《钢结构房屋设计》word文档
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钢结构课程设计正word文档
钢结构课程设计专业：土建系班级： 08级建工（2）班姓名：邵文凡目录一设计资料 (3)二结构形式与布置 (3)三荷载计算 (4)四内力计算 (5)五杆件设计 (6).六节点设计 (14)一、设计资料1、根据任务书的已知条件：梯形钢屋架跨度27m ，长度90m ，柱距6m 。
该车间内设有两台20/5 t 中级工作制吊车 ，两端铰支于钢筋混凝土阶梯柱上，上柱采用截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C30。
屋面采用1.5m×6m 预应力混凝土大型屋面板，板面以上依次为：三毡四油防水层、20mm 厚水泥砂浆找平层、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0.5 kN/m 2，雪荷载标准值为0.4 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.3 kN/m 2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度：l o =27-2×0.15=26.7m 。
3、跨中及端部高度：本次设计为无檩体系屋盖，采用缓坡梯形屋架，取屋架在27m 轴线处的端部高度h ’o =2000mm ，屋架的中间高度h=2844mm ，屋架在26.7m 处，两端高度为h o = 2005m 。
屋架跨中起拱按l o /500考虑，取53mm 。
二、结构形式与布置屋架型式及几何尺寸如图1-1所示。
20051508150815091508150815081508150813500229025903040334012951520260825352869208720872249224918832027150828503000300045002859325115013501990A KJH GFE gedcfDCBba 101图1-1梯形屋架的形状和几何尺寸根据厂房长度（90m>60m ）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。
钢结构课程设计word版
1.1.1设计资料某机床加工车间，厂房跨度21m或24m，长度96m.设计对象为厂房内的钢操作平台，其平面尺寸为27.0m×22.5m，室内钢结构操作平台建筑标高为4.500m。
房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，耐火等级二级，拟采用钢平台。
(1)钢平台楼面做法：采用花纹钢板或防滑带肋钢板。
(2)楼面活荷载标准值：根据工艺要求取为7.3KN/m(3)钢平台结构连接方式：平台板与梁采用焊接（角焊接）；次梁与主梁采用高强度螺栓连接；主梁与柱采用焊接或高强度螺栓连接，定位螺栓采用粗制螺栓。
(4)材料选用：型钢、钢板采用Q235- A. F；焊条采用E43 ××型。
粗制螺栓采用Q235钢材。
(5)平台柱基础混凝土强度等级C25。
试对铺板、次梁、主梁、钢柱以及次梁与主梁、主梁与柱上端、柱脚及钢楼梯进行设计。
1.1.2结构布置1. 梁格布置采用单向板布置方案，柱网尺寸为9.0m×4.5m；主梁沿横向布置，跨度为9m；次梁沿纵向布置，跨度为4.5 m。
间距为1.5m；单块铺板的平面尺寸为1.5m×9.0m。
2.连接方案次梁与主梁采用高强螺栓侧面铰接连接，次梁与主梁的上翼缘平齐；主梁与柱采用侧向铰接连接；柱与基础采用铰接连接；平台板与主（次）梁采用焊接（角焊缝）连接。
3. 支撑布置钢平台柱的两端均采用铰接连接，并设置柱间支撑，以保证结构几何不变。
在轴线②、⑤和轴线○B 处分别布置纵、横向支撑，采用双角钢，如图1-2所示。
图1-2 1-1剖面因无水平荷载，支撑磕按构造要求选择角钢型号。
受压支承的最大计算长度mm mm l 9750)2009000()2804500(220=-+-=，受压支撑的允许长细比[λ]=200，要求回转半径i ≥,75.48200/9750]/[0mm mm l ==λ选用2L125×8（节点板厚度6mm ，mm i y 4.35=,y 为对称轴）。
钢结构屋架设计计算书Word 文档
1.设计资料某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。
车间设有两台30吨中级工作制吊车。
车间无腐蚀性的介质。
该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。
屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C20。
屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。
结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。
屋面的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。
屋架采用Q235B，焊条采用E43型。
