钢结构课程设计
计算书
题目：21m跨厂房梯形钢屋架设计
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一、设计资料 (2)
二、结构形式与支撑布置 (2)
1.屋架形式及几何尺寸 (2)
2.屋架支撑布置 (3)
三、荷载计算 (4)
1.荷载设计值 (4)
2.荷载组合 (4)
四、内力计算 (6)
五、杆件设计 (7)
1.上弦杆 (7)
2.下弦杆 (8)
3.斜腹杆“Ba” (9)
4.竖杆“Gg” (10)
5.各杆件的截面选择计算 (10)
六、节点设计 (12)
1.下弦节点“c” (12)
2.上弦节点“B” (13)
3.屋脊节点“H” (15)
4.支座节点“a” (16)
七、屋架施工图 (19)
附节点详图1-6 (20)
一、设计资料
某厂房总长度为90m，跨度为L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距为6m。
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=L/10，L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，不考虑地震设防，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。
屋架采用的钢材、焊条为：用Q345钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载:
无檩体系：采用1.5m×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为
S0=0.35kN/m2，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0.8kN/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0.65kN/m2
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
二、结构形式与支撑布置
1.屋架形式及几何尺寸如下图1所示：
图1 屋架形式及几何尺寸
2.屋架支撑布置如下图2所示：
3LG 2LG LG2
2
S C 1S C 2GG2
LG2CC2
LG1S C 2S C 2S C 2
LG2GG1LG2LG1CC1LG1S C 1LG2GG2LG1CC2垂直支撑2-2
LG5
LG5LG5
LG5
LG5LG5LG5
LG5
CC5
LG3LG3CC6CC6LG6LG3CC5CC2
LG1LG1CC3LG1
LG1CC2CC2
LG1LG1CC3CC3LG11LG CC2CC2
CC3
GG2GG3LG4
LG5
LG4
CC3LG4
LG4LG4
5
CC CC6
CC2
CC3
2GG LG5
2GG 5
LG 2GG 5
LG GG3GG3GG312
1
S C 1S C 2S C 2S C 2S C 2
S C 1
S C 4S C 6S C 6S C 6S C 6
S C 4
GG2
LG2LG2GG1LG2LG2GG2CC2
LG1LG1CC11LG 1LG 2CC CC5
LG3LG3CC4LG3CC52
GG 2LG 2LG 1GG 2LG 2
GG 2
GG 2LG 2LG 1GG 2LG 2GG 垂直支撑1-1
X C 1X C 2X C 2X C 3X C 2X C 2X C 1
X C 4X C 5X C 5X C 6X C 5X C 5X C 4
X C 1X C 2X C 2X C 3X C 2X C 2X C 1
4
LG 4
LG 4
LG 屋架下弦支撑布置图
21000
6000*15=90000
500
屋架上弦支撑布置图
符号说明：
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
三、荷载计算
由于屋架的受荷水平投影面积为：22260126621m m m A >=?=，故按《建筑结构荷 载规范》取屋面活荷载（按上人屋面）标准值为0.7kN/m 2，雪荷载为0.35kN/m 2， 取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.7kN/m 2。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括 支撑）按经验公式q =0.12+0.011L 计算，L 为屋架跨度，以m 为单位。 1.荷载设计值
永久荷载设计值：
预应力混凝土屋面板 2/9575.135.145.1m kN =? 屋架及支撑自重 2/474.035.1)21011.012.0(m kN =??+ 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 2/54.035.14.0m kN =? 水泥砂浆找平层 2/54.035.14.0m kN =? 保温层 2/8775.035.165.0m kN =?
一毡二油隔汽层 2/0675.035.105.0m kN =? 水泥砂浆找平层 2/405.035.13.0m kN =?
