钢结构课程设计
钢结构课程设计
某厂房24m×90m钢屋架设计
学院建筑工程系
课程名称钢结构课程设计
专业土木工程
学号
姓名
指导教师
2016年1月8日
任务书
一、设计题目焊接梯形钢屋架设计
二、目的
通过钢结构课程设计，掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法。运用有关力学和钢结构课程所学知识对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计和节点设计。培养学生解决实际问题的能力。
三、设计资料
1.广东某厂房总长度90m，跨度24m，纵向柱距6m。
2.钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面尺寸400×400，梯形钢屋架支撑
在柱顶。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度。
3.屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
4.屋架形式、几何尺寸、屋架内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。
屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。
5.屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学
用Q345钢，焊条为E50型。均为手工焊。
6.屋面做法及荷载标准值：
无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）
荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为
单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位；
②屋面各构造层的荷载标准值：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2
水泥砂浆找平层 0.4KN/m2
保温层0.5KN/m2
预应力混凝土屋面板（包括灌缝）1.40KN/m2
③可变荷载：屋面活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载标准值为
=0.35KN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；
S
k
积灰荷载取0.9KN/m2。
7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度
16m，运输高度为3.85m，工地有足够的起重安装条件。
屋架的形式和几何尺寸
屋架的计算跨度l 0是指屋架支座反力之间的距离，当屋架支撑在钢筋混凝土柱网上采用封闭结合时，可取m m m l l 7.2315.022415.020=?-=?-=
屋架各杆件的几何尺寸如下图所示：
拱50
屋盖支撑的布置：
1. 上弦横向水平支撑
采用大型屋面板的无檩屋盖，一般只考虑大型屋面板起系杆作用。通长情况下，在屋架上弦应设置横向水平支撑。
上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m ，应在中间柱间设置横向水平支撑。
2. 下弦横向水平支撑
屋架跨度大于18m ，应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，且沿屋架下弦在屋架跨度方向全长布置。
3. 下弦纵向水平支撑
本案例中设有2台150/30t （中级工作制）桥式吊车，且未设置托架，因此，可不设下弦纵向水平支撑。
4. 垂直支撑
垂直支撑应设在上、下弦横向水平支撑同一开间内的两榀屋架之间。梯形屋架跨度L=24m 时，可仅在跨中和两端各设置一道，共三道。
5. 系杆
屋脊节点以及屋架支座处沿厂房设置通长的刚性系杆，屋架下弦跨中通长设置一道柔性系杆。屋架支撑的布置如下图所示：
一、荷载和内力计算
1. 荷载计算：
（1）屋面永久荷载标准值：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2
水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2
保温层 0.5KN/m 2
预应力混凝土屋面板（包括灌缝）1.40KN/m 2
屋架及支撑自重 q=0.12+0.011*24= 0.384 KN/m 2(沿水平面分布)
小计 (0.4+0,4+0.5+1.4）/cos5.71 +0.384=3.097=3.1KN/m 2(沿水平面分布) 注：
（2）屋面可变荷载标准值：
屋面活荷载标准值 0.7KN/m 2
屋面雪荷载标准值 S k =0.35KN/m 2
屋面积灰荷载标准值 0.9KN/m 2
2/6.1max ,m KN q k =+=积灰荷载屋面雪荷载）（屋面活荷载
本厂房地震设防烈度为六度，因此可不考虑竖向地震作用。
2. 荷载组合
屋架强度和稳定性计算时，应考虑一下3种荷载组合：
（1）全跨永久荷载设计值+全跨可变荷载设计值
屋架上弦节点荷载（由永久荷载效应控制的组合）
KN F 777.5165.17.06.14.11.335.1=????+?=）（
屋架上弦节点荷载（由可变荷载效应控制的组合）
KN F 64.5365.16.14.11.32.1=???+?=）（
即 KN F 64.531=
（2）全跨永久荷载设计值+半跨可变荷载设计值
全跨永久荷载作用下节点荷载设计值
KN F 9.2765.11.30.12=???=
半跨可变荷载作用下节点荷载设计值
KN F 16.2065.16.14.13=???=
（3）全跨屋架（包括支撑）+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
全跨屋架（包括支撑）作用下的集中荷载设计值：
KN F 456.365.1384.00.14=???=
半跨屋面板自重及半跨屋面活荷载作用下节点荷载设计值：
由永久荷载控制的组合
KN
F 184.2365.1)7.04.17.04.135.1(=????+?=
由可变荷载控制的组合 KN
F 94.2365.1)7.04.14.12.1(=???+?=
KN F 94.235=
组合（1）、（2）为使用阶段荷载，组合（3）为是施工阶段荷载。
屋架挠度验算时，考虑一下荷载组合
（4）全跨永久荷载标准值+全跨可变荷载标准值
屋架上弦节点荷载标准值（由可变荷载效应控制的组合） KN F k 3.4265.1)6.11.3(6=??+=
3. 杆件的内力计算
在半跨单元节点力作用下，各杆件内力系数如下图所示：
4. 杆件的内力组合
二.杆件的界面选择
1.上弦杆
（1）使用阶段承载力计算
整个上弦杆采用等截面，按FG ，GH 杆件的最大设计值进行内力计算
KN N -818.546=
计算长度mm l mm l y x 301615082,150800=?==
最大腹杆压力-475.79kN （aB 腹杆），中间节点板厚度
,支座节点板厚度. .
