金属结构课程设计
现代机械工程基础实验1(机设) ——金属结构设计部分
题目：现代工程基础实验
金属结构设计
院（部）：机电工程学院
专业：机械工程及自动化
班级：机械XXX
姓名： XXXX
学号： XXXXXXXXXX
指导教师：王积永沈孝琴
完成日期： 2012年6月9号
目录
任务书-----------------------------------------------------------------------------1 设计目的与要求-----------------------------------------------------------------2 确定起重臂结构方案-----------------------------------------------------------2 确定起重臂的计算简图及载荷-----------------------------------------------3 臂架内力组合与计算-----------------------------------------------------------6 截面选择与验算-----------------------------------------------------------------12 计算耳板焊缝--------------------------------------------------------------------17 设计总结--------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------20
现代机械工程基础实验1(机设)任务书
——金属结构设计部分
课程：现代机械工程基础实验1(机设)
班级：机械091-097（机设）
任课教师：王积永沈孝芹
一、实验目的：利用金属结构课程中所学的理论知识和方法对起重机的部件进行设计，达到巩固金属结构知识和提高学生进行金属结构设计、计算的能力。
二、实验任务：巩固所学金属结构的基础知识；了解钢结构件的基本设计方法及思路；掌握塔机的主要设计参数，完成起重臂等部件的设计、计算。
三、实验课题：塔式起重机主要金属结构部件（起重臂、平衡臂、塔身）的设计、计算。
四、实验要求：本实验要求学生以高度的责任感，严肃认真、一丝不苟的态度进行设计，充分发挥主观能动性，树立正确的设计思想和良好的工作作风，严禁抄袭和投机取巧。同时，按以下要求进行设计：
1、按照国家标淮和设计规范进行设计：塔式起重机设计规范 GB/T 13752-92；塔式起重机GB/T
5031-2008；钢结构设计规范GB 50017-2003；塔式起重机安全规程GB 5144-2006；金属结构的相关知识。
2、进行塔式起重机平衡臂和起重臂的设计（要求平衡臂设计为实腹式、起重臂设计为桁架式），并进行整体稳定性和单肢稳定性的校核计算，具体数据见表格。
五、实验进度：
序号主要内容时间备注
1 熟悉设计内容、确定设计题目 6.4上午周一
2 确定方案及绘制简图 6.4下午周一
3 确定载荷、内力计算 6.5-6.6 周二、周三
4 确定主肢、斜腹杆的材料；整体稳定性、局部
稳定性验算；销轴、耳板的设计计算
6.7 周四
5 编写整理设计说明书 6.8 周五
六、实验工作量：设计计算说明书一份
指导教师：
教研室主任：
设 计 内 容
主要结果
一、课程设计的目的和要求
金属结构课程设计是学生在学习金属结构课程后进行的一次比较全面和系统的训练。通过这次训练，达到巩固已学过的金属结构知识和提高学生进行金属结构设计、计算分析的能力。
自升式塔式起重机是我国建筑工地上常用的施工机械之一。对自升塔吊设计，包括机构部分、结构部分、液压顶升部分、安全装置部分等等。其中结构部分的用钢量约占2/3左右。所以合理地设计自升塔吊的结构部分对减轻机构重量、改善机械的工作性能、节约钢材等都具有重大的意义。
自升塔吊的结构设计包括以下几个部分:
1.起重臂;
2.平衡臂;
3.塔帽;
4.塔身;
5.套架;
6.底座;
7.附着装置;
8.工作平台及扶梯等。
本次课程设计分别是进行自升塔吊起重臂、平衡臂的结构设计。
二、起重臂结构方案的确定(QTZ100)
1、起重臂长度、最大回转半径、上塔身宽度的确定： 最大回转半径R=32 m 起重机臂长L=30 m 上塔身宽度B=2.3 m
2、 起重臂截面形式根据受力的构造要求而定，自升塔吊起重臂截面多采用格构式等三角形的截面型式，上弦采用圆钢管或方管，下弦采用两个箱形截面，每个箱形截面可由两个角钢(或槽钢、钢板等) 焊成，兼作小车轨道用(图1)。
3、 起重臂的截面尺寸截面高度和宽度是根据强度、刚度、稳定和构造要求确定。
12
1~30
1=L H ∴ 取
=
L
H 20
1
L=30 m ∴ H=2 m
L=30 m B=2.3 m R=32 m
H=2 m
图1 起重臂截面型式
设 计 内 容
主要结果
4、起重臂的运输单元考虑到运输条件和原材料长度，将起重臂做成各个节段
(图2)。各节段在工厂做好后，送到工地，在工地上将各节段用销轴相连，拼装成整体的起重臂，然后再和塔身等其他部件装配成塔吊。考虑到标准化，将起重臂的中间节段做成标准节段，以利加工制造。 5、吊点位置的确定。
