钢结构课程设计指导书(详细版)

《钢结构设计原理》课程设计指导书邱继生编西安科技大学建工学院二零零九年六月第一部分《钢结构》课程设计大纲设计某钢屋架，采用梯形或三角形屋架的形式，要求确定屋架形式、进行支撑布置、内力计算、杆件截面设计、节点的设计及钢屋架施工图的绘制并编制材料表1.1 设计目的钢结构的课程设计是钢结构教学中一个重要的实践性教学环节，通过本课程设计使学生能够在实践中巩固所学的理论知识，对培养和提高学生的基本技能，有着十分重要的作用，设计目的主要有以下几个方面：1、了解钢屋架设计的内容和一般程序，为将来的工作实际打下一个良好的基础。

2、进一步巩固所学的有关连接及构件的内容，并能从整体的高度掌握所学的知识。

3、掌握钢屋架设计的一般方法和步骤，其主要内容包括以下几个方面：了解常见的钢屋架的形式、布置及其特点；掌握钢屋架支撑的形式、布置及其作用；能够利用结构力学所学的知识对钢屋架的内力进行计算；能够根据内力计算结果合理的选择截面；掌握屋架节点的计算及设计；学会钢屋架施工图的画法及材料表的编制；学习书写结构计算书，为毕业设计打下基础；学习运用相关的规范进行设计；1.2 设计资料1、设计作业一设计资料：某厂房车间跨度为21米，长度60m，柱距6m，车间内无吊车。

屋架承重结构为梯形屋架，屋面坡度自定。

屋面构造为1.5*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，上设二毡三油加小石子，找平层20mm厚，泡沫混凝土保护层80mm，雪荷载按当地雪荷载查规范采用，积灰荷载0.75N/m2。

混凝土标号C20，钢材采用Q235－B,焊条采用E43型。

厂房地点：武汉、西安、乌鲁木齐、哈尔滨2、设计作业二设计资料：某仓库跨度18m，长80m，柱距5m。

屋架承重结构采用三角形芬克式钢屋架，屋面坡度自定。

屋面采用波形石棉瓦，加保温层木丝板。

雪荷载按当地雪荷载查规范采用，积灰荷载0.60N/m2。

混凝土标号C20，钢材采用Q235－B,焊条采用E43型。

厂房地点：北京、哈尔滨、重庆、西安、乌鲁木齐学生可选择其中的一个题目和地点进行设计，题目尽量多样化避免集中在几个题目上。

《钢结构设计原理课程设计》指导书（钢结构平台）土木工程与建筑学院《钢结构设计原理课程设计》指导书绪言课程设计目的要求《钢结构(1)程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一个重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。

通过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。

第一节《钢结构设计原理课程设计》题目一、设计题目冶炼车间检修钢结构平台。

二、设计任务要求每位同学在一周内完成指定的课程设计内容，并提供相应计算书、施工图纸及相关总结报告：1）计算书（1）平台铺板设计；（2）平台梁（次梁、主梁）设计；（3）平台柱设计；（4）连接（次梁与主梁、梁与柱和柱脚）设计。

2）画出平台平面布置图、平台主梁施工图（包括与次梁连接和与柱连接节点详图）、平台柱施工图（包括柱脚大样），要求：（1）标注尺寸，要全部注明板件的定位尺寸和孔洞位置等；（2）施工图上还应有文字说明，说明的内容包括钢材的钢号、焊条的型号、加工精度要求、焊缝质量要求、图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸及防锈处理的要求等。

三、设计资料某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸、活荷载见《钢结构设计原理》课程设计任务书。

不考虑水平向荷载。

柱间支撑按构造设置。

平台上三个有直径1 m检修洞口，位置不限。

平台顶面标高为6m，平台下净空至少4m，梁柱铰接连接。

平台平面内不考虑楼梯设置。

第二节钢结构平台设计一、平台钢结构的组成和布置1.1 平台钢结构的组成平台钢结构通常由铺板、主次梁、柱、柱间支撑及梯子和栏杆组成，不同类型的平台组成的方式一般不同。