设60λ=，采用双角钢截面为B 类截面（因为002x y l l =，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短
肢相并。）
查轴心受压构件的稳定系数表0.807φ=
所需角钢界面面积为：
2
3
71.4717215
807.010546.818mm f N A =??==φ 所需回转半径为
根据所需的
,,A 查角钢规格，选用2∟140*90*12，cm i cm i cm A y x 81.6,54.2,8.522===（短肢相距10mm ）
150][37.594
.251508=<===λλix lox x
短肢相并的角钢，可近似地取
150][29.44=<==λλλy yz
由37.59=x λ，查得81.0=φ，则
2
23
/310/4.1915280
81.010546.818mm N mm N A N <=??==?σ 满足要求。
（2）施工阶段上弦稳定性验算
当吊装右半跨吊装屋面板时，1202.N =729KN ，2N =0 左半跨屋架平面外计算长度2oy 111
N l =l +=l =0.7510500mm=7915mm N ?（0.750.25）0.75 yz y 0y y =791567.7116.9[]150l i λλλ≈==≈=
这里为半跨上弦的长度
查轴心受压构件的稳定系数表y 0.454φ=，则
2
23
/310/12.1004460454.010729.202mm N mm N A N <=??==?σ
因此，满足要求允许半跨吊装
2.下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，最大内力在gi 杆N=813.72 kN （拉力）
计算长度 屋架平面内取节间轴线长度03000m x l m =
屋架平面外根据支撑布置取010500m y l m = 计算需要净截面面积23
744.3784215
1072.813mm f N A =?==
选用选用2∟125×80×10（短肢相并），A =39.4c ㎡ , ix =2 .26cm , iy =6.11cm （短肢相距10mm ），
按所选角钢进行截面验算，取A A n =
[]35074.1326
.2230000=<===λλx x i l
[]35085.1711
.61105000=<===λλy y
i l 2
23
/310/53.2063940
10813.72mm N mm N A N <=?==σ 所选截面满足要求。
eg 杆内的内力接近813.72KN ，杆内有螺栓孔消弱，应使得螺栓孔的位置直接点半边缘的距离a>100mm
3.端斜杆aB
N =--475.787kN (压力)
因为，故采用不等肢角钢
选用2∟100×80×10，A = 34.4 c 2m , ix = 3.12cm , iy = 3.53cm 150][25.812
.312535=<===λλix lox x
满足长细比：150][=λ的要求。
由于长边相连的不等边双角钢，可以采用以下简化公式：
21.1580
253548.0248.0810802=?=≤==b loy t b 所以
44222221.09 1.0980(1)71.67(1)76.26
[]150253010y z y oy b l t λλλ?=+=?+=<=? 由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，0.70x φ=
2
23
/310/59.1973440
7.010787.475mm N mm N A N <=??==φσ 所选截面合适。
5. 斜腹杆
（1） cB 杆
N =369.042kN （拉力），L=2608mm ， l 0x =2608?0.8=2086.4mm l 0y = l =2608m m
、
