当前位置:文档之家› 钢结构设计计算书

钢结构设计计算书

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30t 中级工作制桥式吊车,屋面采用1.56m ⨯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110112(取110).屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400400mm ⨯,混凝土20C ,屋面活荷载20.5KN m ,屋面积灰荷载20.75KN m ,屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。

指定数据:屋架跨度24m ;屋面计算跨度:0L L =; 屋面做法:有保温层;屋架端高:02 h m =。

二、设计要求1、有结构重要性,荷载特征(静荷),连接方法(焊接)及工作温度选用钢材及焊条。

2、合理布置支撑体系,主要考虑: (1)上弦横向水平支撑 (2)下弦横向水平支撑 (3) 垂直支撑(4)系杆(刚性或柔性)并在计算书上画出支撑布置图,并对各榀桁架进行编号 3、荷载及内力计算 (1)屋面恒载计算。

(2)屋面活载与屋面积雪荷载不同时考虑。

(3)屋面积灰荷载属于可变荷载。

(4)利用结构对称性,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,利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。

(7)确定各杆最不利内力(最大拉力或最大压力)。

4、杆件截面选择(1)屋架杆件常用双角钢组合组成的T 行截面或十字形截面,要根据x y λλ=的等稳定性条件选择合理的截面形式。

(2)正确确定杆件的长细比,由轴心受力构件确定杆件截面及模板数量。

(3)设计小组内每位同学所计算的上弦杆,下弦杆,斜截面选择过程要在计算书内详细说明,其余杆件截面选择可按同组内其他同学计算成果统一列表取用。

(4)杆件截面规格不宜过多,与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2635L ⨯。

5.节点设计(1)熟知节点设计的基本要求及一般步骤。

(2)要在计算书内写出一般上弦节点,下弦跨中节点,下弦支座节点及屋脊节点设计过程。

三、设计步骤 1、计算步骤:(2)屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平坡梯形屋架。

屋架坡度110i=。

屋架计算跨度024L L m==。

端部高度02000H mm=,中部高度3200H mm=,屋架几何尺寸如下图1:图1(3)支撑布置由于房屋长度只有90m,只在房屋的左中右即第二、第八、和第十四榀上设置上下弦杆横向水平支撑,而在没有设置下弦杆纵向水平支撑。

并在设置水平支撑的屋架的两端和中间设置垂直支撑,而其他屋架则在垂直支撑处于上下弦分别设置三道系杆,除下弦杆中部一条为柔性系杆外,其余均为刚性系杆。

如(图2)所示。

(4) 屋架节点荷载屋面坡度较小,故所有荷载均按水平水平投影面计算(风荷载为风吸力,本例为大型预应力钢筋混凝土屋面板,顾不考虑):预应力混凝土大型屋面板和灌封---------------------------------------------------1.4 02KN m 冷底子油、热沥青各一道----------------------------------------------------------------0.052KN m 100mm 厚泡沫混凝土保温层(26KN m )---------------------------------------- 0.60 2KN m 20mm 厚水泥砂浆找平------------------------------------------------------------------0.402KN m 三毡四油防水层------------------------------------------------------------------------ 0.40 2KN m 屋架和支撑自重-----------------------------------0.12+0.011 l=0.12+0.011x24=0.384 2KN m 永久荷载总和------------------------------------------------------------------------ 3.184 2KN m 屋面活荷载(大于积雪荷载)-----------------------------------------------------------0.502KN m 屋面积灰荷载----------------------------------------------------------------------------20.75KN m 荷载组合按全跨永久荷载和全跨可变荷载并根据式112nGGKQ Q KQi ciQik i SS SS (1.1)和式2nGGKQi ciQik i SS S (1.2)计算。

对跨中的部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号,采取将跨度中央各侧各八根斜腹杆和4根竖再分杆均按压杆控制长细比,故不再考虑半跨荷载作用的组合。

按式1.1由永久荷载效应控制组合的组合计算:取永久荷载 1.35G γ=,屋面活荷载11.4Q ,10.7φ=屋面积灰荷载、221.4=0.9Q ,则节点荷载设计值为;1(1.35 3.184 1.40.70.5 1.40.90.75) 1.5651.6F KN =⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=按式1.1由可变荷载效应控制的组合计算:取永久荷载 1.2G γ=,屋面活荷载1 1.4Q γ=,屋面积灰荷载2 1.4Q γ=、20.9φ=,则节点荷载设计值为:2(1.2 3.184 1.40.50 1.40.90.75) 1.5649.2;F KN按式 1.1由积灰荷载效应控制的组合计算:取永久荷载 1.2G γ=,屋面积灰荷载1 1.4Q γ=,屋面活荷载2 1.4Q γ=、20.7φ=,则节点荷载设计值为2(1.2 3.184 1.40.75 1.40.70.5) 1.5648.25F KN 。