合计 4.8622kN /m
可变荷载设计值：
屋面活荷载 98.04.17.0=?2
k N /m
积灰荷载 12.14.18.0=?2k N /m
合计 2.12kN /m 2.荷载组合
设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合： 使用阶段荷载情况：
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨节点永久荷载及可变荷载：kN kN F 66.6265.1)1.2862.4(=??+= （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载：kN kN F 76.4365.1862.41=??= 半跨节点可变荷载：kN kN F 9.1865.11.22=??=
施工阶段荷载情况：
（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
全跨节点屋架自重：kN kN F 266.465.1474.03=??=
半跨节点屋面板自重及活荷载：kN kN F 438.2665.1)98.09575.1(4=??+= 屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图3所示：
F/2
F
F
F
F
F
F
F F F F F F F F/21990
20700
3040A 2850
3000300030003000
3000
2850
H
G
F
E
D
C
B
d
c
b
a
A
H
G
F
E
D
C
B
F/2
F
F
F
F
F
F
F 3
F
F
F
F
F
F
F F F F F F F/2F/2
F/2
图3 荷载组合作用下的计算简图
四、内力计算
由以下图4得F=1时屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）
21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
图4 屋架各杆件的内力系数
由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表1：
杆件名称
内力系数（F=1）第1种组合第2种组合第3种组合
计算杆
件内力
（kN）全跨()1
左半跨
()2
右半跨
()3
()1?F()()2
1
2
1
?
+
?F
F()()3
1
2
1
?
+
?F
F()()2
1
4
3
?
+
?F
F()()3
1
4
3
?
+
?F
F
上弦
AB 0.000 0.000 0.000 0 0 0 0 0 0 BC，CD -7.472 -5.310 -2.162 -468.196 -427.334 -367.837 -172.261 -89.035 -468.196 DE，EF -11.262 -7.339 -3.923 -705.677 -631.532 -566.97 -242.072 -151.760 -705.677 FG，GH -12.18 -6.861 -5.319 -763.199 -662.67 -633.526 -233.351 -192.584 -763.199
表1 屋架杆件内力组合表
注：F =62.66kN ，1F =43.76kN ，2F =18.9kN ，3F =4.266kN ，4F =26.438kN
五、杆件设计
腹杆最大内力N= -481.479kN ，查表7.4，中间节点板厚度选用10mm ，支座节点板
厚度选用12mm 。 1.上弦杆（图5）
整个上弦采用等截面，按FG 、GH 杆件的最大内力设计。
N= -763.199kN= -763199N ，上弦杆平面内计算长度0150.75cm x l =；在屋架平面外， 根据支撑布置和内力变化情况，平面外计算长度03150.75cm 452.25cm y l =?=。 因为003y x l l =，故截面宜选用两个不等肢角钢短肢相并，选用2L140908??，如下
图5所示：
图5 上弦杆截面图
下弦
ac 4.100 3.010 1.090 256.906 236.305 200.017 97.069 46.308 256.906 ce 9.744 6.663 3.081 610.559 552.328 484.628 217.724 123.023 610.559 eg 11.962 7.326 4.636 749.539 661.919 611.078 244.715 173.596 749.539 gh 11.768 5.884 5.884 737.383 626.175 626.175 205.763 205.763 737.383 斜腹杆
Ba -7.684 -5.641 -2.043 -481.479 -442.867 -374.865 -181.917 -86.793 -481.479 Bc
5.808 3.960 1.848 363.930 329.002 289.085 129.471 73.634 363.930 Dc -4.409 -2.633 -1.776 -27
6.268 -242.702 -226.504 -88.420 -65.763 -276.268 De 2.792 1.222 1.570 174.947 145.274 151.851 44.218 53.418 174.947 Fe -1.572 -0.047 -1.525 -98.502 -69.679 -9
7.613 -7.949 -47.024 -9
8.502 Fg 0.328 -1.039 1.367 20.552 -5.284 40.190 -26.070 37.540 40.190 -26.070 Hg
0.713 1.913 -1.200 44.677 67.357 8.521 53.618 -28.684 67.357 -28.684 竖杆
Aa -0.5 -0.5 0.00 -31.33 -31.33 -21.88 -15.352 -2.133 -31.33 Cc ，Ee -1.0 -1.0 0.00 -62.66 -62.66 -43.76 -30.704 -4.266 -62.66 Gg
-1.0
-1.0
0.00
-62.66
-62.66
-43.76
-30.704
-4.266
-62.66
设70=λ，查附表4.2得751.0=? 需要截面面积为：222.3278310
751.0763199mm mm f N A =?==