轻型平台钢结构因作用荷载较小，一般由轧制型钢梁和铺板用焊接或螺栓连接组成，也常用三脚架、吊架、支承托等直接支承在厂房及其他结构上；中型普通操作平台一般由平台主梁、平台次梁及平台铺板等组成，平台梁常采用轧制型钢，当跨度较大时，可采用焊接工字形梁；重型操作平台除活载作用外，还可能直接承受动力荷载，因此，这类平台钢结构通常由独立的柱网、主梁及铺板等组成。

钢结构课程设计指导书一、设计资料二、屋架形式，尺寸 三、支撑布置四、荷载计算五、内力计算1、杆件轴心内力 （见所给资料）2、局部弯矩：杆件HG 有弯矩，计算方法见手册141页内力计算及书下册70页。

六、杆件截面计算：注意：①受压λ[]=150 受拉λ[]=350②受压（压弯）构件绕对称轴失稳时，长细比换算，下册77页，手册35页。

③平面外稳定，t β*无合适值，考虑到在计算长度范围内弯矩图曲率出现多次符号改变，偏安全取0.85。

④零杆根据刚度条件选择，为安装支撑，采用等肢双角钢十字形截面，由于纵向风载作用，支撑桁架按压杆考虑允许长细比λ[]=50。

⑤其余杆件采用2等肢或不等肢角钢组成的T 型断面，最小规格L45×4。

⑥各杆件计算长度见上册170页。

1. 上弦杆件a) DF 杆件按压弯构件选择截面，需计算强度、稳定性（平面内、外）及刚度 计算可参见上册第四章压弯构件进行计算。

上弦杆通长。

2下弦杆件选取受力最大杆件BC ，按轴心受力杆件计算，需计算强度、刚度。

3腹杆（BF 、BE 、BD 、CD ）分别按照轴心受力构件计算选取截面拉杆：强度，刚度 压杆：强度，刚度，稳定性七、节点设计1.节点A1)支座底板，需确定面积和厚度：上册274页，手册1542)下弦焊缝计算： 手册59页4-20、4-21；书上册211页7-13、7-143)加劲肋与节点板间竖向焊缝计算参见手册155页7-524)底板与加劲肋和节点板间水平焊缝计算。

手册155 7-532.节点E采样槽焊缝，计算参见手册148页，书上册286页设计任务书3.节点B计算参见手册147页，书上册285页4.节点C参见手册149页，书上册287页5.节点D参见手册149页，书上册288页八、节点构造大样图：（A、C、D节点）上册280页一般原则(1)、(2)手册146页(3) (4) (5) (7) 148页图750九、施工图(1号图纸)屋架轴线和内力图，屋架正面，剖面图，上弦俯视图，零件大样图，材料表，设计说明。

《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100。

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）52kN/m防水层0.352kN/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+0.011l2kN/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/m2kN/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时，可将屋架中相互对称的各杆件内力叠加，得到相当于单位节点荷载（P=1）作用在全跨屋架节点上的内力；（3）考虑三种荷载组合：a、全跨恒载+全跨活载（使用阶段）；b、全跨恒载+半跨活载（使用阶段）；c、屋架自重和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载（施工阶段）；（4）杆件设计内力的确定：按上述三种荷载组合情况，进行内力组合；6．屋架杆件截面选择（不考虑支撑与弦杆连接的螺栓孔对截面的削弱，不考虑上、下弦杆变截面）；．屋架节点计算，至少计算一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下7．弦中央节点，并绘制节点大样草图（按1:3～1:5比例尺）。

