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【096混凝土及钢结构课程设计】钢结构课程设计(计算书、图纸).rar

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    编号:20180915223154857    类型:共享资源    大小:837.50KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    096 混凝土 钢结构 课程设计 计算 图纸
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    钢结构课程设计钢结构课程设计-、设计资料1、题号 83 的已知条件:梯形钢屋架跨度 27m,长度 72m,柱距6m。屋面坡度 i=1/10。屋面活荷载标准值为 0.7 kN/m2,雪荷载标准值为 0.5kN/m2,风荷载标准值 0.45kN/m2。该车间内设有两台200/50 kN 中级工作制吊车,轨顶标高为 8.500 m。冬季最低温度为-20℃,地震设计烈度为 7 度,设计基本地震加速度为 0.1g。采用1.5m×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm 厚泡沫混凝土保温层,卷材屋面。屋架铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为 400 mm×400 mm,混凝土标号为 C25。钢材采用 Q235B 级,焊条采用 E43 型。2、屋架计算跨度:Lo=27000-2×150=26700mm3、跨中及端部高度:端部高度:h`=1900mm(轴线处) ,h=1915mm(计算跨度处) 。屋架的中间高度 h=3250mm,屋架跨中起拱按 Lo/500 考虑,取 50mm。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图 1 所示,支撑布置见图 2 所示。图 1 屋架形式及几何尺寸符号说明:GWJ-(钢屋架) ;SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑) ;CC-(垂直支撑) ;GG-(刚性系杆) ;LG-(柔性系杆)图 2 屋架支撑布置三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算。永久荷载标准值三毡四油放水层 0.40kN/㎡找平层(20mm 厚水泥砂浆) 0.02×20=0.40kN/㎡保温层(80mm 厚泡沫混凝土) 0.08×6=0.48kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×27=0.42kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.2kN/㎡`可变荷载标准值屋面活荷载 0.70 kN/㎡屋面积灰荷载 0.6kN/㎡总计 1.3kN/㎡永久荷载设计值 1.35×3.2=4.32kN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载: F=(4.32+1.82) ×1.5×6=55.26kN② 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载: F1=4.32×1.5×6=38.9 kN半跨节点可变荷载: F2=1.82×1.5×6=16.38 kN③ 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+ 半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重: F3 =0.42×1.35×1.5×6=5.10kN半跨大型屋面板重及活荷载: F4=(1.4×1.35+0.7×1.4) ×1.5×6= 25.83kN3.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表 1。内力系数(F=1) 第二种组合 第三种组合杆件名称 全跨① 左半跨②右半跨③第一种组合 F*①F1*①+F2*②F1*① +F2*③F3*① +F4*②F3*① +F4*③计算杆件内力(KN)AB 0 0 0 0.00 0.00 0 .00 0.00 0.00 0.00 BC -11.45 -8.54 -2.91 -582.23 -518.193 -470.057 -278.983 -133.56 -582.23 CD -11.46 -8.54 -2.92 -582.74 -518.582 -470.531 -279.034 -133.87 -582.74DE -18.37 -13.09 -5.29 -934.11 -826.145 -759.455 -431.802 -230.328 -934.11EF -18.38 -13.09 -5.29 -934.62 -826.534 -759.844 -431.853 -230.379 -934.62FG -20.58 -13.41 -7.16 -1046.49 -914.806 -861.368 -451.338 -289.901 -1046.49GH -20.59 -13.43 -7.17 -1047.00 -915.366 -861.843 -451.906 -290.21 -1047.00HI -20.39 -11.71 -8.68 -1036.83 -892.884 -866.977 -406.458 -328.193 -1036.83上弦IJ -20.48 -11.76 -8.72 -1041.41 -896.81 -870.818 -408.209 -329.686 -1041.41ab -9.54 -3.61 -5.93 -485.11 -401.781 -421.617 -141.9 -201.826 -485.11bc -0.3 2.95 -3.25 -15.255 13.5585 -39.4515 74.6685 -85.4775 -85.4775cd 4.05 5.21 -1.16 205.9425 202.0095 147.546 155.2293 -9.3078 205.9425下弦de 4.96 4.44 0.52 252.216 230.8068 197.2908 139.9812 38.7276 252.216aB -11.11 -8.44 -2.67 -564.943 -504.119 -454.785 -274.666 -125.627 -564.943Bb 8.98 6.54 2.43 456.633 405.0594 369.9189 214.7262 108.5649 456.633bD -7.3 -5 -2.3 -371.205 -326.574 -303.489 -166.38 -96.639 -371.205Dc 5.56 3.4 2.07 282.726 245.2428 233.8713 