《钢结构设计》课程实践任务书
单层门式刚架厂房结构计算与设计
班级：学号：姓名：指导老师：
一、课程设计的目的
本课程设计土木工程专业建筑工程课群组学生的必修课程，属于专业课。
本课程教学目的是在完成了《钢结构基本原理》和《钢结构设计》两门主课相关内容的学习后，通过一座单层门式刚架厂房结构的设计实践，全面掌握钢结构选型、柱网布置、荷载计算、结构分析、构件和节点设计、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的认识，提高对所学知识的综合运用能力。
二、课程设计的要求
1．熟悉钢结构设计规范、荷载规范、薄壁型钢结构设计规程的相关条文；
2．运用结构力学方法分析和求解结构；
3．掌握钢结构设计的施工图表达方法；
4．掌握计算书的书写格式和制图标准；
计算书应计算正确，条理清楚，书写端正；施工图纸绘制应选择适当的图幅和比例，线型和符号应规范准确，图纸目录和序号完整；图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2011）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2011）》的要求。
5．按时独立完成设计任务要求的全部工作。
三．课程设计任务布置
（一）课程设计内容
1．柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）；
2．单层门式刚架选型；变截面柱双跨双坡门式刚架
3．确定梁、柱截面形式，并初估截面尺寸；
4．梁、柱几何尺寸计算及梁、柱计算长度确定；
5．荷载取值和荷载计算；
6．用PKPM软件计算各工况下的内力；
7．荷载组合和内力组合；
8．构件及连接节点(梁柱连接节点、屋面梁拼接节点)设计；
9．绘制施工图。
（二）设计资料：
1. 车间柱网布置：
A. 长度：90m
柱距分别为：7.5m
B.
C.
2.
3. 屋面材料：夹芯板
4. 墙面材料：夹芯板
5. 檩条墙梁：薄壁卷边C型钢
6. 荷载
①. 静载（永久荷载）
②. 活载（可变荷载）
③. 风载：基本风压（0.3KN/m2），地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图。
④. 雪载： 0.25kN/m2
⑤. 地震荷载：抗震设防烈度为8度，设计基本加速度值0.3g，场地为二类。
7. 材质：钢材采用Q235钢，焊条E43型
（三）．课程设计应完成的文件和图纸
1. 结构设计计算书
2. 门式刚架施工图
a. 结构平面布置图、立面图
b. 结构详图
c. 结构设计说明
d. 材料表
四. 成绩考核与评定方法
1、考核方式：课程设计期间的出勤情况及表现，计算书，施工图纸。
2、成绩构成：考勤及表现占30%，计算书占40%，图纸占30%。
课程设计的成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。参考标准如下：
1、优秀
①工作努力，遵守纪律，表现好。
②能按时优异地完成设计任务，能熟练地运用所学理论和专业知识，在某些方面有独特的见
解。
③计算、设计概念清楚，图面表达清晰，书写工整，图纸齐全，符合要求。
2、良好
①工作努力，遵守纪律，表现较好。
②能按时独立完成设计任务，较熟练地运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析和解
决问题的能力。
③计算、设计概念清楚，图面表达较清晰，书写工整，图纸齐全，符合要求。
3、中等
①工作努力，遵守纪律，表现一般。
②基本能按时独立完成设计任务，综合分析和解决问题的能力一般。
③计算、设计概念较清楚，图面表达较清晰，书写工整，图纸较齐全，符合要求。
4、及格
①工作态度及表现一般。
②勉强完成设计任务，基本达到要求，综合分析和解决问题的能力较差。
③计算、设计概念基本清楚，书写工整，图纸基本齐全，基本符合要求。
5、不及格
①工作不努力，表现较差。
②未能达到规定的基本要求，设计中有原则性错误。
③计算、设计概念不清，图纸不齐全或不符合要求。
1、考核方式：课程设计期间的出勤情况及表现，计算书，施工图纸
2、成绩构成：考勤及表现占30%，计算书占40%，图纸占30%。
五．参考资料
《钢结构》戴国欣武汉理工大学出版社 2012
《钢结构设计》王燕中国建筑工业出版社 2009
《房屋建筑钢结构设计》陈绍藩中国建筑工业出版社 2007
《钢结构》曹平周等主编中国电力出版社 2008
《钢结构设计原理》沈祖炎等主编同济大学出版社 2005
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中国计划出版社
《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社
指导老师：包恩和张研周月娥
课 程 设 计 专业： 土木工程（本科） 学号： 姓名： 杨树国 日期： 2008年4月16日 一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。 2、钢筋混凝土结构设计手册。 二、计算简图的确定 计算上柱高及全柱高： 室外地坪为-0.15m ，基础梁高0.6m ，高出地面 m ，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m 。 根据设计资料得： 上柱高u H =吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离 =900+200+2734+166=4000=4m 全柱高H =轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高 =++4+= 故下柱高u l H H H -==6.35m 上柱与全柱高的比值 386.035 .100 .4===H H u λ 柱截面尺寸：