《钢结构》课程设计指导书
一、设计总体要求
根据《钢结构》课程设计任务书的要求，对要求识读的钢结构—门式刚架图纸全面读懂，并对局部刚架、连接节点详图进行绘制。

通过本课程的实习实训，可以使学生具备识读钢结构施工图的能力，为今后从事钢结构的施工、安装与制作打下坚实基础。

二、设计内容与步骤
1、结合门式刚架的建施图与结施图，建立此单项工程的空间模型。

2、识读基础平面图，了解柱网的布置、锚栓的布置及基础型式，掌握柱与基础
的连接方式及柱脚剪力键的做法。

3、识读屋面支撑平面布置图，掌握支撑的类型、布置原则、要求及连接构造。

4、识读屋面檩条平面布置图，掌握檩条的敷设方法、间距与刚架的连接构造。

5、识读墙面檩条平面布置图，注意墙面檩条的敷设方法、掌握墙梁与柱的连接
构造。

注意各种直、斜拉条敷设的位置及连接点构造。

6、识读G1构件图、A1构件图，掌握刚架形式及节点构造。

7、根据设计任务书的具体要求，绘制相应刚架图及节点详图。

三、说明
在识读与绘制图纸时，一定要弄清楚每一根线、每一符号的具体涵义。

钢结构课程设计内容及指导书工作平台梁格体系设计一，设计资料1．结构型式一工作平台尺寸为16x12m ，次梁跨度为6米，次梁间距2.0米，预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘．平台永久荷载(不包括次梁自重)为7.0KN ／m 2，荷载分项系数为1.2，活荷载为15KN ／m 2，荷载分项系数为l.4．主梁跨度为16米。

（若考虑次梁叠接在主梁上，其支承长度cm a 15=，[]400l v =）。

2．材料钢材：Q235焊条：E43，手工电焊，普通方法检查；3．规范《钢结构设计规范》(GB50017-2003)二、设计内容1．结构布置要求拟出合理的结构布置方案，并扼要说明选型的理由与根据，按比例绘出结构布置简图．(1)梁格的型式(2)主梁型式(3)次梁型式及数目(4)梁格的连接形式2．次梁设计(1)次梁的荷载和内力计算；(2)次梁截面选择(3)次梁截面验算(包括强度、稳定，局部承压及刚度验算)3．主梁设计(1)主梁的设计荷载和内力；(2)主梁截面设计及验算(3)主梁截面改变及验算(4)主梁翼缘焊缝设计，(5)腹板加劲肋设计三、课程设计计算（一）结构布置（二）次梁设计查表得：2215/f N mm =主梁 次梁1、次梁的荷载及内力均布荷载设计值：(1.27.0 1.415)58.8/g kN m =⨯+⨯=最大弯矩：221158.86264.688x M gl kN m ==⨯⨯=⋅2、初选截面 633264.6101172101.05215x x x M W cm f γ⨯===⨯⨯根据均计算最大弯矩值和钢材的设计强度确定所需要的截面，选用I 40c ，其截面特性如下： 31192,x W cm I =1．设计说明书一份；2．设计图一张（必须手画）工作平台结构总图，包括立面图、平面图、剖面图；主梁施工图。

四、图纸要求1.字体及书写字体用工程字，要求字迹清楚、端正、不得潦草。

2.图纸幅面规格：3号图。

五、完成时间考试之前。

《钢结构课程设计》指导书（平台设计）一、设计要求1．计算书书写工整，并附有必要的简图。

插图应按一定比例绘制，图文并茂，纸张规格为A4；2．图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求；3．为使设计规范统一，建筑施工图采用统一2号加长图纸，具体要求如下：（1）结构布置图采用大比例1：150-1:200；（2）详图比例：轴线1：20-1:30；截面、节点1：10-1：15；（3）标题栏90 901088820 25 80 20 25二、设计内容与深度1．设计题目设计某车间工作平台。

2．设计资料平台场地位置如图所示，高4.5m或6.0m，平台永久荷载标准值（包括板重）以及活荷载标准值详见参数表。

钢材为Q235-B，手工焊，E43型焊条或为Q345，手工焊，E50型焊条。

3．设计形式（1）次梁采用工字钢，简支于主梁上。

（2）主梁采用焊接工字形截面，简支于钢柱上。

（3）钢柱采用焊接工字形截面，刚接柱脚。

（4）基础为钢筋混凝土独立基础，C20混凝土。

（5）设置钢梯一部。

4. 设计内容：设计某车间工作平台 （1）计算内容1）工作平台梁格布置：①柱网布置：满足生产工艺和使用要求，一般等间距合理，柱间距可采用6m ，也可采用7.5m 、5m 等；②梁格的布置：短主梁、长次梁，次梁间距常用2.7m 、3m 、3.6m 平分。

2）次梁选型和截面验算：①次梁选型：取出次梁的计算简图，求出max M ，根据fM W x x n γmax≥选择次梁截面； ②截面验算：a 抗弯强度验算：f W M x x ≤γmax ；b 抗剪强度验算：v wx x f t I VS≤；c 支座处局部压应力验算：f l t Fzw c ≤=ϕσ；d 挠度验算。

