钢结构课程设计报告

设计资料：

北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。厂房长度为72m ，跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m。车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5m*6m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.3kN/m2，屋面活荷载0.3kN/m2，雪荷载为0.4kN/m2，风荷载为0.45kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm*400mm，混凝土标号为C20。要求设计钢屋架并绘制施工图。

一、钢材及焊条

1、钢材选用

（1）结构的重要性

对于重型工业建筑结构、大跨度结构、高层或超高层民用建筑结构和重级工作制吊车梁等都是重要的一级结构。

（2）荷载的性质

结构构件承受的为静力荷载

（3）连接方法

为焊接类型，结构不可避免地会产生残余应力、残余变形及各种焊接缺陷，有导致结构产生裂纹或脆性断裂的危险。

（4）工作环境

计算温度高于-20℃。

综上：

结构构件承受的为静力荷载在﹥-20℃，焊接结构，选择Q235B 2、 焊条选用

对Q235B 型钢焊件用E43系列型焊条。 二、 钢屋架的外形和几何尺寸 1、 屋架外形 选用梯形屋架、平行弦 2、 几何尺寸

（1） 屋架计算跨度=?-=15020l l 27000-2*150=26700mm （2） 屋架的高跨比H/l 应在经济范围内，选择i =1/10。 （3） 腹杆体系采用节间为3m 的人字形式 （4） 屋架跨中起拱取f ≈l/500 27m 轴线处两端高度'0h 取

1990mm,则屋架

26.7m 处，两端高度取0

00h h l l

?'==

2012.36

m 。屋架跨中起拱高度f 按l/500考虑，取53.4mm 。 三、 屋架的支撑布置

图表1 屋架单跨尺寸

图表2

图表3 屋架上弦支撑构件

图表 4 屋架下弦支撑构件

四、 荷载计算

屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的雪荷载与积灰荷载同时考虑。则活荷载0.4kN/m 2进行计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式

2/)011.012.0(g m kN l k +=计算，跨度单位为米（m ）。

荷载计算表

标准值

（kN/m^2)

设计值（kN/m^2)

荷载名称

原值

*1.2

*1.35

*1.4 *1.4*0.7

预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.68 1.89 三毡四油防水层 0.4 0.48 0.54 找平层

0.4 0.48 0.54 泡沫混凝土保温层

0.1

0.12

0.135

因为，3.85444+0.98<4.338495+0.812，所以永久荷载起到控制作用，则设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合。

1、全跨永久荷载+全跨可变荷载

.0

812

F46.35446kN

)

.4(

338

+

=

?

?

=6

5.1

2、全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：

39.04646kN

338

F

5.1

.4

=6

?

=

?

1

半跨节点可变荷载：

812

5.1

F7.308kN

.0

?

=

?

=6

2

3、全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载

全跨节点屋架自重：

558

5.1

.0

F 5.026455kN

=

=6

?

?

3

半跨节点屋面板自重及活荷载

.0

392

)

89

.1(

F20.538kN

+

=

5.1

?

?

=6

4

五、内力计算

图表5 各杆编号图

图表6 全跨内力图

图表7 左跨内力图

图表8 右跨内力图根据sap84计算屋架构件内力组合表如下：

六、杆件设计

1、 上弦杆GH/HI/IJ

整个上弦杆采用等截面，按GH/HI/IJ 杆件的最大设计内力设计，即

=N -888.61kN

上弦杆长度：在屋架平面内，为节间轴线长度，即

cm l l x 8.15000==

在屋架平面外：本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起刚性系杆作用，根据支持布置和内力变化情况，取y l 0为支撑点间的距离，即

