结构力学钢结构课程设计

钢结构课程设计计算书1 设计资料某车间跨度为24m ，厂房总长度90m ，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。

钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型，手工焊。

桁架计算跨度：L 0=L -2×0.15=27-2×0.15=26.7m 跨终端部高度：桁架的中间高度：h=3.35m26.7m 处h 0＝2.015m 27m 处h 0＝2.000m 桁架跨中起拱60mm （≈L ／500） 2 结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示 桁架支撑布置如图所示 3 荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。

沿屋面斜面分布的永久荷载乘以αcos 1=)1102+／10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。

桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（w p =0.12+0.011*跨度）计算，跨度单位为m 。

标准永久荷载：预应力混凝土大型屋面板 1.005×1.42m kn =1.4072m kn 改性沥青防水层 1.005×0.42mkn=0.4022m kn20厚1：2.5水泥砂浆找平层 1.005×0.02m ×0.43mkn =0.008042m kn80mm 厚泡沫混凝土保温层 1.005×0.08m ×0.483mkn=0.0395922m kn4 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 （按永久荷载为主控制的组合） 全跨节点荷载设计值： F=（1.35×2.2732m kn+ 1.4×0.9×0.7）×1.5m ×6m=35.555KN(2)全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：11-F =1.35×2.2732m kn ×1.5m ×6m=27.617KN(按永久荷载为主的组合)21-F =1.2×2.2732m kn×1.5m ×6m=24.548KN(按可变荷载为主的组合)对结构有利时:31-F =1.0× 2.273 2m kn×1.5m × 6m = 20.457 KN半跨节点荷载设计值12-F =1.4×0.9×0.7×1.5m ×6m=7.938KN (按永久荷载为主的组合) 22-F =1.4×（0.7+0.9×0.7）×1.5m ×6m=16.758KN (按可变荷载为主的组合)（3）全跨桁架包括支撑 + 办跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷载 （按可变荷载为主的组合）全跨节点桁架自重设计值： 对结构不利时13-F =1.2×0.42m kn×1.5m ×6m=4.320KN对结构有利时23-F =1.0×0.42m kn×1.5m ×6m=3.6KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：4F =（1.2×1.42mkn+1.4×0.72m kn）×1.5m ×6m=23.94KN备注：F=13.04KN .11.-F =13.22KN 21-F =12.75KN 31-F =12.13KN 12-F =8.82KN22-F =13.24KN 13-F =4.15KN 23-F =3.46KN 4F =23.94KN5 杆件设计 （1）上弦杆整个上弦采用等截面，按HI 杆件之设计最大内力设计 N=207.34KN=207340N 上弦杆计算长度：在桁架单面内，为节间轴线长度lox=150.8cm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况取loy=3*150.8cm=452.4cm因为l oy =3l ox ，故截面宜选用两个小等肢角钢，沿肢相并腹杆最大内力N=122.05KN ,节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 。

钢结构课程设计任务书一、课程设计的目的和任务《钢结构》课程设计是土木工程专业的理论实践课。

本实践课的主要目的和任务是：1、文件资料的查询、收集，并初步学习各相关规范的查找及使用；2、掌握钢屋架荷载的计算；3、掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度选择；4、掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计和构造；掌握钢屋架施工图的内容和绘制。

二、课程设计题目和内容1、题目：设计某车间的三角形钢屋架2、设计资料1）某厂房跨度为18m/21m/24m/27m，总长120m，柱距6.0m，屋架下弦标高为15m。