247.1716215
369042mm f N An === 选用2∟63×8，A =19.02c ㎡ , i x =1.90cm , i y =3.02cm
02090.4110.02[]35019.02x x x l i λλ===<=0261386.52[]35030.2
y y y l i λλ===<= 2
23
/310/1941902
10042.369mm N mm N A N <=?==σ
所选截面合适。
（2） cD 杆
N =-291.802kN （压力），L=259mm ， l 0x =2859?0.8=2287.2mm l 0y = l =2859mm
选用2∟63×8，A =19.02c ㎡ , ix =1.90cm , iy =3.02cm
由于长边相连的不等边双角钢，可以采用以下简化公式：
所以 150][27.99)7285980475.01(67.94)475.01(224
22042=<=??+?=+=λλλt l b y yz y 由于y x λλ>只需求出min yz φφ=，查轴心受压构件的稳定系数表0.56
2
23
/310/2741902
56.010802.291mm N mm N A N <=??==φσ 所选截面合适。
（3） eD 杆
N =198.468kN （拉力），L=2859mm ， l 0x =2859?0.8=2287.2mm l 0y = l =2859mm 、 选用2∟50×5等边角钢，A =9.6c ㎡ , ix =1.92cm , iy =2.45cm
2
23
/310/7.206960
10198.468mm N mm N A N <=?==σ 所选截面合适。
（4） eF 杆
N =-131.954kN （拉力），L=3129mm ， l 0x =3129?0.8=2503.2mm l 0y = l =3129mm
选用2∟63×8，A =19.02c ㎡ , ix =1.9cm , iy =3.02cm
由于长边相连的不等边双角钢，可以采用以下简化公式：
所以
由于y
x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，376.0=φ 2
23
/310/5.1841902
376.010131.954mm N mm N A N <=??==φσ 所选截面合适。
（5） gF 杆件
N =62.42kN （拉力），L=3119mm ， l 0x =31190.8=2495.2mm l 0y = l =3119mm 、 选用2∟50×5等边角钢，A =9.6c ㎡ , ix =1.92cm , iy =2.45cm
所选截面合适。
为了减少杆件类别，对gH ，Hi 杆件分别采用，其内力远小于eF 杆件，满足受力要求！
6. 竖杆
gG 杆件，
mm l l mm l l KN N y x 2890,231228908.08.0,64.5300===?==-=
选用
等边角钢（肢相距10mm ）
所以
查得，则
2
23
/310/71.1341082
368.01064.53mm N mm N A N <=??==φσ 满足要求
（2）竖杆aA 便于连接，选用2∟63×8等边角钢组成。
（3）Cc 、Ee 、Ii 杆其受力情况与Gg 想同，为了减少类别，采用想同的尺寸2∟56×5 所选截面合适满足要求。
总上，屋架各杆件截面汇总件表二
节点设计
下弦节点c（图）
斜杆cB与节点板连接焊缝计算：
N=369.04kN.
设肢背与肢尖的焊缝尺寸均别为6mm,所需焊缝长度为
肢背：
肢尖：
斜杆c与节点板的连接焊缝计算：
N=-291.8KN
肢背：
肢尖：
竖杆cC与节点板连接焊缝计算：
N=53.64KN
因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸h f，焊缝长度>50mm.