吊点将臂架分为两个部分，即悬臂部分1L 和跨中部分2L ，悬臂部分将产生
最大负弯矩，而跨中部分则将产生最大正弯矩。如果1L 过大，则悬臂部分的负弯矩将比跨中的正弯矩为大，截面可能由悬臂部分控制。如果1L 过小，则悬臂部分的负弯矩将比跨中的正弯矩小，截面可能由跨中部分控制。由于起重臂截面往往设计成对x-x 轴不对称(图1)，因此负弯矩和正弯矩对截面应力的影响并不相同，故不能简单地按弯矩条件来选择吊点的合理位置，通常取2
1
L L =0.4~0.7。
取L 1=9 m L 2=21 m
三、起重臂的计算简图及载荷的确定
1、 计算简图根据总体布置确定臂架的计算简图。
在起升平面(即竖直平面)内，作为伸臂梁计算(图3)；在回转平面(即水平平面)内，作为悬臂梁计算(图4)。
L 1=9 m L 2=21 m
图2 起重臂(单位mm)
设 计 内 容
主要结果
图3 起升平面内的计算简图 图4 回转平面内的计算简图 2、载荷组合
本塔吊属于中等工作类型，故可不验算钢结构的疲劳强度，载荷组合为： 自重+最大额定吊重+工作状态风载荷(风向垂直臂架)+急剧惯性力或其他水平
力; 3、载荷的确定
① 臂架自重和小车移动机构的重量。
臂架自重：在设计开始时可参照同类型结构进行初步估计，建议初估臂架自重为5t ；然后再根据设计进行校核和修改。 小车移动机构重量:建议初估为0.62 t 。 ② 吊重:
包括起重小车、吊钩及所吊货物的重量，吊重是移动载荷。 由设计参数可知：
吊钩、小车的质量：0.78 t 和0.42 t 。 臂端起重量：5t 。
最大起重量及幅度：10 t 、21 m 。
所吊货物是沿臂架移动且数值变化的载荷，其数值的变化要满足要求，即起重力矩150 t ·m 。
③ 风载荷: 按照我国《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-92)进行计算。 a.臂架受风载荷w F
A
P C F w w w =
式中:w C ——风力系数。臂架为三角形结构，取1.3;
w P ——计算风压，工作状态取250Pa(N/㎡); A ——迎风面积。 21A A A η+=
其中:1A ——前片结构迎风面积(㎡)， 111L A w A =
1w 为结构充实率，对于桁架取
0. 4;
2A ——后片结构迎风面积(㎡)， 2
22L A w A =
2
w 为结构充实率，对于桁架取0.4;
1L A 或2
L A 为前后片外形轮廓尺寸，即L H A L ?= (图5);
η
——前片对后片的挡风折减系数，与前片桁架充实率w 以及两片桁架间
隔比B/H 有关，查表1获取。
图 5 桁架挡风折减系数
表 7-1 η值
∴: A 1=0.4?2?9=7.2 m
A 2=0.4?2?21=16.8 m A=7.2+0.4?16.8=13.92 m F w =1.3?250?13.92=4524 N 假定风载荷沿臂架均匀分布，即L
F q w =风，作用于水平面。
L
F q w =风=
m
30n 4524=150.8 n ·m
A 1=7.2 m A 2=16.8 m A=13.92m
F w =4524 N
风
q =150.8 n ·m
b.吊重受风载荷'w F
'
w
F 按额定起重量重力的3%计算，但其值不小于500N 。
F '1w =0.03?5?9.8?1000=1470 N F '2w =0.03?9.8?10?1000=2940 N
④ 其他水平力 作用在回转平面内除风载荷外，还有回转惯性力以及起吊时由于钢丝绳倾斜引起的水平力等，可近似地取Q T 1.0=，式中Q 为吊重。
T 1=0.1?5?9.8?1000=4900 N
T 2=0.1?10?9.8?1000=9800 N
四、臂架的内力计算及内力组合
1. 臂架的计算
(1)吊重位于最大回转半径，所吊货物重量为5t ，吊钩和小车重量为1.2t 。 a 、在起升平面内。
求各支座反力：
∑x F =0 0cos -b =??F F ax
∑y F =0 0--ql -sin ay =+??G F F F b 0=M
0sin -3.32
12
=????++ab B l F G Fl ql
解得：KN F ax 4.193= KN F ay 1.23= KN F b 9.206=
F '1w =1470 N F '2w =2940 N
T 1=4900 N T 2=9800 N
KN
F ax 4.193=KN
F ay 1.23=KN
F b 9.206=
轴力图：
弯矩图：
b 、在回转平面内：
同理，由力的平衡方程求的：
0=AX F KN F AY 3.16= M KN M ?=3.420 轴力图：
弯矩图：
=AX F KN
F AY 3.16=M
KN M ?=3.420
（2）吊重位于最大幅度处，所吊货物重量为10t ，吊钩、小车重量为1.2t 。
∑x F =0 0cos -b =??F F ax ∑y F =0 0-sin '
=?+G F F b ay 0=M
0sin -3.32
1'
2
=????+ab B l F G ql