3）主梁截面选择和截面验算：①主梁截面选择：取出主梁的计算简图，求出max M ，根据fM W x x n γmax≥判断主梁截面是采用单个型钢截面还是组合截面。

课程设计指导书课程设计名称专业方向课程设计<钢结构）沈阳建筑大学交通与机械工程学院2018 年11月一、课程设计目的：本课程设计是机械设计专业方向的一门主干专业课程设计，属必修内容。

设计目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将其系统化；培养学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力和培养学生进行创新设计的能力；使学生初步掌握钢结构的材料及连接方法，掌握钢结构基本受力构件的强度、刚度、稳定性计算方法及构造形式等，初步具备一般钢结构设计的能力。

本设计是对学生一次比较全面的训练，通过本课程的学习，有助于培养学生分析问题和解决问题的能力，以及结合实际生产处理技术问题的能力和素质，也为完成毕业设计奠定基础。

二、课程设计题目：某工业厂房内使用的吊车梁设计三、课程设计内容：1. 载荷分析；2. 内力分析；3. 截面选择；4. 截面验算；5. 加劲肋构造设计；6. 连接焊缝计算；7. 疲劳强度验算；8. 图纸绘制；9. 说明书编制。

四、课程设计涉及知识范围：先修课程：材料力学、结构力学、钢结构。

实践环节：金工实习、认识实习、生产实习。

五、课程设计方法、步骤和要点：1. 载荷分析：载荷组合按组合I 考虑，即在吊车的三个工作机构<起升机构、大车行走机构、小车行走机构）中只考虑其中任意两个机构同时处于起、制动状态。

通过载荷组合，考虑载荷系数和冲击等系数后求出三个载荷后，最后取最大载荷作为设计依据P。

2. 内力分析：将计算得到的载荷P加在四个车轮上，分析大车运行到哪个位置上<沿六M 跨度），梁上将产生最大弯矩和最大剪力，找出两个对应位置并求出最大弯矩和最大剪力。

3. 截面选择：依据单向受弯强度设计公式，同时考虑到横向载荷的影响后引入影响系数0.8，进行梁的截面设计，求出焊接工字形截面翼缘板和腹板的具体尺寸。

注意此时不考虑自重，因为截面尺寸不知，自重无法确定。

4. 截面验算：计入梁的自重、轨道的自重和走台板的自重后，确定出自重载荷，重新计算出最大弯矩和最大剪力。

钢结构课程设计指导书预应力混凝土连续梁桥现浇支架设计主要步骤一、基本数据与参数1、自重：钢筋混凝土G s＝26.5kN/m3钢材G s＝78.5kN/m3；竹胶板G s＝8.5kN/m3；木材G s＝4.5kN/m3；2、钢材弹性模量E s＝2.06×105MPa；竹胶板弹性模量E s＝7.5×103MPa；木材弹性模量E s＝8.5×103MPa；3、强度：钢材f＝215MPa(t<16mm)；f＝215MPa(16mm<t≤40mm)；< p="">竹胶板顺长度方向f＝70 MPa；竹胶板横向f＝50 MPa；木材顺纹弯曲应力f＝15MPa；二、荷载计算和组合1、新浇筑混凝土重量26.5kN/m3根据容重进行计算注：混凝土超方按5%考虑，混凝土浇筑时冲击系数按1.1考虑。

2、模板系统按150kg/m2考虑3、施工荷载 3.0kN/m24、荷载组合系数永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4.5、荷载分析方法：根据荷载不同将箱梁进行区域划分，可分为翼缘板区域、腹板区域和底板区域。

三、受力分析1.底模板竹胶板及方木按受弯构件计算，可按多跨连续梁计算。

根据强度及刚度条件（L/400）确定间距及跨度。

注：多跨连续梁内力系数表见附件1。

2.碗扣式支架（介绍见附件2）钢管立杆为轴心受压杆件（上端简支，下端固定），不承受弯矩，横杆将各根立杆联系在一起，起到减少立杆计算长度的作用。

3.门洞处梁柱式支架纵梁为受弯构件，按简支梁进行计算，立柱为轴心受压构件，纵梁的挠度限值为L/400。

四、碗扣式钢管支架设计1.钢管立柱和横杆布置根据各荷载区域荷载大小不同进行布置2.按轴心受压构件进行计算○1立杆的稳定性应按下列公式计算：○2计算立杆段的轴向力设计值N，应按下列公式计算：N=1.2NG1k +1.4NQk式中N——脚手架结构自重标准值产生的轴向力；GkN——施工荷载标准值产生的轴向力总和Qk○3立杆计算长度l应按下式计算：=h +2al式中 a——为立杆伸出顶层水平杆长度h——立杆步距，一般可选择0.6,1.2,1.8m。