2.屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。
屋架坡角为,檩距为1.866m。
图1 屋架形式和几何尺寸3.支撑的布置上、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。
在下弦两端设纵向水平支撑。
支撑的布置见图2。
图2 支撑的布置图4.檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。
因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。
在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值上弦节点恒荷载标准值上弦节点雪荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4图4 上弦节点雪荷载6.内力组合内力组合见表—1杆件名称杆件编号恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利荷载（kN）内力系数恒载内力（kN）雪载内力（kN）内力系数半跨雪载内力（kN）1.2恒+1.4雪（kN）1.2恒+1.4半跨雪（kN）123452+32+5上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22竖直腹杆2-700 0 00 0 0 0 3-80.5 2.66 1.86 0.5 1.86 5.79 5.79 5.79 4-91 5.31 3.72 1 3.72 11.58 11.58 11.58 5-10 1.57.97 5.58 1.5 5.58 17.37 17.37 17.37 6-11421.24 14.88 27.44 46.32 35.90 46.32 斜腹杆2-8-1.58-8.39 -5.88 -1.58-5.88 -18.30 -18.30 -18.30 3-9-1.8-9.56 -6.70 -1.8-6.70 -20.84 -20.84 -20.84 4-10-2.12-11.26 -7.89 -2.12-7.89 -24.55 -24.55 -24.55 5-11-2.5-13.28 -9.3 -2.5-9.3 -28.95 -28.95 -28.957.截面的选择屋架杆件的选择验算表表-28.节点设计8.1杆件焊缝尺寸的计算杆件名称杆件编号截面规格（mm）杆件内力（kN）肢背焊缝尺寸肢背焊角长度肢尖焊角尺寸肢尖焊缝长度上弦杆1-22L90X8 -164.78 6100660下弦杆1-72L80X7 156.33 6100660竖腹杆2-7L56X4 0 540440 3-8L56X4 5.79 5404404-92L56X4 11.58 5404405-102L56X4 17.37 5404406-112L56X4 46.32 540440斜腹杆2-8L56X4 -18.30 540440 3-92L56X4 -20.84 5404404-102L56X4 -24.55 5404405-112L56X4 -28.95 540440注：表中焊缝的计算长度。
《钢结构课程设计》word文档
目录一、设计资料 (1)二、屋架的形式及尺寸的确定 (1)三、屋架、支撑及檩条布置 (2)1.屋架、支撑布置情况 (2)2.檀条的布置与计算 (3)四、荷载组合与内力计算 (4)1 .永久荷载 (4)2 .可变荷载 (4)3 .屋架荷载计算 (4)4.屋架杆件的内力计算 (5)（1）上弦杆在节点荷载下的局部弯矩 (5)（2）屋架杆件内力计算 (5)五、杆件的截面设计 (6)1.上弦杆 (6)（1）弯矩作用平面内的稳定验算 (7)（2）弯矩作用表面外的稳定验算 (7)2.下弦杆选择 (7)3.腹杆选择 (8)六、节点设计 (12)1.屋脊节点F (12)2.节点K (13)3.下弦节点H (14)4.上弦节点B (15)5. 上弦节点C (15)6.支座节点A (16)钢结构课程设计一、设计资料某车间芬克式三角形普通钢屋架，车间为单跨厂房，全长120m 。
屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱距6m ，上柱截面尺寸为400×400mm ，混凝土强度等级为C20。
车间内设有一台起重量30t 的中级工作制桥式吊车，吊车轨顶标高为+12.00m 。
屋架跨度： 21m 屋面坡度：1：2.5屋面材料：波形石棉瓦 （0.2kN/m 2↓ ） 木丝板保温层 （0.24kN/m 2↓ ）[10槽钢檀条 （0.1kN/m ） （檀条间距700~800mm ） 屋面活荷载：0.3kN/m 2（↓） 屋面雪载：0.70 kN/m 2（↓）屋架材料：采用Q235-A ·F 或Q235-A 钢材（要求附加：保证冷弯试验性能和碳的极限含量），焊条采用E43系列型，手工焊。