解得：KN F AX 3.190= KN F AY 4.25= KN F AY 4.25= 轴力图：
弯矩图：
b 、在回转平面内：
KN F AX 3.190=KN F AY 4.25=KN
F AY 4.25=
同理求的： 0=AX F KN F AY 21.2= M KN M ?=562.7 轴力图：
弯
矩
图
：
(3) 小车轮压对起重臂下弦杆产生的局部弯矩(10)。
图10小车轮压对下弦杆产生局部弯矩
a. 求出吊重在距塔中心15m 时(所吊货物为10t)。下弦杆ab 的局部弯矩局M 。 )10009.81.210009.810(3.120??+????=局M =2140320N
b. 由于吊重在臂架上是移动的，因此还必须找出小车在节间
ab
产生最大的局部
弯矩的位置，计算出
max
局M
。
设每个轮子压力为P ，作用在简支梁上(图11)。 图11 绝对最大弯矩
=AX F KN
F AY 21.2=M
KN M ?=562.7
当只有一个轮压作用，则P 作用在跨中局部弯矩最大。当有两个或两个以上轮压作用，则当2
2c s x -=
(c 为合力到靠合力最近轮压的距离)时，K 截面的
局部弯矩最大，这样得到的最大弯矩称为绝对最大弯矩k M 。
M 147KN 510009.8104
1k
?=????=
M
由于臂架的b a ,节点实际上不是简支而是连续的，所以可近似地取
N KN M
M
k
?==
983
2max
局
(4) 风载荷作用下的内力图风载荷垂直臂架作用时，臂架的计算简图应是一悬臂梁。
图12 臂架的风载荷 a 、臂架的风载荷
把风载荷折算成沿臂架全长均匀分布的载荷(图7-12)，作出内力图。 轴力图：
剪力图：
弯矩图：
b.吊重的风载荷
分别作出吊重距塔心30m处及15m处的风载荷作用下(图13、图14)的内力图。
图7-13吊重在D处的风载荷
轴力图：
剪力图：
弯矩图：
图7-14吊重在C处的风载荷
轴力图：
剪力图：
弯矩图：
5 截面选择和验算
起重臂材料：可选用Q235B 钢或Q345B 钢。
销轴材料：可选用)244][;420]([40a a r MP MP C ==τσ。
起重臂为空间格构式结构，内力主要有轴力(N )、弯矩(y x M M ,)、剪力(y x Q Q ,)，可偏安全地按格构式偏心受压构件计算。
初选上弦杆为角钢对扣，规格为L90?90?8。下弦杆为角钢对扣，规格为L100?100?8。缀条采用60圆钢管（无缝钢管），壁厚为10。 起重机界面几何特性表：
1. 单肢验算
a 、 对上弦：由前面计算可知，作用在C 点15m 时，弯矩最大。
M 1=849.9KN ·M,对上弦产生压力：
KN H
M N 4252
849.9===
上压
当吊重作用在臂端D 处时，在B 产生最大弯矩。 M KN M ·4662=,对上弦产生拉力：
KN
N 425=上压
KN H
M M 2332
4662
==
=
上拉
上拉上压N N > ∴只需对最大压力进行稳定性验算。
7
.39
.273903902
==
=
==A
I r cm
I I X x Y X 长细比：
查表2-2，t ≤16，得[]σσ
s 345M N
按组合载荷B 得：
安全系数n=1.34 许用应力[]3257.41.34
345-?==M
N σ
则r
l ox
=
λ，l l l oy ox ==为节点间距离，有计算可知:m c l 22=
。
由附表4-2可知：
0.760=? []σ?σ
=
-2
4
3
a
200.410
27.90.7610
425MM
N N
所以上弦杆单股稳定性满足要求。 b 、 对下弦：
当M x =849.9KN ·M ，KN N 414.7=，M KN M Y ·132=时，在下弦产生对B 点的拉力：
KN N B
M H
M N y
2.622
2x =-
+=
下拉
当M x =897.5KN ·M ，KN N 418.8=，M KN M Y ·-13.2=
KN N B
M H
M N y
428.12
2x =+
+=
下压
下拉下压N N > ∴对最大压力进行稳定性验算。
截面几何特性： A=31.3
84
.43
.317334.842
==
=
===A
I r r cm
I I X y x Y X
KN M 233=上拉
7
.33903902
2===x Y X r cm
I cm I
kn N 2.62=下拉kn
N 428.1=下压
84
.484
.44.844.842
2====y x Y X r r cm
I cm I
长细比：
查表2-2，t ≤16，得[]σσ
s 345M N
按组合载荷B 得：
安全系数n=1.34 则7.4384
.4212===
=x
ox y x r l λλ，
由附表4-2可知： 0.842=? []σ?σ
=
-2
4
3
a
158.910
320.84210
428.1MM
N N
所以下弦杆单股稳定性满足要求。 2. 腹杆验算
将最不利的x Q 分成沿1，2和1，3平面的分力：
θ
cos 23121x x
x
Q Q Q =
=
、、；
式中：
0.86622.3142)
2(cos 2
2
2
12
=?