钢结构课程设计指导书钢结构是建筑结构中非常重要的一种结构形式，具有高强度、轻质、施工快、可拆卸、可重复利用等优点。

设计优良钢结构工程需要综合考虑工程实用性、可靠性、安全性、经济性和美观性等因素，在此基础上进行科学合理的计算和设计，满足工程服务期内的使用要求。

以下是钢结构课程设计指导书。

1.设计要求1.1．载荷及组合按规范要求考虑建筑物的重量、风荷载、地震作用、雪荷载等。

1.2.材料要求采用Q345B钢材较为合适，也可以参考国家标准或行业标准进行材料选择。

1.3.结构设计结构设计应符合建筑物的使用要求和功能要求，保证结构合理、美观、稳定、可行。

1.4.构件设计构件设计应按照规范和标准进行设计，确定适当的几何形状和尺寸，并且要保证构件的承载能力。

1.5.连接设计连接设计应遵循规范，考虑材料和构件参数的相互作用，保证安全性和可靠性。

2.设计计算2.1.荷载计算应按规范要求进行荷载计算，包括重量、风荷载、地震作用、雪荷载等。

2.2.结构计算对于不同形式的结构应采用不同的计算方法进行计算，如梁、柱、吊篮、桥梁等。

2.3.构件计算构件的计算应综合考虑受力状态和要求，进行力学分析，确定合适的截面尺寸、长度和材料。

2.4.连接计算连接部位是结构传递荷载和承受力的重要部分，应进行连接计算，考虑材料和构造参数的相互作用，保障连接的安全和可靠。

3.设计图纸3.1.施工图应编制详细、准确、可行的施工图，包括平面图、立面图、剖面图、连接图、节点图等，明确构件的位置、尺寸和构造要求。

3.2.零部件图钢结构中的各种零部件应编制详细图纸，包括节点配件、连接件、支撑件、挡板等，明确材料、尺寸、接口要求等。

3.3.工艺图工艺图是加工钢材的依据，需绘制立体模型、展开图及相应工艺和技术要求，保障零件精度和相互匹配。

4.特别说明为确保钢结构安全可靠，应认真查阅规范和标准，按照工程实际情况和客户要求进行设计计算，进行严格的质量控制，保证施工质量和工程安全。

钢屋架课程设计指导书由于钢结构具有承载力高、抗震性能好、自重轻和建设周期短等优点，因而在重型或大型厂房、大跨度的公共建筑中，已愈来愈多地使用钢屋盖结构。

钢屋盖的承重结构体系通常有平面钢桁架体系、空间桁架、网架和悬索等。

一、屋盖结构体系1.无檩设计方案在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。

这种方案的优点是整体性好，横向刚度大。

所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。

2.有檩设计方案在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料。

对于横向刚度要求不高，尤其是不需做保温层的中小型厂房宜采用。

二、屋盖支撑钢屋架在其自身平面内为几何不变体系并具有较大的刚度。

但这种体系在垂直于屋架平面的侧向（即屋架平面外）的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。

为了保证房屋的安全、适用和满足施工要求，在屋盖系统中必须设置必要的支承体系，把平面屋架相互连接起来，使之成为一个稳定而刚强的整体。

三、屋架的形式和主要尺寸1.屋架形式确定的原则（1）满足使用要求。

屋架外形应与屋面材料的排水相适应。

比如，当屋面采用瓦类等时，屋架上弦坡度应做得陡些，一般取1/4～1/2，以利于排水。

当采用大型屋面板时，则要求坡度平缓些，一般取1/12~1/8。

（2）满足经济要求。

屋架外形应尽量接近弯矩图形。

腹杆的布置应使短杆受压，长杆受拉，且杆件数以少为宜。

总长度要短，杆件夹角宜在30～60度之间。

同时应注意尽可能避免非节点荷载作用，以免弦杆局部受弯而多耗钢材。

（3）满足制造、安装和运输要求。

设计节点构造要简单合理，节点数宜少，容易制造，且尽量减少节点处的应力集中。

2.普通钢屋架的形式（1）三角形钢屋架。

（2）梯形钢屋架。

（3）平行弦钢屋架。

（4）人字形钢屋架。

3.屋架的主要尺寸（1）跨度。

柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度，以3m为模数。

屋架的计算跨度是屋架两端支反力之间的距离。

（2）高度。

