钢结构课程设计计算说明书
目录
－、设计资料 (2)
二屋架形式，尺寸及支撑布置 (2)
三、荷载与内力计算 (4)
1.荷载计算 (4)
2.内力计算 (4)
四、杆件截面设计 (6)
1.上弦杆 (7)
2.下弦杆 ...................... 错误!未定义书签。
3.端斜杆Ba (9)
4.斜杆Bb (9)
5.再分腹杆c1G (100)
6.中竖杆Je (101)
五、节点设计 (122)
1. 下弦节点b ................................ 133 2 .上弦节点B ................................ 134 3 .屋脊节点K ................................ 155 4 .下弦跨中节点e ............................ 176 5 .端部支座节点a . (187)
钢结构梯形屋架课程设计
－、设计资料
已知条件：天津某厂金工车间，梯形钢屋架跨度27m ，长度180m ，柱距6m 。该车间内设有一台30t 中级工作制桥式吊车。采用1.5m×6m 预应力混凝土大型屋面板，冬季最低温为-20度，采用80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i ＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m 2，雪荷载标准值为0.3 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.35 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型。
二 屋架形式，尺寸及支撑布置
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） 跨中高度：0026700
20150.1335022
L H H i mm =+=+?= 屋架的高跨比：
33500.1254626700
O H L == 屋架形式及几何尺寸见图1所示。
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。 1.永久荷载标准值
防水层（三毡四油，上铺小石子） 1.20.350.42?=kN/㎡ 找平层（20mm 厚水泥砂浆） 0.4 1.20.48?=kN/㎡ 保温层（80mm 厚泡沫混凝土） 1.20.50.6?=kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.2 1.4 1.68?=kN/㎡ 屋架和支撑自重 21.2(0.120.01130)0.54/kN m ?+?=
总计 3.72 kN/㎡`
可变荷载标准值
屋面活荷载 1.40.70.98?= kN/㎡
总计 0.98 kN/㎡
2.荷载组合
设计屋架时，应考虑以下三种组合： 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： F=(3.72+0.98) ×1.5×6=42.3 kN ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载： F1=3.72×1.5×6=33.48 kN
半跨节点可变荷载： F2=0.98×1.5×6=8.82 kN
③全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载
全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.54×1.5×6=4.86kN
半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.68+0.98) ×1.5×6= 23.94kN
2.内力计算
用图解法分别先求出左半跨和右半跨单位荷载作用下的杆件内力系数，二者相加得到全跨单位荷载作用下节点的内力系数，然后乘以实际的节点荷载，得到相应的内力。屋架在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。在第二种和第三种荷载组合作用下，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。
计算结果列下表。
表1-屋架杆件的计算内力 注：表内负责表示压力；正值表示拉力
四、杆件截面设计
腹杆最大内力，479.68N kN =-由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚
杆件名称 全跨⑴左半跨⑵右半跨⑶P×⑴P1×⑴＋P2×⑵P1×⑴＋P2×⑶P3×⑴＋P4×⑵P3×⑴＋P4×⑶
计算内力(KN)
