钢结构设计原理课程设计计算书
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钢结构设计原理课程设计计算书精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版1、设计资料1.1 1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。
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）。
²4）该车间所属地区江苏省广州市。
5）采用梯形钢屋架。
1.2考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m²②二毡三油防水层400N/m²③找平层2cm厚400N/m²○4支撑重量；70N/m²考虑活载：①活载700 N/m²6）地震设防烈度为77）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。
1.3、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；屋架计算跨度L0＝21000－300＝20700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3040mm（为L0/6.8）。
屋架几何尺寸如图1所示：507.5 12、支撑布置2.1 由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。
2.2上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置3、设计屋架荷载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700 N/m²计算。
沿屋面分布的永久荷载乘1/cosα=(√10²+1)/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： 二毡三油防水层1.005x0.40=0.402kN/m 22cm 厚找平层1.005x 0.4=0.402kN/m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.005x 1.4=1.407kN/m 2屋架和支撑自重为 0.07+0.12+0.011x21=0.421kN/m 2 _____________________________共 2.632kN/m 2标准可变荷载： 屋面活荷载0.7kN/m 2_____________________________共 0.7kN/m 2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 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=(1.35x 2.632kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2 )x 1.5m X 6m=38.1528kN （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：F 1,1=1.35x2.632x1.5x6=31.9788KN （按永久荷载效应控制的组合） F 1,2=1.2x2.632x1.5x6=28.4256KN （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：F 1,3=1.0x2.632x1.5x6=23.688KN 半跨可变荷载设计值：F 2,1=1.4x(0.7x0.7)x1.5x6=6.174KN(按永久荷载为主的组合) F 2,2=1.4x0.7x1.5x6=8.82KN(按可变荷载为主的组合)（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F 3,1=1.2x0.421x1.5x6=4.5468KN对结构有利时：F 3,2=1.0x0.421x1.5x6=3.789KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯4、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。
《钢结构设计》课程设计计算书
1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度33m ，柱距7m ，柱高8m ，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图1.1所示，刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，间距为1.5米，钢材采用Q345钢，焊条采用E50型。
图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸80001:10330001650700071200600600110001100011000330007000700070007000700070007000700070002.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）YX51—380—760型彩色型钢板 0.15 2kN m 50 mm 厚保温玻璃棉板 0.05 2kN m PVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.50 2kN m 合计 0.97 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载：0.482kN m②雪荷载：哈尔滨市基本雪压0S =0.452kN m 。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.45=0.452kN 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0.482kN m 。
（3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） 0.52kN m（4）风荷载标准值基本风压：0ω=1.05×0.552kN m =0.582kN m ；根据地面粗糙度类别为B 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=1.0。
钢结构课程设计计算说明书(2024版)
一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计班级：****姓名：****学号：****指导老师：****2011年* 月*日目录一设计资料8 (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、题号*的已知条件：梯形钢屋架跨度27m，长度96m，柱距6m。
该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000 m。
冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g。
采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/16。
屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.3 kN/m2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，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：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。
