2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  鋼 結(jié) 構(gòu)</b></p><p><b>  課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>  課程設(shè)計題目:梯形鋼屋架</p><p><b>  班 級: </b></p><p>  設(shè)計期限:2012年12月31日~2013年1月7日

2、</p><p><b>  指導(dǎo)教師: </b></p><p>  課程設(shè)計的意義與目的</p><p>  鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是建筑工程專業(yè)教學(xué)計劃中一個重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),對培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、提高學(xué)生對實(shí)際結(jié)構(gòu)工作情況的認(rèn)識和鞏固所學(xué)的理論知識有重要作用。課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到如下目的:</p><p>  了解鋼屋蓋設(shè)計

3、的一般程序和內(nèi)容,為畢業(yè)后從事實(shí)際設(shè)計工作奠定基礎(chǔ):</p><p>  鞏固鋼結(jié)構(gòu)課程中所學(xué)內(nèi)容(例如材料性能及材料的選擇,連接設(shè)計及計算,基本構(gòu)件的設(shè)計計算等),并應(yīng)用于課程設(shè)計中:</p><p>  掌握鋼屋架施工圖的表達(dá)方法和制圖規(guī)定:</p><p><b>  學(xué)習(xí)書寫結(jié)構(gòu)計算書</b></p><p> 

4、 學(xué)習(xí)運(yùn)用規(guī)范及有關(guān)技術(shù)資料。</p><p><b>  二、 設(shè)計資料</b></p><p>  機(jī)械廠欲建一金工車間,其平面及柱網(wǎng)布置如圖所示,廠房的跨度分別取l8m、21m、24m,長度為54m,柱距6m。車間內(nèi)設(shè)有兩臺20/5噸中級工作制吊車。采用1.5×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。梯形屋架,屋架端高分別為1.8m、1.9m、2.0

5、m,屋面坡度為i=1/10,屋架支撐在鋼筋混凝土柱上,上柱截面400×400mm,混凝土標(biāo)號為C25;計算溫度最低-20℃.</p><p>  L分別為18m、21m、24m。</p><p><b>  柱網(wǎng)布置圖</b></p><p><b>  1. 屋面做法:</b></p><p

6、>  W1:二氈三油上鋪小石子防水層(0.35 kN/m2)</p><p>  20厚水泥砂漿找平層 (0.4 kN/m2)</p><p>  80厚泡沫混凝土保溫層 (0.5 kN/m2)</p><p>  1.5m×6m鋼筋混凝土大型屋面板(1.4 kN/m2)</p><p>  鋼屋架及支撐自重:0.12+0.0

7、11L (kN/m2)</p><p>  基本雪壓0.25kN/m2,</p><p>  屋面活荷載0.30kN/m2,</p><p>  不考慮風(fēng)荷載,積灰荷載和地震荷載。</p><p>  W2:二氈三油上鋪小石子防水層(0.35 kN/m2)</p><p>  20厚水泥砂漿找平層(0.4 kN/m2)

8、</p><p>  80厚泡沫混凝土保溫層 (0.5 kN/m2)</p><p>  1.5m×6m鋼肋GRC大型屋面板(0.55kN/m2)</p><p>  鋼屋架及支撐自重:0.12+0.011L (kN/m2)</p><p>  基本雪壓0.40kN/m2,</p><p>  屋面活荷載0.

9、70kN/m2,</p><p>  不考慮風(fēng)荷載,積灰荷載和地震荷載。</p><p>  2. 鋼材種類:G1:Q235B; G2:Q345B</p><p><b>  三、 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>  1.屋蓋支撐體系布置設(shè)計;</p><p><b>  2.屋架設(shè)計

10、計算;</b></p><p>  屋架尺寸的確定,腹桿的布置,荷載及內(nèi)力計算,桿件截面的設(shè)計,節(jié)點(diǎn)設(shè)計。</p><p>  3.編寫結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書一份。要求步驟清楚,計算正確,書寫工整。</p><p>  計算書封面寫明如下內(nèi)容:課程設(shè)計名稱——梯形鋼屋架設(shè)計;系別;班級;姓名;學(xué)號。計算書正文要求書寫工整,必要的圖表不可缺少;注明所用參考文獻(xiàn)。要