cm l l x y 4.452300=?=

根据腹杆的最大内力=aB N -463.54kN ，查表 2.8得屋架节点板厚度为

=t 12mm 。屋架支座厚度=t 14mm 。

假定=λ60，=?0.807

f N A ?=

?=

）（215875.0888610

?=4723.5mm 2

=

=

λ

x

x l i 0 2.513cm =

=

λ

oy

y l i 7.54cm

选用121006012L ??短肢相并，

A=60.2cm 2,x i =2.82cm,y i

=8.76cm 验算，

x

x

x i l 0=λ=150.8/2.82=53.48<[λ]=150,

y

y y i l 0=

λ=452.4/8.76=34.43<[λ]=15

0。

808.0=x ?，

==A N ?σ/88610/(0.808*6020)=182.692/m N

2、 下弦杆de

整个下弦杆采用等截面，按下弦杆的最大应力N ed =- 845.51kN 计算。

=x l 0285cm ，=

y l 02

150

2300000?-=29700/2=14850mm

则所需截面积为

==

f

N

A 845510/215=3932.60mm 2=39.32cm 2 选用

10

904012L ??短肢相接，A=44.5cm 2>39.32cm 2,

x i =2.56cm,y i =6.84cm

x

x x i l 0=

λ=300/2.56=117<350 y

y y i l 0=

λ=1485/6.84=217<350

3、 端斜杆aB

NaB=-466.79kN

=x l 0=y l 0253.5cm,选用101002?L ,A=44.6cm 2, x i =2.56,y i =6.84

验算：

x

x x i l 0=

λ=253.5/3.08=83.11<150, y

y y i l 0=

λ=253.5/4.56=55.11<150

681.0=x ?

==A N ?σ/466790/(0.662*4460)=182.67N/mm 2<219N/mm 2。

4、 腹斜杆dg-gJ

此杆为再分式桁架腹杆，在g 节点处不断开，两段内力不同： 最大拉力：N dg =66.56kN N gJ =100.86kN 最大压力：N dg =39.35kN N gJ =35.63kN

在桁架平面内，l 0x =224.9cm 。在平面外，则按公式?

??

?

?

?+=1

2

1025.075.0N N l l y 计算： ???? ?

?+=121025.075.0N N l l y =??? ??

+=35.3963.3525.075.08.4490y l =337.35cm 选用6632?L ,A=11.44cm 2,=x i 1.93cm,=y i 3.06。 验算；

x

x

x i l 0=

λ=224.9/1.93=116.53<150 y

y y i l 0=

λ=337.35/3.06=110.25<150

=y ?0.386

A

N

?σ=

=39350/(0.386*1144)=89.12N/mm 2<215N/mm 2m 5、 竖杆dH

N dH =-58.57kN,=x l 00.8*304=243.2cm,=y l 0304cm,内力较小。故应当选用

5632?L ,A=12.28cm 2, =x i 1.94cm ，=y i 3.04cm 。

验算；

x

x

x i l 0=

λ=243.2/1.94=125.36<150

y

y y i l 0=

λ=400.11/3.04=100<150

=x ?0.413

A

N

?σ=

=58570/(0.413*1228)=115.48N/mm 2<215N/mm 2m 6、 竖杆aA

N aA =-23.18kN ，因为是支座坚杆，所以 =x l 0=y l 0201.24cm ，因为内力较小，所以按[]λ选取。则，=x i =y i 201.24/150=1.34cm,按其查表，6452?L , A=10.16cm 2,=x i 1.36,=y i 2.36 其他各杆的截面设计：

七、节点设计

1、下弦节点b的设计

由腹杆内力计算腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即

h和

f

l，然后根据w l的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与w

节点板的连接焊缝。

用E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值w f f =160MPa 。 设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝

f

h =8mm 和6mm ，则所需的焊缝长度

为（按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算）

肢背：'w l =

w

f f f h N

27.0=0.7*367590/(2*0.7*8*160)= 143.59，取150mm

肢尖："w l =

w

f

f f h N

23.0=0.3*367590/(2*0.7*6*160)= 82.05，取90mm 设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝

