钢结构排架课程设计计算书文档格式.docx
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2)屋面可变荷载标准值LL=m2
3)风荷载标准值
大体风压ω0=KN/m2,风荷载体型系数μs:
迎风面柱及屋面别离为+和-,背风面柱及屋面别离为-和-。
2.各部份作用的荷载标准值计算
1)屋面恒荷载标准值:
×
6=m
活荷载标准值:
6=KN/m
2)柱身恒荷载标准值:
3)风荷载标准值:
迎风面:
柱上qw1=×
6×
=m
背风面:
柱上qw3=-×
=-m
三、内力计算
按照各个计算简图计算,得结构在各类荷载作用下的内力图如下:
1)恒载作用(标准值)下,计算简图及内力值:
恒载作用下弯矩图
恒载作用下剪力图
恒载作用下轴力图
2)活载作用(标准值)下,计算简图及内力值:
活载作用下弯矩图
活载作用下剪力图
活载作用下轴力图
3)风荷载作用(标准值)下,计算简图及内力值:
左荷载作用下弯矩图
四、内力组合
横载和活载关于结构竖向对称,因此风荷载只要考虑一个方向作用,风荷载只引发剪力不同,而剪力不起控制作用。
按承载能力极限状态进行内力分析,需要进行以下2种组合:
组合1:
+
组合2:
本工程不进行抗震验算。
最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面,取四个控制截面:
弯矩包络图
剪力包络图
力包络图
由PKPM求得最不利内力组合情形下控制截面内力为:
下柱:
柱底:
M=N=415V=
柱顶:
M=N=-363V=32
上柱:
M=N=55V=-32
柱顶:
M=N=-29V=
梁:
跨中:
M=N=14V=0
支座:
M=0N=14V=
五、吊车梁设计
1.选择的吊车数据:
(重量单位为t;
长度单位为m)
起重量工作级别一侧轮数PmaxPmin小车重吊车宽度轨道高度轮距10A1~A3软钩2
2.吊车梁受力设计值:
梁最大竖向弯矩`m;
最大剪力。
3.选择吊车梁截面:
梁高500mm,腹板厚度10mm,上翼缘宽度380mm,上翼缘厚度20mm,下翼缘宽度300mm,下翼缘厚度14mm。
4.验算:
1)上翼缘宽厚比验算:
Bf/Tf=<
=[Bf/Tf]=
2)强度验算:
上翼缘CM=<
=[CM]=
下翼缘DM=<
=[DM]=
3)整体稳固性验算:
梁整体稳固应力ZTWDYL=<
=[ZTWDYL]=
4)挠度验算:
吊车梁跨度与竖向挠度之比L/F=>
=[L/F]=
经验算,设计知足要求。
五、排架柱设计
1.截面形式及尺寸初选
梁柱都采用H型钢,暂取柱截面下柱H800×
500×
14×
24,上柱H600×
300×
24。
2.下柱验算
长细比:
λx=,λy=
构件长度=;
计算长度系数:
Ux=Uy=
1)局部稳固验算
翼缘部份:
B/T=<
[B/T]=
腹板部份:
H0/TW=>
[H0/TW]=
2)强度验算
强度计算最大应力对应组合号:
M=,N=,M=,N=
强度计算最大应力(N/mm*mm)=<
f=
符合要求
3)稳固性验算
下柱平面内稳固性验算:
平面内长细比λ=29.<
[λ]=150,b类截面,
平面内稳固计算最大应力(N/mm*mm)=<
知足要求。
下柱平面外稳固性验算:
平面外长细比λ=50.<
[λ]=150,c类截面,
平面外稳固计算最大应力(N/mm*mm)=<
2.上柱验算
B/T=<
H0/TW=<
87,M=,N=,M=,N=
强度计算最大应力(N/mm*mm)=<
平面内长细比λ=77<
平面外长细比λ=43<
六、排架梁设计
选择HN300X150
2.刚架梁验算
[B/T]=
H0/TW=<
知足要求
梁下部受拉最大弯矩M=,最大应力σ=<
4)稳固性验算