11、求附內(nèi)力系數(shù)圖。</p><p>  4.繪制屋架施工圖一張(1號圖,手繪)。</p><p>  鋼屋架施工圖中包括屋架幾何尺寸及內(nèi)力圖,構(gòu)件詳圖,零件或節(jié)點(diǎn)大樣圖,材料表,說明。</p><p>  注意構(gòu)件詳圖中桿件截面和節(jié)點(diǎn)尺寸比例是軸線比例的兩倍。即:軸線比例1:20;節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件比例1:10。構(gòu)件長度取5mm或10mm的倍數(shù)。構(gòu)件截面根據(jù)受力取5~6種。角

12、鋼的尺寸≥45×4或56×36×4。</p><p>  鋼屋架施工圖的圖簽格式如下:</p><p><b>  四、 設(shè)計參數(shù)</b></p><p>  表1 設(shè)計任務(wù)分布表</p><p>  表2 每組荷載和鋼材種類組合表</p><p><b>

13、  五、 參考資料</b></p><p>  1.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范《GB50009-2001》</p><p>  2.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范《GB50017-2003》</p><p>  3.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 劉錫良、丁陽主編.天津大學(xué)出版社.</p><p>  4.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 劉錫良、陳志華主編.天津大學(xué)出版社</p&g

14、t;<p>  5.土木工程專業(yè)建筑工程方向課程設(shè)計指導(dǎo)書 張三柱 主編 中國水利水電出版社</p><p><b>  6.課程教材</b></p><p>  六、 設(shè)計時間及參考進(jìn)度</p><p><b>  設(shè)計時間為一周</b></p><p><b>  參考進(jìn)

15、度:</b></p><p><b>  鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)</b></p><p>  一、課程設(shè)計任務(wù)布置:見任務(wù)書</p><p><b>  二、屋蓋支撐體系</b></p><p><b>  1、支撐體系的作用</b></p><p&

16、gt;  增大結(jié)構(gòu)縱向剛度,承擔(dān)縱向水平荷載;</p><p>  增大結(jié)構(gòu)橫向剛度,協(xié)調(diào)橫向框架受力;</p><p>  減小屋架弦桿/框架柱的平面外計算長度;</p><p>  維持托架及中間屋架的穩(wěn)定性;</p><p>  保證安裝過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,防止傾倒;</p><p>  增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。<

17、;/p><p>  2、屋蓋支撐種類及布置原則</p><p>  屋蓋支撐包括上弦橫向支撐、下弦橫向支撐、下弦縱向支撐、豎向支撐(垂直支撐)、系桿及天窗支撐等。</p><p>  屋蓋支撐布置的原則為:廠房兩端布置上下弦橫向支撐和豎向支撐;屋架兩邊布置下弦縱向支撐,形成封閉體系;橫向及豎向支撐間距不應(yīng)超過60m,否則應(yīng)加設(shè)支撐;豎向支撐一般布置屋架跨中和端豎桿平面,

18、S>30m時,在跨中1/3處加設(shè)兩道;布置系桿增強(qiáng)屋架側(cè)向穩(wěn)定,減小弦桿計算長度,傳遞水平荷載。</p><p>  3、屋蓋支撐布置:繪圖說明</p><p>  三、普通梯形鋼屋架設(shè)計</p><p>  1.鋼屋架的形式和尺寸</p><p>  形式:梯形鋼屋架、人字型腹桿布置</p><p>  尺寸:

19、24m跨度屋架跨中起拱L/500。</p><p>  2、普通鋼屋架的計算分析</p><p><b>  1)計算假定</b></p><p>  鋼屋架的節(jié)點(diǎn)為鉸接;所有桿件的軸線在同一平面內(nèi),匯交于節(jié)點(diǎn)中心;荷載作用在屋架節(jié)點(diǎn)上,且在屋架平面內(nèi)。</p><p>  2)普通鋼屋架的荷載</p>&

