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)平臺</b></p><p><b>  課 程 設(shè) 計</b></p><p>  學(xué) 院 名 稱: 土木工程學(xué)院 </p><p>  專 業(yè) 名 稱: 土木工程專業(yè) </p><p>  學(xué) 生 姓 名:

2、 </p><p>  學(xué) 生 學(xué) 號: </p><p>  學(xué) 生 班 級: </p><p>  指 導(dǎo) 教 師: </p><p>  2013年 3 月 22日</p><p><b>  1設(shè)計目的</b>&

3、lt;/p><p>  通過設(shè)計,使學(xué)生掌握廠房平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理、方法和步驟,訓(xùn)練學(xué)生繪制施工圖的能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識分析問題和解決問題的能力,提高設(shè)計技能和專業(yè)表達(dá)能力。</p><p><b>  2設(shè)計題目</b></p><p>  設(shè)計某車間檢修平臺。</p><p><b>  3設(shè)計資

4、料</b></p><p>  平臺場地位置如圖所示,高5.5m,平臺上設(shè)有一檢修洞口(位置自定),洞口尺寸為2m x 2m。平臺采用鋼鋪板,平臺上設(shè)備檢修荷載標(biāo)準(zhǔn)值是4.0 kN/m2。鋼材為Q345,手工焊,E43型焊條。</p><p><b>  4設(shè)計形式</b></p><p>  4.1 鋪板采用有肋鋼鋪板。<

5、/p><p>  4.2 次梁采用工字鋼,簡支于主梁上。</p><p>  4.3 主梁采用焊接工字形截面,簡支于鋼柱上。</p><p>  4.4 鋼柱采用型鋼截面,鉸接柱腳。</p><p>  4.5基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ),C20混凝土。</p><p><b>  5課程設(shè)計計算書</b

6、></p><p>  5. 1檢修平臺梁格布置</p><p>  5.1.1 柱網(wǎng)布置:滿足生產(chǎn)工藝和使用要求,根據(jù)題意,柱間距采用6m 。</p><p>  5.1.2 梁格的布置:短主梁,長次梁,次梁間距2.0m平分。</p><p><b>  平臺結(jié)構(gòu)布置如:</b></p><

7、;p>  圖1 平臺梁結(jié)構(gòu)布置圖</p><p>  5.2 平臺鋪板設(shè)計</p><p>  5.2.1 確定鋪板、加勁肋的尺寸:鋪板采用有肋鋪板,板格尺寸600×1500 根據(jù)構(gòu)造要求及荷載作用情況取鋪板厚度6mm,板肋尺寸6×60。</p><p>  5.2.2 驗算鋪板和加勁肋的強(qiáng)度和剛度:</p><

8、p><b>  a強(qiáng)度計算</b></p><p> ?、儆嬎沅伆宓目缰凶畲髲澗?lt;/p><p><b>  鋪板所受荷載計算</b></p><p><b>  鋪板自重標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p>  q =7850×9.8×6×=0

9、.462kN/</p><p>  板面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:8kN/</p><p>  計算鋪板跨中最大彎矩 鋪板按四邊簡支平板計算 </p><p>  b/a=1500/600=2.5</p><p>  查表得α=0.125</p><p>  鋪板面荷載設(shè)計值 q=1.2×0.462+1.3&

10、#215;8 kN/m2=10.95 kN/m2</p><p>  鋪板跨中單位寬度最大彎矩為:</p><p>  =0.125×10.95×0.62=0.4927 kN·m</p><p>  ②計算板肋的跨中最大彎矩,可按兩端支撐在平臺梁上的簡支梁計算加勁肋承受的線荷載,其中</p><p><b&

11、gt;  恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:</b></p><p>  q=0.462×0.6+0.0277 =0.3049 kN/m</p><p><b>  活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:</b></p><p>  q=4×0.6 kN/m=2.4 kN/m</p><p>  加勁肋的跨中最大彎矩為:<

