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钢结构屋架设计

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2（按附表取） 2、题目某厂房总长度90m 跨度为18m 屋盖体系为无檩屋盖。

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-20°C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18m2. 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： Q345钢，焊条为 E50 型。

3. 屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5 x 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/m 为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为 0.7kN/m 2，雪荷载的 基本雪压标准值为S=0.35kN/m 2，施工活荷载与雪荷 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m 2 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 0.45kN/m 水泥砂浆找平层 0.7kN/m保温层 0.4 kN/m 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m150C€1 >0l^e = 9iW(}1,010 i.o i ・°TB+ 7.962+ 9.279 £102+ 9.279(a) 18米跨屋架ace二、设计内容1. 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直(b)18 米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值可 匚ege(c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值Jz5n7 5 .1507^1507』历07』”°・】gCsE5T3,470g 1弐一o7oooIVK7I\4\/2. 荷载计算三毡四油防水层 水泥砂浆找平层 保温层预应力混凝土屋面板 屋架及支撑自重 恒荷载总和20.45 kN/m 0.7kN/mf 0.4kN/nf21.45kN/m20.12+0.011L=0.318kN/m23.318kN/m 0.7kN/m f20.7kN/m 1.4kN/m支撑和系杆，见下图。

因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W 、W 和W 种编号1-1、2-2剖面图活荷载积灰荷载 可变荷载总和 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。

风荷载对屋面为吸力，重屋面可不考虑。

3. 荷载组合1. 全跨永久荷载+全跨可变荷载可变荷载效应控制的组合：F=(1.2X 3.318+1.4X 0.7+1.4X 0.9 X 0.7)X 1.5X 6=52.59kN 永久荷载效应控制的组合：F'=(1.35X 3.318+1.4X 0.7X 0.7+1.4X 0.9X 0.7)X 1.5X 6=54.43kN 故F=54.43KN2. 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：F 1=1.35 X 3.318 X 1.5 X 6=40.31kN半跨可变荷载设计值：F 2=(1.4 X 0.7+1.4 X 0.9 X 0.7) X 1.5 X 6=16.76kN屋架杆件内力组合表4. 截面选择按腹杆最大内力N=-353.9kN查表选用中间节点板厚度t=10mm,荷载支座节点板厚度 t=12mm。

1. 上弦整个上弦不改变截面,按最大内里计算：假定入=60对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表查得书x= 0.735，需要的截面几何量：A=N/ 书min f=4954.2 / (0.735 X 310)=21.74cm2i x=l ox/ 入=150.75/90=2.51cmi y=l oy/ 入=300/90=5.0cm由附表选用 2L80 X 10,A=30.26cm2,i x=2.42cm,i y=3.74cm入x=l ox/i x=150.75/2.26=62.290入y=l oy/i y=300/3.54=80.21<[入]=150双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比入yzb/t=8.0<0.58l oy/b=21.75,故按下式计算入yz= X y (1+0.475b1/l oy2t2) =81.194>入y故由入max= X yz=81.94,按b类查附表得书=0.553(T =N/ 书 A=4954.2/(0.632X 30.26)=296.06N/mm2<f=310N/mm 2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。

又因轧制钢翼缘和腹板，可不验算局部稳定填板每个节间放一块(满足 H范围内不少于两块)，l a=75.38cm<40i=40X 2.42=96.8cm2. 下弦下弦不改变截面，按最大内力计算：N max=505.06kN,l ox=300cm,l oy=900cm，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100cm(eg节间)，可不考虑螺栓孔削弱。

需要的截面几何量：A=N/f=5050.6/310=16.29cm2i x=l ox/[X ]=300/350=0.86cmi y=l oy/[X ]=1500/350=2.57cm由附表选用 2L75X 7， A=20.26cm2,i x=2.30cm,i y=3.47cmX x=l ox/i x=300/2.30=1 30.43<[X ]=350X y=l oy/i y=900/3.47=259.37<[X ]=350(T =N/A=249.29N/mm 2<f=310N/mm 2填板每个节间放一块， l1=150cm<80i=80X2.30=184cm3. 斜腹杆(1) 杆件 aB:N=-353.90kN,l ox=l oy=253.0cm假设X =80，对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表查得书x= 0.574，需要的截面几何量：A=N/ 书min f=3539.0 / (0.574X 310)=19.82cm2i x=l ox/X =253.0/80=3.16cmi y=l oy/X =3.16cm由附表选用 2L100 X 6,A=23.86cm2,i x=3.10cm,i y=4.44cmX x=l ox/i x=253.0/3.10=81.61<[X ]=150X y=l oy/i y=253.0/4.44=56.98双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比X yzb/t=16.7<0.58l oy/b=14.67,故按下式计算入yz=3.9X b(1+loy 2 x t2/18.6b?/t=71.20<入x故由入max=X x=81.61,按b类查附表得书=0.563(T =N/ 书 A=3539.0/(0.563X 23.86)=263.45N/mm2<f=310N/mm 2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。