AB 0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BCD -11.11-8.01-3.74-469.95-442.61-404.95-245.75-143.53-469.95DE -17.89-12.26-6.79-756.75-707.09-658.85-380.45-249.50-756.75EFG -18.47-12.84-6.79-781.28-731.62-678.26-397.15-252.32-781.28GHIJ -20.14-12.19-9.44-851.92-781.80-757.55-389.71-323.87-851.92a-b 5.93 4.37 1.89250.84237.08215.21133.4474.07250.84b-c 14.9410.52 5.33631.96592.98547.20324.46200.21631.96c-d 21.0813.489.16891.68824.65786.55425.16321.74891.68d-e 18.259.809.80771.98697.45697.45323.31323.31771.95Aa -0.50-0.500.00-21.15-21.15-16.74-14.40-2.43-21.15Ba -11.16-8.22-3.54-472.07-446.14-404.86-251.02-138.99-472.07Bb 8.96 6.29 3.21379.01355.46328.29194.13120.39379.01Cb -1.00-1.000.00-42.30-42.30-33.48-28.80-4.86-42.3Db -7.44-4.88-3.08-314.71-292.13-276.26-152.99-109.89-314.71Dc 5.48 3.21 2.73231.80211.78207.55103.4891.99231.8Ec -1.50-1.500.00-63.45-63.45-50.22-43.20-7.29-63.45E10.730.730.0030.8830.8824.4421.02 3.5530.88c1-4.56-1.78-3.35-192.89-168.37-182.22-64.77-102.36-192.89F1-1.00-1.000.00-42.30-42.30-33.48-28.80-4.86-42.3G1-3.76-0.98-3.35-159.05-134.53-155.43-41.73-98.47-159.05Gd -2.26-2.930.51-95.60-101.51-71.17-81.13 1.23-101.51
Hd 0.000.000.000.000.000.000.000.000H20.000.000.000.000.000.000.000.000I20.000.000.000.000.000.000.000.000
J2d 2.69 3.50-0.61113.79164.5584.6896.86-1.53164..55
Je
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
屋架杆件内力组合表 表1
度取t=14mm ；其余节点板与垫板厚度取t=12mm 。 1.上弦杆
腹杆最大内力，N=-472.07KN ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。 1.上弦杆
整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-851.92KN 计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度
Ox
l =150.8cm
屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取
上弦横向水平支撑的节间长度：
Oy
l =300cm
因为2
Ox
l ≈
Oy
l ，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图4
图 4 上弦截面
要截面积*
A =f N
.?=
3
2851.92104910.060.807215
mm ?=? 需要回转半径*x i =60
1508=λox l =2.51 cm *
y
i =60
3000=λox l =5.00 cm 根据需要的*
A 、*x i 、*y
i 查角钢型钢表，初选 2 L 160?100?14，A=69402mm ，
x i =2.80cm ，y i =7.86m 。
按所选角钢进行验算
x λ=x ox i l =828150..=52.9＜[λ]=150
y λ=y oy i l =86
7300
.=38＜[λ]=150 由于51016030005605604111416011./.b /l .＞./t /b oy =?===
则：444167524130014116737521734
2
24221.)..(..)b .t l (t b .oy yz =??+?=+=λ＜[λ]=150
由于 y yz x λλλ>>，只需求出x min ??=，查轴心受力稳定系数表，x ?＝0.8384
3
851.92101770.8475680
x N MPa A φ?==?<215 MPa 所选截面合适。
2 .下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=891.68kN 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox
l =4500mm
屋架平面外根据支撑布置取
Oy
l =13350mm
计算需要净截面面积*
A =3
2891.6810
4147215
N mm f ?=
= 选用 2 L140?90?14（短肢相并），见图5。
图 5
下弦截面
A=69402
mm ， x i =2.51cm ，y i =6.93cm 。 按所选角钢进行截面验算，取A A =n
（若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm ，则可不计截面削弱影响）
3891.6810146.1786100n N A ?==N/2mm <215 N/2