车间柱网布置见图1。

无吊车，无天窗、无振动。

不考虑抗震设防。

2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。

3）屋面采用形式具体见小组分表，槽钢檩条。

钢材选用Q235B，焊条采用E43型。

4）采用三角形钢屋架，荷载分类情况见附录1，屋架几何尺寸和内力系数情况见附录2。

5）采用三角形钢屋架3、设计内容1）确定屋架形式和几何尺寸内容：确定屋架高度；确定节点间距及腹杆图形；按比例画出屋架单线图。

2）屋架支撑布置包括:上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆。

按1:600比例尺画出屋架上弦、下弦支撑布置图及垂直支撑布置图。

3）进行荷载和内力计算：包括计算屋架荷载；计算屋架杆件内力（用图解法或结构力学求解器）；4）屋面杆件截面选择。

5）设计节点包括屋脊节点，上下弦拼接节点，上下一般节点，支座节点等4-5个典型节点。

6）完成设计计算书，绘制屋架运送单元施工图。

4、内力计算考虑下面4种情况1) 满载（全跨静荷载加全跨可变荷载）2) 全跨静荷载和半跨可变荷载。

3)恒载+风荷载。

4）全跨屋架自重（包括檩条、支撑等）+半跨屋面板荷载+半跨活荷载。

成果要求1、计进度安排（1周），详见进度表。

2、设计计算书，内容包括：（1）设计资料，设计依据。

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》课程设计计算书班级：土木***班指导老师：***姓名： ***学号：**********20**年**月目录第一部分课程设计题目一、设计规范及参考书籍 (3)二、设计构件 (3)三、设计内容要求 (4)第二部分设计计算过程一、结构简化 (5)二、设计次梁CL-1 (5)三、设计主梁KL-1 (7)四、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 (14)五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（采用高强螺栓） (16)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（GB5009－2001）（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（2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社（3）王国周等. 钢结构－原理与设计，清华大学出版社（4）罗邦富等. 钢结构设计计算手册（第三册），中国建筑工业出版社（5）李和华. 钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社二、设计构件某多层图书馆二楼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0509）、0510），楼面板为150mm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。

（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）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。

钢结构课程设计任务书（钢屋架设计）1 设计题目某厂房钢屋架设计。

2 设计目的课程设计是本课程教学的实践教学环节之一，通过设计使学生进一步掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提高综合分析、解决问题的能力。

3 设计条件某厂房总长度90m ，跨度根据不同的学号从附表中取，屋盖体系为无檩屋盖。

纵向柱距6m 。

3.1 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，地震设防烈度为8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）。

3.2 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：双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。

3.3 屋盖结构及荷载 （1）永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 kN/m 2保温层 0.5 kN/m 2(按分组表确定) 一毡二油隔气层 0.05 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 kN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m 2 屋架及支撑自重：按经验公式L q 011.012.0+=计算：0.12+0.011×18=0.318 KN/m 22（2）可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.7kN/m 2 雪荷载标准值： 0.35kN/m 2积灰荷载标准值： 0.7 kN/m 2(按分组表确定)4 设计内容4.1 确定屋盖结构及支撑的布置图；4.2 选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；4.3对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点；4.4 屋架施工图（1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。

设计的节点应尺寸齐备、书写规范、满足构造要求；（2）施工图内容①屋架简图（比例1∶100），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。

钢结构课程设计班级：姓名：学号：指导老师：2013年12月30日梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号72，屋面坡度1：10，跨度30m ，长度102m ，，地点：哈尔滨，基本风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2。

该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.000m 。

（2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。

屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.1 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。

屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。

（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。

（4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。

平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 210.20=',屋架的中间高度h=3.710（为lo/8）。

屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/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(0.120.011)/k g l kN m =+（1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载：kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（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：kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。