故取节点荷载设计值51.6F KN 。

(5)屋架杆件内力:由永久荷载设计值换算得的节点集中荷载1 1.35 3.184 1.5638.69P KN =⨯⨯⨯= 由可变荷载设计值换算得的节点集中荷载2(1.40.5 1.40.90.75) 1.5614.81P KN =⨯+⨯⨯⨯⨯=由部分永久荷载设计值(屋架及支撑自重)换算得的节点集中荷载3 1.350.384 1.56 4.67P KN =⨯⨯⨯= 由部分永久荷载设计值(屋面板重)和可变荷载设计值(屋面活荷载)换算得的节点集中荷载 4(1.35 1.40 1.40.70.5) 1.5621.42P KN =⨯+⨯⨯⨯⨯=计算在全跨荷载作用下的屋架杆件内力系数、内力设计值如下:杆力组合表名称杆件编号 杆力系数第一组合 第二组合 第三组合计算杆力(KN )P=1 左右 全 (P1+P3)③ P1③+P2① P3③+P4① ① ②③④⑤⑥上弦杆AB 0.000 0.000 0.000 0 0 0 0 BC -6.554 -2.622 -9.176 -397.87 -452.08 -183.24 -183.2 CD -6.554 -2.622 -9.176 -397.87 -452.08 -183.24 -183.2 DE -9.277 -4.638 -13.915 -603.35 -675.76 -263.70 -263.7 EF -9.857 -4.638 -14.495 -628.50 -706.79 -278.83 -278.8 FG -9.857 -4.638 -14.495 -628.50 -706.79 -278.83 -278.8 GH-8.008 -7.537 -15.545 -674.03 -720.03 -244.13 -244.1 HI -8.008 -7.537 -15.545 -674.03 -720.03 -244.13 -244.1 IJ -7.537 -8.008 -15.545 -674.03 -713.06 -234.04 -234.0 JK -7.537 -8.008 -15.545 -674.03 -713.06 -234.04 -234.0 KL -4.638 -9.857 -14.495 -628.50 -629.50 -167.04 -167.0 LM -4.638 -9.857 -14.495 -628.50 -629.50 -167.04 -167.0 MN -4.638 -9.277 -13.915 -603.35 -607.06 -164.33 -164.3 NO -2.612 -6.554 -9.166 -397.44 -393.32 -98.75 -98.8 OP -2.612 -6.554 -9.166 -397.44 -393.32 -98.75 -98.8 PQ 0.000 0.000 0.000 0.00 0.00 0.00 0.0 下弦杆ac 3.837 1.395 5.232 226.86 259.25 106.62 259.3 ce8.265 3.673 11.938 517.63 584.29 232.79 584.3 eg 9.310 6.207 15.517 672.82 738.23 271.88 738.2 gi 9.310 6.207 15.517 672.82 738.23 271.88 738.2 ik 6.207 9.310 15.517 672.82 692.28 205.42 692.3 km6.207 9.310 15.517 672.82 692.28 205.42692.3mo 3.673 8.265 11.938 517.63 516.28 134.43 517.6 oq 1.395 3.837 5.232 226.86 223.09 54.31 226.9 斜腹杆Ba -6.706 -2.439 -9.145 -396.53 -453.14 -186.35 -186.3 Bc 4.692 2.121 6.813 295.41 333.08 132.32 333.1 Dc -3.339 -2.039 -5.378 -233.19 -257.53 -96.64 -96.6 De 1.849 1.804 3.653 158.39 168.72 56.67 168.7 Ef 0.727 0.000 0.72731.5238.89 18.97 38.9 Gf 0.692 -2.214 -1.522 -65.99 -48.64 7.71 7.7 fe -0.111 -2.214 -2.325 -100.81 -91.60 -13.24 -13.2 Gh -1.866 1.798 -0.068 -2.95 -30.27 -40.29 -2.9 hi-2.518 1.798 -0.720 -31.22-65.15 -57.30 -31.2 Ih 0.720 0.000 0.720 31.22 38.52 18.78 38.5 Ij 0.000 0.720 0.720 31.22 27.86 3.36 31.2 Kj 1.798 -1.866 -0.068-2.9524.00 38.20 38.2 ji 1.798 -2.518 -0.720 -31.22 -1.23 35.15 35.2 Kl -2.214 0.692 -1.522 -65.99 -91.68 -54.53 -54.5 Ml 0.000 0.727 0.72731.5228.13 3.40 31.5 lm -2.214 -0.111 -2.325 -100.81 -122.74 -58.28 -58.3 Nm 1.804 1.849 3.653 158.39 168.05 55.70 168.1 No -2.039 -3.339 -5.378 -233.19 -238.27 -68.79 -68.8 Po 2.121 4.692 6.813 295.41 295.01 77.25 295.4 Pq -2.439 -6.706 -9.145 -396.53 -389.94 -94.95 -95.0 竖腹杆Aa -0.500 0.000 -0.500 -21.68 -26.75 -13.05 -13.0 Cc -1.000 0.000 -1.000 -43.36 -53.50 -26.09 -26.1 Ee -1.500 0.000 -1.500 -65.04 -80.25 -39.14 -39.1 Ff -1.000 0.000 -1.000 -43.36 -53.50 -26.09 -26.1 Gg 0.000 0.000 0.000 0.00 0.00 0.00 0.0 Hh-1.000 0.000 -1.000 -43.36 -53.50 -26.09 -26.1 Ii 0.500 0.500 1.000 43.36 46.10 15.38 46.1 Jj 0.000 -1.000 -1.000 -43.36 -38.69 -4.67 -4.7 Kk 0.000 0.000 0.0000.000.00 0.00 0.0 Ll 0.000 -1.000 -1.000 -43.36 -38.69 -4.67 -4.7 Mm 0.000 -1.500 -1.500 -65.04 -58.04 -7.01 -7.0 Oo 0.000 -1.000 -1.000 -43.36 -38.69 -4.67 -4.7 Qq0.000 -0.500 -0.500 -21.68-19.35-2.34-2.3(6)杆件截面选择按腹杆最大内力738.2eg N KN =,查表7.6选中间节点板厚度12mm ,支座节点板厚度为14mm 。

相关主题