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建筑钢结构课程设计

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建筑钢结构课程设计专业班级学号姓名指导老师完成时间1 设计基本资料1.1设计题目：**集团轻钢结构设计 1.2建设地点：武汉市 1.3工程概况**集团轻钢结构房屋工程的具体要求如下：1）长度为122.4m ，跨度24m ，柱网为5.1m ，檐口高度为8m ，屋面坡度为1/12，屋面材料为单层彩板或夹芯板，墙面材料单层彩板或夹芯板，天沟为彩板天沟或钢板天沟。

2）荷载：静荷载当有吊顶时为0.45 kN/m 2；活荷载为0.3 kN/m 2（计算刚架时）、0.5 kN/m 2（计算檩条时）；基本风压0.35 kN/m 2，地面粗糙度为B 类；雪荷载为0.5 kN/m 2；地震设防烈度为6度。

1.4设计原始资料 1）材料规格钢材：门式刚架采用Q345-B 钢，楼面梁、屋面檩条、墙架、檩条采用Q235-B 螺栓：采用扭剪型高强度螺栓10.9级,普通螺栓采用六角头螺栓（C 级）； 焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO 2气保护焊； 基础混凝土C20，垫层混凝土 C10；钢筋：直径12mm ϕ≥为Ⅱ级钢筋，直径10mm ϕ≤为Ⅰ级钢筋。

2）地震设防烈度6度； 1.5建设规模以及标准建筑规模：建筑面积约212024m ⨯，为单层钢结构建筑。

1.6设计依据建筑结构荷载规范（GB50009—2001） 钢结构设计规范（GB50017—2003）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102: 2002 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018—2002） 建筑制图标准（GBJ104—87）2 建筑设计2.1建筑设计指导思想1）设计满足生产工艺的要求，这是对设计的基本要求。

2）应创造良好的操作环境，有利于保证工人健康和提高劳动生产率。

3）应满足有关技术要求：(1) 厂房应具有必要的坚固耐久性能，使在外力、温湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下可以确保安全；(2) 厂房建筑应具有一定的灵活应变能力，在满足当前使用的基础上，适当考虑到以后设备更新和工艺改革的需要，使远近期结合，提高通用性，并为以后的厂房改造和扩建提供条件；(3) 设计厂房时应遵守国家颁布的有关技术规范与规程。

4）设计要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益，三者间不可偏废。

5）工业建筑在适用、安全、经济的前提下，把建筑美与环境美列为设计的重要内容，美化室内外环境，创造良好的工作条件。

2.2建筑布置考虑工艺、结构和经济三方面要求，按照设计规范，厂房可不设置伸缩缝。

2.3构造简要说明1）屋面及墙面构造屋面板和墙面板采用75mm厚岩棉夹芯彩板，在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。

屋面的坡度为1：12的双坡屋面，采用内天沟有组织排水。

2）地面构造厂房的地面用素土夯实后铺80厚C10混凝土，然后用20厚1：2水泥砂浆抹面。

室内地坪标高为0.000，室外地坪为-0.3m，进厂房门的室内外做成斜坡。

3）刚架防锈处理用各色硼钡酚醛防锈漆F53-9打底，在选用各色醇酸磁漆C04-42作面漆。

3 结构设计计算书3.1结构体系本设计结构体系为横向单跨双坡门式刚架承重体系，跨度24米，门式刚架斜梁坡度为1:12。

纵向为檩条支撑体系，24跨，柱距5.1米。

屋面板和墙面板采用75mm厚岩棉夹芯彩板，在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。

3.2结构布置1.柱网布置综合考虑工艺、结构及经济三个方面的要求，确定厂房柱网布置为：纵向24跨，跨度5.1米，横向单跨，跨度24米。

2.横向框架结构的主要尺寸、框架柱及横梁(1) 横向框架的结构尺寸采用单跨双坡门架，门架横梁与门架柱刚性连接，刚架柱与地基础的连接为锚栓刚性连接。

结构示意图如下：图1 结构示意图框架主要尺寸为：（1）跨度：24m（2）柱高：8m（3）柱距：5.1m（4）横梁坡度为1:122.框架柱及横梁框架柱采用等截面H型钢柱，钢材采用Q345钢，横梁采用分段变截面焊接工字形截面，钢材采用Q345钢。