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,×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板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m2,找平层2cm厚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m2,积灰荷载标准值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-34、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,×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板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m 2,找平层2cm 厚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m 2,积灰荷载标准值m 2,雪荷载及风荷载见下表;2屋架计算跨度)(7.233.0240m 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mmh 19000=中部高度mm h 3100=为6.7/0l ,屋架跨中起拱500/l 考虑,取48m. 2.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示：图1.梯形钢屋架形式和几何尺寸根据厂房长度102m>60m、跨度及荷载情况,设置三道上、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,该水平支撑的规格与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,在各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一道垂直支撑;梯形钢屋架支撑布置如图下图所示：屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图3.荷载计算屋面和荷载与雪荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷载标准值进行计算;故取屋面活荷载2m 进行计算;屋面风荷载迎风面 m KN /88.51235.00.1)0.1(4.11-=⨯⨯⨯-⨯=ω 背风面 m KN /82.31235.00.165.0(4.11-=⨯⨯⨯-⨯=ω由于屋面坡度较小,对荷载影响小,未予考虑;风荷载对屋面为吸力,重屋架不考虑;表 1 荷 载 计 算 表设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合： .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 F 991.4865.1)82.16234.3(=⨯⨯+=.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载全跨节点永久荷载：611.3265.16234.31=⨯⨯=F半跨节点可变荷载：KN F 38.1665.182.12=⨯⨯=.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：KN F 67.465.15184.03=⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载：KN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=1、2为使用节点荷载情况,3为施工阶段荷载情况; 4.内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示：屋架计算简图由图解法或数解法解得F＝1的屋架各杆件的内力系数F＝1作用于全跨、左半跨和右半跨;然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表2屋架构件内力组合表竖杆AaCb、EcGdHRIe 0 00 0 0 0 0 0 05.杆件设计1上弦杆整个上弦采用等截面,按GH,HI杆件的最大内力设计,即KNN89.797-=上弦杆计算长度：在屋架平面内,为节间轴线长度,即在屋架平面外,本屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支持布置和内力变化情况,取oyl为支撑点间的距离,即mmloy6000=根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦杆截面选用两个不等肢角钢,短肢相并;如下图所示;腹杆最大内力KNN06.440-=,由屋架节点板厚度参考可知：中间节点板与垫板厚度取10mm,支座节点板刚度取12mm;设70=λ,查Q235钢的稳定系数表,可得751.0=ϕ由双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类,则需要的截面积为236.4941215751.01089.797mmfNA=⨯⨯==ϕmmlloox1508==需要回转半径：mm l i oxx 5.21701508===λ , mm l i oy y 7.85706000===λ根据需要A,x i ,y i 查角钢规格表,选用101101802⨯⨯L ,肢背间距a=10mm,则：25680mm A =,mm i x 3.31=,mm i y 3.86=按所选角钢进行验算：52.693.866000===yoy y i l λ<λ=150, 758.0=y ϕb 类 双角钢T 型截面绕对称轴y 轴应按扭曲计算长细比yz λ,6.331160056.056.0110.1110=⨯=<==b l t b y 则yz λ=y λ=,754.0=ϕ,MPa MPa A N 3.1865680754.01089.7973=⨯⨯=ϕ＜MPa 215故所选截面满足要求;填板每个节间放一块满足1l 范围内不少于两块,尺寸取60mmx130mmx10mm 则 间距cm x i cm l d 2.12513.340404.7528.150==<==,取80cm; 2下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算;K N 86.741=Nmm l ox 3000= ,mm l oy 118502/23700==因跨中有通长系杆,所需截面积为：235.34502151086.741mm f N A =⨯==选用101101802⨯⨯L ,因oy l ≥ox l ,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图;25680mm A =,mm i x 3.31=,mm i y 3.86=8.953.313000===x ox x i l λ＜350,31.1373.8611850===y oy y i l λ＜35018.483.311508===x ox x i l λMPa MPa A N 21561.13056801086.7413<=⨯==σ故所选截面满足要求;填板每个节间放一块,尺寸取60mm ×130mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.25013.380801502300=⨯=<==,取150cm; 3斜腹杆 ①端斜杆aB ：杆件轴力 KN N 06.440-= 计算长度 =ox l mm l oy 2448=因=ox l oy l ,故采用不等肢角钢,长肢相并,使≈x i y i ;选用8801252⨯⨯L ,肢背间距a=10mm,则： 23200mm A =,mm i x 1.40=,mm i y 7.32= 按所选角钢进行验算：86.747.322448===yoy y i l λ<λ=150 双角钢T 型截面绕对称轴y 轴应按扭曲计算长细比yz λ,7.1788.24458.058.0108.08202=⨯=<==b l t b y 则yz λ=y λ1+2204209.1tl b y =×1+y λ>=⨯⨯58.81)8.08.244809.1224故由58.81max ==yz λλ,b 类,678.0=ϕ,MPa MPa A N 8.2023200678.01006.4403=⨯⨯=ϕ＜MPa 215 故所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×145mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.13027.340406.8138.244=⨯=<==,取90cm; ②杆件dR-RI此杆在R 节点处不断开,采用通长杆件;05.611.402448===x ox x i l λ最大拉力：KN N dR 60.65= ,KN N RI 33.103= 最大压力：KN N dR 63.34-= ,KN N RI 03.31-=再分式桁架中的斜腹杆,在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox 2157=,在桁架平面外的计算长度：mm N N l l oy 5.6399)63.3403.3125.075.0(4314)125.075.0(21=⨯+⨯=⨯+⨯= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=1507.996.192157<===x ox x i l λ因x λ＜y λ,只需求y ϕ;查表得3486.0=y ϕ,则MPa A N y 7.999963486.034630=⨯==ϕσ＜MPa 215 拉应力： MPa MPa A N 2157.10399610333<===σ 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.7896.140409.7137.215=⨯=<==,取75cm; ③ 杆件Bb杆件轴力 KN N 58.339=计算长度 =ox l ×2534=, mm l oy 2534= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=3509.882.2027<===xoxx i l λ 3504.720.352534<===yoy y i l λ 所选截面满足要求;15067.2174.295.6399<===yoy y i l λ填板放两块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.18228.280804.6334.253=⨯=<==,取80cm; ④杆件bD杆件轴力 KN N 24.267-=计算长度 =ox l ×2798=, mm l oy 2798= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=1502.988.224.2238<===x ox x i l λ,1508.812.342798<===y oy y i l λ x λ>y λ,567.0=x ϕ,MPa MPa A N x 2159.2042300567.0267240<=⨯==ϕσ 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.9128.240400.7048.279=⨯=<==,取70cm; ⑤杆件Dc杆件轴力 KN N 33.180=计算长度 =ox l ×2778=, mm l oy 2778= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=3505.978.224.2222<===x ox x i l λ,35037.790.352778<===y oy y i l λ MPa MPa A N 2154.782300180330<===σ 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.18228.280806.9238.277=⨯=<==,取100cm; ⑥杆件cF杆件轴力 KN N 64.118-=计算长度 =ox l ×3055=2444m, mm l oy 3055=选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=1502.1078.222444<===x ox x i l λ,1503.890.353035<===y oy y i l λx λ>y λ,449.0=x ϕ, MPa MPa A N x 2159.1142300449.0118640<=⨯==ϕσ 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.9128.240404.7645.305=⨯=<==,取cm 80; ⑦杆件Fd杆件轴力 KN N 49.52=计算长度 =ox l ×3035=2444m, mm l oy 3035= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=3509.1236.192428<===x ox x i l λ,3505.1004.293035<===y oy y i l λMPa MPa A N 2157.5299652490<===σ 所选截面满足要求填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.15696.180802.10135.303=⨯=<==,取110cm; ⑧杆件RG杆件轴力 KN N 