? 需要的回转半径为：cm cm l i x
x 154.270
75
.1500===
λ
cm cm l i y
y 461.670
25
.4520==
=
λ
根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表，选用1080125L 2??，截面特征为： 24.39cm A =，x i =2.26cm ，y i =6.11cm ，按所选角钢进行验算：
[]15070.6626
.275.1500=<===
λλx x x i l
[]150
01.7411
.625
.4520=<==
=
λλy
y y i l 满足长细比要求。由于y x λλ>，只需求y ?，查表得725.0=y ?，于是
222/310/2.267/3940
725.0763199
mm N f mm N mm N A N y =<=?==
?σ， 所选杆件满足要求。
2.下弦杆（图6）
图6 下弦杆截面图
整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的
eg “”杆计算。 N kN N 749539539.749max ==, 0300cm x l =，01035cm y l =
所需截面面积为：2218.24310
749539
cm mm f N A ===
选用770110L 2??，因为00x y l l <<，故选用不等肢角钢短肢相并。 26.24cm A =>218.24cm ，x i =2.00cm ，y i =5.39cm []35015000.2300
0=<===
λλx x x i l ，[]35002.19239
.510350=<===λλy y y i l 满足长细比要求，故所选杆件满足要求。
3.斜腹杆“Ba ”（图7）
图7 斜腹杆“Ba ”截面图
杆件轴力-481479N -481.479kN N ==
计算长度00253cm x y l l ==，因为00x y l l =，故采用不等肢角钢长肢相并，使x y i i ≈。 选用1063100L 2??，则20.31cm A =，x i =3.15cm ，y i =2.72cm
32.8015
.3253
0===x x x i l λ，01.9372.22530===
y y y i l λ y x λλ>因为，故只需求y ?=0.601，
222/310/43.258/3100
601.0481479
mm N f mm N mm N A N y =<=?==
?σ， 所选杆件满足要求。
4.竖杆“Gg ”（图8）
图8 竖杆“Gg ”截面图
-62660N -62.66k N N ==，02890.8cm 231.2cm x l =?=，0289cm y l =
由于内力较小，故按[]150λ=选择，所需的回转半径为：
[]
0231.2
c m 1.54c m 150
x
x l i λ=
=
= []
0289
cm 1.93cm 150
y
y l i λ=
=
= 查型钢表，选择截面的回转半径较计算的要略大些，故选用365L 2?。
2
668mm A =，x i =1.75cm ，y i =2.64cm
[]1501.13275
.12.2310=<===
λλx x x i l []1505.10964
.2289
0=<==
=
λλy
y y i l 因为x y λλ>，故只需求378.0=y ?，
222/310/2.248/668
378.062660mm N f mm N mm N A N x =<=?==
?σ，杆件满足要求。
5.其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，其计算结果见表2（在下一页）。
六、节点设计
1.下弦节点“c ”（图9）
图9 下弦节点“c ” 详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算
用E50型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值为2f 200N /mm w f =。 Bc 杆：设“Bc ”杆的肢背和肢尖焊缝8mm f h =和6mm f h =，则所需的焊缝长度为：
mm mm f h N k l w f f w 7.113200
87.02363930
7.07.02:11=????=?=
肢背
214c m f h 考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度为计算长度加，取为。
mm mm f h N k l w f f w 99.64200
67.02363930
3.07.02:22=????=?=
肢尖
28c m f h 实际焊缝长度为计算长度加，取为。
Dc 杆：设“Dc ”杆的肢背和肢尖焊缝8mm f h =和6mm f h =，则所需的焊缝长度为：
mm mm f h N k l w f f w 3.86200
87.02276268
7.07.02:11=????=?=
肢背
210c m f h 考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度为计算长度加，取为。
mm mm f h N k l w
f f w 3.49200
67.02276268
3.07.02:22=????=?=
肢尖
26c m f h 实际焊缝长度为计算长度加，取为。
Cc 杆：由于“Cc ”杆内力很小，故焊缝尺寸可按构造要求确定，取5mm f h =。 （2）确定节点板尺寸
根据上面求得的焊缝长度，按构造要求留出杆件间应有的间隙并考虑制作和装配等 误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为260mm 350mm ?。 （3）下弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
下弦与节点板连接的焊缝长度为250mm ，取6mm f h =，焊缝所受的力为左右两下 弦杆的内力差353.653kN 256.906)kN -610.559(==?N ，对受力较大的肢背处焊缝进 行强度验算：
222/200/42.93/)
12350(67.02353653
75.0mm N f mm N mm N w f f =<=-????=
τ，
焊缝强度满足要求。 2.上弦节点“B ”(图10)