图1-1梯形屋架的形状和几何尺寸根据厂房长度（96m>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。
在上弦平面设置了刚性系杆与柔性系杆，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1-2所示。
垂直支撑1-1垂直支撑2-2桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图图1-2 梯形屋架支撑布置三、荷载计算屋面活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。
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。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书⼀由设计任务书可知：⼚房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部⾼度为2m，车间内设有两台中级⼯作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。
暂不考虑地震设防。
屋⾯采⽤1.5m×6.0m预应⼒⼤型屋⾯板，屋⾯坡度为i=1:10。
卷材防⽔层⾯（上铺120mm 泡沫混凝⼟保温层和三毡四油防⽔层）。
屋⾯活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采⽤梯形钢屋架，钢屋架简⽀于钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20.⼆选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采⽤Q235-C。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采⽤E43型，⼿⼯焊接，构件采⽤钢板及热轧钢筋，构件与⽀撑的连接⽤M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=23700，端部⾼度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及⼏何尺⼨见图1所⽰：图1屋架⽀撑布置见图2所⽰：图2四荷载与内⼒计算：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：防⽔层（三毡四油上铺⼩⽯⼦）0.35KN/㎡找平层（20mm厚⽔泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝⼟0.25 KN/㎡预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板 1.4 KN/㎡钢屋架和⽀撑⾃重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载＜屋⾯活荷载（取两者较⼤值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合：设计屋架时应考虑以下三种组合：组合⼀全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN组合⼆全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KNP2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN组合三全跨屋架及⽀撑⾃重+半跨⼤型屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内⼒计算：⾸先求出杆件内⼒系数，即单位荷载作⽤下的杆件内⼒，荷载布置如图3所⽰。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--钢结构课程设计计算书一、设计资料贵阳某单层单跨厂房总长度90m，纵向柱距6m。
柱子为钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，屋盖采用无檩体系的21m梯形钢屋架，屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。
钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。
二、结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示。
桁架支撑布置图507.513屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
1.恒载各项标准值为防水层： M2预应力混凝土大型屋面板： M2屋架和支撑自重： M2悬挂管道： M 2共 KN/M 22.活载各项标准值为：屋面活荷载： KN/M 2 雪载： KN/M 2 因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值，故只考虑屋面活荷载标准值，又因为不考虑积灰荷载。
共 M 2 设计桁架时，应只考虑一种荷载组合，即全跨恒载+全跨活载。
全跨节点荷载设计值：按照可变荷载效应控制的组合：22(1.2 1.20/ 1.40.70/) 1.5621.78dF kN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 按照永久荷载效应控制的组合：22(1.35 1.20/ 1.40.70.70/) 1.5620.75dFkN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数35.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 组合系数7.01=ψ； 故节点荷载取。
4.内力计算桁架支撑布置图桁架支撑布置符号说明：SC---上弦支撑；XC---下弦支撑；CC---垂直支撑；GG---刚性细杆；LG---柔性细杆全跨恒载+全跨活载的内力进行组合，计算结果见下表。
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一、 设计资料及有关规定1、跨度L=15m 。
柱距（屋架间距）为6m ；长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条） 0.25 KN/m 2屋架及支撑 0.12+0.011×L （m ）KN/m 2 3、雪荷载 0.50KN/m 2 4、钢材为Q235（3号钢）,焊条采用E43型 5、屋面坡度i=1/36、悬挂荷载 0.3 KN/m 27、屋盖承重结构采用三角形钢屋架8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/c f N m m 。
二、 屋架尺寸及檩条设置1、屋架几何长度及节点编号如图所示，运输单元如图半跨7.5m 运输,最大高度3m 。
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm2、檩条支承于屋架上弦节点处。
故采用檩条间距为2.646m 。
檩条跨度6m 。
在檩条间跨中位置设置拉条，圆钢拉条10mm 。
屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m 及荷载等情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦横向水平支撑3道，防止屋架水平方向振动。
仅在跨度中央设置一道垂直支撑。