因电车工作级别为5A ，故根据书表（A ）的参考数据， 上柱采用矩形截面 A 、C 列柱：mm mm h b 500500?=? B 列柱：mm mm h b 700500?=? 下柱选用Ⅰ型 A 、C 列柱：mm mm mm h h b f 2001200500??=?? B 列柱：mm mm mm h h b f 2001600500??=?? （其余尺寸见图），根据书表关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度 A 、C 列柱： mm b mm H l 50025425 6350 25=<==（符合） B 列柱： mm b mm H l 50025425 635025=<==（符合） 对于下柱截面高度： A 、C 及 B 列柱皆有： mm h mm H l 120052912 6350 12=<==（符合） 上、下柱截面惯性及其比值 排架A 、C 列柱 上柱 49310208.5500500121 mm I u ?=??= 下柱 33800200121 21200500121???-??=l I +]502002 1 )27005032(50200361[423???+?+???41010067.7mm ?= 比值：074.010067.710208.510 9 =??==l u I I η 排架B 列柱 上柱 410310429.1700500121 mm I u ?=??= 下柱 33120020012 1 21600500121???-??=l I
钢结构工业厂房设计计 算书 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
钢结构工业厂房设计 计算书 单层工业厂房设计计算书 一、设计概况 单层工业厂房，长60米，宽30米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。 二、设计条件 1.设计使用年限：50年 2.自然条件 （1）地理位置：兰州市某郊区 （2）环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件 3.荷载条件 ①结构自重（Q235）：容重7.698×10-5N/mm3 ②静力荷载（雪荷载）：50年一遇最大雪荷载0.15kN/m2 ③动力荷载（吊车）：起重最大量10吨 4.材料 （1）Q235碳素结构钢 （2）①热轧普通槽钢（格构式柱） ②冷弯薄壁方钢管（横梁、檩条） ③热轧普通工字钢（吊车梁） ④热轧普通H型钢（吊车轨道） ⑤钢板（缀板）
⑥压型钢板（屋面） 4.安装条件：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊接。 二、结构尺寸 ①模型透视图 ①俯视图 长宽A×B=60m×30m ②左视图 柱高H=5.5m 单跨宽度b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m 桁架屋盖高h'=2m ③正视图 单跨长度a=60m/8=7.5m 吊车轨道支柱距离a'=60m/12=5m 三、内力计算及构件设计 1.格构式轴心受压柱设计 由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN ①对实轴计算，选择截面尺寸 假定λ y =50,按Q235钢b类截面查表得：ψ=0.856，f=215N/mm2 所需截面面积： A=N/(ψf)=50000/(0.856×215)N/cm2=2.7cm2 回转半径： i y =l oy /λ y =500cm/50=10cm 查表试选： 2[25a A=2×34.91=69.82cm2，i y =9.81cm，i 1 =2.42cm,Z =2.07cm,I 1 =175.9cm4 验算绕实轴稳定：λ y =l oy /i y =500cm/9.81cm=50.97<[λ]=150,满足要求 查表得：ψ=0.852(b类截面)
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基 础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中 的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。
偏心荷载下由恒荷载起控制作用的荷载效应的基本组合时 0,max 6(91.80116.86)60.741.351 1.35149.29124k j F e p kPa lb l +?????=?+=?+= ? ??? ?? max ,j p ——基底净反力设计值的最大值； 0e ——净偏心距，0154.920.7491.8116.86 k k M e F ===+ 此时0280024501700c a h mm l +=+?=<，0252024501420c b h mm b +=+?=< 所以，[]2(0.520.452)3(20.40.45)2 2.54l A m =+?+?--÷= 冲切力为：,max 49.29 2.54125.20l j l F p A kN ==?=
一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风
钢结构课程设计2016/3/20 目录 一、设计资料????????????????（1） 二、结构形式与布置?????????????（1） 三、荷载计算????????????????（2） 四、内力计算????????????????（2） 五、杆件设计????????????????（3） 六、节点设计????????????????（8）参考文献???????????????????（12）
钢屋架设计 一．设计资料 人字形屋架跨度19.8 m，屋架间距6 m，铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm ×400 mm，混凝土强度等级为C 25。厂房长度51.45。屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条的水平间距为6 m，屋面积灰核载0.91kN/m2,.屋面离地面高度15 m，雪荷载为0.1 kN/m2。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型。 二．结构形式与布置 屋架计算跨度L0=L-400=19400mm，端部及中部高度均取做2500 mm。屋架杆件几何长度及支撑布置如下图所示：