图10 上弦节点“B ”详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算
Bc 杆与节点板的连接焊缝尺寸和下弦节点“c ” 相同。
Ba 杆：肢背和肢尖焊缝分别采用10mm f h =和8mm f h =，则所需的焊缝长度为：
cm 144.120200107.02481479
7.07.02:11，取肢背mm mm f h N k l w
f f w =????=?=
cm 85.64200
87.02481479
3.07.02:22，取肢尖mm mm f h N k l w f f w =????=?=
(2)确定节点板尺寸(方法同下弦节点“c ”) 确定节点板尺寸为250mm 400mm ?。 (3)上弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
应考虑节点荷载P 和上弦相邻节间内力差N ?的共同作用，并假定角钢肢背槽焊缝承 受节点荷载P 的作用，肢尖角焊缝承受相邻节间内力差N ?及其产生的力矩作用。肢 背槽焊缝强度验算：
,390)10400(5)105.0(5.021mm mm l l mm mm t h w w f =-===?==， 节点荷载，P=62.66kN 2221/200/95.22/390
57.0262660
7.02mm N f mm N mm N l h P w f w f f =<=???=?=
τ
肢尖角焊缝强度验算：
弦杆内力差为468.196kN 0)kN -468.196(==?N ， 轴力作用线至肢尖焊缝的偏心距为9025mm 65mm e =-=， 偏心力矩为m kN m kN e N M ?=??=??=452.30)065.0496.468(， 则2222/200/61.171/390
57.02468496
7.02mm N f mm N mm N l h N w f w f N =<=???=??=
?τ
2
22
62/80.85/390
107.0210452.3067.026mm N mm N l h M W M w f w M
=?????=?==σ 2222
222
/200/46.185/)22
.180.85(
61.171)22
.1(
mm N f mm N mm N w f M
N =<=+=+?στ 满足强度要求。
3.屋脊节点“H ”（图11）
1-1
图11 屋脊节点“H ” 详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算方法与以上几个节点相同，计算过程略，结 果见图11。
（2）确定节点板尺寸为：250mm 450mm ? （3）计算拼接角钢长度
弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施
焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直直肢的一部分宽度。拼接角钢的这部分 削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。 拼接角钢规格与上弦杆相同，长度取决于其与上弦杆连接焊缝要求，设焊缝 10mm f h =，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）
： mm mm f h N l w
f f w 3.136200
107.04763199
7.04=???=?=
拼接角钢总长度，m m 3006.302)20103.1362(，取mm mm L =++?=。 竖肢需切去mm mm 23)5810(=++=?，取25mm ?=，并按上弦坡度热弯。 （4）上弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
上弦角钢肢背与节点板之间的槽焊缝承受节点荷载P ，焊缝强度验算同上弦节点 “B ”，计算过程略。
上弦角钢肢尖与节点板的连接焊缝强度按上弦内力的15%验算。设10mm f h =，节 点板长度为450mm ，节点一侧焊缝的计算长度为
mm mm l w 205)101025250(=---=
则22/89.39/205
107.02763199
15.07.0215.0mm N mm N l h N w f f =????=?=
τ
2222/89.75/205
107.026576319915.067.026mm N mm N l h M W M w f w f =??????=?==
σ 2222
222/200/90.73/)22
.189.75(
89.39)22
.1(
mm N f mm N mm N w f f
f
=<=+=+στ 焊缝强度满足要求。
因屋架的跨度较大，需将屋架分为两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置 工地拼接，左半跨的上弦杆、斜腹杆和竖腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半跨 的上弦杆、斜腹杆与节点板连接用工地焊缝。 4.支座节点“a ”（图12）
`
图12 支座节点“a ”详图
为了便于施焊，下弦杆轴线至支座底板的距离取160mm ，在节点中心线上设置加劲 肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度为12mm 。 （1）支座底板的计算
支座底板尺寸按采用280mm 360mm ?，
承受支座反力kN kN F R 62.43866.6277=?==，若仅考虑有加劲肋部分的底板承受 支座反力作用，则承压面积为22280212mm 59360mm n A =?=，则柱顶混凝土的抗 压强度按下式验算：
222/3.14/39.7/59360
438620
mm N f mm N mm N A R c n =<===
σ 式中，c f 为混凝土强度设计值，对C30混凝土，214.3N /mm c f =。
底板的厚度按桁架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块 板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，见图12。板的厚度由均布荷载作用下板 的抗弯强度确定： 底板下的平均应力q 为：
2/39.7mm N q ==σ
两支承边之间的对角线长度1a 为：
2
2112140110mm 173.4mm 2a ?