又因轧制钢翼缘和腹板，可不验算局部稳定填板放两块,l a=84.30cm<40i=40X 3.仁124cm⑵杆件 Bc:N=257.94kN,l ox=0.8l1=0.8/X 261.3=209.04cm,by=261.3cm 需要的截面几何量：A=N/f=2579.4/310=8.32cm2i x=l ox/ 入=209.04/350=0.60cmi y=l oy/ 入=261.3/350=0.75cm由附表选用 2L63X4, A=9.96cm2,ix=1.96m,iy=2.94cm入x=l ox/i x=209.04/1.96=106.65<［入］=350入y=l oy/i y=261.3/2.94=88.88<［入］=350(T =N/A=258.98N/mm 2<f=310N/mm 2填板放两块，l1=87.1cm<80i=80X 1.96=156.8cm.(3)杆件 Ee:N=-50.07kN,l ox=0.8l1=0.8X 259.0=207.20cm,b y=259.0cm。

内里较小可按［入］选择截面，需要的截面几何量：i x=l ox/［入］=207.20/150=1.38cmi y=l oy/［入］=259.0/150=1.73cm由附表选用 2L50 X 6,A=11.38cm2,i x=1.51cm,i y=2.48cm入x=l ox/i x=207.20/1.51=137.22<［入］=150入y=l oy/i y=259.0/2.21=104.44<［入］=150双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比入yzb/t=8.33<0.58l oy/b=29.93,故按下式计算入yz=X y (1+0.475b?loy2t2) =105.72<入x故由入max= X x=137.22，按b类查附表得书=0.260(T =N/ 书 A=500.7/(0.260X 11.38)=166.04N/mm2<f=310N/mm2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。

又因轧制钢翼缘和腹板，可不验算局部稳定填板放四块,l a=51.8cm<40i=40X 1.51=55.2cm其余杆件截面选择见表，注意连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面，其斜平面计算长度l o=0.9l，其他腹杆除Aa外，l ox=0.8l.5. 节点设计(1)下弦节点设计”c”先算腹杆与节点板的连接焊缝：Bc杆肢背及肢尖的焊缝的焊脚尺寸取 h fi=h f2=4mm,则所需的焊缝长度(考虑起灭弧缺陷)：肢背l wi=257940/(3X 0.7X 4X 200)+2X 4= 161.54mm,用 170mm;肢尖I w2=257940/(6X 0.7X 4X 200)+2X 4=84.77mm,用 90mm.腹杆Cc和cD的杆端焊缝同理计算，其次验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差△ N=N ce-N ac=433.37-188.87=244.5kN>75.76kN .由斜腹杆焊缝决定的节点板量得节点板长度是 52.0cm角焊缝计算长度l w=52.0-1.2=50.8cm, 采用h f=6mm,肢背焊缝应力为：T1=244500/(3X 0.7X 6X 508)=38.20N/mm2<f f=200N/mm2下线节点“ c”(2) 上线节点“ B”腹板aB,Bc的杆端焊缝计算同上。

这里验算上线与节点板的连接焊缝：节点板缩进8mm肢背采用塞焊缝，承受节点荷载：Q=54.43kN,h f=t/2=5mm,l wi =l w2=48.0-1.0=47.0cm(T =54430/(2X 0.7X 5X 470)=16.55N/mm2<B f f=1.22X 200=244N/mm2 肢尖焊缝承担弦杆内力差△ N=N AB-N BC=338.12-0=338.12kN>74.31kN,偏心距 e=8-2.5=5.5cm 偏心力矩 M= △ N e=338.12X 5.5=18.60kN • m,采用 h f=10mm侧对厶N:T =338120/(2X 0.7X 10X 508)=47.54N/mm2对 M f=6M/(2 X h e X l w2)=6 X 18600000/(2X 0.7X 10X 5082)=30.89N/mm2则焊缝强度为：2(a f/B f) 2+T f2=53.86N/mm2<f f=200N/mmF上弦节点“ B”(3) 屋脊节点“ G”腹杆杆端焊缝计算从略。

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钢结构刚屋架课程设计

钢结构刚屋架课程设计

钢结构刚屋架课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握钢结构刚屋架的基本概念、设计原理和计算方法，培养学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解钢结构刚屋架的结构特点及分类。

（2）掌握刚屋架的基本设计原理和计算方法。

（3）熟悉刚屋架的施工工艺和验收标准。

2.技能目标：（1）能够运用理论知识分析和解决钢结构刚屋架设计中的实际问题。

（2）具备一定的钢结构刚屋架计算和绘图能力。

（3）学会对钢结构刚屋架施工过程进行质量控制和验收。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对钢结构的兴趣和认识，提高学生对钢结构的审美观念。

（2）培养学生勤奋学习、勇于创新的精神风貌。

（3）增强学生的团队协作能力和责任感。

二、教学内容本课程主要教学内容如下：1.钢结构刚屋架的基本概念、分类及特点。

2.刚屋架的设计原理和计算方法，包括：荷载分析、内力计算、截面设计、稳定性分析等。

3.刚屋架的施工工艺、质量控制和验收标准。

4.典型工程案例分析，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授钢结构刚屋架的基本概念、设计原理和计算方法。