3. 墙架及柱间支撑布置墙架系由横梁（墙梁）及拉条、窗镶边构件、墙架柱、抗风柱等构件组成。

其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，墙体承受风荷载传递到厂房骨架和基础上。

柱间支撑为交叉腹杆体系，交叉腹杆体系最为经济且刚度较大。

4. 屋盖支撑布置门式刚架的屋盖支撑体系由纵向水平支撑、横向水平支撑和系杆构成。

3.3静力计算简图选取轴刚架为典型单元进行静力计算，计算单元如图所示：图2 计算单元3.4荷载计算1.荷载取值计算恒载（坡向）：结构自重（包括屋面板、檩条、保温层及刚架自重）无吊顶（檩条计算）0.2 kN/m2有吊顶（刚架计算）0.45 kN/m2活载：计算刚架取0.3kN/m2;计算檩条取0.5kN/m2雪载：0.5 kN/m2风荷载：基本风压按荷载规范GB50009-2001取，地面粗糙等级B级，基本风压：0.35 kN/m2;由于柱高小于10m，不考虑高度变化系数，故取基本风压为0.35 kN/m2。

风载体形系数按表A.0.2-1选取：图3 风载体形系数3.5檩条设计 1）截面选型按 1/12i =，檩条跨度6m ,檩条高度11171.43mm ~120mm 3550h l ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭，从而初选C 形檩条140×50×20×2.5，檩距为1.5m ，檩条跨度大于4m ，故在檩条间跨设置拉条，在檐中处设置斜拉条和刚性撑杆。

2）荷载标准值永久荷载： 压型钢板（含保温） 20.15kN/m 檩条（包括拉条）20.05kN/m 合计 20.2kN/m可变荷载：屋面均布活荷载和雪荷载的最大值为20.50kN/m 。

3）内力计算（1）永久荷载与屋面活荷载组合 檩条线荷载(0.20.5) 1.5 1.05kN/m k p =+⨯=(1.20.2 1.40.5) 1.5 1.41kN/m p =⨯+⨯⨯= sin 4.760.117kN/m o x p p ==cos4.76 1.405kN/m o y p p ==弯矩设计值 221.405 5.14.57kN/m 88y x p l M ⨯===220.117 5.10.10kN/m 3232x y p l M ⨯===（2）永久荷载与风荷载吸力组合按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001,房屋高度小于10米，风荷载高度变化系数取10米高度处的数值，0.1=z μ。

按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102: 2002附录A ，风荷载体型系数为 1.5log 2.9 1.57A -=-（边缘带），21.5 5.17.65m A =⨯=。