?=-+= ??
?
由相似三角形关系得：
1134110mm 88.2mm 167.2b ?=
=，1188.20.509173.4
b a ==
1b 为两支承边的相交点到对角线1a 的垂直距离，β由11b a 查表确定，查表得
0.057β=。
每块板单位宽度的最大弯矩M 为：
mm mm N mm mm N qa M /26.12665/4.17339.7057.0221?=???==β
底板厚度t 为：mm mm f M t 66.15310
26.1266566=?=≥
根据构造要求，屋架跨度为21m 18m >，时当mm t 20≤，取20mm t =。 底板尺寸为：mm mm 20280mm 360??。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算
加劲梁计算简图
M V
设6mm f h =，焊缝计算长度mm mm l w 468)2062500(=-?-=。
加劲肋与节点板间的竖向焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全的假定一个加劲肋受 力为屋架支座反力的14，即，kN kN R V 655.1094
62
.4384===
并考虑其偏心弯矩， 为加劲肋宽度的一半）其中e m kN m kN e V M (03.6055.0655.109?=??=?=按下列公
式验算：
2
22
22
622
2
222
/200/22.32/)468622.17.021003.66()46867.02109655()7.026()7.02()(mm N f mm N mm N l h M l h V w f w
f f w f f f f
=<=??????+???=?+?=+ββστ
，焊缝强度满足要求。
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
实际的焊缝总长为()()228012411026mm 928mm w l =?-+?-?=∑，设焊缝传递全 部支座反力kN R 62.438=，设6mm f h =，焊缝强度按下式验算：
2
222/244/20022.1/54.112/928
67.0438620
7.0mm N mm N f mm N mm N l h R w f f w
f f =?=<=??=
=
∑βσ 焊缝强度满足要求。
（4）其余节点详图见施工图（附节点详图1-6，在下一页）
七、绘制屋架施工图，见施工图
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)
第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
单层钢结构厂房毕业设计 绪论 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为《单层钢结构厂房实际》在毕业设计前期，我温习了《结构力学》《钢结构设计原理》《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》《钢结构规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在地震期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM 等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。 由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 零零八年六月十日
结构设计计算书 1工程概况 1.1设计条件 1. 工程水文地质条件 水文地质条件：从上到下依次为淤泥0.5m，16.5kN/m3；粘粒含量 c 8%的粉土厚5 m，18.2kN/m3，f ak 170kF＞，可不考虑地下水的影响。 2.6度抗震，近震，U类场地。 3. 某机加工车间基本数据：车间长度72m,厂房为单跨，跨度30m,厂房框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离H大于9m,但不超过18m,每个车间设两台30/5吨桥式吊车。 4. 屋面基本要求：该普通机加工工厂在南方某地，年平均气温在21度左右，最高气温39度，最低气温0度，主导风向为东南风，屋面采用轻质屋面板(如压型钢板)，屋面坡度i?1/3。 2 5. 屋面活荷载标准值0.7KN/m 。 6. 材料：屋架和柱：Q235、Q345,基础：C10、C20、C25，钢筋：I、U 级，砂浆：混合砂浆、水泥砂浆。 7. 建筑场地(如图1.1 ) 1.2题型及要求 1. 题型：三角形钢屋架+实腹式柱 2. 要求 (1)厂房的平面设计、立面设计与剖面设计； (2)屋架与柱设计； (3)基础设计。
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，
挡土墙设计计算书 1 工程概况 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的形式，挡土墙可以分为重力式挡土墙，加筋挡土墙。锚定式挡土墙，薄壁式挡土墙等形式。本设计采用重力式挡土墙。 2 挡土墙设计资料 1.浆砌片石重力式路堤墙，填土边坡1:，墙背仰斜，坡度1::。 2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I 、II 。 3.墙背填土容重γ＝／m 3，计算内摩擦角Φ＝42°，填土与墙背间的内摩擦角δ ＝Φ/2=21°。 4.地基为砂类土，容许承载力[σ]=810kPa ，基底摩擦系数μ＝。 5.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22kN/m 3，砌体容许压应力为 []600=a σkPa ，容许剪应力[τ]=100kPa ，容许拉应力[wl σ]=60 kPa 。 3 确定计算参数 挡墙高度H =4m 填土高度a =2m 墙面倾斜坡度：1: 墙背倾斜坡度：1: 墙底倾斜坡率：0 扩展墙趾台阶：1级台阶，宽b 1=，高h 1=。 填土边坡坡度为1:；填土内摩擦角：042=φ，填土与墙背间的摩擦角?==212/?δ；