下弦杆与节点板连接焊缝计算：
下弦与节点板的连接焊缝承受两节间的杆力差
假设焊脚尺寸,满足构造要求。
肢背：
肢尖：
2.上弦节点B（图）
斜杆Bc与节点板连接焊缝计算，与下弦节点c中Bc杆计算相同。
斜杆Ba与节点板连接焊缝计算，N=-475.79KN
肢背和肢尖焊缝分别采用：h f＝8mm和h f＝6mm
肢背：
肢尖：
为了便于搁置屋面板，上弦节点板的上边缘缩进上弦肢背80mm，上弦角钢与节点板间用槽焊连接.焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。
假定集中荷载P由槽焊缝承受，P＝53.64KN。
上弦肢尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差ΔN＝467.74-0＝467.74KN，
因采用大型屋面板，一次节点板可以伸出屋架上弦，按实际焊缝长度（节点板满焊）
,按下列公式验算：
肢背焊缝：
肢背焊缝：
满足要求
下弦拼接节点i
下弦拼接杆处最大杆力为813.72kN，设焊脚尺寸为8mm，接头一侧需要的焊缝计算长度：拼接角钢的总长度为：
取400mm
下弦与节点板连接焊缝验算，设焊脚尺寸为6mm，则
实际焊缝尺寸为200mm，满足设计要求。
屋脊节点I
上弦拼接处最大杆力,上弦一侧所需焊缝长度,假设h f＝8mm，每一侧边界角钢与上弦所需的焊缝长度
拼接角钢的长度为
上弦与节点板的连接焊缝较长，且屋脊节点的杆件内力差较小，起焊缝可按构造满焊。
支座节点a
1）支座底板计算
支座处屋架反力：
C30混凝土，
铆杆直径取d=25mm，孔径，则
支座底板需要面积：
底板尺寸取250mm350mm=87500
铆栓垫板采用-100mm100mm20mm，孔径，底板实际应力为：节点板，加劲肋将底板分成四块相同的相邻两边支撑板
根据几何关系，可得
查表可得，底板上的最大弯矩为
底板的厚度为
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。
钢结构课程设计计算纸
一、设计资料 温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m，跨度18m。建筑平面图如图1所示。 1.结构形式: 钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10； L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m； 厂房内桥式吊车为1台30t（中级工作制）。 2. 屋架形式及材料: 屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图2所示。屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。 3. 荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.5 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式0.120.011 q L =+计算： 0.318 KN/m2 悬挂管道： 0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：2 7.0m kN / 雪荷载标准值： 0.35KN/m2 积灰荷载标准值： 1.2 KN/m2 厂房平面图
.51507.5 9 内力系数图 二、屋盖支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水 平支撑。 2、下弦横向水平支撑 屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，
钢结构课程设计车间工作平台
目录 一．设计说明 1.本设计为某车间工作平台 2.结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m 3.梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。 永久荷载为：5KN/mm2，可变荷载为：10KN/m2 荷载分项系数：永久荷载，可变荷载 二．计算书正文 第一节平台铺板设计 依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为 6m，次梁计算跨度为3m，次梁与主梁采用平接方式连接。 铺板自重为：*20+*24=m2 铺板承受的荷载标准值为：q k=+10=m2 铺板承受荷载设计值：q=*+10*=m2 第二节平台次梁计算 跨中截面选择 查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm3，素混凝土按24KN/mm3，则 因此取：r q=，r G=; 次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）：1p=*=m 活荷载标准值：p2=10*=12KN/m 次梁跨中最大弯矩设计值：M ax M=ql2/8=*5*5/8=·m
需要的净截面模量为：W=f r x max M =（*215）=225cm3 初步拟定次梁采用工字型I20a ，A=，X W =237cm2，2370x =I cm 4， cm 2.17x x =S I ，自重m 次梁的抗弯强度验算 考虑次梁自重后，跨中截面最大弯矩设计值：M ax M =8 1*[+*10]*5*5=·m nx w x r W M =4 310*237*05.110*51.69-=mm2<215N/mm2（满足） 抗剪强度验算 次梁最大剪力设计值为：5*]2.1*10*0279.0264.16[*2 12ql max +==V = w x max t I S V =τ=13.2410*17210*41.53 =N/mm2 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 中南大学土木工程学院土木工程专业（本科） 《钢结构基本原理》课程设计任务书 题目：钢框架主次梁设计 姓名： 班级： 学号： 一、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（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2010） （4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（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（GB50205-2001） 2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，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），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）， 机械工业出版社，2006 二、设计构件 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值2.02kN mm （单号）、5.02kN mm （双号），其中12班竖向梁跨度取值：学号1~10为8m 、学号11~20为10m ；学号21~为12m ；其中13班水平向梁跨度取值：学号1~10为9m 、学号11~20为11m ；学号21~为13m ；。