垂直屋面的风荷载标准值：20 1.57 1.0(1.050.35)0.58kN/m k s z w w μμ=⋅⋅=-⨯⨯⨯=-檩条线荷载：(0.580.2cos4.76) 1.50.57kN/m o ky p =-⨯⨯=0.2 1.5sin 4.760.025kN/m o x p =⨯⨯=1.40.58 1.50.2 1.5cos4.760.919kN/m o y p =⨯⨯-⨯⨯= 弯矩设计值（采用受压下翼缘设拉条的方案）220.919 5.1 2.988kN m 88y x p l M ⨯===⋅220.025 5.10.020kN m 3232x y p l M ⨯===⋅4）截面选择及截面特性 （1）选用C 1606020 2.5⨯⨯⨯4288.13cm x I =，336.02cm x W =，435.96cm y I =，3max 19.47cm y W =，3min 8.66cm y W =， 6.21cm x i =， 2.19cm y i =，0 1.85cm x =； 先按毛截面计算的截面应力为：662133max 4.57100.110132.0N/mm 36.021019.4710y x x y M M W W σ⨯⨯=+=+=⨯⨯（压）662233min 4.57100.110-115.3N/mm 36.02108.6610y x x y M M W W σ⨯⨯==-=⨯⨯（压） 662333max 4.57100.110121.7N/mm 36.021019.4710y x x y M M W W σ⨯⨯=-=-=⨯⨯（拉） （2）受压板件的稳定系数 ① 腹板腹板为加劲板件minmax121.70.9221132.0σψσ-===-≥-，由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式)22.6.5(-227.8 6.299.787.8 6.29(0.922)9.78(0.922)21.91k ψψ=-+=-⨯-+⨯-= ②上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲件的支承边，min max115.30.8731132.0σψσ===≥-，由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式)32.6.5(- 225.8911.59 6.68 5.8911.590.873 6.680.8730.863k ψψ=-+=-⨯+⨯=（3）受压板件的有效宽度 ①腹板21.91k =，0.863c k =，160mm b =，60mm c =， 2.5mm t =，21132.0N /mm σ= 由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式 )33.6.5(-1.890 1.1ξ===> 按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式)23.6.5(-计算的板组约束系数为2210.930.930.110.110.385(0.05)(1.8900.05)k ξ=+=+=--3.619ρ===由于0ψ<，则 1.15α=，14074.75mm (1)(10.873)c b b ψ===-+，160642.5b t ==，1818 1.15 3.61974.91αρ=⨯⨯=，3838 1.15 3.619158.15αρ=⨯⨯=因为 18b t αρ<，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式(5.6.11)- 计算的截面有效宽度为 74.45mm e c b b ==由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式)25.6.5(-，10.40.474.4529.78mm e e b b ==⨯=，20.60.674.4544.67mm e e b b ==⨯=②上翼缘板0.863k =，21.91c k =，60mm b =，160mm c =，21132.0N /mm σ=0.529 1.1ξ===< 按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式(5.6.31)-计算的板组约束系数为1 1.375k ===1.358ρ===由 0ψ>，则 1.150.15 1.150.150.873 1.019αψ=-=-⨯=，60mm c b b ==，60242.5b t == 1818 1.019 1.35824.91αρ=⨯⨯=，3838 1.019 1.35852.58αρ=⨯⨯=所以 18b t αρ<，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式(5.6.11)- 计算的截面有效宽度为60mm e c b b ==由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》公式)35.6.5(-10.40.46024mm e e b b ==⨯=，20.60.66036mm e e b b ==⨯=。

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钢结构课程设计 (2)

钢结构课程设计 (2)

钢结构课程设计介绍钢结构课程设计是指在学习钢结构相关知识的基础上，进行钢结构设计的实践活动。

钢结构作为一种常用的结构形式，具有高强度、轻质、可塑性好等优点，广泛应用于建筑、桥梁、塔楼等工程领域。

钢结构课程设计是学生综合运用所学知识和技能，设计实际工程项目的重要环节。

设计目标钢结构课程设计的主要目标是培养学生的设计能力和创造力。

通过设计实际的钢结构项目，学生将学到的理论知识与实际问题相结合，并深入了解钢结构的设计原理和施工流程。

设计过程中，学生需要考虑结构的强度、稳定性、刚度等方面，合理选择材料和构件，满足设计要求。

同时，还需要考虑经济性、安全性和可持续性等因素，将设计方案与实际情况相匹配。

设计内容钢结构课程设计内容一般包括以下几个方面：1. 结构形式选择根据设计要求和使用功能，选择适合的钢结构形式。

常见的钢结构形式包括钢框架结构、钢柱-钢梁结构、钢桥梁结构等。

2. 材料选择根据结构要求和使用环境，选择适合的钢材料。

常用的钢材包括碳素钢、低合金钢、高强度钢等。

根据设计要求和材料性能，选择适当的构件尺寸和连接方式。

3. 结构布置和计算根据使用功能和空间要求，确定结构布置。

使用相关设计规范和计算方法，对结构进行力学计算和稳定性分析，确定荷载、设计参数和结构尺寸。

4. 构件设计根据结构形式和计算结果，设计各个构件的尺寸和连接方式。

考虑构件的强度、刚度和稳定性等要素，进行构件的选择和细节设计。

5. 施工图设计根据设计要求和施工技术，绘制钢结构施工图纸。

包括工程平面图、剖面图、节点细部图等。

保证施工图的准确性和清晰度，方便施工人员进行施工。

设计步骤钢结构课程设计一般包括以下几个步骤：1.确定设计任务和要求，了解设计范围和使用功能。

2.进行结构形式选择，确定适合的钢结构形式。

3.选择材料，根据结构要求和使用环境，选择合适的钢材。

4.进行结构布置和计算，确定结构尺寸和参数。

5.进行构件设计，根据结构形式和计算结果，设计各个构件的尺寸和连接方式。

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。

屋盖钢结构设计(课程设计)