二、屋架的形式及尺寸的确定根据屋面所采用的屋面材料的排水需要采用芬克式三角形屋架（屋架形式如图1所示），屋面坡度i=2.5，屋面倾角(=arctan 5.21=21(48(, sin(=0.3714,cos(=0.9285.屋架跨度：L=21000mm 计算跨度：mm L L 206004000=-=图一 屋架杆件屋架跨中高度： 取n=5 H=n 20600=4120mm.屋架上弦总长L=LO/(cos(×2)=20600/(2×0.9285)=11093.16mm. 根据构造要求上弦檀条的间距为700~800mm ，为尽量使屋架受节点荷载，将上弦划分为5个节间，节间长度s=516.11093=2218.6mm. 节间水平投影长度为Q=S •cos(=1848.86×0.9285=1716.67mm . 屋架各杆的几何尺寸如下表1所示：表1 各杆件的几何尺寸杆件n=5杆件长度(mm)L=k •H长度系数k1~5 0.539 2220.68 6，7 0.215 885.8 8，90.602 2480.24 10，11， 13，140.580 2389.6 12，150.8703584.416 1.050 432617 1.000 4120三、屋架、支撑及檩条布置1、屋架、支撑布置情况根据厂房总长为120mm,超过伸缩缝的最大间距100mm,需在厂中部设置伸缩缝一道。
某厂房钢结构设计(DOC)
钢结构课程设计计算书21m跨度厂房钢屋架设计名：李德海学号：3080210805班级：土木应用08・5班指导教师：姜宏日期：2012-2-27-3-41、设计资料------------------------------------------------------- 12、 ------------------------------------------------------- 支撑布置23、荷载计算------------------------------------------------------ 44、内力计算------------------------------------------------------ 55、杆件设计------------------------------------------------------ 76、节点设计----------------------------------------------------- 141、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为21m,总长90m,纵向柱距6m,采用梯形钢屋架、1. 5×6. Om预应力混凝土大型屋面板，屋架狡支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400X400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为i=l： IOo 雪荷载为0.35 KN∕m2,积灰荷载为1. 1 KN∕m2°地区计算温度高于-2O o C,无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m：厂房内桥式吊车为2台l□0∕30t,锻锤为2台5t。
1.2、屋架形式及选材本设计采用无標条屋盖方案屋架形式、儿何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架跨度为21m,屋架形式、儿何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q235钢，焊条为E43型。
1.3、荷载标准值2.支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2. 1、2. 2、2. 3所示图2.1 21米跨屋架儿何尺寸图2.2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值图2. 3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及儿何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。
钢结构屋架设计
一丶设计资料厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm1、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C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。
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）如附表图所示。
屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。
用1.5×6.0预应力混凝土屋板。
荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m²②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m²，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m²，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值③屋面个构造层的恒荷载标准值：水泥砂浆找平层0.4KN/m²保温层 0.4KN/m²预应力混凝土屋面板 1.6KN/m²永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡4、荷载组合。
