某廠機(jī)器加工車(chē)間-《鋼結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p>　　鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　作 者 姓 名： </p><p>　　專(zhuān)業(yè)、班級(jí) ： </p><p>　　學(xué) 號(hào) ： 31120700 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師：

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

3、lt;p><b>　　1.1設(shè)計(jì)資料1</b></p><p>　　1.1.1 車(chē)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(nèi)力計(jì)算2</p><p>　　1.2.1

4、荷載計(jì)算2</p><p>　　1.2.2內(nèi)力計(jì)算2</p><p>　　1.3 桿件計(jì)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(diǎn)設(shè)計(jì)12</p><p>　　1.4.1 下弦節(jié)點(diǎn)“b”12</p><p>　　1.4.2上弦節(jié)點(diǎn)“B”13</p><p>　　1.4.3屋脊節(jié)點(diǎn)“K”14</p><p>　　1.4.4支座節(jié)點(diǎn)“a

6、”15</p><p>　　某工廠鋼屋架設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1.1.1 車(chē)間一般情況</p><p>　　某橋天津某廠機(jī)器加工車(chē)間，跨度，長(zhǎng)度，柱距，車(chē)間內(nèi)設(shè)有一臺(tái)起重量為的中級(jí)工作制橋式吊車(chē)。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板和泡沫混凝土保護(hù)層，屋架支撐在

7、鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(diǎn)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(yù)應(yīng)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(jì)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(diǎn)受荷，配合屋面板寬，腹桿體系大部分采用下弦節(jié)點(diǎn)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(jì)算為，幾何尺寸如圖1-1所示。</p><p>　　根據(jù)車(chē)間長(zhǎng)度、跨度及荷載情況，設(shè)置三道上下弦桿橫向水平支撐，橫向水平支撐設(shè)在第二柱間。在設(shè)置橫向水平支撐的同一柱間，設(shè)置豎向支撐三道，分別設(shè)置在屋架的兩端和跨中。屋脊節(jié)點(diǎn)及屋架支座處沿廠房設(shè)置通長(zhǎng)剛性系桿，屋架下弦跨中設(shè)置一道通長(zhǎng)柔性系桿（詳見(jiàn)1-1），凡與橫向支撐連接的屋架編號(hào)為GWJ-2，不與橫向支撐連接的屋架編號(hào)為GWJ-1。&

10、lt;/p><p>　　1.2荷載及內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　1.2.1荷載計(jì)算</b></p><p>　　屋面活荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)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(jì)算。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）按經(jīng)驗(yàn)公式跨長(zhǎng)計(jì)算，跨度單位為。</p><p><b>　?。?）永

11、久荷載：</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)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(hù)層 </p><p>　　屋架和支撐自重

12、 </p><p>　　永久荷載總設(shè)計(jì)值 </p><p><b>　?。?）可變荷載</b></p><p>　　屋面活荷載 </p><p>　　可變荷載總設(shè)計(jì)值

13、 </p><p>　　計(jì)算屋架時(shí)應(yīng)考慮下列三種荷載組合情況：</p><p>　?、偃缬谰煤奢d + 全跨可變荷載</p><p>　　全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載： </p><p>　　②全跨永久荷載 +（左）半跨可變荷載</p><p>　　全跨節(jié)點(diǎn)永

14、久荷載： </p><p>　　半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載： </p><p>　　③全跨桁架包括支撐 + 半跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷載</p><p>　　全跨節(jié)點(diǎn)桁架自重： </p><p>　　半跨屋面板自重及活荷載： </p><p>　?、?、②為使用階段

15、荷載情況，③為施工階段荷載情況。,為相應(yīng)各桿中荷載組合情況下，作用在桁架上的節(jié)點(diǎn)荷載。</p><p><b>　　1.2.2內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　先求得的桁架各桿件的內(nèi)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(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-1</p><p>　　桁架桿件內(nèi)力組合表