20、lt;p>  荷載類型:永久荷載 結(jié)構(gòu)及屋面自重;</p><p>  可變荷載 屋面活荷,雪荷。</p><p>  荷載組合:全跨永久荷載+全跨可變荷載;</p><p>  全跨永久荷載+半跨可變荷載;</p><p>  全跨屋架和支撐自重+半跨屋面板+半跨屋面活荷</p><p><b>  

21、3)內(nèi)力分析</b></p><p>  按平面桁架計算桿件軸向力:靜定結(jié)構(gòu);數(shù)解法(節(jié)點(diǎn)法,截面法)/圖解法。</p><p>  3.普通鋼屋架的桿件設(shè)計</p><p><b>  1)桿件的計算長度</b></p><p>  屋架平面內(nèi):節(jié)點(diǎn)中心的距離,由于節(jié)點(diǎn)剛度,壓桿失穩(wěn)時將受到拉桿的約束(彈性

22、嵌固),拉桿越多,拉力越大,約束作用越強(qiáng)。</p><p>  受壓(上)弦桿/下弦桿/支座豎桿(端豎桿)/端斜桿:l0x=l;其它腹桿:l0x=0.8l;(與下弦連接的節(jié)點(diǎn)嵌固作用較大),l為桿件幾何長度。</p><p>  屋架平面外:側(cè)向支撐點(diǎn)間距l(xiāng)1。</p><p>  上弦桿:屋面板與屋架3點(diǎn)焊可靠連接時,l0y=2B且≤3m;否則,l0y=l1<

23、;/p><p>  下弦桿 l0y=l1(下弦橫向水平支撐或系桿的間距);腹桿 l0y=l。</p><p>  側(cè)向支撐點(diǎn)間距為桿件節(jié)間長度的2倍時,取桿件內(nèi)力為此二節(jié)間內(nèi)力較大值,桿件計算長度:l0y= l1(0.75+0.25N2/N1) 且l0y≥0.5 l1</p><p>  對雙角鋼十字形截面和單角鋼截面的腹桿,斜平面屈曲,l0x=0.9l。</p&

24、gt;<p><b>  截面形式</b></p><p>  截面形式選擇的原則是與桿件兩個方向的計算長度相配合,使桿件兩個方向的長細(xì)比接近相等,即達(dá)到等穩(wěn)定。</p><p>  等邊角鋼 T型截面 iy≈(1.3-1.5)ix, 普通鋼屋架的腹桿;</p><p>  不等邊角鋼 T型截面 短肢相連 iy≈(2.6-2.9)

25、ix, 普通鋼屋架的上下弦桿,平面外支撐間距為節(jié)間長度的2-3倍;</p><p>  不等邊角鋼 T型截面 長肢相連 iy≈(0.75-1.0)ix, 普通鋼屋架的端豎桿、端斜桿及有局部彎矩作用的上弦桿;</p><p>  等邊角鋼 十字截面 iy≈ix, 有豎向支撐連接的豎腹桿;</p><p>  為使兩個角鋼成為整體,應(yīng)在兩肢間設(shè)置墊板,墊板長應(yīng)伸出角鋼肢

26、15~20mm,寬60mm左右(50~80mm),與節(jié)點(diǎn)板等厚,間距不大于40i(壓桿)和80i(拉桿),且每根桿件至少兩塊,十字型截面墊板沿兩個方向交錯布置。</p><p><b>  截面選擇和計算</b></p><p>  角鋼規(guī)格不宜小于L45×4或L56×36×4;一般規(guī)格5-6種。</p><p>

27、  弦桿采用一種規(guī)格,屋架中內(nèi)力較小的桿件一般按剛度要求選擇截面。</p><p>  軸心拉桿:強(qiáng)度 ;剛度λ≤[λ]=250~400。</p><p>  軸心壓桿:穩(wěn)定性 ; 剛度λ≤[λ]=150~200;</p><p>  注意計算中鋼材采用Q345鋼材時,長細(xì)比乘以鋼號換算系數(shù)查表得到穩(wěn)定系數(shù),即根據(jù)查得值。</p><p> 

