钢桥计算书邹越.docx

钢桥计算书邹越 土木工程专业交通土建方向 钢结构课程设计 学生姓名： 邹越 学生班级：道桥141 学 号：14442059 指导教师：秦泗风 设计时间：2017年6 月16日 至2017年 6月 21日 20 图 2. 上平联计算图示（单位：m） 图 3. 下平联计算图示（单位：m） 2、设计荷载 车辆荷载：公路-Ｉ级，双向四车道； 桥面系荷载： 40KN/m； 二期恒载（桥面板、人行道板、铺装、栏杆等重量）：（20+0.1n）KN/m，n为学号后两位（25.9 KN/m）； 3、主要材料 钢材：钢桁架采用 Q345qE 的钢材，应符合《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2008） 中相关要求。 螺栓及焊接材料：高强度螺栓、螺母、垫圈应符合 GB/T 1231-2006 标准的 10.9S 级，摩擦系数 0.4。焊接材料应根据焊接工艺评定试验结果确定。选定焊接材料应保 证焊缝金属与母材性能的匹配，并符合相关标准的规定。 1.1 、课程设计应完成成果 课程设计应完成以下成果： 1、钢桁架计算书一份，具体包括桁架荷载计算、内力计算、杆件的选择、各种 连接的计算等。计算书以封面、正文的顺序装订，手工书写，同任务书一同装入袋 中。计算书包括： （1） 封皮 封皮包括：课程设计名称、班级、学号和姓名 （2）内容 n 设计资料； n 荷载分析、计算； n 内力分析、计算； n 截面设计（上、下弦杆，腹杆及联结系杆件）； n 连接计算； n 节点设计（主桁一个节点）； 2、桁架施工图一份，具体包括桁架布置图、桁架的重要节点详图。 3、图纸尺寸为 A3，微机出图，要求严格按桁架施工图标准绘制，保证图幅清晰、 表答清楚。 4、编制规范的材料表。 1.2 、考核方法及成绩评定 课程设计成绩分优、良、中、及格、不及格五档。成绩采取综合评定的方式给 出，即：总成绩=出勤（20%）+计算书（40%）+图纸（40%）； 1.3 、参考文献 1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86） 3、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 4、《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005） 5、《结构设计原理》，叶见曙，人民交通出版社 6、《现代钢桥》，吴冲，人民交通出版社 2、截面性质 根据已有的设计图纸，拟选定截面形式、面积、惯性矩如表 2-1 所示： 表 2-1 几何性质 上、下弦杆 斜杆 竖杆 截面形式 截面积 A （m2） 0.035000 0.026580 0.025380 惯性矩 I （m4） Ix= 1.3273E-03 Iy= 0. 6564E-03 Ix= 0.9915E-03 Iy= 0.3688E-03 Ix= 0.9360E-03 Iy= 0.3039E-03 3、内力计算 3.1 恒荷载计算 3.1.1 已知条件： 已知桥面系荷载： 40KN/m；弦杆：A=0.035000m2、斜腹杆：A=0.026580 m2、 竖腹杆：A=0.025380 m2。 3.1.2 程序修改： d 文件： section Y=-1 1 A=0.035000 q=2.7475 E=2.1e8 :弦杆 2 A=0.026580 q=2.08653 :斜腹杆 3A=0.025380 q=1.99233 :竖腹杆 PFR2— 恒载计算 D.in — 输入数据的输出，以供核对数据用 D.F — 杆件内力 D.U — 杆件位移 3.1.3 主桁各单元恒荷载数据  表 3-1 主桁编号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 恒载内力 （kN） -2071.6 -2071.6 -2765.9 -2765.9 -2071.6 -2071.6 1203.9 1203.9 2592.3 2592.3 主桁编号 12 13 14 15 21 22 23 24 25 26 恒载内力 （kN） 2592.3 2592.3 1203.9 1203.9 301.5 -22.0 301.5 -22.0 301.5 -22.0 主桁编号 27 31 32 33 34 35 36 37 38 恒载内力 （kN） 301.5 -1694.2 1235.5 -728.0 253.8 253.8 -728.0 1235.5 -1694.2 3.2 、汽车荷载计算 3.2.1、已知条件： 