mm
x λ=x
ox
i l 51
2450
.=
=179.3<[λ ]=250
y λ===93
61335.i l y
oy 192.6<[λ]=350
所选截面满足要求。 3. 端斜杆Ba 已知N ＝-472.07kN ，Ox
l ＝
Oy
l ＝253.9cm
因为
Ox
l ＝
Oy
l ，故采用等肢角钢，使x i ＝y i
选用角钢2 L 100?12,见图6
图 6 端斜杆Ba
A ＝45602mm ，x i ＝3.03cm ，y i
＝4.64cm
截面刚度和稳定验算
x λ= ==03
39253..i l x
ox =83.8<[λ ]=150
y
λ
=
64
49
253..i l y
oy =
=54.7<[λ ]=150 由于1092535805803832110/..b /l .../t /b oy ?=<===14.73
5572
192531047501754475012
24
224
.)...(.)t
l b .(oy y yz =??+=+
=λλ ==x min ??0.6624
3247210156.26/0.66244560
n N N mm A ?==?<215 N/2
mm 所选截面满足要求。 填板放两块，a ι
=84.6 cm ＜40x i =40×3.03=121.2 cm 4. 斜杆Bb 已知N=379.01kN
计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox
l =0.8×l=0.8×2622=2097.6mm
屋架平面外根据支撑布置取Oy
l =2622mm
选用 2 L100?6，见图7。
图 7 斜杆Bb
A=23862
mm ， x i =3.10cm ，y i =4.44cm 。
3379.0110160.052368
N A ?== N/2mm <215 N/2
mm
x λ=x
ox
i l 10
376
209..=
=67.7<[λ ]=350
y λ===44
42262..i l y
oy 59.1<[λ]=350
所选截面满足要求。
填板放两块，a ι
=87.4cm ＜80x i =80×3.10=248cm 5. 再分腹杆c1G
=1N 1c N =-192.89kN ， =2N 1G N =-159.01kN ，
1ι=4174 mm
计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度
Ox
l =0.8×l=0.8×2087=1669.6mm
屋架平面外根据支撑布置取
Oy
l =1ι（0.75+0.25
21
N N ）=4174（0.75+0.25192.89159.01
）=4396.33mm 选用 2 L100?6，见图8。
图 8 再分腹杆c1G 图 9 中竖杆Je
A=23862
mm ， x i =3.10cm ，y i =4.44cm 。
x λ=x
ox
i l 10
396
166..=
=53.9<[λ ]=350
y λ===
44
46
439..i l y
oy 99<[λ]=350 由于1064395805807166010/..b /l .../t /b oy ?=<===25.5
8105606439104750199475012
24
2
24
.)...()t
l b .(oy y yz =??+=+
=λλ
==yz min ??0.5182
3192.8910157.640.51282386
yz N A φ?==?N/2mm <215 N/2
mm 所选截面满足要求 填板放两块，a ι
=109.9cm ＜40x i =40×3.10=124cm 6. 中竖杆Je
已知N ＝0，l l 9.00=＝0.9 ?335＝301.5cm
中间竖杆选用2 L75?6的角钢，并采用十字形截面，见图9 A=17.62cm ,4520.i x = cm,
91
25
3010..i l x o ox =
=
λ=103.6<[λ ]=150 所选截面满足要求 填板放五块，a ι
=60.3cm ＜400x i =40×2.45=98cm
其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2
表二
五、节点设计
用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160
=
w
f
f MPa 各杆件内力由表1查得
1.下弦节点b
见图10
图10 下弦节点b
（1）斜杆Bb与节点的连接焊缝计算：
N=379.01kN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5mm。所需焊缝长度为：
肢背：
3
2
379.0110
312200
20.76160
w
l mm
??
=+=
???
，取
w
l＝200mm
肢尖：
3
`
1
379.0110
310122.8
20.75160
w
l mm
??
=+=
???
，取`
w
l＝125mm
（2）斜杆Db与节点的连接焊缝计算：
N=314.71kN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5mm。所需焊缝长度为
肢背：
3
2
314.7110
312168.1
20.76160
w
l mm
??
=+=
???
，取
w
l＝170mm
肢尖：
3
`
1
314.7110
310103.66
20.75160
w
l mm
??
=+=
???