三．荷载计算 1．永久荷载（水平投影面） 压型钢板0.15×101/10=0.151 kN/m2 檩条0.1 kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011×36=0.516 kN/m2 合计0.767 kN/m2 2．因屋架受荷水平投影面积超过60 m2，故屋面均布活荷载为0.30 kN/ m2大于雪荷载，顾不考虑雪荷载。 3．风荷载：风荷载高度变化系数为1.14，屋面迎风面的体形系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为 迎风面：ω1=-1.4×0.6×1.14×0.55=-0.52668 kN/m2 背风面：ω2=-1.4×0.5×1.14×0.55=-0.4389 kN/m2ω1和ω2垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比依然控制在350以内。 4．上弦节点集中荷载的设计值按可变荷载效应控制点组合为： Q=（1.2×0.767+1.4×0.3）×6×6=48.2544 kN · 四．内力计算 跨度中央每侧各两根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。 因杆件较少，以数解法（节点法）求出各杆件的内力（见图1）。
单层钢结构厂房-－基础设计 （一）刚架柱下独立基础设计1.地基承载力特征值和基础材料 本工程地质情况如下： ±0.000ｍ~－0．６m，回填土含腐殖质,γ＝1６ＫN/ｍ3，fak=80KN／m2，E=300N／ｍm2; -0.６m~-２.7０ｍ,一般亚粘土,γ=2０KN/m3,fak=230KN/m2,E=500N/mm2; -2.７0ｍ以下为风化混合土， fak=30０KN/m2,E=600~1００0Ｎ／mｍ2; 地下水位位于-５.0ｍ处。 综合考虑建筑物的用途、基础的型式、荷载大小、工程地质及水文地质条件等，持力层考虑为一般亚粘土层，ｆak=２30KＮ/m2,基础的埋置深度取１.0m。 假定基础宽度小于３m，按《建筑地基基础设计规范》(ＧB５０007-２002)式5.2．４修正ｆak： ｆa=fak+ηbγ(b-3）+ηｄγｍ（d－0.５) =230+1．６×[(16×0.6+2０×0.4)/1.0]×(１.0-0.5) =244．1KＮ/m2 基础采用C２0混凝土,fｃ＝9．6 N/ｍm２，ft=１.10Ｎ／mm2 钢筋采用HPＢ235,fy=2１0Ｎ/ｍm2，钢筋的混凝土保护层厚度为4０mm;垫层采用Ｃ1０混凝土,厚10０mｍ。 2．基础底面内力及基础底面积计算 柱底截面采用荷载基本组合时的内力设计值： Ｎ=１02.82KN，V=32.21KＮ,M＝0 相应的荷载效应标准组合时的内力值为: Ｎｋ=８1.18KN，Vk＝25.06KN,Mｋ=0
采用锥形基础，假定基础高度H0=4０0ｍm， 按(1.1~1.４)Ａ０估计偏心受压基础的底面积A: A=(1．1～1．4)×0.36＝0．40～0.50m2 取A=bl=1.5×１.0m＝1.5m2,W=0.３75m3,基础的形状、尺寸及布置如图。Gｋ=24×（１．５×1.0×0．４)＋16×（1．5×1.０×0.6） =28.８0KN 则作用在基础底面的相应荷载效应标准值组合的内力值为: Nk＝81.18+28.80=1０9.９８KＮ Mk=25.０6×１.0=25.06KＮ·m 基础底面压力验算:
钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书 班级： 学号： 组别： 姓名： 一、题目 某厂房总长度60m ，跨度根据不同的组别从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m 。 1.结构形式:钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，梯形屋面坡度i=L/10（ L 为屋架跨度），三角形屋架坡度1:3。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），锻锤为2台5t 。 2. 屋架形式及荷载:屋架跨度 m(根据分组按附表取)、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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：1）Q235钢，焊条为E43型，无檩体系，梯形钢屋架，；2）Q345钢，焊条为E50型，有檩体系，梯形钢屋架；3）Q235钢，焊条为E43型，有檩体系，三角形屋架。 有檩体系的同学要求选择檩条型号及计算。 3.屋盖结构及荷载 （1）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2/m kN 为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.72/m kN ，雪荷载的基本雪压标准 值为S 0=0.352/m kN ，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载 2/m kN (根据分组按附表取)。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.42/m kN 水泥砂浆找平层 0.42/m kN 保温层 2/m kN (按附表取) 一毡二油隔气层 0.052/m kN 水泥砂浆找平层 0.32/m kN 预应力混凝土屋面板 1.452/m kN （2）有檩体系：采用冷弯薄壁型钢檩条，彩色夹芯板作屋面板。 荷 载：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2/m kN 为单位；基本风压为0.50 2/m kN ，雪荷载为0.3 2/m kN ； 二、设计内容
