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钢结构课设讲述
目 录
一、设计资料………………………………………………………2
二、结构布置………………………………………………………4
三、钢屋架设计……………………………………………………5
四、吊车梁设计……………………………………………………19
五、排架柱设计……………………………………………………24
六、基础设计………………………………………………………32
七、参考资料………………………………………………………37
钢 屋 架 设 计 计 算
一、设计资料
1. 车间基本参数
某公司因生产需要,拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间(设计使用寿命50年),车间建筑平面、剖面见下图。
图1 车间建筑平面图
车间采用排架结构,下部为现浇钢筋混凝土柱及独立基础,上部采用钢屋架结构,屋架与排架柱铰接。车间内设有一台A4工作制的软钩梁式吊车,屋架下弦距离牛腿顶面1.8m,轨道高度130mm。混凝土排架柱采用实腹矩形柱;吊车梁采用H形截面钢吊车梁,抗风柱为矩形截面钢筋混凝土柱。
车间屋面采用75mm厚彩色夹芯钢板,屋面檩条为卷边C型钢(C180×70×20×2.5),檩条间距约1.5m;车间四周围护墙采用240mm厚砖墙,内外各抹灰20mm厚,表面刷涂料;纵墙塑钢窗洞高为1.8m、宽为2.4m,共上下两层。
2、车间荷载、材料自重、抗震设防等级
① 屋面活荷载标准值:0.5kN/m2(不上人屋面,无积灰荷载);
② 基本风压:0.45kN/m2;
③ 基本雪压:0.30kN/m2;
④ 屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重标准值:0.25kN/m2(按投影面积);
⑤ 钢屋架及屋面支撑自重标准值(估算):0.35kN/m2(按投影面积);
⑥ 钢筋混凝土自重25 kN/m3;砖及抹灰自重20 kN/m3;回填土自重20 kN/m3;
⑦ 抗震设防等级:6度。
3、荷载组合
① 钢屋架
为简化计算,屋面暂不考虑风荷载作用。首先计算一榀典型简支屋架的内力系数,然后分别计算下述三种荷载标准值作用下的杆件内力:全跨永久荷载、全跨屋面活荷载、半跨屋面活荷载。最后列表进行下述两种荷载组合:
1.2×全跨永久荷载+1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max;
1.2×全跨永久荷载+1.4×(半跨屋面活荷载,半跨雪荷载)max。
② 排架柱
为简化计算,不考虑车间的空间作用,将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁,两端与排架柱铰接连接。屋面永久荷载及活荷载标准值分别等效作用到横梁上。
首先分别计算下述八种荷载标准值作用下一榀典型排架的内力:永久荷载、屋面活荷载、左(或右)墙面风荷载、吊车左(或右)刹车力、吊车靠近左(或右)时的竖向荷载;然后列表进行排架柱的内力组合。组合情况考虑以下六种:
1.2×永久荷载+1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max;
1.2×永久荷载+1.4×墙面风荷载;
1.2×永久荷载+1.4×吊车竖向荷载;
1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max+0.9×1.4×墙面风荷载;
1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max+0.9×1.4×吊车竖向荷载;
1.2×永久荷载+0.9×1.4×(屋面活荷载,雪荷载)max+0.9×1.4×墙面风荷载+0.9×1.4×吊车竖向荷载+0.9×1.4×吊车水平荷载。
4、地质情况
经勘测,地表土为人工填土,1.2m厚,不宜作为天然地基土,建议全部挖除;其下为粘土,地基承载力特征值,压缩模量,适宜作为地基持力层。场地地下水静止水位埋深为10.5米,可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀。最大冻土深度可按0.5m考虑。
5、吊车参数
起重量Q:3t;跨度S:22.5m;车宽B:3.5m;轮距W:3m;轮压:Pk,max=29kN,Pk,min=9.3kN;总重量4.8t。
6、主要构件材料
① 钢筋:纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋;
② 混凝土:C20~ C30;
③ 钢材:Q235-B。
7、钢屋架形式为梯形钢屋架,牛腿柱顶标高为5.4m。
二、结构布置
采暖地区非采暖房屋 L=66m180m 不设温度缝
按构造设上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑,垂直支撑,柱间支撑
三、钢屋架设计
1、设计资料
取屋檐口高为2.0m,屋面坡度为1/12。
2、 屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
3、荷载组合
设计屋架时,考虑以下两种荷载组合:
(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
恒载设计值按分项系数为1.2, q1=1.2×0.6=0.72 kN/m2 ,按1.35为1.35×0.6=0.81 kN/m2
活载计算:分
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