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1、1 钢结构课程设计报告题目：单层工业厂房设计院 （系） ：城市建设学院专业班级：土木 1304 班学生姓名：学号： 20133101170 指导教师：邹思敏2016 年 5 月 8 日至 2016 年 5 月 14 日武昌首义学院制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - 2 目录一、设计资料8 二、结构平面柱网及支撑8 三、荷载计算8 1. 计算模型82. 荷载取值83. 各部分作用荷载 94. 内力计算135. 荷载
2、组合13 6. 内力组合13四、梁柱截面设计15 1. 截面尺寸确定 15 2. 截面几何特性 153. 构件宽厚比验算 15四、刚架斜梁验算15 1. 抗剪验算 16 2.有效宽度计算及在M 、N、V共同作用下的验算 16 3. 斜梁的整体稳定验算 17五、刚架柱验算17 1. 抗剪验算 18 2.有效宽度计算及在M 、N、V共同作用下的验算 18 3. 斜梁的整体稳定验算 19六、节点设计20 1. 构造要求212. 节点验算22 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
3、2 页，共 24 页 - - - - - - - - - 3 钢结构课程设计任务书一、设计题目1、单层工业厂房设计一、设计资料单层厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m （a）、15m （b） 、18m （c），柱顶高度 5.1m（a、b）、6.3m（c），共有 8 榀刚架。柱距6.3m（a）6m （b、c），屋面坡度 1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为 1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。取中间跨刚架 (GJ-1) 进行计算，刚架构件截面采用变截面焊接工字形。屋面及墙面均为带 100mm 厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条
4、（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。钢材采用 Q235B ，焊条 E43型。抗震设防烈度为6 度。二、荷载1、屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：a 0.35kN/ b 0.4kN/ c 0.5kN/2、屋面可变荷载标准值（按水平投影面）： a 0.5kN/ b 0.4kN/ c 0.3kN/3、 雪荷载（基本雪压）： a 0.3kN/ b 0.35kN/ c 0.5kN/4、 风荷载（基本风压）： a 0.35kN/（地面粗糙度系数按C类） b 0.45kN/ c 0.35kN/三、课程设计要求1、根据设计资料进行结构布置（含屋面支撑和柱间支撑）。并绘制结构平面布置图（1:100）
5、参考图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - 4 2、绘制屋面和墙面支撑系统的布置图（1:100 ）提示：布置屋面檩条、拉条、隅撑；布置墙面墙梁、拉条、隅撑。布置墙面檩条时，注意预留门窗洞口的空间。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - 5
6、3、根据题目给定的荷载，进行荷载组合。找出各构件的控制截面及内力值，并根据内力值对刚架梁和刚架柱以及一个梁柱刚性节点进行设计。出具相关计算书。（门式刚架内力分析可借助分析软件）4、绘制 GJ-1 的施工图。要求对每一个单元板件均编号并列入材料表并计算重量由此统计单榀刚架总重量。参考图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - 6 5、绘制不少于两个节点详图；绘制3 个零件大样。（比例自定）参考图：6、要求刚架柱和刚架梁均
7、按变截面设计。七、参考资料推荐1、门式刚架轻型房屋钢结构( 无吊车 )（02SG518-1 ）2、钢结构课程设计指导与设计范例王静峰 主编 武汉理工大学出版社3、其它与钢结构设计实际例子的书籍均可参考。指导教师（签名）： 20 年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - 7 课程设计成绩评定表成绩评定项目比例得分平时成绩（百分制记分）30% 业务考核成绩（百分制记分）70% 总评成绩（百分制记分）100% 评定等级优
8、良中及格不及格指导教师（签名）：20 年月 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - 8 门式钢架设计一、设计资料单层厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m，柱顶高度 5.1m，共有 8 榀刚架。柱距 6.3m，屋面坡度 1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。取中间跨刚架 (GJ-1)进行计算，刚架构件截面采用变截
9、面焊接工字形。屋面及墙面均为带 100mm 厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C 型钢，间距为 1.5m。钢材采用 Q235B，焊条 E43 型。抗震设防烈度为6 度。二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度 44.1m，跨度 12m，柱距 6.3m，共有 8 榀刚架，由于纵向温度区段不大于 300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。厂房长度 60m，因此不需在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高yl =1500，故不需计算斜梁平面外整
10、体稳定性。六、刚架柱的验算 1.抗剪验算大头柱截面大头剪力设计值为KNV59.8大头柱腹板平均切应力为230/73. 36)82400(1059.8mmNthVww腹板可不设中间横向加劲肋，此时34.5k，则：8.075. 0235/23534.5376/384/23537/wywwfkth所以KNfthfthVvwwvwwd2881256384由于dVV, 故抗剪强度满足要求。小头梁截面小头剪力设计值为KNV8048小头梁腹板平均切应力为230/98. 46)82300(1048.8mmNthVww腹板可不设中间横向加劲肋，此时34.5k，则：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
11、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - 20 8.055. 0235/23534.5376/284/23537/wywwfkth所以KNfthfthVvwwvwwd2131256284由于dVV, 故抗剪强度满足要求。 2.有效宽度计算及在M 、N、V共同作用下的验算在 M 、N 、V 共同作用下，取控制截面为柱上端截面，即柱大头。内力设计值为KNNKNVmKNM05.2459.8.73.33, 因为dVV5. 0，故按NeMM计算。22463/44.38/18.