28、 4. 鋼屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計</p><p><b>  1)節(jié)點(diǎn)設(shè)計原則</b></p><p>  a.桿件形心線應(yīng)與鋼屋架幾何軸線重合并匯交于節(jié)點(diǎn)中心,避免偏心引起彎矩;</p><p>  b.直接支承大型鋼筋混凝土屋面板的上弦角鋼應(yīng)予以加強(qiáng);</p><p>  c.節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)盡量簡單,矩形/梯形/平行四邊形等

29、;</p><p>  d.角鋼端部切割一般垂直于軸線,可切去部分肢,但不允許完全切去垂直肢;</p><p>  e.節(jié)點(diǎn)中,桿件邊緣間距:焊接10~20mm,螺栓5~10mm;</p><p>  f.單斜桿與弦桿連接,注意避免出現(xiàn)偏心彎矩;</p><p>  g.節(jié)點(diǎn)板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,保證弦桿和腹桿的內(nèi)力傳遞,節(jié)點(diǎn)板厚度6~20

30、mm,同一榀屋架節(jié)點(diǎn)板厚度相同,支座節(jié)點(diǎn)板比中間節(jié)點(diǎn)板厚2mm。</p><p>  2)節(jié)點(diǎn)的計算和構(gòu)造(5個節(jié)點(diǎn))</p><p>  根據(jù)桿件與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫長度確定節(jié)點(diǎn)板大小。</p><p>  a.無節(jié)點(diǎn)荷載的下弦節(jié)點(diǎn)</p><p>  *腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫:腹桿軸力</p><p><b&g

31、t;  ; </b></p><p>  *下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫:弦桿軸力差</p><p>  b.有集中荷載的上弦節(jié)點(diǎn)</p><p><b>  腹桿焊縫同上;</b></p><p>  上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接焊縫</p><p>  弦桿軸力差:肢背焊縫;

32、 肢尖焊縫</p><p><b>  集中力:;驗算:</b></p><p>  c.弦桿拼接節(jié)點(diǎn)(屋脊和跨中下弦拼接節(jié)點(diǎn))</p><p>  工廠拼接:軸力較小的節(jié)間;工地拼接:設(shè)在節(jié)點(diǎn)</p><p>  弦桿拼接采用拼接角鋼,作用:傳遞內(nèi)力/保證剛度;焊接拼接前采用定位螺栓定位;拼接角鋼一般為同號角鋼,需切肢

33、切棱角以保證焊縫質(zhì)量及角鋼密貼,切肢尺寸;為減小應(yīng)力集中,如弦桿肢寬>130mm,應(yīng)斜切拼接角鋼兩肢;拼接角鋼需彎角時,可熱彎或切肢后冷彎;拼接角鋼長度有所需焊縫長度確定,且不小于40~60mm,被拼接角鋼間應(yīng)留10mm間隙。</p><p>  角鋼之間焊縫計算:承受弦桿最大軸力,4條焊縫均分。</p><p>  下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間焊縫計算:承受15%弦桿最大軸力,肢尖、肢背焊縫分配。&

34、lt;/p><p>  上弦與節(jié)點(diǎn)板在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)共8條焊縫,共同承受節(jié)點(diǎn)荷載P與兩側(cè)上弦內(nèi)力的合力。</p><p><b>  d.支座節(jié)點(diǎn)</b></p><p>  支座節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)板、加勁肋、支座底板及錨栓構(gòu)成。</p><p>  加勁肋:增強(qiáng)支座節(jié)點(diǎn)側(cè)向剛度和支座底板剛度,以便更均勻地傳遞支座反力。</p>

35、;<p>  軸線與支座反力作用線重合。</p><p>  為便于施焊,下弦桿與支座底板間距離h≥下弦水平肢寬及130mm。</p><p>  錨栓按構(gòu)造選用,M20~M25,為便于安裝,底板開大孔,加墊板。</p><p><b>  支座節(jié)點(diǎn)計算:</b></p><p>  底板可采用方形或矩形,

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