?
? ??+=
+=
=
B H H l h θ
所以-4.970.866
28.3
-cos 23
121=?=
==θ
x x x
Q Q Q 、、
斜腹杆受力：
KN l l
Q N x
-4.562310
2120
4.97-12
2
1=?=
?=
、斜
-4.97
-4.973121==、、x
x Q
Q
KN
N -4.56=斜
腹板用Q345钢，[]a 240MP =σ 无缝钢管
8.64=A []a 240Pa 5.28864
104.563
MP M A
N =<=?=
=σσ
所以强度满足要求。 稳定性： 1.95
8.64
92.332.9d -1642
44==
=
=????????
??? ??=A
I r cm D D I X x X
π
则108.51.95
212===
x
r l λ，
由附表4-2可知： 0.383=? []a 240a 13.78864
0.38310
4.563
a
MP MP N =<=??=
=
σ?σ
所以稳定性满足要求。
综上所述，腹板的强度和稳定性均满足要求。 (2) 2，3平面上的腹杆承受y Q (图15a ，c)作用。
将最不利的y Q 作用在2、3平面上，求出斜腹杆的内力。
水平腹板杆受力：
KN B
l Q N y 8.262310
221202.31182
2
=?
?
?
??+?=
?=
斜
强度：
[]σσ<=?=
=
a 9.57863.5
108.263
MP A
N
Pa 5.28M =σ
108.5=λ
a 13.78MP =σ
KN
N 8.26=斜
a 9.57MP =σ
稳定性：
由前可知r=1.95 54.361.95
106===
x
o r l λ
由附表4-2可知： 0.508=? []a 240a 18.8863.5
0.50810
8.263
a
MP MP N =<=??=
=
σ?σ
所以稳定性满足要求。
综上所述，斜腹板的强度和稳定性均满足要求。
3. 整体稳定验算
根据受力分析受力图可知，最不利的组合在吊点处，此时：
M x =879.9KN ·M ，KN N 414.7=，M KN M Y ·13.1=。
截面几何特性：
A=27.9+31.3?2=90.52cm
()()2
2
2
7.6988607.663.313.73327.66-2009.27390cm I x =?+?+?+=
(
)2
2
y 28537.1
115.5
3.313.7332390cm I =?+?+=
3
3494200
7.698860cm H I W x x ==
=
3
y y 2583.700
125837.12
cm H I W ==
=
cm
A
I r cm
A I r Y y X x 76.7190.5
25837.187.8790.5698860.7==
=
==
=
计算长度可近似的取臂架长度cm l l oy ox 4000== 即起升平面与回转平面臂架的计算长度相等。 5.5487.87
4000===
x
ox x r l λ
3
3494cm
W x =3
y 2583.7cm
W =cm
r cm
r y x 76.7187.87==
5.54=x λ
255.217.76
4000y
y y ==
=
r l o λ
y x λλ> ，
根据y λ由表4-2得： 698.00.505x ==y ??，
KN X
EA N EX 918045.5
10
90.52.12
4
2
2
2
=???=
=
πλπ
KN Y
EA N EY 291.8255.2
10
90.52.12
4
2
2
2
=???=
=
πλπ
()[]
0.987-1-=+-=
N A N N
N X S X EX EX X
?σ?ψ
()[]
0.89-1-=+-=
N A N N
N Y S Y EY EY Y ?σ?ψ
0.9869180414.70.3
-1-1===EX HX N N K
C
0.57291.8
414.70.3-1-1===EY
HY N N K
C
Y
HY
HY OY OY EY
X
HX
HX OX OX EX
W M C M C N N W M C M C N N A N +++?
+=
0.9-
110.9-
11-ψ?
σ
=211.2MPa<[]σ
所以整体稳定性符合要求。 五、耳板焊缝的计算：
由受力分析知该焊缝受轴力、剪力和弯矩共同作用，采用三面围焊，胶合如下：
∑=f
f l
hf
A 7.0
焊缝形式如图所示：
255.2y =λ
KN N EX 9180=KN
N EY 291.8=
0.987=X
ψ
0.89=Y ψ
0.986=HX C 0.57=HY C
=σ211.2MPa
采用贴角焊E50焊条，焊缝厚度取10mm. ()2
3812-40cm A f =?=
(1)查表得：焊缝抗剪许用应力[][]
2
στ=n ，按照载荷组合B ，得n=1.34，则： []2
s
/2571.34
345n
MM
N ===
σσ []MPa n 8.181=τ
(2)几何特性： ()()mm A
d A i
4.72100
1510-1501525.010-150150152y =?+??????=
=
∑∑
4
23113343755015015151501212cm I x =??