116.178 81.8241 282.726cF -2.82 -0.86 -1.96 -143.397 -116.995 -126.4 36.5958 -65.0088 -143.397Fd 1.61 -0.2 1.81 81.8685 60.8868 78.0723 3.045 54.9633 81.8685dH -0.25 1.45 -1.7 -12.7125 2.6775 -24.255 36.1785 -45.186 -45.186斜腹杆He -0.65 -2.26 1.62 -33.0525 -44.595 -11.421 -61.6908 38.5296 -61.6908eJ 2.13 -1.31 3.44 108.3105 71.6139 112.2264 -22.9743 99.7182 71.6139Aa -0.5 -0.5 0.00 -25.425 -23.715 -19.44 -15.465 -2.55 -23.715Cb -1.11 -1.08 -0.03 -56.4435 -52.3908 -43.4133 -33.5574 -6.4359 -52.3908Ec -2.15 -2.1 -0.04 -109.328 -101.547 -83.934 -65.208 -11.9982 -101.547Gd -1.18 -1.12 -0.06 -60.003 -55.4544 -46.3914 -34.9476 -7.5678 -55.4544 竖杆Ie -1.82 -1.47 -0.35 -92.547 -83.3301 -73.7541 -47.2521 -18.3325 -83.3301四、杆件截面设计腹杆最大内力,N=-564.943KN,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚度取 14mm;其余节点板与垫板厚度取 12mm。1.上弦杆整个上弦杆采用相同一截面,按最大内力计算,N=-1124.83KN计算长度: 屋架平面内取节间轴线长度 =1507mmOxl屋架平面外根据支撑,考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用,取上弦横向水平支撑的节间长度: =3 1507=4521mmyl根据屋架平面外上弦杆的计算长度,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,见图 3图 3 上弦截面设 =60,查轴心受力稳定系数表, =0.807需要截面积 = = =6483.0 *AfN.215*80742m需要回转半径 = = = =75.4mm*xilo.6.*yiol60521.4根据需要的 、 、 查角钢型钢表,初选 2 L 180 110 12,*Axi*y A=6714 , =31mm , =87.5mm。2mxiyi按所选角钢进行验算:= = =48.61<[λ]=150xoil31507= = =51.36<[λ]=150yoil5.87421由于 ,只需求出 ,查轴心受力稳定系数表, =0.847xyyy= =197.8MPa ,Oylx故用不等肢角钢,短肢相并,见图 4。图 4 下弦截面A=6742 , =31mm, =87.4mm。2mxiyi= <[ ]=350xoil7.96310= <[ ]=350 所选截面满足要求。y .524.8oil3. 端斜杆 Ba已知 N=-606.939kN, = =2456mm。因为 = ,故采用不等Oxly Oxly肢角钢,长肢相并,使 = ,选用角钢 2 L 140 90 10 xiyA=4452.2 , =44.7mm, =87.4mm2mxiyi截面刚度和稳定验算:= <[ ]=150 x94.57.26oil= <[ ]=150y..3oil因为 只需求 ,查表得 =0.764xyyyMPa<215 MPa 所选截面满足要求。43.1782.4576.093ANy4 斜腹杆 bD杆件轴力:N=- -398.799 kN=--398799N计算长度: ,mlox 4.278*.0loy278因为 ,故采用不等肢角钢,长肢相并,使 。oyl xiy设 ,查 Q235 钢的稳定系数表,可得 ,则需要的截面积为6 0.245.9821807.39mfNA需要的回转半径:, mix04.376.2iy.6根据需要 A, , 查角钢规格表,选用 2L100 7,肢背间距 a=12mm,则xiy A=27.592 , =3.09cm, =4.53 cm2cyi按所选角钢进行验算:1509.7.304xoil 15032.6.4578yoil满足长细比要求。由于 ,只需求 。查表 =0.740,则yxxxMPaANx 2153.195.27*40.398故所选截面合适。5 斜腹杆 cF 杆件轴力:N=- -154.057 kN=--154057N计算长度: ,mlox 2.41930*8.loy3024因为 ,故采用不等肢角钢,长肢相并,使 。oxyl xiy设 ,查 Q235 钢的稳定系数表,可得 ,则需要的截面积为60 807.291.25807.14mfNA需要的回转半径:, mix32.406.219iy.63根据需要 A, , 查角钢规格表,选用 2L90 6,肢背间距 a=12mm,则xiy A=21.274 , =2.79cm, =4.13cm2cyi按所选角钢进行验算:1507.869.241xoil 1502.73.410yoil满足长细比要求。由于 ,只需求 。查表 =0.643,则yxxxMPaANy 2156.14.2763.015故所选截面合适。6 受拉腹杆 Dc,Bb 杆的确定试取 Dc,Bb 杆的截面分别与 Cf,bD 相同,即腹杆 Dc 截面为 2L70 6,Bb杆截面 2L100 6,对两杆进行强度和刚度验算:① 强度验算:Dc 杆:A=16.32 ; ;故可以。2cmMPaAN215.18632.074Bb 杆: A=23.864 ; ;故可以。0.95② 刚度验算Dc 杆: ; ; =2.15cm, =3.33cmlox4.2mloy278xiyi15036.5.1xi 15042.83.7yoil刚度足够;Bb 杆: ; =3.1cm, =4.51cmmlox 8.24.0*loy21xiyi15032.618.204xoil 1502.6.453yoil刚度足够。7、竖杆 EcN=-117.455kN=-117455N,mllox8.190.mloy2476由于杆件内力较小,按 选择,需要的回转半径为150][cliox32.150.][ cmlioy65.10247][查型钢表,选截面 和 较上述计算的 和 略大些。选用 2∟50×5,其几xiyxiy何特性为选用 2∟50×5,其几何特性为A=9.606 , =1.53cm, =2.53cmcmxiyi150.293.1580xoil 15087.93.2546yoil因为 ,只需求 ,查表得 =0.572 yxyyMPaANx 21576.213.9057.14
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