鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計學(xué)院（部）：土木工程專業(yè)：建筑工程學(xué)生姓名：班級：土061班學(xué)號06403100118指導(dǎo)老師姓名:目錄1、設(shè)計資料…………22、結(jié)構(gòu)平面布置……………………33、荷載計算…………73.1、荷載取值計算…………………73.2、各部分作用荷載…………………74、內(nèi)力計算及組合…………………94.1、剛架內(nèi)力計算…………………94.2、剛架內(nèi)力組合表…………………135、鋼架梁柱截面驗算………………165.1、構(gòu)件寬厚比驗算………………165.2、有效截面特性……………………165.3、剛架梁得驗算……………………205.4、剛架柱得驗算……………………216、位移驗算……………237、節(jié)點設(shè)計……………247.1、梁柱節(jié)點設(shè)計……………………247.2、梁梁節(jié)點設(shè)計……………………257.3鉸接柱腳節(jié)點設(shè)計…………………288、剛架施工圖…………301、設(shè)計資料某機(jī)械廠房，為單跨雙坡門式剛架，見圖一，屋面坡度為1：15，剛架為變截面梁、柱，柱腳為鉸接，柱距6m，廠房總長90m,跨度18m。材料采用Q235鋼材，焊條采用E43型。屋面和墻面采用75mm厚EPS夾芯板，底面和外面兩層采辦均采用0.6mm厚鍍鋅彩板，鍍鋅層厚為275；檁條采用高強(qiáng)鍍鋅冷彎薄壁卷邊Z型鋼檁條，屈服強(qiáng)度，鍍鋅層厚為160。自然條件：基本血壓基本風(fēng)壓地面粗糙度為B類，地下水低于地面6m,修正后得地基承載力為，本設(shè)計不考慮地震作用。2、結(jié)構(gòu)平面及支撐結(jié)構(gòu)平面圖見附圖1支撐布置見圖2與圖3初選梁柱截面及截面特性見表1表1梁、柱截面及截面特性部位截面簡圖截面特性剛架橫梁1—1剖面2－350×12－1176×10截面積慣性矩抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑2—23—3剖面2－350×12－686×10截面積慣性矩抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑4—4剖面2－350×12－876×10截面積慣性矩抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑部位截面簡圖截面特性鋼架柱5—5剖面2－350×14－1182×10截面積慣性矩抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑6—6剖面2－350×14－892×10截面積慣性矩抵抗矩回轉(zhuǎn)半徑3、荷載計算1）荷載取值計算①永久荷載（包括墻面及柱自重）其值取：②可變荷載其值取：③風(fēng)載：基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類，按封閉式建筑選取中間區(qū)單元，鋼架得風(fēng)載體型系數(shù)見圖4.2）各部分作用荷載①屋面恒載（圖5）：標(biāo)準(zhǔn)值：②屋面均布活載（圖6）標(biāo)準(zhǔn)值：③風(fēng)載（圖7）屋面風(fēng)載高度變化系數(shù)按屋頂標(biāo)高計算取為1.000屋面負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)值墻面風(fēng)載高度變化系數(shù)按柱頂標(biāo)高計算取為1.0墻面風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值4、內(nèi)力計算及組合1）剛架內(nèi)力計算由結(jié)構(gòu)矩陣分析計算得到剛架在各種荷載作用下得彎矩M圖、剪力V圖、軸力N圖見圖8～圖19。屋面恒載作用下剛架M、N、Q圖②屋面活載作用下剛架M、N、Q圖③左風(fēng)荷載作用下剛架M、N、Q圖2)剛架梁內(nèi)力組合表梁截面內(nèi)力（或）恒載①活載②左風(fēng)③相應(yīng)的N、V相應(yīng)的N、V相應(yīng)的M、N組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值截面1—1M-307.9-299.629.71①+②-788.92①+③-327.886①+②-788.92V119.0115.8-15.5304.92121.1304.92N42.241.1-2.131108.1847.657108.18截面2—2M-23.0-22.43.29①+③-58.96①+=2\*GB3②-22.994①+②-58.96V72.470.5-9.155185.5874.063185.58N39.138.1-2.052100.2644.047100.26截面3—3M194.5189.3-27.5①+②498.42①+③194.9①+②498.42V25.424.7-2.52565.0626.94565.06N36.035.0-1.9792.240