楼面板为120mm 厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。其中框架柱为焊接H 型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，层高3.5m 。 三、设计内容要求 （1）设计次梁截面CL-1（热轧H 型钢）。 （2）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 （3）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，短梁段长度一般为0.9～ 1.2m 。 （4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。 （5）设高计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用强螺栓连接。 目录 一. 设计说明 (2) 二. 计算书正文 (2) 第一节平台铺板设计 (2) 第二节平台次梁计算 (3) 2.1跨中截面选择 (3) 2.2次梁的抗弯强度验算 (3) 2.3抗剪强度验算 (4) 2.4次梁整体稳定性验算 (4) 第三节平台主梁设计 (5) 3.1内力计算 (5) 3.2局部稳定验算 (7) 3.3抗弯强度验算 (7) 3.4抗剪强度验算 (7) 3.5整体稳定性验算 (8) 3.6刚度验算 (8) 3.7翼缘与腹板的连接焊验算 (8) 第四节平台柱计算 (9) 4.1平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计 (9) 4.2平台柱强度，刚度，整体稳定验算 (10) 4.3局部稳定性验算 (10) 三. ...................................................................... 连接点设计 (11) '?设计说明 1. 本设计为某车间工作平台 2. 结构平面布置图如下，间距4m, 5跨，共20m跨度3m 4跨，共12m 2OT0 400 +00 400 400 43 2000 3. 梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层 永久荷载为：5KN/mm,可变荷载为：10KN/n2 荷载分项系数：永久荷载1.2，可变荷载1.3 二?计算书正文 第一节平台铺板设计 依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为 6m次梁计算跨度为3m次梁与主梁采用平接方式连接 铺板自重为：0.1*20+0.03*24=2.72KN/m 2 铺板承受的荷载标准值为：q k=2.72+10=12.72KN/m2 铺板承受何载设计值：q=1.2*2.72+10*1.3=16.264KN/m 2 第二节平台次梁计算 2.1跨中截面选择 查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm,素混凝土按24KN/mm,则 因此取：r q =1.3，r G=1.2; 次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）： p i =2.72*1.2=3.264KN/m 活荷载标准值：p2 =10*1.2=12KN/m 次梁跨中最大弯矩设计值：Mk x 二ql2/8=16.264*5*5/8=50.825KN ? m 需要的净截面模量为： W=M max=50.825/ (1.05*215 ) =225cn3 r x f 初步拟定次梁采用工字型120a , A=35.5cm2, W X=237CR2, |x 2370cm", 比 17.2cm，自重27.9Kg/m S x 2.2次梁的抗弯强度验算 考虑次梁自重后，跨中截面最大弯矩设计值： i M Max =1*[16.264+0.0279*10]*5*5=51.69KN ? m 8 3 J^= 51.69*10 _ =207.7N/mn2<215N/mr2i (满足) 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。 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 钢屋架设计计算 一、设计资料 屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。 二、屋架布置及几何尺寸 屋架几何尺寸图 屋架计算跨度=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H0=2000mm。 二、支撑布置 三、荷载计算 1、荷载 永久荷载 预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 1500N/m2 =1.5 KN/m2 屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2 防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2 找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2 保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2 支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2 小计∑3.714 KN/m2 可变荷载 活载 700N/m2=0.70 KN/m2 以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 永久荷载设计值：1.2×3.714=4.457kN/m2 可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/m2 2、荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：P=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN （3）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载 全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN 作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载 P4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN 以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。 