上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆；下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：四、杆件内力计算1.荷载计算永久荷载标准值:屋架及支撑0.12+0.011×L=0.285 2K N m(水平)/屋面及保温（檩条） 0.25 2/K N m悬挂荷载 0.3 2K N m/总计 0.835 2K N m/可变荷载标准值:雪荷载 0.8 2K N m/总计 0.82K N m/永久荷载设计值 1.2×0.835=1.002 kN/㎡可变荷载设计值 1.4×0.8=1.12 kN/㎡风荷载不考虑2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(1.002+1.12) ×2.7×6=34.376 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P1 =1.002×2.7×6=16.232 kNP2 =1.12×2.7×6=18.144 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载屋架上弦节点荷载 P3=1.2×0.285×2.7×6=5.54kNP4=1.2×0.55×2.7×6=10.692 kNP5=1.4×1.0=1.4 kN3.杆件内力计算本设计使用结构力学求解器,计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。
钢结构设计原理课程设计计算说明书
-685.491508-711.121508150811537.33396150831292890300031190.93754.253000-50.3331903384-630.5172.42-46.651.73-46.6682.69-114.640-406.35-23.3-413.34320.61-46.6220.42-253.53000150815081509229028692535285026081508259028592098055008016416480550080135752506-1001200085851206515091508150815081508150815081508300030002850100140140101651401301201201637354251936537273862636746283838269371011312612371314363415371566358662085-606-90206-605-608158110110906329125208262002001781869016890220100186651703585200908023085149200150609016011060901201006090110801401251201011051121201201141081271252515201520151525858666612580355500806565805710806530858517L125x80x10}上弦塞焊示意图1020611511565803190290065803838246361641171451115115160160665806580340232439170019905090数量材 料 表规 格长 度重 量(kg)件 编 反(mm)正共计每个合计 号号 L125X80X10}L125X}80{\fArial|b0|i0|c134|p32L63X5}\H0.875xL75\fArial|b0|i0|c134|p32L63X5}L75X8}L56X5}L63X5}L75X8}L56X5}L63X5}L63X5}L63X5L63X5}L63X5}L125X80X10}L125X80X8}-170X10}-380X12}-90X10}-90X10}-280X20}-100X20}-320X8}-150X8}-265X8}-198X8}-235X8}-220X8}-205X8}-220X8}1}2}3}4}5}6}7}8}9}10}11}12}13}14}15}16}17}18}19}20}21}22}23}24}25}26}27}28}29}30}31}32}33}34}35}36}37}38}39}41}42}43}44}45}46}-200X8}-330X8}-60X8}-60X8}-60X8}-60X8}-140X8}-130X10}-135X8}-140X8}-145X8}L125X80X10}L125X80X8}12040}11810}1850}2300}2356}2103}2592}2692}2420}2901}2898}2720}3150}3139}2785}3000}500}620}200}440}440}135}380}100}220}200}305}270}250}220}240}230}400}380}150}110}90}80}220}200}200}210}210}12040}11810}2}22}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}40}-135X8}190}4}1}2}1}1}6}31}26}26}焊缝（0.5%）13}焊缝（0.5%）13}WJ\P2}WJ\P1}148.2}8.9}25.2}186.3}2}4}15.2}30}2.5}10}0.9}4}15.9}32}1.5}6}4.4}8.8}2}12}5.1}10.2}3.4}6.8}3.7}7.4}2.8}5.6}3.1}6.2}4}8}5.3}5}9.8}10}0.7}3}0.5}16}0.4}11}0.4}10}2.2}9}2.0}8}2.0}4}2.1}4}2.1}9}2.2}9}186.3}745.2}148.2}592.8}3-42 }同{\fArial|b0|i0|c0|p321030}21.3}745.2}592.8}36}100.7}85.2}10.1}40.6}23.4}93.6}11.2}44.8}11.7}46.8}26.2}104.8}12.2}49}13.1}52.4}15.2}61}15.1}30.2}14.7}14.7}29}29}7.6}15}7.8}15.6}2323}2492}Q345-B\fSimSun|b0|i0|c134|p3280 151546342301601603014014025251010242120231 - 130901515905050孔Ф26409540901541901540901015154401701513550505060806580551515518069758055158021222440414243192001492110070145906120WJ1}WJ2}2022WJla}、{\fArial|b0|i0|c0|p328888107780538013043924433151515013502100013501501990内力(KN)尺寸(MM)93.250240002110970110909011033WJ2}WJ2}WJ2}WJ1}WJ1}WJ1}、{\fArial|b0|i0|c0|p3218L125x80x8}40902302305190531031090WJ1}、{\fArial|b0|i0|c0|p321205-606-60981731906-608-908-120绘 图24m普通钢屋架设计设计题目屋架正立面图、上弦、下弦平面图、侧立面图1-1剖面图、2-2剖面图、零件图、材料表屋架几何尺寸及杆件内力图设 计高 飞杨 锐杨 锐07.2.5土木0402华中科技大学土木工程与力学学院土木工程专业课程设计结 施班 级图 别日 期指 导绘 图24m普通钢屋架设计设计题目屋架正立面图、上弦、下弦平面图、侧立面图1-1剖面图、2-2剖面图、零件图、材料表屋架几何尺寸及杆件内力图设 计高 飞杨 锐杨 锐07.2.5土木0402华中科技大学土木工程与力学学院土木工程专业6-605-605-606-606-605-605-606-605-606-60钢结构课程设计图班级： 土木1051姓名：日期：2008年1月指导老师：孙文彬学号：鲍丽丽1051401134
钢结构设计原理课程设计计算书.