《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定 由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度 l H、上柱高度Hu分别为： H=12.4m+0.5m=12.9m， l H=8.6m+0.5m=9.1m Hu=12.9m－9.1m=3.8m 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。 表1 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数柱号截面尺寸 /mm 面积 /mm2 惯性矩 /mm4 自重 /(KN/ m) A , B 上柱矩400×400 1.6×10521.3×108 4.0 下柱I400×900×100×150 1.875×105195.38×108 4.69 本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。
1.2 荷载计算 1.2.1 恒载 (1).屋盖恒载： 两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2 一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2 天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为： G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值： G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ， 夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2 计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1' 0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。 三、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载，在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 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 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为 迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN 背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN 对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取1.0），由此可见，风吸力较小）而且 在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
钢结构（二） 门式刚架轻型钢结构设计 任务书 广东石油化工学院建筑工程学院土木系 2014年12月3日
《门式刚架轻型钢结构设计》任务书 一、设计资料： 某无吊车厂房，设计使用年限50年。拟采用单跨双坡对称门式刚架，跨度为L，柱高为H，斜梁坡度为i，见图1。门式刚架柱距为l，共计11榀。每个学生对应的门式刚架几何参数见附表A 和附表B。由于使用需要，在厂房每道纵向墙上，布置2道宽门。建筑平面、立面设计见附图。 刚架梁、柱采用H型变截面，翼缘沿长度或者高度方向不变化，腹板沿长度或者高度方向成线性变化，梁腹板在s处拼接并改变截面。 屋面及墙板的自重为q。檩条为薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。钢材采用Q235钢，焊条为E43型。基础采用C20混凝土。 设计荷载如下： 1.屋面板自重（包含保温层等）标准值：0.30kN/m2 2.墙板自重（包含保温层等）标准值：0.25kN/m2 3.檩条、拉条和支撑自重标准值：0.10kN/m2 4.屋面门式刚架自重标准值：0.11+0.01L (kN/m2) (L为屋架跨度，单位米) 5.屋面活荷载标准值：0.3kN/m2（计算刚架），0.5 kN/m2 (计算檩条和屋面板) 6.不考虑积灰荷载和雪荷载 7.基本风压：每个学生对应的w0见附表A和附表B；地面粗糙度类别为B类，刚架 采用封闭式. 图1 门式刚架示意图 二、设计内容： 1、门式刚架钢结构的设计与计算（设计说明书，采用统一的设计说明书用纸，手写，有封面） （1）刚架梁、柱截面选取； （2）刚架的荷载及荷载组合； （3）刚架的内力及强度、稳定计算； （4）刚架主要节点的构造与计算，包括梁、柱节点、拼接节点、柱脚。 （5）檩条的截面选取及内力、强度和稳定计算 2、门式主刚架钢结构施工图绘制（A3图纸，机绘打印）
