钢结构课程设计任务指导书。
一目的和任务:
钢结构是工业与民用建筑专业四大结构之一。建筑是反映国民经济水平的一大标志,随着改革开放的深入和国民经济的发展、国家经济综合实力的稳步提高,钢结构在建筑中的应用越来越多了,该课程在该专业中原本的重要性也越来越加强了。本课程设计旨在在给出的已知条件下,综合运用所学知识,作出正确的计算、绘出相应的施工图。
二设计内容:
本设计主要是设计一钢屋架,其应涵盖以下内容:
一)钢材和焊条型号选择。
根据地区温度、荷载特征、连接方法等选择。
二)屋架形式及几何尺寸。
1、 屋架按其外形一般可分为三角形和梯形,三角形屋架一般用于中、小跨度 (l=18~24m)的轻屋面结构,腹杆多采用芬克式。梯形屋架在全钢结构厂房中运用较为广泛。
2、 屋架的主要尺寸
1)跨度计算跨度=标志跨度—(300~400mm)。
2)高度三角形屋架高度主要取决于屋面坡度,当i=1/2~1/3时,h=(1/4~1/6)l0。梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定,一般取h=(1/6~1/10)l。
(三)支撑布置。
支撑分为上、下弦横向水平支撑,纵向水平支撑,垂直支撑和系杆等五种,应结合屋架形式,房屋的跨度、高度和长度,荷载情况及柱网布置等条件设置。
(四)檩条布置与计算。
五)屋架内力计。
1、屋架的荷载和荷载组合。
永久荷载——包括屋面材料和檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚等结构的自重;
可变荷载——包括屋面活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载以及悬挂吊车和重物等荷载;
可能遇到的最不利组合一般应考虑以下三种:
1)、全跨永久荷载+全跨可变荷载。
2)、全跨永久荷载+半跨可变荷载。
3)、全跨屋架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载。
在多数情况,用第一种荷载组合计算的屋架杆件内力即为最不利内力。但在第二和第三种荷载组合下,梯形屋架跨中附近的斜腹杆可能由拉杆转为压杆或内力增大,应予考虑。组合时屋面活载和雪载不会同时出现,取两者中的较大值计算。
对风荷载,当屋面倾角α≤300时为产生卸载作用的风吸力,故一般不予考虑。但对瓦楞铁等轻型屋面和风荷载大于490n/m2时,则应进行风吸力有可能使拉杆变压杆的计算。
屋架和支撑自重g0可按下面经验公式取值:g0=βl(kn/m2,水平投影面)
式中 β—系数,当屋面荷载q≤1kn/m2时,β=0.01;当屋面荷载q=1~2.5kn/m2时,β=0.
012;当q>2.5kn/m2时,β=0.12/l+0.
01l;
l——屋架的标志跨度(柱网间轴线距离)。
2、杆件内力计算。
计算假定:1)、节点均视为铰接;
2)、各杆件轴线均在同一平面内且相交于节点中心。
屋架杆件的计算内力均按荷载作用于屋架的上、下弦节点进行计算。对有节间荷载作用的屋架,可先将节间荷载分配在相邻的两个节点上,按只有节间荷载作用的屋架求出各杆件内力,然后再计算直接承受节间荷载杆件的局部弯矩。
作用于上弦节点的荷载q可按各均布荷载对节点汇集进行计算:
q=∑γg、q)qhksa+∑γg(qsk/cosα)sa
式中 γ(g、q)——荷载分项系数。永久荷载为1.2,可变荷载取1.4;
qhk——按屋面水平投影面分布的荷载标准值(雪荷载、活荷载、屋架自重等);
qsk——按屋面坡向分布的永久荷载标准值(屋面材料等);
s——屋架的间距;
a——上弦节间的水平投影长度;
α——屋面倾角。
屋架杆件内力可根据屋架计算简图采用**法或数解法计算。但对一般常用形式的屋架,各种建筑结构设计手册中均有单位节点荷载作用下的杆件内力系数,可查表应用。