，取`
w
l＝110mm
（3）竖杆Cb与节点板连接焊缝计算：N = 42.3kN
因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸
f
h=5mm
焊缝长度
w
l≥40mm，取
w
l=60mm
（4）下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
△N=631.96-250.84＝381.12KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为：
肢背： 3
2
381.1210312201.0120.76160w l ??=+=???，取w l ＝250mm
肢尖：3
`
1
381.1210312106.5220.76160
w l ??=+=???，取`w
l ＝150mm （5）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。如图所示
2 .上弦节点B
（1）斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。 （2）斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，N=472.07kN 。
设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。所需焊缝长度为
肢背：3
2
472.0710320160.4920.710160w l ??=+=???，取w l ＝200mm
肢尖： 3
`
1
472.07103117.0820.76160
w l ??==???，取`w
l ＝150mm 为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽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。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得
mm h f 6122
1
21=?=?=
'节点板厚度， mm h f 10='' 上弦与节点板间焊缝长度为440mm ，承受集中力P=42.3kN, 则
142300
11.420.720.76440
f f w P h l τ=
=='??????MPa<0.8156=w f f f βMPa
上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差 480.110.24479.87kN ?=-= 偏心距 e =110-25.9＝84.1mm 设需焊缝长度为440mm ，则
479870
84.67220.710(44020)
f e w N MPa h l τ?=
==???-∑
22
26647987084.1
98.0520.720.710(44020)
f f w M MPa h l σ???=
==''????-
120.13160MPa MPa ==< （4）节点板尺寸：方法同前，如图所示
节点板B 尺寸
3 .屋脊节点J
（1） 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：
弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。 N=851.92KN ，设肢尖、肢背焊脚尺寸为10mm ，则需焊缝长度为
=+???=167.04w
f
f w f h N
l 3851.921016431.9720.78160mm ?+=???，取w l =450mm 拼接角钢长度取2?450+50＝950mm （2) 斜杆与节点板连接焊缝的计算：
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm ，N=101.51kN,所需焊缝长度为：
肢背：0.7101510
1264.8720.76160w
l mm ?'=+=???，取w l =70mm
肢尖：`0.31015101037.1920.75160w l mm ?''=+=???，取焊缝长度`
w
l =40mm 根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为500mm ×240mm 。 (3) 弦杆与节点板的连接焊缝计算：
取节点板的长度为500mm ，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为
=--20102/500220 mm 。
上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定承受节点荷载
42300
13.730.8156.1620.720.710220
w f f f w P MPa f MPa h l σβ=
==<=??????
上弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算，并考虑此力产生的弯矩设焊脚尺寸为10mm 。
0.158519200.15
41.49220.710220f e w N MPa h l τ?=
==??? 22
660.1585192084.1
95.5220.710220
f e w M MPa h l σ????=
==???
88.59160MPa MPa ==<
（4）斜杆J2与节点板连接焊缝的计算
此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm （5）节点板尺寸：方法同前，如图所示
节点板K 尺寸
4 .下弦跨中节点e
（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算
拼接角钢与下弦杆截面相同，设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度
为
mm f h f l w
f
f w 40416087.04215
10042.677.04=?????=???A =
，取
w l =404+16=420mm
拼接角钢长度2?420+20=860mm （2） 弦杆与节点板连接焊缝计算：
按下弦杆内力的15%计算，设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为
肢背：0.77719500.15
1272.30820.76160w l mm ??=
+=???，取w l =90mm
肢尖`0.37719500.151237.8420.76160
w
l mm ??=+=???，取`w l =50mm （3）节点板尺寸：方法同前，如图所示
节点板f尺寸
5 .端部支座节点a
图11 支座节点a
（1）为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸出肢的宽度，故可取为160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相同，厚度同端部节点板为14mm。
支座底板计算：支座反力
[]
=?+??=
42.318.90.5242.3/2420.88
R kN
取加劲肋的宽度为110mm，考虑底板上开孔，锚栓直径取d=25mm，
锚栓孔直径为60mm，则所需底板面积：
221420880 3.1460/436496.412.5
c R A mm f A ≥
+=+?= 按构造要求取底板尺寸为280mm ?400mm ，偏安全地取有加劲肋部份的底板承受支座反力。
则承压面积： 265520)141102(280mm A c =+??= 验算柱顶混凝土的抗压强度：420880
6.4512.565520
c n R MPa f MPa A σ=
==<= 底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块，每
块板为两边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为
2
2βσα=M
式中σ--------底板下的平均应力， σ=9.2N/2mm
2α--------两边支承对角线长， 2α=mm 6.172110)2/14140(22=+-
β--------系数，由22/αb 决定。2b 为两边支承的焦点到对角线2α的垂直距离。由相似三角形的关系，得 2133110
172.6
b ?=
=84.8mm
22/αb =0.49 ，查表得β＝0.0586
20.0586 6.49172.611329.84M N mm =??=g
17.78mm ==, 底板尺寸：28040020mm mm mm ??
（2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算：偏安全地假定一个加劲肋的受力为支座反力的1/4，则焊缝受力
420880
1052204
V N =
= 105220110/25787100M Ve N mm ==?=?