13.34=计算长度 =ox l ×1952=, mm l oy 1952= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=3507.796.196.1561<===x ox x i l λ,3506.644.291952<===y oy y i l λx λ>y λ,688.0=x ϕ,MPa A N x 8.49996688.034130=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.15696.180801.6532.195=⨯=<==,取70cm; 4竖杆 ①杆件Aa杆件轴力 KN N 50.24-=计算长度 =ox l ×1900=1520m, mm l oy 1900=由于杆件内力较小,按150][==λλ选择,需要回转半径为mm i x 13.10=,mm i y 67.12=选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=15086.873.171520<===x ox x i l λ,15034.697.261900<===y oy y i l λx λ>y λ,636.0=x ϕ,MPa A N x 87.43878636.024500=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×76mm ×12mm,则 间距cm i cm l d 2.6973.140403.633.190=⨯=<==,取65cm; ②杆件HR杆件轴力 KN N 99.48-=计算长度 =ox l ×1406=, mm l oy 1406= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=15002.653.178.1124<===x ox x i l λ,1503.517.261406<===y oy y i l λx λ>y λ,78.0=x ϕ,MPa A N x 53.7187878.0448990=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.6973.140408.4636.140=⨯=<==,取50cm; ③杆件Cb杆件轴力 KN N 92.48-=计算长度 =ox l ×2200=1760m, mm l oy 2200= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=1507.1013.171760<===x ox x i l λ,1503.807.262200<===y oy y i l λx λ>y λ,483.0=x ϕ,MPa A N x 5.115878483.0448920=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则 间距,2.6973.14040554220cm i cm l d =⨯=<==取60cm; ④杆件Ec杆件轴力 KN N 92.48-=计算长度 =ox l ×2500=2000m, mm l oy 2500= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=1506.1153.172000<===x ox x i l λ,15024.917.262200<===y oy y i l λx λ>y λ,460.0=x ϕ,MPa A N x 1.121878460.0448920=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则间距,2.6973.140405.624250cm i cm l d =⨯=<==取65cm; ⑤杆件Gd杆件轴力 KN N 47.73-=计算长度 =ox l ×2800=2240m, mm l oy 2800= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=1503.1146.192240<===x ox x i l λ,1507.924.292800<===y oy y i l λ x λ>y λ,468.0=x ϕ,MPa A N x 6.157996468.073470=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距,4.7896.14040704280cm i cm l d =⨯=<==取70cm表 3 屋 架 杆 件 截 面 选 择 表1.下弦设计 1下弦节点b已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,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： mm l w 2.1648216087.02339580321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取180mm ;肢尖： mm l w 4.956216067.02339580312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取100mm ;设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 9.1518216087.02267240321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取120mm ;肢尖： mm l w 6.776216067.02267240312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取90mm ;“Cb ”杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;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,按比例绘出节点详图,从而确定节点板尺寸为300mm ×340mm;下弦节点“b ”下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 27.32618.42245.685==∆—N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 1603.971234060.7226270332＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;2下弦节点c已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“cD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,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： mm l w 4.838216087.02180330321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取100mm ;肢尖： mm l w 3.566216067.02180330312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm ;设“cF ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 4.608216087.02186401321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm ;肢尖： mm l w 3.416216067.02118640312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm ;“cE ”杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;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,按比例下弦节点“c ”绘出节点详图,从而确定节点板尺寸为260mm ×300mm;下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 41.15545.86586.741=-=∆N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 16079.371234060.7215541032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;3下旋节点d已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“Fd 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,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： mm l w 6.358216087.0252490321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm.肢尖： mm l w 8.246216067.0252490312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm.设“dR 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 5.408216087.0265600321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm.肢尖： mm l w 1.286216067.0265600312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm .“Gd 的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;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,按比例绘出节点详图,从而确定节点板尺寸为260mm ×340mm;下弦节点“d ”下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 05.181.74086.741=-=∆N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 16026.01234060.72105032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;4下弦节点e1弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：下弦与节点板连接的焊缝长度为50cm,mm h f 8=;焊缝所受的力为弦杆的内力kN 81.740=N ,则需焊缝长度为: =+⨯⨯⨯=167.04w ff w f h N l mm 222.698216087.04740810=⨯+⨯⨯⨯,取w l =250mm 拼接角钢长度不小于2⨯250+10=510mm,取540mm;为了保证施焊方便和保证连接焊缝的质量,还需将连接角钢的竖直肢切去Δ=t+mm h f 5+=10+8+5=23mm;2竖杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算;kN N 12.111%15408107=⨯=设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm,弦杆一侧需焊缝长度为肢背：mm l w 39.671216067.021012.111323=+⨯⨯⨯⨯⨯=,取w l =80mm 肢尖mm l w 28.391216067.021012.111313`=+⨯⨯⨯⨯⨯=,按构造要求,取焊缝长度`w l ≥50mm, 取`w l =60mm3节点板尺寸：按比例绘出节点详图,从而确定节点板尺寸:图14.下弦节点“e ”MPa f MPa w f 16056.911650080.7274081032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ 焊缝强度满足要求;2上弦设计1上弦节点“B ”“Bb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b ”相同;已知： kN 06.440-N =aB设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为按不等肢角钢短肢连接的角焊缝内力分配系数计算：肢背： mm l w 164.538216087.024********=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取170mm ; 肢尖： mm l w 120.056216067.024********=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取140mm ; 为了便于在上弦上搁置屋面板,节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm;用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来;槽焊缝作为两条角焊缝计算,槽焊缝强度设计值乘以的折减系数;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到：。