根据屋架的容许挠度可确定最小高度，最大高度则取决于运输界限，例如铁路运输界限为3.85m；屋架的经济高度是根据上下弦杆和腹杆的总重量为最小的条件确定；有时，建筑设计也对屋架的最大高度加以某种限制。

《钢结构设计》课程设计指导书（门式刚架）土木工程与建筑学院《钢结构设计》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《钢结构设计》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《钢结构设计》课程设计题目一、设计题目某24m跨度厂房的门式刚架设计，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面）。

二、设计任务1、选择钢屋架的材料；2、柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）；3、门式刚架选型；4、确定门式刚架梁、柱截面形式，并初估截面尺寸；5、钢屋盖及支撑的布置；6、钢屋架的结构设计；7、绘制门式刚架施工图及材料表。

三、设计资料建造于某市的轻工厂房，建筑面积1500m2厂房平面及剖面如图所示，据生产要求无吊车，屋面采用0.6mm厚镀锌压型彩涂板，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面），柱梁节点处为构造加腋（视为刚接，计算时可不考虑加腋之影响），柱与基础为铰接，拟在刚架平面外设柱间支撑及檩条端部隅撑，在a,b点分别提供柱梁的侧向支撑点，设计时考虑积灰荷载0.4kN/m2，该地区的基本雪压为0.5kN/m2, 基本风压为0.5kN/m2，轻质屋面，屋面活荷载取0.4kN/m2。

檩条及支撑重0.2kN/m2，刚架斜梁自重0.2kN/m2；轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.7kN/m2。

刚架简图及其风荷载体型系数（a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数第二节门式刚架设计计算一、材料选择刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。

焊条可选用E43型，手工焊。

《钢结构》课程设计指导书一、课程教学目标钢结构课程设计是土木工程专业教学计划中一个重要的实践教学环节，通过课程设计使学生了解钢屋盖设计的一般程序和内容，为毕业后从事实际设计工作奠定基础；巩固钢结构课程中所学内容并应用于课程设计中；掌握钢屋架施工图的表达方法和制图规定；学习书写结构计算书；学习运用规范及有关技术资料。

二、教学内容基本要求及学时分配（一）课程设计题目：梯形钢屋架（二）设计内容：1．确定屋架形式及屋架几何尺寸2．屋盖支撑体系布置设计3．屋架设计计算：包括荷载及内力计算、杆件截面的设计、节点设计。

4．编写结构设计计算书一份；5．绘制屋架施工图一张〔1号或1号加长图〕。

（三）设计进度第一日：布置设计任务，阅读设计任务书，借阅参考资料，屋盖支撑布置，确定屋架尺寸，布置腹杆；第二至三日：荷载计算，荷载组合，内力计算；第四至五日：杆件截面设计计算；第六日：节点设计计算；第七至八日：绘制施工图；第九日：整理结构计算书；第十日：答辩。

（四）设计要求①计算书封面统一印刷，用纸统一购买，有目录页并编写详细目录；正文要求书写工整，必要的图表不可缺少，注明所用参考文献。

②图纸采用硫酸纸，按照制图规定绘制屋架施工图。

三、主要教学环节（一）设计步骤1．材料选择根据该地区的冬季计算温度和荷载性质，钢材采用235Q ，焊条采用43E 型，手工焊。

2．屋架形式及屋架几何尺寸的确定确定屋架的计算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。

配合屋面板1.5m 的宽度，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，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，可能采用再分式杆。

3．屋架及屋盖支撑的布置屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设置，当山墙采用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱间。