设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度mm l w 4961220528=--=，
23
7263162106702101382mm /N .)
(.l h N
w e
f =-????==
∑
?τ 2
2
6/57.93)
16200(67.021093.46mm N W M F f =-?????==σ
28.76160MPa MPa ==<
加劲肋高度不小于210mm 即可
（3） 节点板加劲肋与底板的连接焊缝计算：
设底板连接焊缝传递全部支座反力R=420880N ，其中每块加劲肋各传R/4=105220N ，节点板传递R/2=210440N 。
节点板与底板连接焊缝总长度：∑=?=mm l w 5602802， 所需焊角尺寸为2104402 2.750.7 1.220.7560160 1.22
f w
w f R
h mm l f ===????? 故取mm h f 6=
每块加劲肋与底板的连接焊缝总长度为∑=--=mm l w 156)1220110(2 所需焊缝尺寸为1052204 4.930.7156160 1.220.7156160 1.22
f R
h mm ≥==??????
故取焊缝mm h f 8=
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 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）
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
《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。
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。
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
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
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分
析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2
钢结构课程设计心得 篇一：钢结构课程设计心得体会1 钢结构课程设计心得体会 两周的课程设计结束了，通过这次课程设计，我不仅巩固了以前所学到的知识，而且掌握了许多以前没有学懂的知识。在设计的过程中也遇到了不少的问题，不过经过一遍遍的思考以及和老师同学们的讨论都一一得到了解决，基本达到了再实践中检验所学知识的目的。古人有云：“过而能改，善莫大焉”。说的就是错误并不可怕，人类能不断的进化发展，靠的便是一个个错误，在错误面前不骄不躁，不断思考，不断改正，才能不断的获取新的知识。虽然改正错误的过程是冗长而艰辛的，但是在改正错误的过程中我也发现了成功的真谛，用汗水浇灌收获的果实才是最令人感觉幸福而满足的。遇到困难也需迎难而上，
披荆斩棘，诗云：“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香。”如果中途荒废，那样便永远不可能成功，以后步入社会仍然适用。课程设计是一门专业设计课，它不仅仅教会了我很多专业方面的知识，也教给了我很多运用知识的能力，曾经有一个马拉松运动员把具体很远的路程划分为一段段百米间隔，通过实现一个个小的目标，最终在不知不觉中实现了远大的目标。同时，课程设计让我感触很深。使我对以往所学的抽象的理论有了一个逐渐清晰的认识，包括整体稳定性计算，局部稳定性计算等，也发现了以前忽视的小细节，比如节点的设计要求和钢材之间的接法。 我认为这次课程设计不仅仅充实我的专业知识，更重要的是教给我很多学习的方法以及处事的道理。而这是以后最实用的。在步入社会以后，也要勇于接受社会的挑战，实践总结，再实践，再总结，在 这个循环的过程中不断的充实自
己，提高自身，实现个人的不断进步。 回顾这次课程设计，至今仍感受良多，从最初的一脸茫然，到最后的加班加点甚至通宵达旦，回忆起来，苦楚多多，不过回头看看一份洋洋洒洒的课程设计，心中仍是喜悦异常，痛并快乐着。。。。。。从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 感谢在课程设计过程中老师给予的讲解和帮助以及和我讨论亦给予我很大帮助的同学们，谢谢你们的帮助和支持！
《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书 湖北工业大学工程技术学院土木系 结构教研室 2013年11月 一、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1所示， 杆件容许长细比：屋架压杆[λ]=150，屋架拉杆[λ]=350。 二、屋架形式及几何尺寸 如图2所示。 三、荷载 1. 永久荷载（标准值） 大型屋面板（0.50 +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：0.50+0.001*190=0.69kN/m2） 防水层0.10kN/m2 屋架及支撑自重0.15kN/m2 悬挂管道0.05kN/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) 四、课程设计要求 1. 掌握钢屋架荷载的计算； 2. 掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度、截面形式，截面选择及构造要求， 填板的设置及节点板的厚度； 3. 掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计及计算和构造；掌握钢 屋架施工图的内容和绘制。