一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。
节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN二丶屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度i=1/10；＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L3190mm，下端起拱50mm。
钢结构课设word版本
钢结构课设门式刚架厂房设计计算书一、设计资料单层单跨双坡门式刚架厂房，厂房横向跨度15m，柱顶高度6.3m，共有8榀刚架。
柱距6 m，屋面坡度1/10，柱底铰接。
取中间跨刚架(GJ-1)进行计算，刚架梁柱截面均采用等截面焊接工字形。
屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。
钢材采用Q235B，焊条E43型。
抗震设防烈度为6度。
二、荷载1、屋面恒载标准值（按水平投影面）： a 0.35kN/㎡b 0.4kN/㎡c 0.5kN/㎡2、屋面活载标准值（按水平投影面）： a 0.5kN/㎡b 0.4kN/㎡c 0.3kN/㎡3、屋面雪荷载： a 0.3kN/㎡b 0.35kN/㎡c 0.5kN/㎡4、风荷载（基本风压）： a 0.35kN/㎡（地面粗糙度系数按C类） b 0.45kN/㎡c 0.35kN/㎡三、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度42m，跨度15m，柱距6m，共有8榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m。
厂房长度＜60m，因此在厂房两端和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑需要分层布置。
（布置图详见施工图）四、荷载的计算1、计算模型选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房柱高为6.3m ；屋面坡度为1：10。
因此得到刚架计算模型：2、荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） 0.352kN m （2）屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载：0.52kN m 。
②屋面雪荷载：0.3 2kN m 。
③本工程不考虑积灰荷载。
所以屋面可变荷载取Max {}=活荷载,雪荷载0.52kN m 。
（3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）：0.352kN m （4）风荷载标准值基本风压：0ω=0.352kN m ；根据地面粗糙度类别为C 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=0.74。
钢结构课程设计word文档
钢结构课程设计word文档一、课程目标知识目标：1. 让学生理解钢结构的基本概念、分类和特点；2. 掌握钢结构的设计原理、构造要求和连接方式；3. 了解钢结构在建筑领域的应用和发展前景。
技能目标：1. 培养学生运用理论知识进行钢结构设计和计算的能力；2. 提高学生运用CAD软件绘制钢结构施工图的能力；3. 培养学生分析、解决钢结构施工过程中常见问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钢结构工程的兴趣和热情，激发学生探索建筑领域新技术的欲望；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立正确的工程观念；3. 增强学生的团队协作意识，培养学生的沟通、交流能力。
本课程针对高中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养他们独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握钢结构的基本知识，具备一定的设计和施工技能，为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念：介绍钢结构的概念、分类及特点，让学生了解钢结构在建筑行业中的应用。
教材章节：第一章 钢结构概述2. 钢结构设计原理：讲解钢结构设计的基本原理，包括材料性能、构件截面、连接方式等。
教材章节：第二章 钢结构设计原理3. 钢结构构造要求：分析钢结构的构造要求，包括构件布置、节点设计、抗震措施等。
教材章节：第三章 钢结构构造要求4. 钢结构连接方式：介绍钢结构常用的连接方式，如焊接、螺栓连接等，并分析其优缺点。
教材章节：第四章 钢结构连接方式5. 钢结构施工图绘制：教授学生如何运用CAD软件绘制钢结构施工图，包括平面图、立面图、剖面图等。