12、/p><p>  =(1.2×0.3049+1.4×2.4)×22 kN·m =2.119 kN·m</p><p>  ③驗算鋪板和加勁肋的強(qiáng)度</p><p>  鋪板截面的最大應(yīng)力為:</p><p>  加勁肋可考慮30倍厚度的寬度參與截面共同工作,計算截面如圖2所示</p>

13、<p>  圖2 鋪板加勁肋的計算截面</p><p><b>  截面面積:</b></p><p>  A=(180×6+6×60)×10-6 =0.00144 m2</p><p>  截面對形心軸到鋪面板的距離為:</p><p>  截面對形心軸的截面慣性矩</

14、p><p>  Ix=180×63/12+180×6×8.25+6×603/12+6×60×24.752</p><p>  =4.0527×105mm4=4.0527×10-7m4</p><p>  加勁肋截面的最大應(yīng)力:</p><p>  b鋪板和加勁肋的剛度

15、驗算</p><p><b> ?、黉伆?lt;/b></p><p>  有表得β=0.1422</p><p><b>  鋪板面荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p>  q=(0.462+4)kN/m=4.462KN/m</p><p><b>  鋪板跨中最大撓度

16、:</b></p><p><b>  鋪板容許撓度:</b></p><p>  =600/150 mm=4 mm></p><p> ?、诩觿爬呖缰凶畲髶隙?lt;/p><p><b>  加勁肋容許撓度</b></p><p><b> ?。▌偠?/p>

17、滿足要求)</b></p><p>  由此可見鋪板的板厚由剛度控制。</p><p>  5.3 平臺次梁設(shè)計</p><p>  平臺次梁與主梁鉸接,平臺次梁可以看做是兩端支撐在主梁的簡支梁,承受著平臺鋪板傳來的均布均布荷載,計算簡圖如圖3。</p><p>  圖3 平臺次梁計算簡圖</p><p&g

18、t;<b>  恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p><b>  活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p><b>  次梁跨中最大彎矩:</b></p><p>  5.3.1 截面選擇</p><p>  梁所需的截面抵抗矩:</p><p>  

19、次梁采用工字形型鋼截面,由型鋼規(guī)格表查得:</p><p>  I 45a: A=102cm2,m=80.4kN/m,Ix=32241cm4,Wx=1433cm3,Ix/Sx=38.5cm</p><p><b>  滿足要求</b></p><p>  5.3.2 驗算所選截面強(qiáng)度</p><p><b>

20、  a抗彎強(qiáng)度驗算</b></p><p><b>  考慮梁自重后:</b></p><p>  作用在梁上的荷載為靜力荷載,因此,截面最大應(yīng)力:</p><p><b>  (滿足)</b></p><p><b>  b抗剪強(qiáng)度驗算</b></p>

21、<p><b>  次梁最大剪力:</b></p><p><b>  截面最大剪應(yīng)力:</b></p><p>  由此可見型鋼梁的剪應(yīng)力很小。</p><p>  c梁整體穩(wěn)定驗算 梁的受壓翼緣有帶肋鋪板與其牢固連接,整體穩(wěn)定可以滿足要求。因此不必驗算梁的整體穩(wěn)定。</p><p>

22、;<b>  d梁的剛度驗算</b></p><p><b>  梁跨中最大撓度:</b></p><p>  次梁剛度不能滿足要求,應(yīng)重新選擇截面,選I45b,查得</p><p>  A=111cm2,Ix=33759cm4,m=87.4kg/m </p><p><b>  (滿足

23、剛度要求)</b></p><p><b>  5.4 主梁設(shè)計</b></p><p>  平臺主梁與平臺柱鉸接連接,平臺主梁可看做兩端支撐在平臺柱上的簡支梁,承受著平臺主梁次梁出來的荷載,計算簡圖如圖4所示。</p><p>  圖4 平臺主梁計算簡圖</p><p><b>  恒荷載標(biāo)