第2章、单层工业厂房设计计算书 2.1设计条件 1.金加工车间跨度21m ，总长60 m ，柱距6 m 。 2.车间设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高9 m 。 3.建筑地点：市郊区。 4.车间所在场地：低坪下0.8 m 为填土，填土下4 m 为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m ，地下水位-4.05 m ，无腐蚀。 基本风压W=0.45KN/ m 2，基本雪压S=0.40KN/m 2。 5.厂房中标准构件选用情况： （1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在）标准值1,4KN/m 2，屋面板上做二毡三油，标准值为20.35/kN m 。 （2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。 （3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值91KN 每榀。 （4）.吊车梁采用G425标准图集中的先发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值45KN/根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。 （5）材料： A.柱：混凝土C30 B.基础.混凝土C30 C.钢筋.Ⅱ级。 2.2结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表： 表2.1主要承重构件选型表
一、设计资料 1.1厂房信息 该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。 1.2材料 刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B，焊条E43型。 1.3屋面及墙面材料 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。 1.4自然条件 抗震设防烈度为6度（不考虑地震作用）。地面粗糙度系数按C类。 二、结构布置 该厂房跨度12m，柱距6m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6.3×（8-1）=44.1m,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。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置檩条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高柱距，因此柱间支撑不用分层布置。 结构布置图见附录 2.1截面尺寸确定 （1）焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mm为模数；截面宽度b以5mm 可取4mm、5mm、6mm，大于为模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度t w 6mm以2mm为模数；翼缘厚度t≥6mm，以2mm为模数，且大于腹板厚度。 （2）工字型截面的高厚比（h/b）：通常取h/b=2～5；梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b≤6.5。 （3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40～1/30，即300mm～400mm。综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300×300×10×15
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。 持力层承载力特征值 k 150 150 1.020(20.5)180 a a f kPa f kPa = =+??-= 假定基础梁尺寸为800×300，则基础梁传给独立基础的集中荷载标准值为 0.80.3247.518 1.50.247.591.80KN ???+???=，设计值为91.8 1.2110.16KN ?=。基础受力如下图所示：
钢结构原理与设计课程设计任务书 一、题目：普通梯形钢屋架设计 二、设计资料（由老师分组确定） 某厂房总长度90M，跨度根据不同班级及学号从附表1中取，纵向柱距6m。 1.结构形式:梯形钢屋架。屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，二类场地。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。 2. 屋架形式及荷载: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）如附图所示。 3.屋盖结构及荷载 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屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值值根据不同学号按附表取。施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载取0.6 KN/m2。 ③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（根据学号按附表取) 一毡二油隔气层0.05KN/m2 水泥砂浆找平层0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板1.45KN/m2 三、设计内容 1．课程设计计算书 包括如下内容的全部设计和计算过程：
①屋盖支撑、檩条布置的示意图 ②设计荷载统计 ③檩条设计及验算过程 ④屋架杆件几何尺寸、内力的计算过程及结果 ⑤屋架杆件截面计算过程及结果,屋架节点计算过程及结果 2．钢屋架施工详图 绘制2#施工图，屋架轴线比例1：20或1：30，相应构件比例为1：10或1：15，内容包括： ①屋架简图，左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。 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。 ⑥说明 四、设计要求 1.计算书须按规范要求完成，插图应用按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合，表明表、图号；要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。 2.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；绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。施工图1～2张（2号）。 要求图面清楚整洁，线条粗细分明，尺寸及标注齐全，符号及比例正确，构造合理，能表达设计意图，符合国家制图标准并与计算书一致。 3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请学生按附表2将自己的取值填入设计任务书中。