车辆荷载：公路-Ｉ级，双向四车道； 3.2.2、程序输入： inL6 — 影响线计算 Load — 活载计算 Load ↙d↙qf.out 3.2.3、主桁各单元汽车荷载数据 主桁编号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 车载 MAX （kN） 0 0 0 0 0 0 1242.7 1242.7 2662.8 2662.8 车载 MIN （kN） -2130.3 -2130.3 -2840.4 -2840.4 -2130.3 -2130.3 0 0 0 0 主桁编号 12 13 14 15 21 22 23 24 25 26 车载 MAX （kN） 2662.8 2662.8 1242.7 1242.7 954.2 0 954.2 0 954.2 0 车载 MIN （kN） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 主桁编号 27 31 32 33 34 35 36 37 38 车载 MAX （kN） 954.2 0 1412.2 345.2 815.9 815.9 345.2 1412.2 0 车载 MIN （kN） 0 -1757.4 -156.9 -1098.4 -564.8 -564.8 -1098.4 -156.9 -1757.4 表 3-2 4、荷载组合 公路桥涵设计通用规范 第 2.1.2 条设计桥涵时，应根据可能同时出现的作用荷载选择下列荷载组合。 组合Ⅰ：基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种相组合。 [σ]=270MPa 4.1 、组合Ⅰ （1.2恒载+1.4汽车） 表 4-1 主桁编号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 恒载+ 汽车 MAX （kN） -2485.9 -2485.9 -3319.1 -3319.1 -2485.9 -2485.9 3184.5 3184.5 6838.7 6838.7 MIN （kN） -5468.3 -5468.3 -7295.6 -7295.6 -5468.3 -5468.3 1444.7 1444.7 3110.8 3110.8 主桁编号 12 13 14 15 21 22 23 24 25 26 恒载+ 汽车 MAX （kN） 6838.7 6838.7 3184.5 3184.5 1697.7 -26.4 1697.7 -26.4 1697.7 -26.4 MIN （kN） 3110.8 31108 1444.7 1444.7 361.8 -26.4 361.8 -26.4 361.8 -26.4 主桁编号 27 31 32 33 34 35 36 37 38 恒载+ 汽车 MAX （kN） 1697.7 -2033.0 3459.7 -390.3 1446.8 1446.8 -390.3 3459.7 -2033.0 MIN （kN） 361.8 -4493.4 1262.9 -2411.4 -486.2 -486.2 -2411.4 1262.9 -4493.4 5、强度验算 5.1 验算项目 由 4.1、4.2 的荷载组合可知，主桁各杆的受力状况：上弦杆（单元号 1-6）受压， 下弦杆（单元号 8-15）受拉，斜杆（单元号 31-38）拉压、腹杆（单元号 21-27）拉 压。现进行在荷载组合Ⅰ和荷载组合Ⅱ下的强度验算。 对于有孔洞削弱的轴心受拉、受压构件的强度计算 式中：N ——构件的计算轴心力 A ——构件的截面面积 [σ]——钢材的基本容许应力，当构件承受动力荷载作用时，则计算应力𝜎不 得超过容许疲劳应力[σ]。在本例中，对于荷载Ⅰ，取[σ]=270MPa 5.2 验算结果 表 5-1 受力 状况 截面面积 （m2） 组合Ⅰ最 大荷载 （KN） 组合Ⅰ最 大应力 （MPa） 组合Ⅰ容 许应力[𝜎] （MPa） 上弦杆 受压 0.029400 6838.7 232.609 270 上弦杆 受拉 0.029400 7295.6 248.140 270 斜杆 拉压 0.022480 4493.4 199.884 270 腹杆 拉压 0.021280 1697.7 79.779 270 故各杆件的强度满足要求。 6、稳定性验算 6.1 验算项目 对于轴心压杆，要进行整体稳定性验算与局部稳定性验算。即对上弦杆（单元 号 1-6）、斜杆（单元号 31、33、36、38）、腹杆（单元号 22、24、26）进行稳定性 验算。 6.1.1 整体稳定性验算 为保持构