上弦杆承受节间荷载时的局部弯矩,一般简化为按简支梁弯矩m0乘以调整系数计算:
对端节间正弯矩取m=0.8m0;对其它节间正弯矩和节点负弯矩取m=±0.6m0;当仅有一个节间荷载作用在节间中点时,m0=qa/4。
3、屋架杆件的计算长度。
1)、屋架平面内计算长度lox 对弦杆、支座斜杆和支座竖杆,其计算长度取构件的几何长度;对其它中间腹杆,其计算长度取几何长度的0.8倍。
2)、屋架平面外的计算长度loy 见书
3)、斜平面的计算长度见书。
六)、杆件截面选择。
1、截面形式截面宜宽肢薄壁,对压杆应尽量使两主轴方向长细比接近,以达到等稳定性。
1)、上弦杆:在一般支撑布置情况下,其计算长度常为loy=2lox,故为满足λx=λy,需要y=2x,因此宜采用两个不等边角钢短肢相并的t形截面。当上弦有节间荷载时,为了提高杆件在屋架平面内的抗弯能力,宜采用两个等边角钢或两个不等边角钢长肢相并的t形截面;
2)、下弦杆:为受拉杆件,一般由强度条件确定截面,但还须满足拉杆长细比的要求。下弦杆的loy通常都很大,且可能受有振动,故应优先考虑两个不等边角钢短肢相并的t形截面,以增加杆件的侧向刚度。
3)、端斜杆:其在平面内和平面外的计算长度相等,故宜采用两个不等边角长肢相并的t形截面;
4)、一般腹杆:宜采用两个等边角钢相并的截面,受力很小的腹杆,也可采用单角钢截面。连接垂直支撑的竖杆,为了与支撑连接时不致产生偏心和在吊装时两端可以互换位置,宜采用两个等边角钢十字相连的十字形截面。
为保证两角钢共同工作设缀板。
2、选择原则。
1)、应优先选用肢宽薄壁角钢,增加回转半径。角钢规格不宜小于l45×4或l56×36×4,有螺栓孔时,角钢最小肢宽须满足设置要求。放置屋面板时,上弦角钢水平肢宽不宜小于80mm。
2)、同一屋架的角钢规格应尽量统一,一般宜调整到超过5~6种,且不应使用肢宽相同而厚度相差不大的规格,以方便配料和避免制造时混料。
3)、对跨度大于24m的屋架,弦杆可根据内力变化,从适当的节点部位处改变截面,但半跨内只宜改变一次,且只改变肢宽而保持厚度不变,以方便拼接的构造处理。
3、截面计算。
屋架杆件一般均为轴心受力构件,当弦杆还受有节间荷载时,为拉弯或压弯构件,可参照有关章节进行。对因构造要求而设置的杆件或内力很小的杆件,可按刚度条件根据容许长细比计算截面需要的回转半径。
当采用单角钢作腹杆且单面连接在节点板上时,为偏心受力的压弯或拉弯构件,为简化计算,仍将其按轴心受力构件,但须将钢材和焊缝的强度设计值乘以折减系数γr,以考虑偏心的不利影响。
1)计算稳定性时。
等边角钢r =0.6+0.0015λ,但不大于1.0
短肢相连的不等边角钢 γr =0.5+0.0025λ,但不大于1.0
长肢相连的不等边角钢 γr =0.70
式中λ=l0/iy0---对最小刚度轴的长细比。iyo为角钢最小回转半径,lo为计算长度,取节点中心距离。当λ<20时,取λ=20。
2)在计算强度和连接时 γr=0.85
(七)节点设计。
1、 节点板厚度节点板受力复杂,不予计算,按表选取;
2、 节点构造和计算参考课本。
八)绘制屋架施工图。
三、设计资料:
1~12号同学:
1)某单跨厂房,跨度24米,长90米,柱距6米。屋架支撑在钢筋混凝土柱上,上柱截面400mmx400mm,混凝土强度等级c30。厂房内有一台起重量q=30t的中级工作制桥式吊车。
屋面材料采用波形石棉瓦,木丝板保温层。屋面活荷载(水平投影面上):0.
50 kn/m2,基本风压:0.35kn/m2,基本雪压:
0.40kn/m2。
根据上述设计资料设计一钢屋架。
13~24号同学。
2) 某单跨厂房车间柱网布置:长度90m,柱距6m ,跨度18m,屋面材料:预应力大型屋面板1.
5m×6m。静载:屋架及支撑自重0.
