钢结构课程设计(PKPM出图-节点验算).doc

目录
1、基本资料 2
1.1、建筑物基本资料 2
1.2、设计荷载 2
2、 内力图 2
3、 钢材级别和梁柱截面 4
4、 焊接方法和焊条型号 5
5、 节点设计 5
5.1梁柱节点 5
5.1.1柱节点螺栓强度验算 5
5.1.2端板厚度验算 6
5.1.3梁柱节点域剪应力验算 6
5.1.4螺栓处腹板强度验算 6
5.2梁梁节点 6
5.2.1梁梁节点螺栓强度验算 6
5.2.2端板厚度验算 7
5.2.3螺栓处腹板强度验算 7
6、 施工图 8
参考文献 8

1、基本资料
1.1、建筑物基本资料
某单层单跨钢结构厂房长度150m，檐口高度：7500mm，基础顶埋深：800mm，柱距：7500mm，跨度：15000mm，屋顶坡度0.1。如图0框架立面图。

图0框架立面图
1.2、设计荷载
恒载：，风载：，活载：，不考虑抗震设防。
2、 内力图
用力学求解器计算这种荷载作用下的门式钢架内力，并经最不利组合得出的弯矩包络图，剪力包络图，轴力包络图如下所示。
图1弯矩包络图 （单位：KN·M）

图2剪力包络图 （单位：KN）

图3轴力包络图 （单位：KN）
3、 钢材级别和梁柱截面
本门式钢架采用碳素结构钢，牌号表达为Q235钢。经PKPM软件计算得出钢材截面。由图2可知截面大小，梁采用焊接H型钢HM234×180×6×8，柱采用焊接H型钢HM480×250×6×8。

（a） （b）
图4截面示意图
（a）梁截面；（b）柱截面
4、 焊接方法和焊条型号
焊接方法选用设备简单，操作灵活方便的手工电弧焊。钢板及型钢为Q235钢，焊条型号选用E43型。对接焊质量等级不低于二级。
5、 节点设计
5.1梁柱节点
梁节点连接采用10.9级M27高强摩擦型螺栓。构件接触面采用喷砂处理，摩擦面抗滑移系数0.45。每个高强度螺栓的预拉力按课本表3.8为290KN，见图5，连接处传递的内力值N=23KN，M=147.2KN· ，V=61.5KN。
5.1.1柱节点螺栓强度验算

连接受剪承载力设计值计算：

按比例关系可求得：

验算受剪承载力设计值：

图5 梁柱节点示意图
5.1.2端板厚度验算
端板厚度取为t=22mm，宽度b=250mm。
按伸臂类端板计算：

经计算，端板厚度能满足要求。

5.1.3梁柱节点域剪应力验算

经计算，节点域剪应力能满足要求。
5.1.4螺栓处腹板强度验算
按下式计算：

经计算，螺栓处腹板强度能满足要求。
5.2梁梁节点
节点连接采用10.9级M22高强摩擦型螺栓。构件接触面采用喷砂处理，摩擦面抗滑移系数0.5。每个高强度螺栓的预拉力按课本表3.8为155KN，见图5，连接处传递的内力值N= 17KN M=77.9KN· V=5.2KN
5.2.1梁梁节点螺栓强度验算
螺栓强度验算
单个螺栓的最大拉力：

连接受剪承载力设计值计算：

按比例关系可求得：

验算受剪承载力设计值：

图4梁梁节点示意图
5.2.2端板厚度验算
端板厚度取为t=22mm，宽度b=250mm。
按伸臂类端板计算：

经计算，端板厚度能满足要求。
5.2.3螺栓处腹板强度验算
按下式计算：

经计算，螺栓处腹板强度能满足要求。
6、 施工图
施工图内容包括钢架正面图、斜梁拼接、梁柱节点详图（详见施工图）。
参考文献
1、钢结构设计规范（GB50017-2003）.北京：中国计划出版社，2003
2、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002
3、《土木工程专业钢结构课程设计指南》.周俐俐，姚勇.北京：中国水利水电出版社、知识产权出版社，2006
4、《钢结构》.戴国欣.武汉：武汉理工大学出版社，2007