四、内力计算 按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。 全跨荷载布置图 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） 钢结构平台设计 一. 设计题目 某车间工作平台 二. 设计目的 《钢结构设计原理课程设计》 是土木工程专业学生在学习 《钢结构设计原理》课程后一 个重要的综合实践性教学环节， 目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。 通过基本的设 计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识， 从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。 三. 设计资料 不考虑水平向荷载。柱间支撑按构造设置。 平台上三个有直径1m 检修洞口，位置不限。平 台顶面标高为6m ,平台下净空至少 4m ,梁柱铰接连接。平台平面内不考虑楼梯设置。 2. 参考资料： 1） 钢结构设计教材 2） 钢结构设计规范 3） 建筑结构荷载规范 4） 钢结构设计手册 四. 设计内容 1. 确定结构布置方案及结构布置形式 2. 平台铺板设计 1.某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸为 15*15、活荷载为 2 3 kN/m 。 依题意并经综合比较 平台结构平面布置如图所示 a) c) 主梁 4m 主梁 次梁 次J 梁、 5x 3.6=18 H= (1) 确定有关尺寸 铺板采用有肋铺板，板格尺寸为 1000mm< 1500mm 根据结构要求及荷载作用情况，取铺 板厚6mm 板肋尺寸为 6mm< 60mm (2) 验算铺板的承载力和钢度 ①承载力验算 铺板自重标准值： q = 7850 9.8 6 10 = 0.462kN / m 2 板肋自重标准值： q = 7850 9.8 6 60 10 ^6 = 0.0277 kN / m 计算铺板和钢肋的跨中最大弯矩 板面活荷载标准值：3kN/m 2 计算铺板跨中最大弯矩，铺板按四边简支平 板计算： b/a =1500/1000 = 1.5 ：： 2.0 查表得：亠=0.0812 2 铺板面荷载设计值 q =1.2 0.462 1.4 4.7 54 kN /m 铺板单位宽度最大弯矩为 M x 二-円玄3 =0.0812 4.754 13 =0.386kN ?m 因为b a,所以M x M y ,那么M max 二M x 计算板肋的跨中最大 其中 2弯矩，可按两端只承在平台梁上的简支梁计算加劲肋承受的线荷载, 恒荷载标准值为: 二 0.462 1 0.0277 二 0.4897kN /m 活荷载标准值为: 1 2 1 2 加劲肋的跨中最大弯矩为： M ql 2 (1.2 0.4897 1.4 3) 1.52 =1.347kN ?m 8 8 验算铺板和加劲肋的计算强度 铺板截面的最大应力为 s = 6M 2max 二62。逬 t 2h 62汉10 2 = 64.33MPa ：： f =215N /mm 加劲肋可考虑铺板 30倍厚度的宽度参与截面共同工作，计算截面如图 截面面积 3-2所示。 A =(90 2 6 60 6) 10°=1440mm 2 180汇6:<3+60><6><36 截面形心轴到铺板的距离： y 二180 6 3 60 6 36 = 11.25mm = 0.01125m 180 汉 8 + 60 汉 6 截面对形心轴x 的截面惯性矩： 63 丄 2 L 60 l x =180 180 6 8.25 8 - 12 12 加劲肋截面最大应力为 3 2 5 4 7 4 -8 60 24.7 5 =4.0527 10 mm =4.0527 10 m 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 1 设计资料 梯形屋架，建筑跨度为18m，端部高度为1.99m，跨中高度为2.89m，屋架坡度i=1/10,屋架间距为6m，屋架两端支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土采用 C。屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑（如 20 图1-1所示）。 屋面采用 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（3 r ）的保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm厚水泥砂浆找平kg 350m / 层，屋面雪荷载为2 kN，钢材采用3号钢。 .0m 30 / 2 荷载计算 2.1 永久荷载 预应力钢筋混凝土大型屋面板： 2/68.14.12.1m kN =? 三毡四油防水层及及找平层（20mm ）： 2/912.076.02.1m kN =? 120mm 厚泡沫混凝土保温层： 2/504.042.02.1m kN =? 屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=18m ） 2/32181.12.11.12.1m kg l P w ≈?+=+= 2/384.032.02.1m kN =? 2.2 可变荷载 屋面雪荷载： 2/77.055.04.1m kN =? 2.3 荷载组合 永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为： []kN F 25.3865.177.0)384.0504.0912.068.1(=??++++= 3 内力计算 桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。 表3-1 4 截面选择 4.1 上弦杆截面选择 上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨杆来选择：kN N 266.348max -= 在屋架平面内的计算长度cm l ox 8.150=，屋架平面外的计算长度cm l oy 5.301=。 选用两个不等肢角钢6801002??L ，长肢水平。 截面几何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mm ）： 2274.21cm A = cm i cm i y x 61.4,40.2== 1508.6240 .28 .150<=== x ox x i l λ 7922.0=x ? 