4kn/m;屋面防水层 0.4kn/m2;找平层0.4kn/m;大型屋面板自重(包括灌缝)1.
4kn/m。活载(水平投影面上):屋面雪荷载0.
3kn/m;屋面检修荷载0.5kn/m。基本风压:
0.40kn/m2,柱截面为400mm×400mm,混凝土标号为c25。
其他同学:3)某金工车间,采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。跨度为27m,柱距6m,厂房高度为15.
7m,长度为156m。车间内设有两台200/50kn中级工作制吊车,计算温度高于-20℃。采用三毡四油,上铺小石子防水屋面,水泥砂浆找平层0.
5 kn/m,厚泡沫混凝土保温层0.1 kn/㎡,1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板1.
4kn/m。屋面积灰荷载为0.4kn/㎡,屋面活荷载为0.
4kn/㎡,雪荷载为0.4kn/㎡,风荷载为0.45 kn/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400mm×400mm,混凝土标号为c20。
根据上述设计资料设计一钢屋架。
四、必须提交的成果。
1、 手写计算书一份。要求有详细计算过程及相关图示必须有节点设计及节点图;
2、 手绘二号施工图一张。要求图面整洁、规范并附材料表及有关说明,所有直线均用尺子比画。
五、参考书。
图书馆查找荷载规范、钢结构类书籍。
爱人者,人恒爱之;敬人者,人恒敬之;宽以济猛,猛以济宽,政是以和。将军额上能跑马,宰相肚里能撑船。
最高贵的复仇是宽容。有时宽容引起的道德震动比惩罚更强烈。
君子贤而能容罢,知而能容愚,博而能容浅,粹而能容杂。
宽容就是忘却,人人都有痛苦,都有伤疤,动辄去揭,便添新创,旧痕新伤难愈合,忘记昨日的是非,忘记别人先前对自己的指责和谩骂,时间是良好的止痛剂,学会忘却,生活才有阳光,才有欢乐。
不要轻易放弃感情,谁都会心疼;不要冲动下做决定,会后悔一生。也许只一句分手,就再也不见;也许只一次主动,就能挽回遗憾。
世界上没有不争吵的感情,只有不肯包容的心灵;生活中没有不会生气的人,只有不知原谅的心。
感情不是游戏,谁也伤不起;人心不是钢铁,谁也疼不起。好缘分,凭的就是真心真意;真感情,要的就是不离不弃。
爱你的人,舍不得伤你;伤你的人,并不爱你。你在别人心里重不重要,自己可以感觉到。所谓华丽的转身,都有旁人看不懂的情深。
人在旅途,肯陪你一程的人很多,能陪你一生的人却很少。谁在默默的等待,谁又从未走远,谁能为你一直都在?
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动了真情,情才会最难割;付出真心,心才会最难舍。
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所以啊,不管你有多聪明,多有手段,多富有攻击性,真的爱上人时,就一点也用不上。
这件事情告诉我们。谁在你面前很聪明,很有手段,谁就真的不爱你呀。
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钢结构课程设计计算书。题目 钢结构课程设计。已知 工业建筑作业平台。平台恒荷载标准值为 按照楼板结构层折算厚度200m,双面抹灰厚度60mm计算。平台活荷载标准值为 38 4 取整数位1.5kn 20kn 33.5 kn 不考虑水平荷载。中柱上端和两个方向的主梁均为铰接,下端固接于基础,基础顶面标高...
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课程名称 钢结构课程设计 设计题目 钢结构平台设计 院系 土木工程系 专业 土木工程 年级2009 姓名。指导教师。2011年12月19日。目录。1总体设计 1 2 平台次梁设计 2 2.1 次梁内力分布 2 2.2 次梁高度 2 2.3 截面选择 3 2.4 截面验算 3 3 平台主梁设计 3 3...
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作品名称 单跨双坡轻型门式刚架设计。学院名称 土木与建筑工程学院。姓名 学号 专业班级 指导教师 xxxx大学土木与建筑工程学院。2012年月日。一 设计资料2 二 结构形式与支撑布置2 1 屋架形式及几何尺寸2 2 屋架支撑布置2 三 荷载计算4 1 荷载设计值4 2 荷载组合4 四 内力计算5 ...