墙背与竖直平面的夹角?-=-=036.1425.0arctan α 墙背填土容重m 3 地基土容重：m 3 挡土墙尺寸具体见图。 图 挡土墙尺寸 4 车辆荷载换算 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 (1) 不计车辆荷载作用 0=h 假定破裂面交于荷载内侧，计算棱体参数 A 、 B ： 18)42(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 7 )036.14tan()224(421 3221tan )2(21210=-?+??-??=+-=αa H H ab B 389.018 7 00=== A B A ?=?+?-?=++=964.4821036.1442δα?ψ； 715 .0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψ?ψθ 则：?=++?>==?69.334 23 25.04arctan 57.35715.0arctan θ 计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ：
黄冈市黄梅戏大剧院 结构计算说明书 北京航空航天大学交通科学与工程学院 组名：六合 指导教师：高政国 组长：王恒 组员：王豪、王鑫、王庆、许豪文、林敬辉 2011年5月
一、设计资料： 舞台主跨总长18ｍ，跨度30m，柱距6m，屋面采用1500*6000*30mm轻型金属夹心板，结构形式为钢筋混凝土柱，柱截面800*800mm。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L 为屋架跨度。屋架下弦标高为29ｍ。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）如附表图所示。屋架采用Q345钢，焊条为E50型。 3屋盖结构及荷载 （1）轻型金属夹心板：采用1500*6000*30mm屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：有公式q=0.12+0.11L，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为 S=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不 同时考虑。 ③屋面构造层的荷载标准值： 2000*2000*30mm 轻型金属夹心板 0.102KN/m2 二、屋架结构形式与选型（如图）
三、荷载及内力计算 1.永久荷载标准值 金属夹心屋面板 0.102KN/m2 屋架及支撑自重 0.12+0.011×30=0.45KN/m2 总计 0.552KN/m2 可变荷载标准值 屋面活荷载 0.7 KN/m2 积灰荷载 1.2 KN/m2 总计 1.9KN/m2 2.荷载组合 按可变荷载效应控制的组合： F d=(1.2×0.552+1.4×0.7+1.4×0.9×1.2) ×1.5×6=28.3896KN 按永久荷载效应控制的组合： F d=(1.35×0.552+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1.2)×1.5× 6=26.4888KN 故节点荷载取28.3896KN 4截面选择 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max=-994.2KN，l ox=150.8cm，l oy=300.0cm （l1去两块屋面板宽度）选用2∟110×10，A=42.52cm2，i x=3.38cm i y=5.00cm
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
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
六、挡土墙计算书 1、挡土墙计算参数选取 天然地基：地基土为粘性土，天然地基承载力特征值KPa f ak 100=，3/19m KN =γ，KPa C k 12=，o 22=K φ。路基填料：3/19m KN =γ，KPa C k 12=，o 12=K φ。混凝土挡土墙重度3/20m KN =γ，挡土墙基础埋深1米，基底摩擦系数取=μ0.35，假设墙背光滑，无地下水影响，现对3米高挡土墙进行验算。 挡土墙示意图 2、地基承载力验算 o 22=K φ，挡土墙顶宽0.6米，底宽1.8米，挡土墙截面面积4.8m 2，如图所示，根据《建 筑地基基础设计规范》查表：04.6,44.3,61.0===C d b M M M ，深宽修正后地基承载力为： KPa C M d M b M f K c m d b a 7.1581204.611944.38.11961.0=?+??+??=++=γγ。 挡土墙每延米的荷载为：KPa f KPa G a k 7.1589618.420=≤=??=，满足承载力验算。
3、土压力计算 66.0)21245(tan 2=-=o o a K ,52.1)21245(tan 2=+=o o p K 主动土压力零界点深度：m K C Z a 55.1812 .01912220=??==γ 总主动土压力：m KN K Z H E a a /6.3766.0)55.14(195.0)(2 1220=?-??=-=γ 主动土压力呈三角形分布，土压力作用点在墙底往上m Z H 82.0)55.14(3 1)(310=-=-处。 被动土压力：m KN K Ch K h E P p p /4452.1112252.11195.022 122=???+???=+=γ 被动土压力呈三角形分布，被动土压力作用点在墙底往上m h 33.013 131=?=处。 土压力计算简图
一、课程设计名称 梯形钢屋架设计 二、课程设计资料 北京地区某金工车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。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。屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。 设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。 三、钢材和焊条的选用 根据北京地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235沸腾钢，要求保证屈服强度 fy、抗拉强度 fu、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S）、磷（P）、碳（C）三项化学成分的合格含量。焊条采用 E43型，手工焊。
四、 屋架形式和几何尺寸 屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。屋面坡度。10/1=i 屋架计算跨度。mm l l 2670015022700015020=?-=?-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。 跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002 H 0 0≈=?+=?+=。 屋架高跨比： .812670033500==l H 。 屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。 为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m ，屋架几何尺寸如图 1 所示。 图1：27米跨屋架几何尺寸 五、 屋盖支撑布置 根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横