设“Hi”杆的肢背和肢尖的焊脚尺寸肢背：和 4mm，则所需的焊缝长度为：按构造要求取 70mm 肢尖：按构造要求取 70mm 节点板尺寸为 230mm×250mm。
经验算满足要求。
当角钢的边长时，为了使传力路线不过分集中在角钢趾部的焊缝处，以改善拼接角钢中的受力情况，不使产生较大的应力集中，宜将拼接角钢的两端各切去一角。
（5）支座节点“a”（如图 6-5）为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距取 160mm。
在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为 14mm。
1 支座底板的计算：支座反力：R=8F=8×61090=488720N 支座底板平面尺寸采用 280mm×400mm，如仅考虑有加劲肋部分承受的支座反力，则承 2 压面积为：280mm×234mm=65520/mm 验算柱顶混凝土的抗压强度：式中，为混凝土抗压强度设计值，对 C30 混凝土，底板的厚度按桁架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为成四块，每块板分为两相邻支承而另两相邻自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：式中，σ为板底下的平均剪应力：为两支承之间的对角线长度：β为系数，由离（如图 6-5），得：查课本表 8.4.1 而定，b1 为两支承边的相交点到对角线的垂直距查表8.4.1，得底板厚度为：。
根据构造取 16图 6-5 支座节点“a” 2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似（如图 6-6）。
偏于安全地假设一个加劲肋的受力为桁架支座反力的 1/4，即：则焊缝内力为：图 6-6 加劲肋计算简图设焊缝 hf=6mm，焊缝计算长度为：∑lw=505—12-20=473mm，则焊缝应力为 3 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。
设焊缝传递全部支座反力 R=488720N,其中每块加劲肋各传R/4=122180N，节点板传递 R/2=244360N。
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钢结构设计原理课程设计计算书指导教师：学生姓名：班级：学号：设计时间：2桁架设计1.设计资料某厂房总长度108m，跨度可根据自己的情况从21m和24m两种情况中选用（同等情况下，前者的评分将较后者低5分），纵向柱距6m。
厂房建筑采用封闭结合；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50/10t（中级工作制），锻锤为2台5t。
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：学号为单号的同学用Q235B钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345A钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（保证三点焊接，考虑屋面板能起到系杆的作用）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/m2为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35KN/m2，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0.5kN/m2。
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0.40kKN/m2水泥砂浆找平层0.50kN/m2保温层0.80kN/m2一毡二油隔气层0.05KN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2预应力混凝土屋面板 1.50kN/m 2 2.结构形式与布置1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2a . 24米跨屋架几何尺寸桁架支撑布置如图：3.荷载计算屋面坡度i=1/10沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以1/cosα=1.005标准永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40*1.005=0.402 kKN/m2水泥砂浆找平层0.50*1.005=0.503kN/m2保温层0.80*1.005=0.804kN/m2 一毡二油隔气层0.05*1.005=0.503KN/m2水泥砂浆找平层0.40*1.005=0.402kN/m2预应力混凝土屋面板 1.50*1.005=1.508kN/m2屋架及支撑自重：q=0.12+0.011L=0.12+0.011*24=0.384 kN/m2共 4.506 kN/m2施工活荷载0.7 kN/m2积灰荷载0.5 kN/m2三种荷载组合①全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点荷载设计值（按永久荷载为主控制的组合）F=（1.35×4.506+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×0.5）×6×1.5=66.592kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时：F1.1=4.506×1.35×6×1.5=54.748kN（按永久荷载为主控制的组合）F1.2=4.506×1.2×6×1.5=48.667kN（按可变荷载为主控制的组合）对结构有利时：F1.3=4.506×1.0×6×1.5=40.554kN半跨节点可变荷载设计值F2.1=（0.7×0.7+0.9×0.5）×1.4×6×1.5=11.844kN （按永久荷载为主控制的组合）F2.2=（0.7+0.9×0.5）×1.4×6×1.5=14.490kN （按可变荷载为主控制的组合）③全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F3.1=0.384×1.2×6×1.5=4.147kN对结构有利时：F3.2=0.384×1.0×6×1.5=3.456kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F 4=（1.2×1.508+1.4×0.7）×6×1.5=25.106kN ① ②为使用阶段荷载情况，③为施工阶段荷载情况。