? ????+???=
4
2
3
2
3y 9470037.572.410015100
1512
12.6
150151515012
1cm I =??+??+
??+??=
Y X I I >
3
1
-7.22610
50437.1133d cm I W X f =?=
=
∴
[]h f o f f MPa A Q h h W M A N ττ<=???
? ??+???? ??+=7.1492
2
综上所述焊缝满足要求。
2
38cm A f =
mm 4.72y =
4
11334375cm
I x =4
y 9470037.5cm
I =
3
7.226cm
W f =MPa
7.149=τ
钢结构课程设计
中南大学 《钢结构基本原理》 课程设计 设计名称：钢框架主次梁设计 专业班级：土木1112班 姓名：周世超 学号： 指导老师：龚永智 设计任务书 （一）、设计题目 某钢平台结构（布置及）设计。 （二）、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准[S]（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准[S]（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范[S]（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范[S]（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. 钢结构工程施工质量验收规范[S]（GB50205-2001） 2、参考书籍
（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构[M]. 中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版）[M]. 中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院?中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版）[M]. 机械工业出版社，2006 （三）、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示，结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为：楼面板—次梁—主梁—柱—基础，设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算，次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600X300X12X18，楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345，焊条为E50 柱网尺寸9 ×9，永久荷载5，活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为1.2 （四）、设计内容要求 1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整 2)设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。 3)设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短
完整钢结构课程设计精
贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码：02443 题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级：2 0 1 3 级 专业：建筑工程 层次：本科 姓名：张伟 准考证号：21001181132 衔接院校：贵州大学 指导老师：张筱芸 完成日期： 2015. 4. 24
附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2， 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。
混凝土及砌体结构课程设计—单层工业厂房设计-金属结构车间双跨等高厂房05号方案计算书【可提供完整设计图
混凝土及砌体结构课程设计—单层工业厂房设计-金属结构车间双跨等高厂房05号方案计算书【可提供完整设计图纸】
混凝土及砌体结构课程设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 专业班级：11土木（1） 所在学院：工程学院 中国·大庆 2013年10月
混凝土及砌体结构课程设计 ——单层工业厂房设计任务书 (土木11（1）和11（2）) 一、设计题目：金属结构车间双跨等高厂房。 二、设计内容： 1．计算排架所受的各项荷载； 2．计算各种荷载作用下的排架内力(对于吊车荷载不考虑厂房的空间作用)； 3．柱及牛腿设计，柱下独立基础设计； 4．绘施工图：柱模板图和配筋图；基础模板和配筋图。 三、设计资料 1．金属结构车间为两跨厂房，安全等级为一级，厂房总长66m，柱距为6m，厂房剖面如图1所示； 2．厂房每跨内设两台吊车； 3．建设地点为东北某城市(基本风压0.4kN／m2，基本雪压0.6kN／m2，地面粗糙程度B类，冻结深度2.0m)； 4．地基为均匀粘性土，地基承载力特征值180kpa； 5．厂房标准构件选用及载荷标准值： (1)屋架采用梯形钢屋架，屋架自重标准值：18m跨69kN／每榀，21m跨93kN／每榀，24m跨106.8kN／每榀，27m跨123kN／每榀，30m跨142.4kN／每榀(均包括支撑自重) (2)吊车梁选用预应力混凝土吊车梁，参数见表3。轨道及零件自重0.85kN／m，轨道及垫层构造高度187mm； (3)天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架重：18m跨25kN／每榀，21m跨29kN／每榀，24m跨33kN／每榀，27m跨36.2kN／每榀，30m跨40.5kN／每榀(包括自重，侧板、窗扇支撑等自重)； (4)天沟板自重标准值为2.12kN／m； (5)围护墙采用240mm双面粉刷墙，自重5.24kN/m2。塑钢窗：自重0.45kN／m2，窗宽4.5m，窗高见图1。 (6)基础梁截面为250 m m×600mm；基础梁自重4.4kN／m；
钢结构课程设计 普通钢屋架设计(18m梯形屋架)
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）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 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
钢结构课程设计计算书
一由设计任务书可知： 厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。卷材防水层面（上铺120mm 泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20. 二选材： 根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。 三结构形式与布置： 屋架形式及几何尺寸见图1所示： 图1 屋架支撑布置见图2所示：
图2 四荷载与内力计算： 1．荷载计算： 活荷载于雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值： 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝土0.25 KN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡ 总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值： 雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。 总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合： 设计屋架时应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载