24、準(zhǔn)值:</b></p><p><b>  活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</b></p><p><b>  主梁支座反力:</b></p><p><b>  跨中最大彎矩:</b></p><p><b>  主梁最大剪力:</b></p>

25、<p>  5.4.1 梁截面選擇 平臺主梁的跨度及承受的荷載都較大,擬采用三塊剛板拼接焊成的工字形組合截面梁。</p><p>  估計翼緣板厚度,故抗彎強(qiáng)度設(shè)計值f=310N/mm2,需要的截面模量為</p><p>  按剛度條件,梁的最小高度為:</p><p><b>  梁的經(jīng)濟(jì)高度:</b></p>

26、<p>  取梁的腹板高度 hw=h0=1050mm</p><p>  確定腹板尺寸,腹板主要承受剪力,由抗剪強(qiáng)度確定其厚度</p><p>  假定翼緣厚度為20mm可得。</p><p>  經(jīng)濟(jì)厚度 </p><p>  局部穩(wěn)定 取=10mm</p>&l

27、t;p><b>  確定翼緣尺寸b和t</b></p><p>  由t=20mm得b297,取b=300mm</p><p>  t(滿足局部穩(wěn)定要求)</p><p>  5.4.2 截面驗算:</p><p><b>  梁的截面幾何常數(shù):</b></p><p&g

28、t;  梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為(考慮腹板加勁肋,梁自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.0.5):</p><p><b>  a驗算抗彎強(qiáng)度:</b></p><p><b> ?。M足要求)</b></p><p><b>  b驗算抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b>  (滿足要求

29、)</b></p><p><b>  c整體穩(wěn)定驗算 </b></p><p>  次梁可作為主梁的側(cè)向支撐,因此主梁側(cè)向支撐點的距離為l=2.0m,l/b=2000/300=11<16,故不需驗算主梁的整體穩(wěn)定。 </p><p><b>  d剛度驗算:</b></p>

30、<p>  主梁在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用支座反力:</p><p><b>  跨中最大彎矩:</b></p><p><b>  跨中最大撓度:</b></p><p>  e翼緣和腹板的連接焊縫計算:</p><p><b>  取</b></p><

31、p>  5.4.3 主梁加勁肋設(shè)計</p><p><b>  a腹板局部穩(wěn)定驗算</b></p><p>  a=2000mm<2</p><p><b>  翼緣局部穩(wěn)定驗算:</b></p><p><b> ?。M足要求)</b></p>&

32、lt;p>  端部區(qū)格剪力最大取其驗算局部穩(wěn)定,即</p><p>  說明剪應(yīng)力對腹板的屈曲起決定作用。因次梁是作為主梁的側(cè)向支撐點,因此考慮在次梁作用處設(shè)置橫向加勁肋如圖5,間距a=2000mm<2</p><p>  圖5 主梁腹板加勁肋布置圖</p><p>  說明可按構(gòu)造設(shè)置加勁肋。因此如圖5選擇橫向加勁肋間距a=2000mm,能滿足腹板局

33、部穩(wěn)定要求。</p><p>  梁支撐加勁肋計算 平臺主梁通過梁端突緣構(gòu)造如圖6</p><p>  圖6 平臺主梁突緣支座構(gòu)造圖</p><p>  梁支撐加勁肋的端部按所承受的支座反力計算,加勁肋端部采用刨平頂緊的連接方法,其端面承壓面積應(yīng)滿足:</p><p>  支撐加勁肋按構(gòu)造要求取寬度b=300mm為滿足剛度要求</

34、p><p>  取t=10,mm實際端部承壓面積=300×10=3000大大超過所需的截面面積,整體能得以保證</p><p>  5.5 平臺柱設(shè)計</p><p>  平臺柱承受平臺主梁傳來的荷載,平臺柱與平臺主梁采用鉸接連接,平臺柱的軸心設(shè)計值為:</p><p>  5.5.1 確定柱截面尺寸</p><