=8mm 和6mm ，则所需的焊缝长度

为

肢背：'w l =w

f

f f h N

27.0=0.7*300380/(2*0.7*8*160)= 117.33，取120mm 肢尖：

=

w

f f f h N

23.0=0.3*300380/(2*0.7*6*160)= 67.05，取90mm

图表9 下弦杆节点b

“Cb”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取

h=5mm。根据上

f

面求得的的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比

例给出节点详图（如图表9），从而确定节点板尺寸为350mm*445mm。

下弦与节点板连接的焊缝长度为44.5cm，

h=6mm。焊缝所受的力为左右两下

f

弦杆的内力差为N?=616.98-248.55=368.43kN,受力较大的肢背处的焊缝应力

为

τ=0.75*368430/（2*0.7*6*(445-12)）=70.91MPa<160MPa f

该焊缝满足强度要求。

2、上弦节点B的设计

“Bb”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b”相同。“aB”杆节点板的

焊缝尺寸按上述同样方法计算得aB N =-466.79kN

设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝f h =10mm 和6mm ，则所需的焊缝长度

为。

'w l =

w

f f f h N

27.0=0.7*466790/(2*0.7*10*160)= 145.87mm ，取150mm "w l =w

f

f f h N

23.0=0.7*466790/(2*0.7*6*160)= 104.19mm ，取120mm 为了方便在上弦搁置大型屋面板，节点板的上边缘可缩进肢背8mm ，

用塞焊缝连接，此时，

图表 10 上弦B 节点设计图

f

h =

节点板厚度?2

1

=t*0.5=12*0.5=6mm ，

'w l ="

w l =f h l '-2=460-10=450mm 。承受的集中力为P=46.35kN 。

f τ=w f l h P ???7.02=450

67.0246350???=12.26N/mm 2

f

f =160kN/mm 2

肢尖焊缝承担的弦杆内力差，N ?=462620-0=462620kN ，偏心距e=10-3=7cm ，

则偏心弯矩为e N M ??==462620*72=33308457.18N/mm2，设f h =8mm ，则

f τ=

w f l h N ???7.02=460

87.02462620???=89.79N/mm 2

w f W M =σ=2460

87.02618.33308457????= 84.33N/mm 2

22

f f f

τβσ+???

? ??=22

79.8922.133.84+??? ??=113.32 N/mm 2

满足要求。

3、 上弦跨中拼接点J 的设计

弦杆的拼接，采用拼接角钢。为了使拼接角钢在拼接处能紧贴被连接

的弦杆和便于施焊。需将拼接角钢削棱切肢。设焊缝高度为f h =8mm ，

?=

)5++f h t （=12+8+5=25mm 。拼接角钢与弦杆的连接焊缝按被连接弦杆的最大内力计算，N IJ =-888.61kN ，每条焊缝按以下算法：

w l =

w f f f h N

7.04?=160

87.04888610???=247.94mm ，取250mm

拼接角钢总长度L=2*lw+20=520mm 。

?=

)5++f h t （=12+8+5=25mm ，按上弦坡度热弯。 计算屋脊处弦杆与节点板的连接焊缝，取f h =5mm ，则需要的焊缝长

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。

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。

钢结构课程设计任务书(2013.11)5

《钢结构》课程设计任务书 中国矿业大学银川学院 土木工程教研室 2013年11月

一、设计资料 1. 基本资料 某单跨单层厂房，跨度L=18m，长度42m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，梯形屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=1/10，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板（考虑屋面板对屋架在平面外的支撑作用）。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图1所示、屋架支撑系统布置图如图2所示。 图1 柱网布置图 （a）

（b） （c） 图2 屋架支撑布置图 （a）屋架上、下弦支撑布置图 （b）1-1剖面图；（c）2-2剖面图 2. 屋架形式及几何尺寸 如图3所示。 图3 屋架形式及几何尺寸 3. 屋面荷载及内力系数 （1）永久荷载（标准值） 三毡四油防水层0.40 kN/m2 水泥砂浆找平层0.40 kN/m2 保温层0.20 kN/m2 预应力混凝土屋面板（1.00 +0.001×本人学号后三位数）kN/m2 (例如：学号为070807110190，则屋面板荷载为：1.00+0.001×190=1.19kN/m2) 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 （2）可变荷载（标准值） 屋面活荷载：按学号选取（参见下表）；雪荷载：0.30kN/m2 屋面活荷载的取值 (kN/m2)

如图4所示。 图4 屋架内力系数 （a）全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 （b）半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1. 完成一份钢屋架计算书。用A4纸手写，加统一格式封皮装订，见附件1。计算书内容必须包括： （1）钢屋架荷载计算； （2）杆件内力的计算和组合； （3）杆件截面的选择和验算； （4）主要节点设计（至少完成一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点的设计，节点设计内容包括节点板、加劲肋及连接焊缝）。 2. 绘制一份钢屋架施工图。用空白的A2绘图纸手绘，采用统一的图签栏，如图5所示。建议杆件轴线比例采用1:20，节点（包括杆件截面、节点板和小零件）比例采用1:10。当屋架对称时，可仅绘制半榀屋架的施工图。施工图内容必须包括： （1）施工图的说明； （2）材料表； （3）屋架简图； （4）屋架立面图；