屋盖钢结构设计(课程设计)

二．屋架跨度大，高度高、基本风压大、抗震设防烈度高应计算确定。计算简图如下：
然后验算（受 拉构件）强度、 刚度
每个节点只有一个受拉斜杆参与，而受压斜杆 退出工作，按平面桁架计算。
实腹式：构造简单，制 作安装方便
平面桁架式：受力明确 ，用料省，但侧向
第刚度 三较节差，必须设檩置拉 条条。设计
T形桁架式：整体性较差 ，应沿跨度全长设
比三角形屋架好，是比较常用的屋架形式； 常适用于大中型厂房，或屋面坡度较小的房屋。
添加标题
平行弦屋架
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构件规格少，便于工业化制 作；
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弦杆受力不均；
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常适用于单坡屋面的屋架及 托架或支撑体系。
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曲拱形屋架
添加标题
外形最符合弯矩图，受力最 合ห้องสมุดไป่ตู้；
添加标题
上（下）弦弯成曲线，制作 麻烦，一般改成折线形；
六．杆件设计
1. 计算长度
平面内计算长度lox
平面外的计算长度loy
1. lo=μl 2. 一般情况下，腹杆对弦杆起不了嵌固
作用，而弦杆对腹杆起一定嵌固作用， 故弦杆计算长度系数要大于腹杆。
补充
在分析压杆端部所受到的约束时，应注意以下三点：
一．与计算压杆直接相连的杆件约束作用大，相距较远的杆件约 束作用小。
单击此处添加大标题内容
二．檩条间拉条 1. 作用：保证檩条的整体稳定，减少檩 条在使用和施工过程中的侧向变形和 扭转。 ② 类型 2. 拉条：水平拉条、斜拉条、撑杆
三．一般情况下，对于拉条，常采用圆钢，直 径为8-12mm，而对于撑杆，由于是受压构 件，其长细比不能大于200，故撑杆常用圆 钢外加套管或直接用角钢。
钢结构课程设计计算书

钢结构课程设计计算书

钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计以满足当前建筑建设对钢结构加强，改造，保护及其他类型建筑的要求，致力于有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益，充分发挥混凝土结构的载荷传递能力，钢结构的特点是对质量的要求非常严格，要完成建筑钢结构技术课程设计，全面考虑计算书中的技术规范，相关技术要求，是制定一份完整钢结构课程设计计算书的基础。

二、钢结构课程设计计算书内容
1.项目概况：
《钢结构课程设计计算书》的项目概况，应包括项目名称，建设单位，用地面积；工程设计单位，设计人员、施工单位等相关情况。

2.建筑物基本资料：
《钢结构课程设计计算书》的建筑物基本资料，应包括建筑物房屋基本结构形式，型号，大小以及所用材料等，以及构造受力情况分析，结构体系特征分析，计算模型建立，荷载重要规范，荷载计算等内容。

3.结构构件计算：
《钢结构课程设计计算书》的结构构件计算也应包括构件的计算公式及框架内力的确定，构件的空间组合及支撑结构的分析，分析结果及结论，各构件荷载计算，轴力计算，构件高度，滞回特性及尺寸计算等内容。

4.分析总结：
《钢结构课程设计计算书》的分析总结部分应当概括总结本次课程设计的计算过程，重点对各环节计算中出现的不同问题作出总结，特别是应当根据实际工程情况作出合理的设计建议，以此有效提高工程安全性和经济效益。

三、总结
《钢结构课程设计计算书》的计算是一项复杂的工作，需要考虑多方面的因素，从而有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益。

为此，应当根据实际情况仔细研究，有助于完成以上目标。