金属结构设计
《金属结构》 课程设计说明书 专业：起重运输机械设计与制造班级： 姓名： 学号： 指导教师：安林超 日期：2012年10月
第一章绪论 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。 桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹
钢结构课程设计论文
钢结构是土木工程专业一门重要的专业课,为加强学生对钢结构基本理论的理解和对钢结构设计规范的应用,老师对我们进行为期1周左右的钢结构课程设计。通过这一实践教学活动,使我们掌握工程设计的思路方法和技术规范;提高我们工程设计计算、理论分析和图纸表达等解决实际工程问题的能力; 依据建筑工程专业教学大纲的要求结合我系培养计划，继《钢结构》课程结束后，进行为期一周的普通钢屋架课程设计。本次课程设计主要目的是提高学生的实际操作能力，使学生将其所学理论性极强的知识加以运用和理解。并通过讲解和指导使学生掌握实际设计工作的方法、步骤、内容和应注意的问题。 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。 钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。 这学期主要学习了，轴心受力构件—拉杆、压杆受弯构件—梁偏心受力构件—拉弯杆（偏心受拉）压弯杆（偏心受压）材料、连接、基本构件结构设计 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。
钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。 1.了解钢结构的两种破坏形式； 2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标； 3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素； 4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法； 5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格； 6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。 了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。理解受弯构件的工作性能,掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；了解受弯构件整体定和局部稳定的基本概念，理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；熟悉局部稳定的验算方法及有关规定。 下面谈谈我在学习过程中的一点体会。 一、学习要有明确的目标。在学习这门课之前，我就了解到，《钢结构设计原理》是多么重要的一门课，特别在毕业设计时,你现在不
钢结构课程设计
. . XX 工程学院 建筑钢结构 课程设计 班级： 学号： ：
目录 前言 (2) 某车间刚屋架设计 1.设计资料 (3) 2.荷载计算 (5) 3.荷载组合 (5) 4.内力计算 (6) 5.杆件设计 (7) 6.节点设计 (11) 参考文献 (19)
前言 本书意在完成钢结构设计课的作业，以及对自己两学期来钢结构设计课所学知识的一次检验。本书主要对一个单层厂房的屋盖进行设计验算，。编撰过程由于疏忽或个人知识面的局限性，难免会产生一些失误以及错误，望各位老师批评改正。
某车间钢屋架设计 1. 设计资料 １.１屋面类型 无檩屋面，屋面采用1.5X6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。 １.２杆件及连接 杆件采用Q235钢，钢材强度设计值f =215N/mm 2。角焊缝强度设计值 为 2/160mm kN f w f １.３屋架主要尺寸 Ⅰ.跨度30ｍ Ⅱ.屋架上弦坡度１/１０ Ⅲ.架端架高度1990ｍｍ Ⅳ.屋架跨中高度3340ｍｍ １.４其他设计资料 Ⅰ.厂房长度２４０ｍ Ⅱ.屋架支撑于钢筋混凝土柱顶 Ⅲ.柱距６ｍ Ⅳ.柱网布置如图
Ⅴ.架几何尺寸 Ⅵ.屋架支撑布置
2.荷载计算 预应力混凝土大型屋面板 1.0?1.4 kN/m2=1.4 kN/m2 屋架自重0.12+0.011?30=0.45 KN/m2 永久荷载 2.2 KN/m2 共 4.05 kN/m2屋面活载 1.0 kN/m2 3. 荷载组合 由永久荷载控制的荷载组合值为 q=1.35×4.05＋1.4×0.7×1.0=6.45KN／㎡ 由可变荷载控制的荷载组合值为 q=1.2×4.05+1.4×1.0=6.26KN／㎡ 故永久荷载控制的组合起控制作用。 Ⅰ.全垮永久荷载加全垮可变荷载 F=6.45×1.5×6=58.05KN Ⅱ.全垮永久荷载加半跨可变荷载
钢结构课程设计参考示例
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
钢结构课程设计
《钢结构设计原理》课程设计 计 算 书 姓名：×× 学号：U2009158×× 专业班级:土木工程0905班 指导老师：张卉 完成时间：2012年2月18日
第一部分钢结构课程设计任务书 一、设计资料及依据 根据学号U1及次序14得已知条件：某车间跨度为24m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用×6 m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 屋架计算跨度： 03002400030023700mm L L =-=-= 屋架端部高度： 01900mm H=跨度： 01 10 i=计算跨度处高度: 19001200150120001915mm H=+?÷= 屋架跨中高度: 1 1900120003100mm 10 h=+?= 表1 荷载标准值 二、屋架尺寸及支撑布置
屋架形式及尺寸如图1： 屋盖的支撑布置如图2： 层架上弦（下弦）支撑布置图 垂直支撑1-1 垂直支撑2-2 图2 桁架支撑布置 符号说明：GWJ—钢屋架；SC—上线支撑；XC—下弦支撑；
CC —垂直支撑；GC —刚性系杆；LG —柔性系杆 三、 荷载计算 屋面活载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活载大于雪荷载，故取屋 面活载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载乘以1/cos /10 1.005α==换算为沿水平投影面分布的荷载。 标准永久荷载： 2222222 0.4kN/m 0.402kN/m 201:2.50.4kN/m 0.402kN/m 1500.9kN/m 0.905kN/m kN/m 1.?=?=?=?=改性沥青防水层 1.005厚水泥砂浆找平层 1.005厚加气混凝土保温层 1.005预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.005 1.42 222 407kN/m kN/m 0.386kN/m kN/m ?=屋架和支撑自重 1.0050.384悬挂管道 + 0.0001 23.537kN/m ?共 1.35 2 kN/m 共 4.775 标准可变荷载： 222 2 0.7kN/m 0.98kN/m 0.7kN/m 0.98kN/m ?=?=不上人屋面活载 1.4积灰荷载 + 1.4 21.96kN/m 共 设计桁架时应考虑一下三种荷载组合： 1、全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：(4.775 1.96) 1.5660.615kN F =+??= 2、全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： 1 4.775 1.5642.975kN F =??=