12、47101512423841073.3355041005.24mmNmmNIMyAN或即：2221/44.38/18.47mmNmmN19)1()1 (112.0)1 (1681.018.4744.382212K即腹板全截面有效, 18. 024.0)18.47087.1/(2351.28/kthww，满足要求因此mKNMMmKNANWMMmKNfWMNeeeNeee.73.33.24.1591055041075605.2454.162/.54.1622151075633e3 3.柱整体稳定性验算平面内整体稳定性验算根据二阶分析法计算柱的计算长度系数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
13、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - 21 KNEANbilmhldhdxooEyxoxxox32522e2xx32001104 .8271.133041006.21.1946.0,27166105.45.41. 588.088. 00775. 0108.0375.010.6/268. 033.01-3004001d类截面，查得柱的计算长度）（计算长度系数及，不大于223363100100/215/42.5210756946. 0104 .805.24110
14、73.333304946.01005.24)(1mmNfmmNWNNMANexyExmxexy平面内稳定：平面外整体稳定性验算假定分段出内力大小为大头和小头截面的平均值，即M=16.87KN.m ，N=28.85KN ，V=8.54KN 。且其截面尺寸取平均值为350 x150 x6x8, 可以算出分段处截面的几何特性 : 24404mmA,44108881mmIx ,4410450mmIy,3310252mmWx计算上段的平面外稳定性，此段的小头在分段处34.7797.32255000yyyil查规范得701.0y，对于分段处，22463/17.25/27.3810888123341087.
15、1644041085.28mmNmmNIMyAN或经计算全截面有效，故受压区高度为mm5.20117.2527.3827.38334h211wchmm5 .3765.2013181501508121i30AIyoy柱的楔率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - 22 01.15.37/255014.000358.0100358.0109. 18140334255014.0023.01023.010.6/h268.0,
16、14. 01350/4001/d0s001yowfilAlhdd及不大于12.745.37255009.100yysil梁整体稳定系数6.09.62352353504.4612.74)01.109.1(252000350440412.7443202354.4)(43202422000400002yywsXybyfhtWhA03. 19. 6/282.007. 1b修正后by等效弯矩系数因上柱段两端弯曲应力相差不多，取0. 1t2236311t00/215/3.1401025203.11073.334404701.01085.28m mNfm mNWMANebey七. 节点设计1. 构造要求螺栓
17、排列应符合构造要求，采用端板竖放。（1）,mm35ee小于具的净空要求，通常不应满足扣紧螺栓所用工、fw此节点取mmmmfw40e75e、。（2）螺栓排列间距不应小于2 倍螺栓孔径，选取螺栓为8.8 级 M22型号，则d0=21.5mm ， 端距大于 43mm, 因此宽度方向端距取47mm, 因此宽度方向端距取47mm ，长度方向端距取 50mm 。（3）两排螺栓之间最小距离为3 倍螺栓直径，最大距离不应超过500mm ，因此确定端板长 L=500+40 x2+2x50=680mm，宽 b=8+75x2+2x47=252mm。2. 节点验算a、节点螺栓验算名师资料总结 - - -精品资料欢迎下
18、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 24 页 - - - - - - - - - 23 柱节点处内力值： M=33.73KN.m ，N=24.05KN ，V=8.59KN 梁节点处内力值： M=33.73KN.m ，N=9.96KN ，V=23.16KN 一个螺栓的抗拉承载力设计值0.8120btNpKN一个螺栓的抗剪承载力设计值0.90.9 1 0.45 15060.75bvfNnpKN柱截面：螺栓所受剪力8.59=1.078vVNKNn受力最大的螺栓所受拉力31122233.73 10240
19、24.0522.14(152240 )8ytiMNNKNyn第二排螺栓所受拉力32222233.73 1015224.0512.94 (152240 )8ytiMNNKNyn高强度螺栓摩擦型连接同时受剪和受拉时，其承载力计算1.0722.10.20160.75120vtbbvtNNNN满足要求梁截面螺栓所受剪力23.16=2.98vVNKNn受力最大螺栓所受拉力311t22233.73 102409.9623.84 (152240 )8yiMNNKNyn第二排螺栓所受拉力32222233.73 101529.9614.64 (152240 )8ytiMNNKNyn高强度螺栓摩擦型连接同时受剪和
20、受拉时，其承载力计算2.923.80.25160.75120vtbbvtNNNN满足要求b、端板厚度设计此结构的端板厚度t 可根据支撑条件按伸臂类和两边支撑类公式计算，但不应小于 16mm ，和梁端板相连的柱翼缘部分应与端板等厚度。伸臂类：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 24 页 - - - - - - - - - 24 36640 1201023.1250215fte Ntmmbf两边支撑类：362()67540120 1016.775250275 1
21、15215fwtwffwe e Nte beeefmm综上，取端板厚度t=24mm 。c，腹板强度验算柱截面：232212.90.4600.460 10100/ mm215/ mme75 8tw wNKNpKNPNNt梁截面：232214.60.4600.460 10100/ mm215/ mme75 8tw wNKNpKNPNNtd、梁柱节点域剪力验算62233.73 1036.6/4002846125/bc cvMNmmd d tfNmm满足要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 24 页 - - - - - - - - -