五、课程设计进度安排
1拱50 图2 24米跨屋架几何尺寸 117 图3 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 A a c e g g 'e 'c 'a '+3.480 .000-6.25- 9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49 -2.470.00 0.00 -6.53 -3.14 +0.71 +1.55+1.39 +1.56 +1.80 +2.12+4.76 +1.90 -0.45 -2.47 -1.53 -1.75 -2.03 -2.34 -1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1. 25B C D E F G H I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.01.0i 图4 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力
山东建筑大学 课程设计（论文）任务书 题目：某化工车间钢屋盖设计 课程：钢结构设计课程设计 院（部）：土木工程学院 专业：土木工程 班级：土木辅修2013级 学生姓名： 学号： 设计期限：2015年5月4~15日 指导教师： 教研室主任： 院长(主任)：
关于学生课程设计（论文）质量的有关要求 为了进一步加强学生课程设计（论文）的质量，对土木学院所有专业的课程设计（论文）制定以下要求： 1、学生应高度重视课程设计（论文）工作，严格要求自己，自觉遵守学习纪律和各项规章制度。 2、课程设计（论文）过程中，尊敬老师，团结互助，虚心学习，勤于思考，敢于实践，勇于创新，按指导教师的要求，保质保量的按时完成课程设计（论文）任务。 3、课程设计（论文）期间，实行考勤制度，一般不准请假，确因特殊情况需要请假时，须按照学校有关规定执行。学生缺勤（包括病、事假）累计超过课程设计时间1/3以上者，取消答辩资格，不予评定成绩，须重新补做。 4、必须独立完成课程设计（论文），一旦发现套用和抄袭他人成果者，按作弊论处。对学习不努力、不认真、敷衍了事、回避指导，未完成各阶段任务及严重违纪者，指导教师有权不让其参加答辩。 5．课程设计说明书（论文）撰写规范 课程设计说明书（论文）要求用A4纸排版，上下左右边距各留20mm，说明书（论文）中的计量单位、制图、制表、公式、缩略词和符号应遵循国家的有关规定。 6、学生课程设计存档要求 (1)学生设计资料必须装入课程设计专用袋（各班统一到教务室领取），要求详细填写班级、学 号、姓名、课程设计名称及档案袋里所有的资料内容。 (2)档案袋里课程设计资料排放顺序： 课程设计（论文）任务书（单放不装订） 按课程设计（论文）封面、设计（论文）说明书内容其中包括（目录、正文、参考文献、附录）等次序左侧装订成册（封面上填写的各项内容要与任务书上的内容一致）。 设计图纸（按学号从小到大排列整齐）。 (3)资料上交时间： 课程设计结束后两天内以班为单位交给辅导教师，不得延长上交时间。 以上资料整理好后，交由指导教师评阅。 土木工程学院
钢结构课程设计任务指导书 一目的和任务： 钢结构是工业与民用建筑专业四大结构之一。建筑是反映国民经济水平的一大标志，随着改革开放的深入和国民经济的发展、国家经济综合实力的稳步提高，钢结构在建筑中的应用越来越多了，该课程在该专业中原本的重要性也越来越加强了。本课程设计旨在在给出的已知条件下，综合运用所学知识，作出正确的计算、绘出相应的施工图。 二设计内容： 本设计主要是设计一钢屋架，其应涵盖以下内容： （一）钢材和焊条型号选择 根据地区温度、荷载特征、连接方法等选择 （二）屋架形式及几何尺寸 1、屋架按其外形一般可分为三角形和梯形，三角形屋架一般用于中、小跨度（l=18~24 m）的轻屋面结构，腹杆多采用芬克式。梯形屋架在全钢结构厂房中运用 较为广泛。 2、屋架的主要尺寸 1）跨度计算跨度=标志跨度一（300~400mm）。 2）高度三角形屋架高度主要取决于屋面坡度，当i=1/2~1/3时，h=（1/4~1/6）l0。梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定，一般取h=（1/6~1/10）l。 （三）支撑布置 支撑分为上、下弦横向水平支撑，纵向水平支撑，垂直支撑和系杆等五种，应结合屋架形式，房屋的跨度、高度和长度，荷载情况及柱网布置等条件设置。 （四）檩条布置与计算 （五）屋架内力计 1、屋架的荷载和荷载组合 永久荷载一一包括屋面材料和檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚等结构的自重；可变荷载一一包括屋面活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载以及悬挂吊车和重物等荷载； 可能遇到的最不利组合一般应考虑以下三种： 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、天窗架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 在多数情况，用第一种荷载组合计算的屋架杆件内力即为最不利内力。但在第二和第三种荷载组合下，梯形屋架跨中附近的斜腹杆可能由拉杆转为压杆或内力增大，应予考虑。组合时屋面活载和雪载不会同时出现，取两者中的较大值计算。