钢结构课程设计
课程设计 课程名称：钢结构设计 设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计学院：土木工程学院 专业：土木工程 年级：大学三年级 姓名：郭锐 学号：19 指导教师：王鹏 日期：2016年12月
课程设计任务书 土木工程学院学院土木工程专业 3 年级姓名：郭锐学号：13325 课程设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计 课程设计主要内容： （一）设计资料 昆明地区某工厂金工车间，长度90m，柱距6m，车间内设有两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10~1/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400m m，混凝土C20，屋面活荷载0.50 kN/m2，屋面积灰荷载0.75 kN/m2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）21m（2）24m 2、屋面计算跨度（1）L0＝L （2）L0＝L-300mm 3、屋面做法（1）有保温层（2）无保温层 4、屋架端高（1）h0=1.8m （2）h0=1.9m （3）h0=2.0m h=2.1m （4）0 （二）设计要求 1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。 2、合理布置支撑体系，主要考虑 （1）上弦横向水平支撑 （2）下弦横向水平支撑 （3）垂直支撑 （4）系杆（刚性或柔性） 并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号 3、荷载及内力计算
（1）屋面恒载计算。 （2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。 （3）屋面积灰荷载属于可变荷载。 （4）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。 （5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。 （6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。 （7）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力） 4、杆件截面选择 （1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。 （2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆件确定杆件截面及填板数量。 （3）设计小组内每位同学所计算的上弦杆，下弦杆，斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可按同组内其他同学计算成果统一列表取用。 （4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。 5、节点设计 （1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。 （2）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。 6、屋架施工图 （1）用铅笔绘制1#施工图 （2）施工图应包括 ①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及起拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（轴线比例1：20，杆件、节点比例1：10）。 ③侧面图，剖面图及零件详图。 ④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺 栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤材料表（一榀屋架的材料用量）。 ⑥说明（钢号、焊条型号、起拱要求、图中未注明的焊缝尺寸和油漆要求等）。 指导教师（签字）：
完整钢结构课程设计
1.设计资料： ................................................................ 错误！未定义书签。 2.结构形式与布置 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.荷载计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 4.内力计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A 、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B 、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C 、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。 单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 1.设计资料：（1）某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 （2）屋架计算跨度 )(7.233.0240 m l =-= （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度 mm h 19000=中部高度
钢结构设计原理的课程设计报告
XX 工学院 课程实训 课程名称：钢结构设计原理专业层次：土木工程（卓越）
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区西安。 5）采用梯形钢屋架。 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2 ②二毡三油防水层400N/m2 ③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2 ④支撑重量70N/m2 考虑活载：活载700N/m2
6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （为L 0/7.4）。 屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸
三、支撑布置 由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。 上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置
垂直支撑布置 4、设计屋架荷载 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（ P=0.12+0.011 跨度）计 w 算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层
钢结构课程设计
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分
析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2
钢结构课程设计心得