35、p>  假定柱長細(xì)比為100,</p><p>  按b類截面查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù):0.555</p><p>  平臺柱所需的截面面積:</p><p>  按柱的一般要求取柱截面的高為柱高的1/12-1/20,柱高為5m取截面高為250mm,因柱兩個方向計算長度相等,所以可取截面寬度b接近高度h考慮主梁與柱的連接初定截面如圖7。</p><

36、;p>  圖7 平臺柱的截面圖</p><p>  5.5.2 截面驗算</p><p><b>  a計算截面特征</b></p><p>  b驗算平臺柱截面強(qiáng)度整體穩(wěn)定和剛度</p><p>  因柱的截面沒有削弱,若柱整體穩(wěn)定能滿足要求,則柱的強(qiáng)度也能滿足要求。因此,只需驗算柱的整體穩(wěn)定。</p&

37、gt;<p>  平臺柱高5m,兩端鉸接,平面內(nèi)與平面外的計算長度均為5m,則</p><p><b>  柱的剛度能滿足要求</b></p><p>  按b類截面查的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)</p><p><b>  平臺柱自重標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p>  這里的系數(shù)考慮加勁肋、焊

38、縫、柱頭、柱腳等引起的自重增加值。</p><p>  柱承受的軸心力的設(shè)計值:</p><p><b>  于是有:</b></p><p><b>  柱整體穩(wěn)定滿足要求</b></p><p>  驗算平臺柱的局部穩(wěn)定:</p><p><b>  腹板的局部

39、穩(wěn)定:</b></p><p>  腹板的局部穩(wěn)定滿足要求</p><p><b>  翼緣的局部穩(wěn)定:</b></p><p>  翼緣的局部穩(wěn)定能滿足要求</p><p>  5.6平臺柱柱腳設(shè)計</p><p>  由于平臺承受的軸心力較小,故采用平板式鉸接構(gòu)造?;炷翉?qiáng)度為C2

40、0,抗壓強(qiáng)度設(shè)計值為。</p><p>  柱承受的軸心力設(shè)計值:</p><p>  柱腳底板需用的面積:</p><p>  5.6.1 底板尺寸</p><p>  按構(gòu)造要求取底板的尺寸為400×600,,減去錨栓孔面積約為,大于所需的凈面積。采用圖8構(gòu)造</p><p>  圖8 平臺柱腳構(gòu)造&

41、lt;/p><p>  基礎(chǔ)對底板的壓應(yīng)力:</p><p>  底板區(qū)格有三種,現(xiàn)在分別計算單位寬度的彎矩:</p><p>  區(qū)格①為四邊支承板:</p><p><b>  查表4-7 </b></p><p><b>  區(qū)格②為三支承板:</b></p>

42、<p><b>  查表</b></p><p><b>  區(qū)格為③懸臂板:</b></p><p><b>  最大彎矩為:</b></p><p><b>  底板厚度:</b></p><p>  取底板厚度為t=20mm。</p

43、><p>  5.6.2 隔板計算</p><p>  將隔板視為兩端支于靴梁的簡支梁:</p><p>  隔板與底板的連接(僅考慮外側(cè)一條焊縫)為正面角焊縫,</p><p>  隔梁與靴梁的連接為側(cè)面角焊縫,所受隔板的支座反力:</p><p>  設(shè)=8mm 求焊縫長度(即隔板的高度)</p>&l

44、t;p>  取隔板高120mm,t=8mm>=</p><p>  驗算隔板抗剪抗彎強(qiáng)度</p><p>  5.6.3 靴梁計算</p><p>  靴梁與柱身的連接(4條焊縫)按受壓力N=46000N,此焊縫為側(cè)面角焊縫 ,設(shè) 其長度為:</p><p><b>  取靴梁高200mm</b><