.44292.2截面4—4M218.2212.4-29.136①+②559.2①+③221.05①+②559.2V-2.3-2.23.44-5.842.056-5.84N34.133.2-1.9287.438.23287.43)剛架柱內(nèi)力組合表柱截面內(nèi)力（或）恒載①活載②左風(fēng)③相應(yīng)的M、V相應(yīng)的M、V相應(yīng)的N、V組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值截面5—5M307.9299.6-29.71①+②788.92①+③327.886①+②788.92N126.1122.8-15.6323.24129.48323.24V-34.2-33.30.94-87.66-39.724-87.66截面6—6M000①+②0————N126.1122.8-15.6323.24——V-34.2-33.35.66-87.66——3)最不利荷載組合作用下剛架M、N、Q圖5、剛架梁、柱截面驗算1)構(gòu)件寬厚比驗算①梁翼緣滿足要求②拄翼緣滿足要求③梁腹板1—1截面滿足要求2—2、3—3截面滿足要求4—4截面滿足要求④柱腹板柱底6—6截面滿足要求柱頂5—5截面滿足要求2）有效截面特性①柱有效截面特性翼緣：柱受壓翼緣為一邊支承、一邊自由的均勻受壓板件，當(dāng)其自由外伸寬厚比不超過《規(guī)范》所規(guī)定的允許寬厚比時，柱受壓翼緣全截面有效。翼緣最大應(yīng)力：由，查表得。滿足要求。腹板：柱腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按式（5.3.3）、（5.3.4）計算。柱頂5—5截面腹板最大、最小應(yīng)力之比腹板受壓區(qū)高度由故取取，由式（5.3.4）知，柱頂腹板全截面有效。柱底6—6截面由故取由，有，則取，由式（5.3.3）知，柱底腹板全截面有效。②梁有效截面特性翼緣：梁受壓翼緣為一邊支承、一邊自由的均勻受壓板件，當(dāng)其自由外伸寬厚比不超過《規(guī)范》所規(guī)定的允許寬厚比時，梁受壓翼緣全截面有效。1—1截面滿足要求。3—3截面滿足要求。4—4截面滿足要求。腹板：梁腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按式（5.3.3）、（5.3.4）計算。1—1截面腹板最大、最小應(yīng)力之比腹板受壓區(qū)高度由故取取，由式（5.3.4）知，1—1截面梁腹板全截面有效。3—3截面腹板最大、最小應(yīng)力之比腹板有效寬度由故取取，由式（5.3.3）知，3—3截面梁腹板全截面有效。4—4截面腹板最大、最小應(yīng)力之比腹板有效寬度由故取取，由式（5.3.3）知，4—4截面梁腹板全截面有效。3）剛架梁的驗算①抗剪承載力驗算梁截面的最大剪力考慮僅有支座加勁肋，取滿足要求。=2\*GB3②彎剪壓共同作用下的強(qiáng)度驗算1-1截面3-3截面4-4截面4）剛架柱的驗算=1\*GB3①抗剪承載力驗算柱截面的最大剪力考慮僅有支座加勁肋，取滿足要求。=2\*GB3②彎剪壓共同作用下的強(qiáng)度驗算滿足要求。=3\*GB3③平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗算查表得滿足要求。=4\*GB3④平面外整體穩(wěn)定驗算楔率取查表得滿足要求。6、位移驗算1）柱頂水平位移驗算梁、柱平均慣性矩柱頂水平位移滿足要求。梁跨中最大撓度驗算由結(jié)構(gòu)矩陣分析計算得梁跨中最大撓度為滿足要求。7、節(jié)點設(shè)計1）梁柱節(jié)點設(shè)計梁柱節(jié)點形式如圖23連接螺栓計算采用10.9級，M24摩擦型高強(qiáng)螺栓，構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機(jī)富鋅漆。預(yù)拉力,抗滑移系數(shù)查表得。,頂排螺栓的拉力第二排螺栓第三排螺栓第四排螺栓第五排螺栓第六排螺栓所有螺栓的受剪承載力設(shè)計值實際剪力滿足要求。端板設(shè)計第一排螺栓位置端板厚度第二排螺栓位置端板厚度第三排螺栓位置端板厚度取端板厚度節(jié)點域剪應(yīng)力驗算滿足要求。端板螺栓處腹板強(qiáng)度驗算滿足要求。2）梁梁節(jié)點設(shè)計①2—2剖面梁梁節(jié)點形式如圖24.采用10.9級，M16摩擦型高強(qiáng)螺栓，構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機(jī)富鋅漆。預(yù)拉力,抗滑移系數(shù)查表得。頂排螺栓拉力第二排螺栓第三排螺栓第四排螺栓所有螺栓的受剪承載力設(shè)計值滿足要求。端板設(shè)計第一排螺栓位置端板厚度第二排螺栓位置端板厚度取端板厚度②3—3剖面梁梁節(jié)點形式如圖25采用10.9級，M24摩擦型高強(qiáng)螺栓，構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機(jī)富鋅漆。預(yù)拉力,抗滑移系數(shù)查表得。頂排螺栓拉力第二排螺栓第三排螺栓第四排螺栓所有螺栓的受剪承載力設(shè)計值