教材章节：第五章 钢结构施工图绘制6. 钢结构施工过程中问题分析：分析钢结构施工过程中常见问题，并提出解决方案。
教材章节：第六章 钢结构施工过程中问题分析7. 钢结构应用与发展前景：介绍钢结构在建筑领域的发展趋势，激发学生对行业前景的关注。
(完整word版)《钢结构设计规范》-(50017-)
钢结构设计规范第一章总则第为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。
本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84)）制订的.设计钢结构时,应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量,符合防火要求,注意结构的抗腐蚀性能.在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等)、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。
此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别(焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。
对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。
第二章材料承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。
承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq 钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。
下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。
二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。
注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10℃采用。
钢结构住宅设计规范
钢结构住宅设计规范钢结构住宅是一种以钢材为主要结构材料、以柱、梁、墙、板等构件为主要承载结构的建筑形式。
设计规范的制定旨在确保钢结构住宅的安全、经济、实用、美观等方面的要求。
以下是钢结构住宅设计规范的一些重点内容：1. 结构设计：钢结构住宅的结构设计应符合国家相关的建筑设计规范和标准。
设计人员应根据住宅的使用功能及承载要求，合理选择结构体系，进行结构计算和优化设计。
2. 材料选用：钢结构住宅的主要结构构件应选用高强度、高耐久性的钢材。
设计人员应根据荷载大小、使用环境等因素，合理确定材料的强度等级，并进行材料的处理和保护。
3. 抗震设计：钢结构住宅应具备良好的抗震性能。
设计人员应根据住宅所处的地震烈度区域，采用相应的抗震设计措施，确保住宅在地震时能发挥良好的承载能力和变形能力。
4. 火灾安全设计：钢结构住宅应具备良好的火灾防护性能。
设计人员应根据住宅的建筑高度和使用功能，合理配置消防设施，采取防火措施，确保住宅在火灾时能保证人员的安全疏散和消防救援的顺利进行。
5. 热工性能设计：钢结构住宅应具备良好的隔热、保温性能。
设计人员应合理选择隔热材料，采取隔热、保温措施，减少住宅的能耗，提高住宅的舒适性。
6. 排水设计：钢结构住宅应具备良好的排水性能。
设计人员应合理设置排水系统，确保住宅在暴雨等极端天气情况下能正常排水，防止水灾的发生。
7. 细部连接设计：钢结构住宅的细部连接设计应合理、牢固。
设计人员应采用适当的连接方式和装配方法，确保住宅的整体稳定性和可靠性。
8. 防腐设计：钢结构住宅的防腐设计应符合相关标准。
设计人员应对结构材料进行防腐处理，保护结构的耐久性和使用寿命。
总之，钢结构住宅设计规范是为了确保钢结构住宅的安全、经济、实用、美观等方面的要求。
设计人员应根据规范要求进行设计，经过结构计算和优化设计，确保钢结构住宅的结构稳定性、抗震性能、火灾安全性能等。
同时，还应合理配置消防设施、隔热材料、排水系统等，保障住宅的舒适性和居住环境的优良。
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职工培训教材——结构专业第三讲钢结构房屋设计（2009.10.31）内容提要随着国民经济的迅速发展，钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。
本文在总结多个项目钢结构房屋设计的基础上，全面介绍了单层门式刚架轻型钢结构房屋、单层排架普通钢结构房屋和多、高层钢结构房屋设计的特点和经验，仅供今后钢结构房屋设计的参考。
1.我国钢结构建筑的发展现状近十年来，随着国民经济的迅速发展，钢结构在我国得到了广泛的应用，单层门式刚架轻型钢结构房屋大量应用于工业建筑中，空间网架、立体桁架钢结构广泛应用于大跨度工业与民用建筑中，高层钢结构房屋越来越多地成为超高层建筑的首选方案。