45、;/p><p>  靴梁作為支承柱邊的懸伸梁設(shè)厚度t=8mm,驗算其抗剪和抗彎強(qiáng)度:</p><p><b>  滿足要求。</b></p><p>  靴梁與隔板的連接焊縫和隔板與底板的連接焊縫傳遞全部柱的壓力,設(shè)焊縫的焊角尺寸均為則所需的焊縫總長度:</p><p>  顯然焊縫的實際長度大于533mm。</p&g

46、t;<p>  柱腳與基礎(chǔ)的連接構(gòu)造采用兩個20mm的錨栓。</p><p>  5.6.4連接節(jié)點設(shè)計。</p><p>  1.次梁的連接節(jié)點設(shè)計</p><p>  次梁與主粱的連接采用平接,螺栓采用M16.88高強(qiáng)螺栓,噴砂處理,則單個摩擦型連續(xù)高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計值為:</p><p>  作用于主梁上的集中力設(shè)計

47、值:</p><p><b>  ,取螺栓個數(shù)為4個</b></p><p>  2.主梁與柱頂?shù)倪B接</p><p>  柱頂板取350×350×16,頂板上的墊塊100×350×10,平臺柱柱頭承受的壓力通過柱頭腹板兩側(cè)的加勁肋傳遞,每一側(cè)加勁肋承受一半的壓力,加勁肋與腹板的連接焊縫承受著剪力和彎矩的

48、共同作用.</p><p>  柱頂壓力經(jīng)柱頂板端面承壓板傳給加勁肋:</p><p>  柱頂壓力設(shè)計值N=517.75KN</p><p>  1)計算加勁肋端面面積:</p><p>  選用加勁肋截面面積為100×10,則兩側(cè)加勁肋的端面承壓面積為:</p><p> ?。?294.4;選材滿足要求&

49、lt;/p><p>  2)計算加勁肋與腹板的連接焊縫:</p><p>  加勁肋與腹板連接焊縫承受的剪力為:V=N/2=517.75/2=258.9KN</p><p>  加勁肋與腹板連接焊縫所承受的彎矩為:M=0.05V=0.05×258.9×1000=12.9KN.M</p><p>  按構(gòu)造要求,假設(shè)焊縫h=8m

50、m,焊縫長度l=250mm.由剪力作用產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力:</p><p>  由彎矩作用產(chǎn)生的焊縫正應(yīng)力:</p><p><b>  驗算焊縫的強(qiáng)度:</b></p><p>  所以柱子頂端加勁肋的焊縫滿足強(qiáng)度要求.</p><p><b>  3)加勁肋的強(qiáng)度</b></p>&

51、lt;p>  加勁肋自身強(qiáng)度按懸臂梁計算,加勁肋承受的最大剪應(yīng)力:</p><p>  加勁肋所承受的最大正應(yīng)力為:</p><p>  加勁肋自身強(qiáng)度滿足要求.</p><p><b>  6設(shè)計要求</b></p><p>  6.1 計算書書寫工整,并附有必要的簡圖。插圖應(yīng)按一定比例繪制,圖文并茂,紙張規(guī)格

52、為 A4;</p><p>  6.2 圖紙應(yīng)符合《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50001—2001)》和《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50105—2001)》的要求; </p><p>  6.3 必須保證設(shè)計時間:</p><p>  上午:8.00—12.00;下午:14.00—17.00</

53、p><p>  6.4 每天考勤兩次。</p><p><b>  7參考資料</b></p><p>  7.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊編輯委員會.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊(上、下冊).中國建筑工業(yè)出版社</p><p>  7.2 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003).中國建筑工業(yè)出版社</p&g

54、t;<p>  7.3 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社</p><p>  7.4 戴國欣主編.《鋼結(jié)構(gòu)》.武漢理工大學(xué)出版社</p><p>  7.5 王肇民主編.《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》.同濟(jì)大學(xué)出版社</p><p>  7.6 陳紹蕃主編.《鋼結(jié)構(gòu)》.中國建筑工業(yè)出版社.2003年</p><

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