②117③ 图2b . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值④ A ac e g g 'e 'c 'a '+3.480.000-6.25-9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49-2.470.000.00-6.53-3.14+0.71+1.55+1.39+1.56+1.80+2.12+4.76+1.90-0.45-2.47-1.53-1.75-2.03-2.34-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.25B C D E F G H I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.01.0i⑤ 图2c. 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值⑥ 图2 24m 跨屋架4.内力计算桁架杆件内力组合表Ii 0 +0.97 0 0 0 注：F=66.592kN,F1.1=54.748kN,F1.2=48.667 kN,F1.3=40.554kN;F2.1=11.844kN,F2.2=14.490kN;F3.1=4.147kN,F3.2=3.456kN,F4=25.106kN。
5.杆件设计（1）上弦杆整个上弦采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计。
N=-1016.19kN=-1016190N上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度，l ox=150.8cm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取l oy=3×l ox=3×150.8=452.4cm由于l oy=3l ox，故截面宜选择两个不等支角钢，短肢相并，如下图：腹杆最大内力N=590.671kN ,查表9.6.4，节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm。
设λ=60，查附录4得ϕ=0.807需要截面积：A=N/( ϕf)= 1016190/（0.807×310）=4062.0mm2需要的回转半径：i x=l ox/λ=150.8/60=2.51cmi y=l oy/λ=452.4./60=7.54cm根据需要的A，i x，i y查角钢规格表（附录8），选用2∟125×80×12,A=46.70cm2, i x=3.95cm,i y=6.23cm,b1/t=125/12=10.42,按所选角钢进行验算：λx = l ox/ i x=150.8/3.95=38.18因为b1/t=10.42<0.56 l oy/ b1=0.56×4524/125=20.27故有λyz=λy= l oy/i y=452.4/6.23=72.62<[λ]=150截面在x和y平面皆属b类，由于λyz >λx ,只需求ϕy，查表得ϕy =0.738N/( ϕy A)= 1016190/（0.738×4670）=294.85N/mm2<310 N/mm2所选截面合适.（2）下弦杆整个下弦采用同一截面，按gi杆件的最大设计值设计。
N=1010.201kN =1010201N ，l ox=300cm ，l oy=1185cm所需截面积A n=N/f=1010201/310=3258.7mm2=32.59 cm2选用2∟125×80×12，由于l oy >> l ox ,故用不等支角钢，短肢相并，如图A=46.70cm2 > 32.59cm2 i x=3.95cm , i y=6.23cm,λoy = l oy/ i y=1185/6.23=190.20<[λ]=350考虑下弦有2φ21.5mm栓孔削弱，下弦净截面面积A n=4670-2×21.5×12=4154mm2σ=N/A n=1010201/4154=243.19 N/mm2 <310 N/mm2（3）端斜杆aB杆件轴力：N=-590.671kN =-590671kN计算长度：l ox = l oy =253.5cm，由于l ox = l oy，故采用不等肢角钢，长肢相并，使i x≈i y。
选用2∟140×90×10 ，如图所示：A=44.522cm2，i x=4.47cm , i y=3.74cm , b2/t=90/10=9.λx = l ox/ i x=253.5/4.47=56.71由于b/t=90/10=9<0.48 l oy / b =0.48×2535/90=13.52故λyz=λy [1+1.09×b 4/（l oy2t2）]=75.32<[λ]=150由于λyz >λx ,只求ϕy =0.718σ=N/( ϕy A)= 590671/（0.718×4452.2）=184.78 N/mm2 <310 N/mm2所需截面合适（4）Bc杆杆件轴力：N=458.153KN=458153N杆件计算长度：l ox =0.8*260.8cm=208.64cm，l oy =260.8cm 所需截面积：An=N/f=1477.91mm2选用2∟100×7等边角钢如图，A=27.592cm2 i x =3.09cm i y =4.53cmλx = l ox/ i x=208.64/3.09=67.52<[λ]=350λy = l oy/ i y=260.8/4.53=57.57<[λ]=350σ=N/A n= 458153/2759.2=166.05 N/mm2 <310 N/mm2所选截面合适。
（5） cD杆杆件轴力：N=-362.26KN计算长度：l ox =0.8*285.9=228.72cm l oy=285.9cm 选用2∟100×7等边角钢如图，A=27.592cm2 i x =3.09cm i y =4.53cmλx = l ox/ i x=228.72/3.09=74.02<[λ]=150因为b/t=100/7=14.29<0.58 l oy / b =0.58×2859/100=16.58所以λy = l oy/ i y=285.9/4.53=63.11λyz=λy [1+0.475×b 4/（l oy2t2）]=70.59<[λ]=150ϕx=0.751σ=N/( ϕx A)= 362260/（0.751×2759.2）=174.82N/mm2 <310 N/mm2所选截面合适。