2.案例分析法：分析典型工程案例，使学生更好地理解和运用理论知识。

3.讨论法：学生就钢结构刚屋架的设计、施工等方面的问题进行讨论，培养学生的思辨能力和团队协作精神。

4.实验法：安排学生进行钢结构的实验操作，提高学生的动手能力和实践能力。

四、教学资源为确保教学质量，本课程将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的课件，运用动画、图片等形式展示钢结构刚屋架的设计和施工过程。

4.实验设备：为学生提供充足的实验设备，确保实验教学的顺利进行。

5.网络资源：引导学生利用网络资源，了解钢结构刚屋架的最新发展动态。

建筑钢结构屋架课程设计

建筑钢结构屋架课程设计

建筑钢结构屋架课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握建筑钢结构屋架的基本概念、分类及特点；2. 让学生了解建筑钢结构屋架的设计原则和主要受力构件；3. 使学生了解建筑钢结构屋架施工过程中的关键技术和注意事项。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，对建筑钢结构屋架进行设计和计算的能力；2. 培养学生运用专业软件进行建筑钢结构屋架建模、分析和优化的技能；3. 提高学生解决实际工程问题的能力，能够根据实际情况调整设计方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑钢结构屋架设计及施工的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重团队合作，养成良好的职业道德；3. 增强学生对我国建筑事业的认同感，树立为我国建筑行业贡献力量的信心。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 能够描述建筑钢结构屋架的基本概念、分类及特点；2. 能够阐述建筑钢结构屋架的设计原则，掌握主要受力构件的计算方法；3. 能够运用专业软件进行建筑钢结构屋架的建模、分析及优化；4. 能够根据实际工程情况，提出合理的设计方案，并进行调整；5. 能够在团队合作中发挥积极作用，遵循职业道德，关注我国建筑事业的发展。

二、教学内容本课程教学内容围绕以下几方面进行组织：1. 建筑钢结构屋架基本知识：- 钢结构屋架的概念、分类及特点；- 钢结构屋架的材料、连接方式及构造要求。

2. 建筑钢结构屋架设计原则：- 设计原理及设计规范；- 受力分析及主要受力构件的计算方法；- 稳定性和刚度的考虑。

3. 建筑钢结构屋架设计计算：- 荷载及作用力分析；- 桁架、梁、柱等主要受力构件的设计计算；- 节点设计及连接计算。

4. 建筑钢结构屋架施工技术：- 施工准备及工艺流程；- 钢结构屋架的安装、焊接与涂装；- 施工质量控制及验收标准。

5. 建筑钢结构屋架案例分析：- 分析典型工程案例，了解实际工程中的应用；- 结合案例进行设计计算和施工技术的实践。

钢结构屋架设计

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。

21m钢结构屋架课程设计

21m钢结构屋架课程设计

21m钢结构屋架课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解21m钢结构屋架的基本概念，掌握其结构类型及特点；2. 学生能掌握钢结构屋架设计的基本原理，包括受力分析、材料选择和连接方式；3. 学生了解钢结构屋架施工过程中的注意事项，如防锈、防火等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，对21m钢结构屋架进行简单的受力分析；2. 学生能够根据实际情况，选择合适的材料和连接方式，完成钢结构屋架的设计；3. 学生能够运用绘图软件，绘制出清晰、准确的钢结构屋架施工图。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对建筑结构工程的兴趣，提高对工程设计的热情；2. 学生树立安全意识，关注钢结构屋架施工过程中的安全问题；3. 学生培养团队合作精神，学会与他人共同完成设计任务。

课程性质分析：本课程为工程专业课程，旨在培养学生对钢结构屋架设计的基本知识和技能，提高学生在实际工程中的应用能力。

学生特点分析：高二年级学生，具有一定的物理和数学基础，具备一定的空间想象能力和动手能力。

教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 教师应关注学生的个体差异，因材施教，提高学生的自信心；3. 教师应注重培养学生的团队合作精神，提高学生的沟通与协作能力。

二、教学内容1. 钢结构屋架基本概念：- 钢结构屋架的定义、分类及特点；- 钢结构屋架在我国建筑行业中的应用。

2. 钢结构屋架设计原理：- 受力分析：了解钢结构屋架的受力特点，学习如何进行受力分析；- 材料选择：掌握常用钢材的种类、性能及选用原则；- 连接方式：了解钢结构屋架的连接方法及其适用场合。

3. 钢结构屋架施工技术：- 施工准备：熟悉施工前的准备工作，如材料验收、施工图纸审核等；- 施工过程：了解钢结构屋架的施工流程，包括焊接、拼装、吊装等；- 注意事项：学习施工过程中的安全防护、防锈、防火等技术要求。

4. 钢结构屋架设计实例：- 结合21m钢结构屋架，进行设计实践；- 运用绘图软件，绘制钢结构屋架施工图。