钢结构课程设计班级：姓名：学号：指导老师：201X年 12月 30日梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号72，屋面坡度1：10，跨度30m ，长度102m ，，地点：哈尔滨，基本风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2。

该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.000m 。

（2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。

屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.1 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。

屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。

（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。

（4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。

平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 210.20=',屋架的中间高度h=3.710（为lo/8）。

屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m2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(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。

荷载计算表如下：荷载名称标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 预应力混凝土大型屋面板 1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.480.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和 1.31.82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：kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（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：kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。

第一部分钢结构课程设计任务书一、基本要求1、每位同学务必按分组要求做，并在计算书中注明组别；2、计算书参考教材中例题，但内力计算图解法应用计算机绘制；3、图纸不得相互拷贝，为1号图；4、计算书中应有屋架支撑布置图；5、课程设计成绩单列，不计入钢结构课程成绩内；6、课程设计应由学生本人于2016年7月10日前，交到指导老师。

二、课程设计题目某车间梯形钢屋架结构设计三、设计资料1、车间柱网布置图（L×84m）。

2、屋架支承于钢筋混凝土柱顶（砼等级为C20），采用梯形钢屋架。

3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。

4、柱距6m。

5、荷载：1)屋架自重＝（120+11L）N/m2，其中L为屋架高度；2)基本荷载表：四、设计要求1、设计屋面支撑布置（要求对整间厂房进行布置，写入计算书）；2、计算屋架杆件设计内力（选取典型一榀屋架，写入计算书）；3、设计杆件截面；4、设计不少于5个的典型节点；5、绘制屋架的结构施工图（1号图纸）。