梁下部受拉最大弯矩M=,稳固计算最大应力σ=<
梁挠度与柱顶位移验算
风荷载作用下柱顶最大水平(X向)位移:
节点(3),水平位移dx=(mm)=H/2642<
柱顶位移允许值:
H/150
梁的(恒+活)最大挠度:
梁挠跨比=1/363<
梁的允许挠跨比:
1/250
梁的(活)最大挠度:
梁挠跨比=1/634<
1/300
知足要求。
七、节点设计
1.梁柱连接节点
工字形梁与工字形柱(0度)铰接连接
角焊缝抗剪强度设计值Ffw=160N/mm2
梁腹板净截面最大正应力mm2<
=f=,设计知足
梁腹板净截面最大剪应力mm2<
=fv=,设计知足
采用双角钢连接
梁边到柱截面边的距离e=15mm
连接件验算:
连接角钢类型:
L100x6
连接角钢高度H=430mm
连接件净截面最大正应力mm2<
连接件净截面最大剪应力mm2<
螺栓连接验算:
采用级摩擦型高强度螺栓连接
螺栓直径D=20mm
高强度螺栓连接处构件接触面喷砂
接触面抗滑移系数u=
高强螺栓预拉力P=
连接梁腹板和角钢的高强螺栓双面抗剪承载力设计值Nvb2=
连接梁腹板和角钢的高强螺栓所受最大剪力Ns=<
=Nvb2(双面),设计知足
连接柱翼缘和角钢的高强螺栓所受最大拉力Ntmax=
连接柱翼缘和角钢的高强螺栓所受最大剪力Nvmax=
连接柱翼缘和角钢的高强螺栓在弯矩和剪力一路作用下Ntmax/Ntb+Nvmax/Nvb=<
=1,设计知足
2.牛腿设计
牛腿节点竖向恒载:
Pd=牛腿节点竖向活载:
PL=
吊车最大轮压反力:
Dmax=
荷载作用点到柱边距离:
e=
设计荷载P=*Pd+(PL+Dmax=
牛腿根部截面正应力:
<
=190,知足
荷载作用点位置的牛腿截面剪应力:
=110,知足
牛腿腹板折算应力:
=190.*,知足
柱腹板边缘处折算应力:
3.柱脚设计
采用钢截面:
焊接工字形截面800X500X14X24
工字形柱刚接柱脚,柱脚连接为:
外露式柱脚无锚栓支承托座
柱脚受力:
柱脚底板剪力验算知足,不需要设抗剪连接件
柱脚底板钢号:
Q235
柱脚底板尺寸:
BxHxT=600x1040x25
柱与底板的焊缝采用对接焊缝
柱脚锚栓:
柱脚锚栓钢号:
锚栓抗拉承载力设计值Ntb(kN):
,锚栓最大拉力Nt(kN):
Nt<
Ntb,设计知足
锚栓直径D=24
柱脚加劲肋:
翼缘外侧加劲肋数量X(边距+间距)X宽度=3x(120+162)x100
加劲肋高度厚度HxT=250x12
加劲肋角焊缝尺寸Hf=8
腹板外侧加劲肋数量X(边距+间距)X宽度=2x(120+263)x273
加劲肋高度厚度HxT=420x25
End
附件:
钢结构排架设计任务书
一、设计目的
一、温习单层工业厂房及钢结构课程内容,综合运用所学知识,学习钢结构排架设计进程。
二、学习钢结构排架方案设计、详细设计和施工图设计。
3、学习编制结构计算书。
4、为毕业设计做必要的预备。
二、大体要求
一、掌握单层工业厂房设计的内容、方式和步骤,认真考虑影响设计的各项因素。
二、了解和掌握与设计有关的设计规范和规定,并能在设计中正确应用。
3、按照建筑设计要求,正确选择结构形式,合理布置结构。
4、掌握钢结构排架的计算方式和构造要求。
五、认真绘制施工图和编写说明书、计算书。
三、设计资料
一、结构形式:
排架,具体尺寸见分派表格。
二、构件形式:
梁柱为等截面实腹式焊接H型截面,檩条为冷弯薄壁C型截面。
3、主要材料:
4、荷载种类:
恒载,吊车荷载和风荷载,不考虑其它荷载。
四、设计内容
梁设计:
设计并绘制梁详图;
柱设计:
设计并绘制柱详图、牛腿详图;
吊车梁设计:
选择适合的吊车梁形式,并绘制吊车梁详图
节点及构造详图:
设计并绘制梁柱连接及柱脚详图;
提交计算书及cad图纸1份。