毕业设计说明书（毕业论文） 毕业设计（论文）题目 专业：土木工程专业 学生：赵鹏 指导教师：王羡农 河北工程大学土木工程学院 2013年05月29日
摘要 本设计工程为邯郸地区一67.5米双跨钢结构。主要依据《钢结构设计规范})GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS 102:2002等国家规范，综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途，依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则，对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较，最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料相配套的轻型钢结构框架体系己广泛应用于建筑结构中，本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平而内外的稳定性;梁柱均采用Q235钢，10. 9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条，柱脚刚性连接，梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。 关键词:轻型钢结构门式钢架内力分析双层彩色聚苯乙烯夹芯板节点
Abstract This project in handan area is a 67.5m double-span steel structure. The project designed strictly complies with the relavant stipulations of the "CODE FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES (GF50017-2003)" and "TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT WEIGHT BUILDINGS WITH GABLED FRAMES (CECS 102:2002)", and some others. Synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as" applying, economy, under the possible term attention beautifully", Connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. The beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction Simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialisation, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and calumniation. Next, checking computatians of stability calculatian of the plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235-B.F steel. Rod for manual welding usually adopts E43..Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the Bauble-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analysed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind land, and the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod jpints. Keywords:Lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; The double-decked colored polystyrene clamps the circuit board;joint
1．目的 (4) 2．范围 (4) 3．适用范围 (4) 4．参考文件 (4) 5．定义 (4) 6．工程概况 (5) 7．先决条件 (5) 8．施工方法及技术要求 (5) 9．施工焊接技术要求 (11) 10．安全措施 (13) 11．人力计划 (15) 12．主要施工机具及设备 (15) 13．质量控制点设定 (16) 1 ．目的 本方案旨在对钢结构工程的施工进行规范化。用于所有钢结构工程的施工。 2 ．范围 此方案对嘉里粮油新精炼钢结构厂房工程的施工及相关质量活动进行了描述和规范。 3 ．适用范围 适用于施工班组及质检部门的钢结构制作、安装工作及相应质量检验活动。 4 ．参考文件 GB 50205-2001 《钢结构工程施工及验收规范》 JGJ82-91 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 GBJ17-88 《钢结构设计规范》