16、 表2-1</p><p><b>　　1.3 桿件計(jì)算</b></p><p><b>　　1.3.1 上弦桿</b></p><p>　　整個(gè)上弦桿采用等截面，按IK桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)。</p><p>　　上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面內(nèi)，節(jié)間周線長(zhǎng)度；在桁架平面外，根據(jù)支

17、撐布置和內(nèi)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(nèi)力為，查資料得，節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度用12mm。</p><p>　　設(shè)，查得，需要截面積；</p><p><b>　　需要的回轉(zhuǎn)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(jìn)行驗(yàn)算：</p><p><b>　　由于，查表得</b></p><p><b>　　滿(mǎn)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(gè)下弦采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的de桿計(jì)算。</p><p>　　，（因跨中有通長(zhǎng)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(jì)算長(zhǎng)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(mǎn)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(diǎn)處不斷開(kāi)，兩段桿件內(nèi)力不同：</p><p>　　最大拉力： ， </p><p>　　最大壓力： ， </p><p>　　在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度： </p><p>　　在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度：</p><p>　　選用2∟70

23、5;5（如圖3-4），其截面參數(shù)：</p><p><b>　　滿(mǎn)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(mǎn)足要求。其余各桿件的截面選擇計(jì)算過(guò)程不一一列出，所有計(jì)算結(jié)果列于表3-1中</p><p><b>　　1.4 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.4.1 下弦節(jié)點(diǎn)“b”</p><p>　　各桿的內(nèi)力由表2-1查得。這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)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(diǎn)板的形狀和尺寸，然后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。</p><p>　　用E43型焊條，角焊縫的抗壓和抗剪設(shè)計(jì)值。設(shè)Bb桿的肢背和肢尖焊縫采用和，則所需的焊縫長(zhǎng)度為</p><p><b>　　肢背 ，取</b></p><p><b>　　肢尖 ，取</b><

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

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

28、縫尺寸與B節(jié)點(diǎn)相同。</p><p>　　Ba桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸按同樣的方法計(jì)算。</p><p>　　,肢背和肢尖焊縫分別采用和，則所需的焊縫長(zhǎng)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(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)肢背，用塞縫連接，這時(shí)</p><p>　　肢背焊腳尺寸： </p><p>　　肢尖焊腳尺寸： </p><p>　　上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長(zhǎng)度為，承受集中力，上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力為：</p><p>　　肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差</p><p>&

30、lt;b>　　偏心距 </b></p><p>　　偏心力矩 ，，則</p><p><b>　　滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　　1.4.3屋脊節(jié)點(diǎn)“K”</p><p>　　弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)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(diǎn)板來(lái)補(bǔ)償。接頭一邊的焊縫長(zhǎng)度按弦桿內(nèi)力計(jì)算。</p><p>　　，每條焊縫的長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　拼接角鋼總長(zhǎng) ，取</p><p>　　豎肢需切去 ，取，并按上弦坡度熱彎。</p>

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

33、p>　　支座底板的按構(gòu)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(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：</p><p>　　式中：—混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值</p><p>　　底板厚度按桁架反力作用下的彎矩計(jì)算，節(jié)點(diǎn)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(yīng)力：；</p><p>　　—為兩支撐邊肢尖的對(duì)角線長(zhǎng)度；</p><p>　　—由查表確定，為兩支撐邊的相交點(diǎn)到對(duì)角線的垂直距離。</p><p>　　由相似三角形的關(guān)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(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算</p><p>　　加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算與牛腿焊縫相似。偏于安全的假定一個(gè)加勁肋的受力為桁架支座反力的，即</p><p><b>　　則焊縫內(nèi)力為：</b></p><p&

36、gt;　　設(shè)焊縫，焊縫長(zhǎng)度，取焊縫計(jì)算長(zhǎng)度</p><p><b>　　，則焊縫應(yīng)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(zhǎng)度為，則焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　焊縫內(nèi)應(yīng)力為：</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</b