五、内力计算考虑下面三种情况1、满载（全跨静荷载加全跨活荷载），——正常使用中;2、半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷载400 N/m2）和全跨屋架自重,——在吊装过程中出现最不对称内力。

3、全跨静荷载和半跨活荷载，——在使用过程中最不对称。

六、注意事项1、学生在计算书封皮必须显示自己的组别。

且在计算书工程概况中写清具体数值（如2013土木工程03班25号同学的组别为：第二组—25）。

2、图纸、计算书必须由指导老师签字方能视为有效。

3、图纸内容包括：⑴屋架计算简图（内力、尺寸）；⑵半跨屋架正面图，上下弦杆俯视图，端竖杆、中央竖杆侧面图，屋架支座俯视图，必要的零件大样图；⑶材料表；⑷图纸说明梯形钢屋架支撑布置如图所示：第二部分、钢屋架设计计算组别：丙—III—b—B、动载1、3，24×84m、C20混凝土。

由于采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用平坡梯形屋架。

课程设计报告课程名称钢结构原理题目学部城建学部专业班级姓名指导教师年月日钢结构课程设计任务书题目: 施工方案及管理1. 课程设计教学条件要求本课程设计是针对《钢结构》课程而设，目的是使学生更好掌握、理解和应用《钢结构》课程中所学知识，锻炼学生综合运用各种基本原理基本理解钢结构设计总体思路和步骤。

熟悉常见钢结构案，掌握钢结构基本构件的构造要求并运用其进行安装流程安装方案的编制。

要求学生此前修读完成《土木工程材料》《材料力学》《结构力学》等相关课程的知识。

2. 课程设计任务（1）、初始条件钢楼梯、钢连廊、钢框架、钢屋盖4个典型工程案例：①奥园∙盘龙壹号综合体——B-5-1#楼14#钢楼梯设计与计算②奥园∙盘龙壹号综合体——B-5-1#楼3F钢连廊设计与计算；③诚善中学食堂——钢框架设计与计算；④冠鲁明德新城商业建筑——贝壳造型钢屋盖设计与计算。

（2）、学生各自任务分配学号为单的同学细致系统学习案例①和案例③，学号为双的同学细致系统学习案例②和案例④。

将案例学习知识进行理解概括和归纳，查阅相关规范和技术标准。

单号同学对钢框架结构体系，双号同学对钢屋盖（或网盖）结构体系，进行施工方案编写、施工流程图绘制、施工所需人员和机械的基本配置，施工安全防护注意事项及施工质量控制办法的确定。

绘制所选结构体系的施工图和节点布置图（不少于3张）。

3. 课程设计内容及成果（1）课程设计封面（2）任务书及评分表（3）课程设计报告书，应包括以下内容①所选工程类别特征及应用范围介绍，及其发展趋势预测；②确定该类工程项目合理的施工工序，并确定各施工工序的合理先后衔接顺序，绘制流程图；③拟定和安排该类工程项目施工方案，具体到各个工序的具体施工方法；④根据施工流程图和施工方案（配合恰当图片，图文并茂），确定所需各工种人员配置和机械设备；⑤制定此类工程施工安全管理规程和注意事项；⑥明确此类工程项目施工质量要求并制定切实可行的质量控制办法。

钢结构课程设计－、设计资料1、题号92的已知条件：梯形钢屋架跨度24m，该厂房位于北京，长度为84m，柱距6m。

屋面坡度i＝1/10。

屋面活荷载标准值为0.40 kN/m2，雪荷载标准值为0.4kN/m2，风荷载标准值0.45kN/m2，积灰荷载标注值为0.60kN/m2。

该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.500 m。

冬季最低温度为－20℃，。

采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板屋面板。

屋架支撑在钢筋混凝土柱上，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。

2、屋架计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm3、跨中及端部高度：本设计中为无檩条屋盖方案，采用平坡形屋架取屋架在21m轴线处的端部高度h`=1990mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。

屋架的中间高度h=3040mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取50mm。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，支撑布置见图2所示。

图1 屋架形式及几何尺寸屋架下弦支撑布置图图2 屋架支撑布置符号说明：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）三、荷载与内力计算1.荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。