《涂装前钢材表面等级和除锈等级》 T3632-95 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》 钢结构施工图结施 -01 JBJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》 GB11345 《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》 有关施工图，招标文件及补充文件 5 ．定义 构件 由零件或由零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等。 环境温度 指制作或安装现场的温度。 空间刚度单元 由构件构成的基本的稳定空间体系。 6. 工程概况 xxxxxxxxx厂钢结构厂房，所用钢材材质 Q235B ，主体结构板材厚度为δ = 4~24 ㎜，钢柱底板最大厚度达 56 ㎜。该钢结构的主要特点是：多节柱多层重型钢结构；连接采用扭剪形高强度螺栓连接；一、二、三节柱由标准 H 型钢及非标焊接 H 型钢组合而成；梁及支撑是 H 型钢和槽钢；结构主体构件在钢结构生产厂家厂内预制完成，现场组立安装，总工程量约 900 吨。计划有效工期 70 天。 7. 先决条件 施工所需图纸及技术资料已经齐备 , 图纸已会审并澄清。 钢结构应具有完整的合格质量证明书及所采用钢材的质量证明书，并符合设计要求。 主要钢结构件在出厂前已进行预装，并经相关部门检验合格。 所有施焊人员已取得上岗资格证，并符合规范要求的相关合格项目。 所用测量器具已检定合格并在有效期内。
——×××钢结构单层工业厂房设计 学生姓名学号 指导教师高福聚 系（中心）土木工程系 专业土木工程年级2007级 论文答辩日期年月日 中国海洋大学青岛学院 土木工程系 2010-12-21
毕业设计任务书 ——×××钢结构单层工业厂房设计 一、毕业设计的性质和目的 毕业设计是学生在系统学完全部规定课程后，是大学生踏入社会前将所学知识系统应用到实际工程中的锻炼机会，是毕业生必须要进行的一项重要的实践性环节。通过毕业实习对有关在建或已建的同类建筑物的学习、参观、考察，较全面直观地了解和掌握了有关办公建筑的基本设计内容、功能布局、概况、一般设计要求，办公建筑常用结构的基本形式、受力特点、结构构件的基本尺寸、计算方法，建筑施工技术、组织和管理，实习期间也熟知了有关建筑、结构、施工方面的规范，如何切合实际地将这些资料应用到工程实践中是毕业设计的主要目的。 二、毕业设计题目 青岛×××工业厂房结构形式为门式刚架轻型钢结构房屋，用作仓储（或机械加工），结构形式为门式刚架轻型钢结构房屋。 三、设计资料 1、建筑环境和规划 某工业园位于青岛市黄岛区红石崖镇昆仑山路西侧，王黄路南侧，占地14.55公顷，用地性质为工业用地。地块内有一条输油管线和一条供水管线，大致将用地划分为两块。用地北侧作为办公和生活用地，南侧为生产和仓储用地，西北角作为发展备用地。 办公区位于用地的东北角，设置一座主体5层的集办公、研发、销售为一体的综合楼，南侧布置一个小型广场和停车场，方便办公及来访。 生活区布置宿舍楼和一栋单元式公寓以及食堂，宿舍包括男、女单身公寓，可以根据生产的发展需要进行分期建设。在宿舍楼附近空地可布置篮球场等体育设施，丰富住厂职工的业余生活。 生产和仓储区根据甲方的实际生产需要布置8个厂房和四个仓库区。其中一个厂房设置两层，将密闭卫生要求较高的调料车间放置2层。将仓库区放置用地西侧，既可以单独成立一个区，减少外来进出货对生产区的影响，又将生产和仓储紧密联系在一起，方便实
基于大跨度单层厂房钢结构设计 摘要: 随着社会经济的迅速发展，钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用，也得到广泛的应用。下文就某单层厂房钢结构设计，探讨了大跨度单层厂房钢结构在中柱抽柱时的一些想法。 关键词: 结构耐久性；结构体系；轻型钢结构屋面 1 工程概况 单层厂房采用的结构形式，随着吊车起重量、厂房跨度．高度及屋面材料材质的不同，主要采用钢筋混凝土结构和钢结构体系两种。当吊车起重量超过20t，跨度大于36m。屋面采用双层彩钢板时，则—般采用实腹式工字形钢梁、钢柱的全钢结构。这种厂房自重轻，跨度大，施工周期短。 某单层联合厂房由2个连续的40m跨组成．厂房总高21m，南北向长80m，东西向长210m，柱距7.5m；设单层吊车。吊车轨顶标高15.00m。每跨均设2台A5级100t桥式吊车。工程总建筑面积1.68×104m2。该项目是“十五”期间国家新型建筑材料实验急需的重点项目。上部主体结构采用全钢结构；屋面采用双面镀锌彩钢板；墙面围护采用双层镀锌彩钢板。 2 荷载和作用 结构耐久性设计年限为50a，安全等级为二级，结构重要性系数为1.0。抗震设防烈度为6度，谢寸地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g。场地土类别为Ⅱ类。水平地震影响系数最大值取0.04；建筑结构阻尼比取0.05；特征周期为0.35s。50a—遇的基本风压ωo=0.35kN／m2，地面粗糙度为B类。根据50a—遇的基本雪压ωs=0.40kN／m2，屋面活荷载取值为0.5kN／m2。 3 结构体系选型 根据厂房工艺要求，屋面采用双面镀锌彩钢板。结构体系有(1)预制钢筋混凝土柱，轻型屋面梯形钢屋架和(2)钢梁钢柱两种体系可选择。按照当前市场实际情况，预制构件加工时间长、运输不方便，自重较大、吊装不方便等情况。采用钢梁钢柱的全钢结构体系。钢柱部分。由于柱距边柱采用7.5m，中柱为15m，排架柱分二段，下段柱采用格构式钢柱，上段柱采用实腹式工字形钢柱。吊车粱采用实腹式工字形钢吊车梁，并没制动体系。边歹|胜吊车梁距辅助粱(热轧H型钢)中心线较小，制动体系为吊车梁上翼缘、制动板和辅助梁组成。中列柱吊车梁制动依系为相邻吊车梁上缘和上弦制动板和下层水平支撑及中间二遭垂直支撑组成的制动体系。 按委托方要求，屋面采用双面镀锌彩钢板．鉴于屋面板自重较小，约为25kg；