1504.6561 .48 .150<== = y oy y i l λ 778.0=y ? 截面验算： 22min /215/4.2104 .2127778.0348266 mm N f mm N A N =<=?= ? 大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。 4.2 下弦杆截面选择 下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-O 杆来选择：kN N 578.354max += 在屋架平面内的计算长度：cm l ox 300=，屋架平面外的计算长度：cm l oy 300=。 所需截面面积为：24.1649215 354578 mm f N A n == 选择两个不等肢角钢656902??∠，长肢水平。 截面几何特点：22494.16114.17cm cm A >= 一、课程设计（论文）的内容 通过某工业厂房钢屋架的设计，培养学生综合运用所学的理论知识和专业技能，解决钢结构设计实际问题的能力。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，遵照国家设计规范要求和规定，按进度独立完成设计计算，并绘制钢屋架施工图。 具体内容包括：进行屋架支撑布置，并画出屋架结构及支撑的布置图；进行荷载计算、内力计算及内力组合，设计各杆件截面；对钢屋架的各个节点进行设计并验算一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点；绘制钢屋架运送单元的施工图，包括桁架简图及材料表等。 二、课程设计（论文）的要求与数据 1、课程设计（论文）的要求 学生的课程设计资料包括封面（按学校统一规定格式打印）、课程设计（论文）任务书、正文及按规定要求折叠的工程图纸，应按以上排序装订后提交。 学生应掌握课程的基本理论，基本知识扎实，概念清楚，设计计算正确，结构设计合理，设计说明书撰写规范，绘图符合标准，工程图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求。 2、课程设计数据 (1) 结构形式 某厂房跨度为18m ，总长72m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面450×450，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制）。 (2) 屋架形式及选材 屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：学号尾数为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型；学号尾数为双号的同学用345Q 钢，焊条为 50E 型。 (3) 荷载标准值（水平投影面计） ① 永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2 保温层 0.7 KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2 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 建筑钢结构课程设计 专业班级 学号 姓名 指导老师 完成时间 1 设计基本资料 1.1设计题目：**集团轻钢结构设计 1.2建设地点：武汉市 1.3工程概况 **集团轻钢结构房屋工程的具体要求如下： 1）长度为122.4m ，跨度24m ，柱网为5.1m ，檐口高度为8m ，屋面坡度为1/12，屋面材料为单层彩板或夹芯板，墙面材料单层彩板或夹芯板，天沟为彩板天沟或钢板天沟。 2）荷载：静荷载当有吊顶时为0.45 kN/m 2；活荷载为0.3 kN/m 2（计算刚架时）、0.5 kN/m 2（计算檩条时）；基本风压0.35 kN/m 2，地面粗糙度为B 类；雪荷载为0.5 kN/m 2；地震设防烈度为6度。 1.4设计原始资料 1）材料规格 钢材：门式刚架采用Q345-B 钢，楼面梁、屋面檩条、墙架、檩条采用Q235-B 螺栓：采用扭剪型高强度螺栓10.9级,普通螺栓采用六角头螺栓（C 级）； 焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO 2气保护焊； 基础混凝土C20，垫层混凝土 C10； 钢筋：直径12mm ?≥为Ⅱ级钢筋，直径10mm ?≤为Ⅰ级钢筋。 2）地震设防烈度6度； 1.5建设规模以及标准 建筑规模：建筑面积约212024m ?，为单层钢结构建筑。 1.6设计依据 建筑结构荷载规范（GB50009—2001） 钢结构设计规范（GB50017—2003） 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102: 2002 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018—2002） 建筑制图标准（GBJ104—87） 2 建筑设计 2.1建筑设计指导思想 1）设计满足生产工艺的要求，这是对设计的基本要求。 2）应创造良好的操作环境，有利于保证工人健康和提高劳动生产率。 3）应满足有关技术要求： (1) 厂房应具有必要的坚固耐久性能，使在外力、温湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下可以确保安全； (2) 厂房建筑应具有一定的灵活应变能力，在满足当前使用的基础上，适当考虑到以后设备更新和工艺改革的需要，使远近期结合，提高通用性，并为以后的厂房改造和扩建提供条件； (3) 设计厂房时应遵守国家颁布的有关技术规范与规程。 4）设计要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益，三者间不可偏废。 5）工业建筑在适用、安全、经济的前提下，把建筑美与环境美列为设计的重要内容，美化室内外环境，创造良好的工作条件。 2.2建筑布置 考虑工艺、结构和经济三方面要求，按照设计规范，厂房可不设置伸缩缝。 2.3构造简要说明 1）屋面及墙面构造 屋面板和墙面板采用75mm厚岩棉夹芯彩板，在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。屋面的坡度为1：12的双坡屋面，采用内天沟有组织排水。 2）地面构造 厂房的地面用素土夯实后铺80厚C10混凝土，然后用20厚1：2水泥砂浆抹面。室内地坪标高为0.000，室外地坪为-0.3m，进厂房门的室内外做成斜坡。 3）刚架防锈处理 用各色硼钡酚醛防锈漆F53-9打底，在选用各色醇酸磁漆C04-42作面漆。 3 结构设计计算书钢结构课程设计计算书
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钢结构课程设计普通钢屋架设计(18m梯形屋架)
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