故取屋面活荷载0.5 kN/㎡进行计算.屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按照经验公式()20.120.011/k g l kN m =+计算，跨度单位为米。

表1 荷 载 计 算 表荷载名称 标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 压型钢板屋面板 1.4 1.4×1.35=1.89 三毡四油防水层0.4 0.4×1.35=0.54 找平层 0.4 0.4×1.35=0.54 保温层0.10.1×1.35=0.135屋架和支撑自重0.12+0.011×21=0.3510.351×1.35=0.474管道荷载0.1 0.1×1.35=0.135 永久荷载总和 2.751 3.714屋面活荷载0.40 0.4×1.4=0.56积灰荷载0.60 0.6×1.4=0.84 可变荷载总和0.80 1.122.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=(3.71+1012)×1.5×6=43.5kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=3.71×1.5×6=33.42kN半跨节点可变荷载：F2=1.12×1.5×6=10.08kN（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 =0.474×1.5×6=4.26kN半跨大型屋面板重及活荷载：F4=(1.89+0.4)×1.5×6=20.61kN1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。

钢结构单层工业厂房课程设计指导教师：曹现雷班级：土133班姓名：杨骏学号：139044535日期：2016.4.24目录一、设计资料 (1)二、屋架形式及几何尺寸 (1)三、支撑的布置 (2)四、檩条的布置 (3)五、材料自重及荷载 (4)六、荷载计算 (4)七、杆件截面选择 (5)八、各腹杆的焊缝尺寸计算 (10)九、节点板的设计 (11)一、设计资料：某厂房车间设有两台10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，屋架采用梯形桁架式钢屋架，屋架下弦标高9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C30。

屋面采用压型钢板屋面，C型檩条，檩距为1.2m~2.6m。

屋面恒荷载（包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等）取值参考教材2.2.1中规定。

活荷载标准值取0.5kN/mm2；雪荷载标准值取0.2，不考虑积灰荷载和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。

设计时，荷载按以下情况组合：a. 恒载+全跨活荷载（或雪荷载）b. 恒载+半跨活荷载（或雪荷载）二、屋架形式及几何尺寸屋架及几何尺寸如图1所示，檩条支承于屋架上弦节点。

檩距为2267.5mm，水平投影距离为2250mm。

屋架坡度为α= arctan = 7.13°。

图1 屋架形式和几何尺寸三、支撑的布置依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，支撑布置图如图2所示，上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置竖直支撑，在其余开间的屋架下弦跨中设置一道通长的刚性细杆，上弦通过水平支撑在节点处设置通长的刚性细杆。

下弦两端设纵向水平支撑。

故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向支撑的节距。

支撑的布置见图2。

上弦水平支撑布置图下弦水平支撑布置图1-1中部垂直支撑布置图2-2 端部垂直支撑布置图图2 支撑的布置图四、檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距2267.5mm。

钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书班级： 土木工程 学号： 姓名： 一、设计资料某厂房总长度90m ，跨度根据不同的学号从附表中取,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，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，屋架下弦标高为18m.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：同学用Q235钢，焊条为E43型；或用Q345钢，焊条为E50型。

二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置：所选跨度为24m ，积灰荷载1。

2，保温层0.65 KN/m 2钢材采用Q235。

其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接.。

屋架的计算跨度L 。

=24000-2×150=23700，端部高度：h=1990mm(轴线处)，h=2140(计算跨度处）。

屋架形式及几何尺寸见图一所示:135022902590289026082859311933702535285931293396150********Aac egB C D F G H 15008=12000×150815081508150815081508图一三、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: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 0.65 KN/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总计：3。

25 KN/㎡可变荷载标准值：=0.35KN/m2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雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载1.2KN/㎡（学号700）总计:1。

《钢结构设计原理》课程设计一、设计目的1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识；2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3、为将来毕业设计打下基础。

二、设计要求必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。

三、设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。

四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。

五、已知条件跨度：15米钢号：16Mn 焊条号：E50 恒荷载标准值：98kN活载标准值：202kN 集中荷载个数：5个集中荷载跨度C=2.5米六、其它说明1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4；2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上；3、主梁自重估计值均为m，且主梁钢板采用手工焊接；4kNq/4、主梁允许最大挠度值[]400/1/=l v T ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为mm 2500。