钢结构课程设计心得 篇一：钢结构课程设计心得体会1 钢结构课程设计心得体会 两周的课程设计结束了，通过这次课程设计，我不仅巩固了以前所学到的知识，而且掌握了许多以前没有学懂的知识。在设计的过程中也遇到了不少的问题，不过经过一遍遍的思考以及和老师同学们的讨论都一一得到了解决，基本达到了再实践中检验所学知识的目的。古人有云：“过而能改，善莫大焉”。说的就是错误并不可怕，人类能不断的进化发展，靠的便是一个个错误，在错误面前不骄不躁，不断思考，不断改正，才能不断的获取新的知识。虽然改正错误的过程是冗长而艰辛的，但是在改正错误的过程中我也发现了成功的真谛，用汗水浇灌收获的果实才是最令人感觉幸福而满足的。遇到困难也需迎难而上，
披荆斩棘，诗云：“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香。”如果中途荒废，那样便永远不可能成功，以后步入社会仍然适用。课程设计是一门专业设计课，它不仅仅教会了我很多专业方面的知识，也教给了我很多运用知识的能力，曾经有一个马拉松运动员把具体很远的路程划分为一段段百米间隔，通过实现一个个小的目标，最终在不知不觉中实现了远大的目标。同时，课程设计让我感触很深。使我对以往所学的抽象的理论有了一个逐渐清晰的认识，包括整体稳定性计算，局部稳定性计算等，也发现了以前忽视的小细节，比如节点的设计要求和钢材之间的接法。 我认为这次课程设计不仅仅充实我的专业知识，更重要的是教给我很多学习的方法以及处事的道理。而这是以后最实用的。在步入社会以后，也要勇于接受社会的挑战，实践总结，再实践，再总结，在 这个循环的过程中不断的充实自
己，提高自身，实现个人的不断进步。 回顾这次课程设计，至今仍感受良多，从最初的一脸茫然，到最后的加班加点甚至通宵达旦，回忆起来，苦楚多多，不过回头看看一份洋洋洒洒的课程设计，心中仍是喜悦异常，痛并快乐着。。。。。。从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 感谢在课程设计过程中老师给予的讲解和帮助以及和我讨论亦给予我很大帮助的同学们，谢谢你们的帮助和支持！
金属结构课程设计
现代机械工程基础实验1(机设) ——金属结构设计部分 题目：现代工程基础实验 金属结构设计 院（部）：机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：机械XXX 姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXXX 指导教师：王积永沈孝琴 完成日期： 2012年6月9号
目录 任务书-----------------------------------------------------------------------------1 设计目的与要求-----------------------------------------------------------------2 确定起重臂结构方案-----------------------------------------------------------2 确定起重臂的计算简图及载荷-----------------------------------------------3 臂架内力组合与计算-----------------------------------------------------------6 截面选择与验算-----------------------------------------------------------------12 计算耳板焊缝--------------------------------------------------------------------17 设计总结--------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------20
钢结构课程设计参考答案[1]
一、设计题目 18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度7度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。 2、荷载标准值如下： （1）、永久荷载（沿屋面分布） 屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2 钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2 （2）、可变荷载 屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2 基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2 三、要求设计内容 1、屋盖结构布置 2、屋架杆件内力计算和组合 3、选择杆件截面型号，设计节点 4、绘制施工图 四、课题设计正文 （一）屋盖结构布置： 上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：
屋架支撑布置 1-1剖面图 （二）、屋架杆件内力计算和组合 1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载 2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图： 上弦集中荷载
上弦节点荷载 上弦集中荷载及节点荷载表 3、上弦节点风荷载设计值如图所示。 （1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为： 上弦节点风荷载 W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN 4、内力计算 （1）杆件内力及内力组合如下表： （2）上弦杆弯矩计算。 端节间跨中正弯矩为 M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×12.04kNm×3/√10×1.555m） =3.553kNm 中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为
钢结构课程设计
钢结构课程设计计算书 专业：土木工程 班级：土木094 姓名：王忠涛 学号：099044411 指导教师：贾冬云 安徽工业大学 建筑工程学院 土木工程系
《钢结构设计》课程设计计算书 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用三角形桁架式钢屋架即芬克式屋架，屋架下弦标高为9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5m~2.2m。屋面恒荷载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)水平投影标准值为0.50kN/㎡。屋面活荷载标准值为0.30kN/㎡。不考虑积灰荷载、风荷载。雪荷载0.4kN/㎡，不考虑全垮积雪不均匀分布情况。结构重要性系数为γ0=1.0。屋架采用Q235B钢，焊条采用E43型。 2.屋架形式和几何尺寸 屋架形式采用芬克式屋架屋面坡度1/3 屋架几何尺寸如下图： 屋架形式和几何尺寸 3.支撑布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆，上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连；下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑设置在同一柱间内。支撑的布置见下图。 上弦支撑布置图
下弦支撑布置图 纵向支撑布置图 檩条布置图 4.荷载计算 （1）永久荷载标准值： 屋面恒荷载标准值G k=0.50 kN/m2 屋面活荷载标准值Q k=0.30 kN/m2。 屋面雪荷载标准值S k=0.4 kN/ m2。 （2）上弦的集中荷载和节点荷载永久值。 檩条支承于上弦节点，屋架坡度为a=arctg1/3=18.4o′，檩距为1.975m。 上弦节点恒荷载水平投影标准值：P1=0.5×7.2×1.975=7.11 KN； 上弦节点雪荷载水平投影标准值：P2=0.4×7.2×1.975=5.69KN。 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图