现在，钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。
与砼结构相比，钢结构具有许多优点：（1）钢材是一种可以回炉循环使用的环保型材料，钢结构对环境保护具有很大的优点；（2）钢结构一般均在工厂生产，现场安装，对建筑业实现工业化提供了良好的条件；（3）钢结构施工快捷，施工工期短，特别是单层门式刚架轻型钢结构房屋，3—6个月就可以建成投产；（4）钢结构更适合在大跨度、大柱网建筑中的应用。
（5）钢结构与混凝土结构相比较，门式钢架比混凝土单层厂房要相对便宜点。
但多层、高层钢结构则造价要高于混凝土结构，大约高20%~30%。
随着钢结构在我国的广泛应用，钢结构的生产厂家也越来越多，生产能力也越来越强。
目前，生产钢结构构件的工厂如浙江的东南、杭萧、精工三大公司，年产量均在30万吨以上；他们不仅能生产轻型钢结构，还能生产重型钢结构，如复杂的、板厚在4 0 mm以上的工型柱、箱型柱、双向工型柱、异型柱、工型梁、箱型梁、异型梁等，有的还实现了在工厂生产线上连续机械化生产作业，这就为钢结构的广泛应用创造了良好的条件。
钢结构房屋设计因种类的不同而有所不同。
不同的钢结构要采用不同的规范。
因此，钢结构房屋设计时，首先要明确该建筑的类型和适合该类型所用的规范。
钢结构房屋设计的国家标准、规范：（1）钢结构设计规范 GB 50017—2003（2）门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102：2002（3）冷弯薄壁型钢结构技术规范 GBJ 50018—2002（4）型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ 138—2001（5）高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99—98（6）网架结构设计与施工规程 JGJ 7—91（7）钢网架螺栓球节点 JG 11—1999（8）钢网架检验及验收标准 JG 12—1999（9）钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205—2001国家标准图集：（1）钢结构设计制图深度和表示方法 03G102（2）多、高层民用建筑钢结构节点构造详图 01SG519（3）门式刚架轻型房屋钢结构 02SG518（4）多、高层民用建筑钢结构节点连接 03SG519—1（5）多、高层民用建筑钢结构节点连接 04SG519—2（6）钢吊车梁 SG520—1～2（7）吊车轨道联结及车挡（适用于钢吊车梁） 05G525（8）钢柃条钢墙梁 SG521—1～4（9）钢托架 05G513（10）钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构造 05SG522（11）型钢混凝土组合结构构造 4SG5232.钢结构房屋分类2.1 单层门式刚架轻型钢结构房屋适用于轻型屋盖和轻型外墙（或非嵌砌砌体外墙）、房屋高度一般不大于9 m （当有桥式吊车时不宜大于12 m）、跨度一般不大于36 m、无桥式吊车或有起重量不大于20 t的A1～A5工作级别桥式吊车或3 t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
按CECS 102：2002规范设计。
其特点是：（1）平面结构体系，柱脚铰接（或刚接），柱顶刚接，柱梁截面高度可变，与刚架内力图相接近，充分发挥材料的承载能力；（2）屋面自重轻，基础小，用料省（一般可控制在50 KG/㎡以内），造价低。
当柱距为6m时，门刚的用钢量几乎与钢架跨度相当，即27m跨度的钢架，用钢量折算为每平米27Kg/m2。
2.2 单层排架普通钢结构房屋（实腹式工型柱）适用于轻、重型屋盖和轻型外墙（或非嵌砌砌体外墙）、跨度一般不大于36 m、有起重量大于20 t的桥式吊车或3 t以上悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
按GB 50017—2003规范设计。
其特点是：（1）平面结构体系，柱脚刚接，柱顶铰接或刚接，柱采用等截面工型柱或双肢柱，梁截面高度可变（当采用重屋盖时，宜采用钢屋架，柱顶铰接）；（2）由于柱脚弯矩大，相应的基础较大，材料用量也大。
2.3 空间网架钢结构房屋（单位的项目实例有武汉的光缆厂房、大连分院有做192m×192m跨度的网架）适用于大跨度工业与民用建筑，如正方形或接近于正方形的体育馆、机场候机厅、车站或工厂，常用的网架有钢管螺栓球节点和钢管焊接球节点组成的四角锥网架，网架支承于四周的钢筋砼柱、钢柱或托梁上，并可以承担一定的吊挂荷载，屋面维护结构采用压型彩钢板。
网架采用“空间桁架结构通用程序LSG2”计算，其内力分布和杆件直径、球节点直径由四周向中间逐步增大，充分发挥材料的承载能力。
2.4 立体桁架钢结构房屋（钢管空间钢结构体系）适用于大跨度工业与民用建筑。
桁架与砼柱采用螺栓铰接，桁架节点采用钢管之间直接相贯的焊接节点，屋面维护结构采用压型彩钢板，有柃体系。
2.5 多层和高层钢结构房屋（大连分院有做80m高度的电解塔）适用于多层和高层工业与民用建筑，一般采用空间结构体系，柱脚刚接，框架梁柱刚接（两个方向），次梁与主梁铰接，楼板采用钢板或钢与砼组合楼板（在压型钢板上现浇砼板）。