七、设计过程㈠主梁设计1主梁自重标准值m kN q GK /4=，设计值为m kN m kN q /8.4/42.1=⨯=。

则主梁最大剪力（支座处）为kN kN ql F V 10372158.44.40025225max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=+⨯=最大弯矩（跨中）为m kN m kN F F F ql Rl M ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯-⨯-⨯=⨯-⨯-⨯--=5.46395.74.40025.74.4008158.42152.12375.255.728222max采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度mm t f 16≥，故抗弯强度设计值2/295mm N f =。

计算需要的截面模量为 3336101497829505.1105.4639mm mm f M W x x x ⨯=⨯⨯==γ2、试选截面⑴确定腹板高度0h①建筑允许最大高度 mm h 2500max = ②按刚度条件，梁的最小高度为[]mm mm l v l f h T 13771500040010285.1295/10285.166min =⨯⨯⨯=⋅⨯=③经济梁高，按经验公式mm W h x ce 142630073=-⋅= 取梁的腹板高度为 mm h 14000= ⑵确定腹板厚度w t①按抗剪要求腹板厚度为 mm mm f h V t v w 2.517014*********.12.130max =⨯⨯⨯=≥②按经验公式 ()cm cm h t w 1.111/14011/0==≥取腹板厚度 mm t w 12=⑶确定翼缘尺寸每个翼缘所需截面积为2230078996140012140010149786mm mm h t h W A w x f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=-= 翼缘宽度为h/5b =～1400/5h/3=～2801400/3mm =～467mm 取320mm b =翼缘厚度为 mm mm b 7.24320/7899/A t f === 取26mm t =3、截面验算⑴梁的截面几何参数()mm mm t 145226214002h h 0=⨯+=⨯+= ()mm mm t h 14262/26214002/2h 01=⨯+=⨯+=()[]()4433303x 11204191408.302.14532121121I cm cm h t b bh w =⨯-⨯=⨯--=33x 154332.145112041922W cm cm h I x =⨯==()()2204.3446.23221402.12A cm cm bt h t w =⨯⨯+⨯=+=⑵强度验算mm 21t =w①验算抗弯强度22236x /295/3.286/101543305.1105.4639M mm N f mm N mm N W nx x =<=⨯⨯⨯==γσ ②验算抗剪强度()22243max /170/4.68/121011204193501270071326320101037V mm N f mm N mm N t I S v w x =<=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==τ③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即0c =σ）。

目录1、基本资料 (1)1.1、建筑物基本资料 (1)1.2、设计荷载 (2)2、内力图 (2)3、钢材级别和梁柱截面 (4)4、焊接方法和焊条型号 (5)5、节点设计 (5)5.1梁柱节点 (5)5.1.1柱节点螺栓强度验算 (5)5.1.2端板厚度验算 (6)5.1.3梁柱节点域剪应力验算 (6)5.1.4螺栓处腹板强度验算 (6)5.2梁梁节点 (6)5.2.1梁梁节点螺栓强度验算 (6)5.2.2端板厚度验算 (7)5.2.3螺栓处腹板强度验算 (7)6、施工图 (8)参考文献 (8)1、基本资料1.1、建筑物基本资料12某单层单跨钢结构厂房长度150m ，檐口高度：7500mm ，基础顶埋深：800mm ，柱距：7500mm ，跨度：15000mm ，屋顶坡度0.1。

如图0框架立面图。

图0框架立面图1.2、设计荷载恒载：2/KN 3.0m ，风载：2/KN 4.0m ，活载：2/KN 5.0m ，不考虑抗震设防。

2、内力图用力学求解器计算这种荷载作用下的门式钢架内力，并经最不利组合得出的弯矩包络图，剪力包络图，轴力包络图如下所示。

图1弯矩包络图（单位：KN·M）图2剪力包络图（单位：KN）34图3轴力包络图 （单位：KN ）3、钢材级别和梁柱截面本门式钢架采用碳素结构钢，牌号表达为Q235钢。

经PKPM 软件计算得出钢材截面。

由图2可知截面大小，梁采用焊接H 型钢HM234×180×6×8，柱采用焊接H 型钢HM480×250×6×8。

（a ） （b ）图4截面示意图 （a ）梁截面；（b ）柱截面54、焊接方法和焊条型号焊接方法选用设备简单，操作灵活方便的手工电弧焊。

钢板及型钢为Q235钢，焊条型号选用E43型。

对接焊质量等级不低于二级。

5、节点设计5.1梁柱节点梁节点连接采用10.9级M27高强摩擦型螺栓。

构件接触面采用喷砂处理，摩擦面抗滑移系数0.45。