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

浅谈钢结构工业厂房的抗震设计

浅谈钢结构工业厂房的抗震设计 陈将奇 昊华工程有限公司，北京，100143 【摘要】钢结构抗震设计工作不是单纯的依靠建筑工程，还需要对土地地基以及钢结构做好性能着手工作，考虑好构件的特点性能以及部件的深度要求，只有做好地基的设计、构件的处理，才可以有效的提高钢结构抗震性能。 【关键词】钢结构工业厂房抗震设计 前言 钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。随着经济的发展，单层钢结构厂房在工业建筑中得到广泛应用。采用单层工业厂房，生产工艺流程相对简洁，地面上可以放置较重的机器设备和产品，内部生产运输容易组织。但是在强烈地震作用下厂房有局部破坏、甚至倒塌现象的事故发生。 一、做好钢结构地形设计 1、选择好钢结构的场地 为了有效的提高建筑场地的质量，做好地基抗击地震能量，需要在钢结构厂房设计方面做好以下几个方面： （1）选择薄的场地覆盖层 钢结构厂房由于其自身具有良好的刚柔性特点，而根据世界上多次地震，数次实验可知，在厚土地层上，地震对钢结构危害较重，而薄的场地覆盖层对钢结构的影响较小，因此，在进行场地选择时，优先选择薄的场地覆盖层。 （2）选择坚实的场地土壤 在建设钢结构厂房方面，场地土壤的刚度大的话，抵抗地震性能要比场地土壤刚度小的好，即场地刚强度小，震害指数大，因此，为了减少钢结构的厂房土地破坏程度，在建设中，应选择场地土壤坚实，土地广阔平坦，并且具有较大的剪切波速的坚实坚硬场地，有利于提高钢结构厂房抵抗地震的性能。 （3）避免产生共振现象 发生地震现象时，如果地震震动周期与建筑物一致或者建筑物的震动周期与地震周期接近，很容易导致地震发生时，产生共振现象。因此，在钢结构厂房设

新版钢结构课程设计-新版-精选.pdf

XX 工程学院 建筑钢结构课程设计 班级： 学号： 姓名：

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/mm2。角焊缝强度设计值为2 f w f 160mm / kN 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+0.01130=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(24米跨范例一)

钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2012年 1 月 2 日

目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)

一、设计资料 某车间跨度为24m，厂房总长度72m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 屋架形式

荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000

浅谈钢结构工程存在的问题及相应解决措施

浅谈钢结构工程存在的问题及相应解决措 施 摘要：钢结构材料以强度高、质量轻、抗震性能好、塑性好、施工效率高等优点在工业厂房、高层住宅建筑、商务写字楼等项目得到广泛应用。钢结构工程从设计到制作、安装过程存在的很多现实问题需要引起足够的重视，否则将给工程留下质量隐患和安全隐患。现结合自己近几年钢结构施工经验，对钢结构施工过程中可能存在的问题进行讨论，并提出相应的解决措施，目的是优化钢结构设计并提高钢结构安装质量。 关键词：钢结构设计施工问题解决措施 1 钢结构工程在设计过程存在的问题及相应解决措施 1.1 钢结构设计图纸中经常出现以下问题： 1.1.1设计图纸参考的设计规范不正确、不齐全。比如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准；有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示；有的设计图纸中对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明。而这些均已列入了最新的钢结构施工验收规范中，并作为强制性条文要求予以执行。如果现场施工人员缺少对相关规范的了解，仅仅凭借以往施工经验进行施工，监理按照规范进行检查时就未必能通过，从而影响施工进度。 1.1.2设计总说明中对工程的安全等级未写明或者描述比较含糊。工程的安全等级不同，对焊接等施工检查要求也有所不同。比如安全等级为一级的，一、二级焊缝的焊接材料必须复试；安全等级为二级的，一级焊缝的焊接材料必须复试，二级焊缝的焊接材料就不一定需要复试。 1.1.3 钢材的材质等级，高强度螺栓的摩擦测试要求不明确。有的设计图纸只写Q235或Q345，不写A等级或B等级；有的图纸不提高强螺栓摩擦面试验要求，施工单位此时便会无所适从。于是有的施工单位在采购材料后，才让设计院确认，这是明显违背了非设计人员决定材料等级的原则，对工程质量及安全造成了一定隐患。 1.1.4 施工图未注明焊接的坡口形式，焊缝间隙、钝边坡口角度、是否为单面焊等。还有的施工图，对不同板厚钢构的拼接焊未按规范要求开斜坡，造成局部应力线过分集中，质量验收往往通不过，这些缺陷有的已经没有办法修复只能更换部分材料，因此对工程成本及进度产生一定影响。 1.1.5设计总说明对除锈等级及防腐材料未作明确要求。除锈等级不明确导致施工单位即使购买了材料也无法进行除锈工作，对工序衔接产生影响。有的图纸只是明确对油漆漆膜厚度的要求，对油漆的性能及名称未作任何说明，这样施工单位就不知道如何采购油漆材料。 1.2 设计阶段问题相应解决措施 对施工单位而言，在拿到钢结构施工图以后，应立即安排有经验的技术人员进行图纸会审，审核图纸参考的规范有没有问题；节点图有没有表述不清楚或者遗漏；相关规范要求的内容在设计总说明中有无体现；各种材料的规格型号、性能、等级、施工的质量要求和工程的安全等级有没有明确；局部节点设计是否合理；按照现有图纸施工中会不会出现