一、设计题目 18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度7度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。 2、荷载标准值如下： （1）、永久荷载（沿屋面分布） 屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2 钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2 （2）、可变荷载 屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2 基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2 三、要求设计内容 1、屋盖结构布置 2、屋架杆件内力计算和组合 3、选择杆件截面型号，设计节点 4、绘制施工图 四、课题设计正文 （一）屋盖结构布置： 上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：
屋架支撑布置 1-1剖面图 （二）、屋架杆件内力计算和组合 1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载 2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图： 上弦集中荷载
上弦节点荷载 上弦集中荷载及节点荷载表 3、上弦节点风荷载设计值如图所示。 （1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为： 上弦节点风荷载 W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN 4、内力计算 （1）杆件内力及内力组合如下表： （2）上弦杆弯矩计算。 端节间跨中正弯矩为 M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×12.04kNm×3/√10×1.555m） =3.553kNm 中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为
《钢结构》课程设计任务书、指导书（建筑工程专业方向） 土木建筑工程系
年月42014 《钢结构》课程设计任务书、指导书 一、设计题目 简支梯形钢屋架设计 二、设计原始资料 1．结构平面布置 某地区单层单跨工业厂房机加工车间，屋架跨度及厂房长度90m，柱距6m，屋架下 弦标高16.5m。 2．排架结构体系 钢筋混凝土柱（混凝土强度等级为C20，上柱截面400×400）； 钢屋架铰支于柱上； 1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板；1。?i屋面坡度10 0。的吊车，计算温度高于-20C．车间内设有中级工作制、起重量?300KN3 ．材料4 型，手工焊。钢，焊条为E43钢屋架选用Q235-B ．荷载（标准值）5 2kN/m防水层0.35 2kN/m0.40砂浆找平层(厚20mm) 2)( 保温层 kN/m按附表取 2kN/m1预应力钢筋混凝土大型屋面板.344 （包括灌缝） 2kN/m屋架及支撑自重）（0.12+0.011l 2kN/m0.15悬挂管道 2kN/m0.50屋面活荷载 2)(按附表取屋面积灰荷载kN/m 2kN/m雪荷载0.35 )见附图(6．钢屋架计算简图及构件几何尺寸示意图 三、设计任务 ．绘制钢屋架结构支撑系统布置简图（包括上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑1
。）及系杆 ．设计该指定跨度的双坡梯形钢屋架，并绘制安装单元施工图及编制整榀屋架材料表。2 四、主要参考资料 2004高等教育出版社，张耀春.钢结构设计原理.北京:1. 1991:北京中国建筑工业出版社，钢结构2.欧阳可庆.. 2002中国建筑工业出版社，钢结构基本原理.北京:.3.沈祖炎、陈扬骥、陈以一 ,2001建筑钢结构设计.4.王肇民.上海：同济大学出版社 5.钢结构设计规范（GB50017-2003） 6.钢结构施工质量验收规范（GB50205-2001） 7.建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002） 8.建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 9.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001） 10.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001） 五、设计计算说明书要求 1．设计资料； 2．结构平面布置简图、支撑体系简图； 3．钢屋架计算简图及几何长度； 4．荷载计算、荷载组合、节点荷载及支座反力计算； 5．屋架内力计算： （1）单位节点荷载（P=1）作用于左半跨屋架的内力图； （2）利用结构的对称特点，当单位节点荷载（P=1）分别作用于屋架左半跨和右半跨