按GB 50017—2003和JGJ 99—98规范设计。
2.6 钢与砼组合结构房屋（1）型钢砼组合结构（从略）；（2）钢管砼组合结构（从略）3.门刚规范（CECS 102：2002）与普钢规范（GB 50017—2003）的主要差别（1）风荷载体型系数取值不同（见CECS 102：2002附录A），门刚结构负压值（2）受压构件长细比限值不同，见表1：表1 受压构件容许长细比（3）受拉构件长细比限值基本相同，见表2：表2 受拉构件容许长细比（4）柱顶水平位移限值不同，见表3：表3 柱顶水平位移限值（H—柱高度）注：“技术措施”规定，在风荷标准值作用下，按括号内数值。
（5）受弯构件的挠度容许值不同，见表4：表4 受弯构件的挠度容许值（L为受弯构件的跨度）（6）工字形、箱形截面受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比值不同，见表5：表5 工字形、箱形截面受压翼缘宽厚比（b/t）（7）工字形截面腹板的高厚比（h/t）不同，见表6：表6 工字形截面腹板的高厚比（h/t）注：箱形截面柱腹板的高厚比（h/t）按GB 50017—2003规范第5.4.3条计算h/t。
4.单层门式刚架轻型钢结构房屋（1）材料选用：单层门式刚架轻型钢结构房屋的承重构件应选用碳素结构钢Q235B及低合金高强度钢Q345B，其力学性能和化学成分应分别符合《碳素结构钢》GB700及《低合金高强度钢》GB1591的规定。
（2）结构计算：目前，国内计算单层门式刚架轻型钢结构房屋的软件有多种，宜采用“中国建筑标准设计研究所”的STS软件，按二维模型计算。
（3）常用跨度：15 m、18、21、24、27、30、33、36，以3 m为模数，特殊情况可采用42 m（采用门式刚架轻钢结构时要慎用）。
采用以上标准跨度，就可以与标准跨度的吊车相配套。
在钢屋面结构体系中，建筑跨度也可以采用1 m为模数，吊车跨度相应修改。
（4）常用柱距：6、7.5、9、12 m，采用门式刚架轻钢结构、压型钢板屋面、墙面时，柱距也可以采用0.1m为模数。
经济分析：采用门式刚架轻钢结构、压型钢板屋面C型檩条时，以柱距7.5～9.0m较经济，柱距6.0、12.0m用钢量较高；当柱距为12m时，采用C型柃条已不合适，这时，可以在外墙上每开间插入一根柱子（中柱柱距仍为12m）和一根屋面梁（中间用12m托梁），以保持柃条跨度为6 m，或采用高频焊接H型钢檩条（用钢量较高）；当柱距 > 12m时，可采用桁架式柃条，与高频焊接H型钢柃条相比，可降低40%～50% 柃条的用钢量，如用钢量减少1.0Kg/㎡时，则造价可降低7元/㎡。
公用专业提的吊挂荷载条件对用钢量有较大的影响，可经过计算，折算成比较合理的面荷载、点荷载来计算。
参见表7：表7 门式刚架和屋面檩条用钢量表（5）定位轴线：见个体工程，无明确规定时，中柱两个方向居中，边柱在纵向柱外平，横向居中，横向端跨柱内移600，抗风柱外平。
（6）温度区段：单层门式刚架轻型钢结构房屋的温度区段放得很宽，一般控制在：纵向L≤300 m，横向L≤150 m，超过此尺寸，要设伸缩缝。
伸缩缝设双柱或采用容许胀缩的构造（长圆孔）。
如温度区段内有砼构件（如基础梁、连系梁、墙梁、楼板），则对砼构件要按砼规范采取超长结构设计措施。
（7）支撑系统：在每一个温度区段，要设置必要的屋面水平支撑、纵向系杆和柱间支撑，组成一个空间稳定结构，将纵向水平荷载传至基础，以满足结构在纵向的安全与稳定。
大多数的门式刚架破坏时因为结构的失稳、挠度造成，因此，支撑应作为一个门式刚架的重点内容设计。
a.屋面水平支撑和柱间支撑应在同一开间内设置，其间距：无吊车时L≤36～45 m，有吊车时L≤60 m。
当建筑宽度 > 60 m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。
b.在边柱、中间柱、屋脊处，应沿全长设刚性系杆，可采用圆钢管或H型钢杆件。
c.门式刚架轻型钢结构房屋的屋面水平支撑和柱间支撑可采用带张紧装置（花篮螺栓）的十字交叉圆钢支撑，其夹角为30º～60º，接近45º较好。
当房屋高度相对于柱距较大时，柱间支撑可分层设置；当设置十字交叉柱间支撑有困难时，可设置角钢门式支撑。
7度及7度以上地区，宜采用角钢支撑（抗规）。
d.当设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车时，应在屋盖边缘设置纵向水平支撑。
当设有5t以上桥式吊车时，柱间支撑宜采用型钢支撑，间距36-45 m一道。
在温度区段端部吊车梁以下可不设柱间刚性支撑，只设上柱支撑。
e.当生产工艺布置不容许设置柱间支撑时，应按双向框架设计，进行纵向框架计算，此时如工型柱不满足时，可采用箱型柱或双向工型柱。
f.屋面柃条之间采用带螺栓的钢筋拉杆张紧，间距3 m为宜，在檐口、屋脊处设斜拉条和钢管撑杆（中间可不设钢管撑杆）；柃条之间隔一设一设置L50×6隅撑。
（8）柱脚构造：门式刚架轻型钢结构房屋的柱脚一般采用铰接，铰接柱脚的螺栓数量为：跨度 L≤15 m时，采用 2 M24 螺栓；跨度 L≤24 m时，采用 2 M30 螺栓跨度 L＝27 m时，采用 4 M24 螺栓；跨度 L≥30 m时，采用 4 M30 螺栓。