钢结构课程设计指导书(详细版)

钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室

钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用

E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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。 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 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。

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

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

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

[单层门式刚架轻型钢结构设计浅谈]轻型单层工业厂房钢结构设计

[单层门式刚架轻型钢结构设计浅谈]轻型单层工业厂房钢 结构设计 [提要]门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。介绍门式刚架轻型结构体系存在的问题;论述屋面荷载、山墙结构体系、柱脚设计的设计特点。 [关键词]门式刚架荷载山墙柱脚 :TU2:A:1671-7597(xx)1110119-01 一、前言 门式刚架轻型结构体系是用等截面或变截面的H型钢作为梁柱,以冷弯薄壁型钢作为檩条、墙梁,以彩钢板作为屋面板及墙板,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构,再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系。这种体系可以在工厂批量生产,现场按要求拼装而成。能有效地利用材料,构件尺寸小,自重轻,抗震性能好,安装方便,施工周期短,能够形成大空间、大跨度,具有外表美观,适应性强,造价低,易维护等特点。

二、门式刚架轻型结构体系存在的问题 尽管门式刚架轻型结构体系具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点,但是由于我国在该方面起步较晚,在设计水平等 方面与西方发达国家相比都有着较大的差距,符合我国规范的相应的构造措施研究不够,如节点的连接、支撑的布置、结构变形的限制与控制等。因此,采用恰当的简便易行的优化设计方法,编制相应的结构设计软件,降低我国的门式刚架生产成本,是当前研究的主要课题。 我国在结构领域广泛应用的热轧H型和T型钢的生产方面落后于国外。冷弯薄壁型钢和压型钢板的防腐涂层材料及工艺方面更为明显。在耐候钢的开发方面,国内产品成本高,且在具备同等耐候能力的焊材和焊接工艺,国外的焊接工字钢生产上已普遍采用单面焊接工艺,国内仍以双面焊为主,这对于腹板较薄的构件将很困难。

钢结构学习心得

《钢结构设计原理》学习总结与体会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; 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, 你现在不熟悉,以后设计会带来很多麻烦, 而我不是那种只满足及格的学生。但想起那计算题,我就气,本身正在学结构力学,而且还学得不错,谁知把一些题给弄糊涂了. 二、学习要有兴趣。在我看来，学那一门课都一样，有兴趣才能

(整理)18米跨度钢结构课程设计-示例.

钢结构课程设计示例 附录A 梯形钢屋架设计示例 －、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18m。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0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.5kN/㎡，积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。 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Q235B，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=18000-2×150=17700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）,中部高度2900mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。 图A-1 屋架形式及几何尺寸

屋架支撑布置见图B-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A-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 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=0.40kN/㎡ 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+0.011×18=0.318kN/㎡ 管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.068kN/㎡ 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 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 屋架上弦节点荷载 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A-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