得0.788yzN318993A0.7881931.2=209.62N/mm2f215N/mm2Bd,bD,Dc同aB,计算长度lox（4）斜杆cF=0.8loyN=-68.889kN，lcFox=0.8322.6=258.08cm，loy=322.6cm，t=10mm，λ=60，φ=0.807ANf688890.807215397mm2l258.08l322.6ioxx4.30cm，i60yoy5.38cm60选用2L75×50×5，A=12.25c㎡。长肢相并i＝2.39cm，i＝2.20cmxy验算lox258.08107.98[]=150xixloy2.39322.6146.64[]=150yi2.20y由于b3t50510.000.84lb3oy0.4832265030.97计算长度（cm）截面形式和规格截面面积(cm2)回转半径(cm)长细比容许长细比λ稳定系数计算应端部焊缝力Ｈf－ＬωN/mm2LoxLoyixiyλxλy肢背肢尖因此lyz(1y1.09504)146.641..026150.453226252由l查表yzyz0.306N68889A0.3061225=183.78N/mm2f215N/mm2FddH同cF计算长度lox=0.8loyN=-43.878kN，lGdox=0.8300=240cm