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
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，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/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，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。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
省道S206重力式挡土墙设计 专业：土木工程 班级： 姓名： 学号： 二零一七年六月 XXXXXXX大学 建筑工程学院 土木系道桥方向
目录 1、设计资料 (1) 1.1基础资料 (1) 1.2设计依据 (2) 2、初拟挡土墙结构形式和尺寸 (2) 3、确定车辆荷载 (3) 4、破裂棱体位置确定 (4) 4.1破裂角 的计算 (4) 4.2验算破裂面是否交于荷载范围内 (4) 5、土压力计算 (5) 5.1土压力计算 (5) 6、稳定性验算 (6) 6.1受力分析 (7) 6.2抗滑稳定性验算 (7) 6.2.1 抗滑稳定性验算 (7) 6.2.2抗滑动稳定性系数 (8) 6.3抗倾覆稳定性验算 (8) 6.3.1抗倾覆稳定性方程 (8) 6.3.2抗倾覆稳定性系数 (9) 6.4基底应力和合力偏心矩验算 (9) 6.4.1 合力偏心矩计算 (9) 6.4.2 基底应力计算 (10) 6.5墙身截面应力计算 (10) 7、改善措施 (12) 7.1改善措施 (12) 7.2工程数量表 (13) 8、附属设施的设计 (13) 8.1泄水孔设计 (13) 8.2沉降缝与伸缩缝 (14) 8.3墙厚排水层 (14) 8.4结构大样图 (15) 9、立面设计 (16) 9.1整体布局 (16) 9.2挡土墙总体方案布置图 (16) 10、参考文献 (17)
1、设计资料 1.1基础资料 省道S313，路基宽12米，路面宽9米，两侧路肩宽各1.5米。在桩号K5+100-K5+200路段为填方路段，填方边坡坡度1：1.5。为了保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，故设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。最大墙高见表1。 表1 挡土墙相关设计参数 墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，挡土墙顶宽1米，基底水平。挡土墙分段长度为12-20米不等，初始拟定的挡墙断面形式如图1所示。 图1 初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图
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）。
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系
梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。
2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表
荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下
屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm
2010年1月 一、设计资料 某厂房跨度30m，总长90m，柱距6 m，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400×400，混凝土强度等级为C30， :1 i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，抗震设防烈度为7度，屋屋面坡度为10 架下弦标高为18m；厂房桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层0.4 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0.3 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q=0.12+0.011L 计算：0.45KN/m2
悬挂管道：0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：0.7 kN/m2 雪荷载标准值：0.35 kN/m2 积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2 钢材采用Q235-B。焊条采E43型，手工焊。 桁架计算跨度： l o=30-2 0.15=29.7m 跨中及端部高度： 桁架中间高度：h=3.490m 在29.7m处的两端高度：h o=2.005m 在30m处轴线处端部高度：h o=1.990m 桁架跨中起拱60mm（L/500）。 1.结构形式与布置 桁架形式及几何尺寸如图1所示。
桁架支撑布置如图2所示
2、荷载计算 由于i=1/10，则：α=5.71°，cosα=0.995。计算竖向节点荷载时，按水平投影面计算。节点荷载即为1.5m*6m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 W=0.12+0.011×跨度）计算，跨度单位为米。 恒载计算： 防水层（三毡四油）：0.4/0.995=0.402 kN/m2 预应力钢筋混凝土大型屋面板： 1.4/0.995=1.407 kN/m2 隔气层、找平层：0.35/0.995=0.3518 kN/m2 保温层、找平层：0.95/0.995=0.9548 kN/m2
《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师：
目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22