下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置三道。

钢结构课程设计指导书一. 设计目的和任务钢结构课程设计是重要的实践性教学环节，目的在于帮助学生巩固和深化钢结构基本原理和房屋钢结构设计课程的理论和知识，培养学生理论联系实际，自已动手进行设计、分析、计算和计算机绘图等钢结构设计基本技能，以培养学生的钢结构工程实践能力和创新能力。

土木工程专业钢结构课程设计的任务是培养学生分析理解设计资料；掌握普通钢屋架的结构形式与布置原则；熟练掌握钢屋架的荷载计算、内力计算、杆件设计和节点设计；熟练绘制钢屋架及屋架支撑布置图、钢屋架施工图；学习掌握房屋钢结构设计的程序和方法；学会正确运用钢结构设计规范开展设计工作。

二. 基本内容与要求1．熟悉设计资料和相关国家设计规范通过教师简单讲授，要求学生理解设计原始资料，熟悉《建筑结构荷载规范》(GB 50009－2001)(2006年版)、《钢结构设计规范》(GB 50017－2003)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018－2002)等相关国家标准。

2．掌握钢屋架及支撑布置的原则通过教师简单讲解，要求学生掌握钢屋架及支撑布置的原则，掌握设计和绘制钢屋架及支撑布置图的方法。

3．掌握钢屋架的设计计算方法和计算说明书的编写方法通过教师详细讲解，要求学生掌握钢屋架杆件内力的计算方法，屋架杆件和节点设计方法，计算说明书的编写方法。

4．绘制钢屋架施工图通过教师详细讲解，要求学生掌握钢屋架施工图的绘制方法，并绘制一张A1图幅的钢屋架施工图。

三. 设计资料及有关规定（红色字体数据根据所分配到的题目自行修改）1. 车间平面尺寸为144m(150m)×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。

车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。

2. 屋面采用长尺复合屋面板，檩距不大于1800mm。

檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。

3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

钢结构课程设计指导书浙江工业大学建筑工程学院2018/2018学年短学期建筑工程2008级专业课程设计指导书课程名称：钢结构设计题目：30m梯形钢屋架结构设计学生姓名：学号：班级：建筑工程2008(1>(2>指导教师：赵滇生吴剑国2018年7月钢结构设计课程设计指导书课程名称：房屋钢结构设计适用班级：建筑工程2008级开课学期：2018/2018学年短学期学时数：1周上机时数：20学时学分数：1学分指导教师：赵滇生、吴剑国一. 设计目的和任务钢结构课程设计是重要的实践性教案环节，目的在于帮助学生巩固和深化钢结构基本原理和房屋钢结构设计课程的理论和知识，培养学生理论联系实际，自已动手进行设计、分析、计算和计算机绘图等钢结构设计基本技能，以培养学生的钢结构工程实践能力和创新能力。

土木工程专业钢结构课程设计的任务是培养学生分析理解设计资料；掌握普通钢屋架的结构形式与布置原则；熟练掌握钢屋架的荷载计算、内力计算、杆件设计和节点设计；熟练绘制钢屋架及屋架支撑布置图、钢屋架施工图；学习掌握房屋钢结构设计的程序和方法；学会正确运用钢结构设计规范开展设计工作。

二. 基本内容与要求1．熟悉设计资料和相关国家设计规范a> A1b> A2c> A3d> A4e> A5f> A6g> A7h> A8图1 屋架计算简图及腹杆布置形式表1 屋架的编号及其具体尺寸6. 该车间建于杭州近郊。

7.屋盖荷载标准值：(l>屋面活荷载0.50kN/m2(2>基本雪压s 00.45kN/m2(3>基本风压w00.45kN/m2(4>复合屋面板自重0.15kN/m2(5>檩条自重查型钢表(6>屋架及支撑自重0.12+0.01l kN/m28.运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。

四. 课程设计的步骤和方法1. 确定屋架型式与尺寸，选择钢材及连接材料(1> 计算屋架杆件几何长度，说明运输单元的划分；给屋架的每个节点编号，一般上弦节点宜以大写英文字母A、B、C……连续编号，下弦节点或再分腹杆的中间节点宜以小写英文字母a、b、c……编号，而且上弦节点正下方的节点用相应的小写字母编号。

钢结构设计指导书绪言课程设计目的要求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某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0.5kN/m2，积灰荷载标准值0.3kN/m2。

屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b某h=400某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某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、解释法、电算法均可计算屋架各杆内力。