钢结构课程设计截面初估

钢结构课程设计轻钢厂房结构布置及截面初选轻钢厂房是一种采用轻钢结构搭建的厂房，具有结构轻便、施工快速、环保节能等优点，被广泛应用于工业生产、商业建筑等领域。

在轻钢厂房的设计中，结构布置和截面初选是非常关键的环节，本文将详细介绍轻钢厂房结构布置和截面初选的相关内容。

我们来讨论轻钢厂房的结构布置。

在进行结构布置时，要考虑到厂房的使用功能、荷载要求、工艺流程等因素。

一般来说，轻钢厂房的结构布置应尽量简洁，以减少结构阻力和材料消耗。

同时，还要确保结构的稳定性和安全性。

在进行结构布置时，可以根据厂房的功能需求，将其划分为不同的功能区域，如生产区、仓储区、办公区等。

然后根据各个功能区域的荷载要求和空间布局，确定各个区域的结构形式和布置方式。

例如，生产区一般需要较大的空间和较高的荷载承载能力，可以采用大跨度、大空间的结构形式，如桁架结构或空间网壳结构；而仓储区和办公区则可以采用较简单的结构形式，如框架结构或梁柱结构。

我们来讨论轻钢厂房的截面初选。

截面的选择直接影响到结构的承载能力和经济性。

在进行截面初选时，主要考虑到以下几个方面的因素：材料的强度和刚度、截面形状的合理性、施工的便捷性等。

要根据结构的荷载要求和使用功能，确定结构材料的强度等级。

一般来说，轻钢厂房常用的材料有Q235B钢和Q345B钢，可以根据具体情况选择合适的材料等级。

然后，在确定了材料强度等级后，需要根据结构的受力情况和几何形状，选择合适的截面形状。

常见的轻钢厂房截面形状有工字型、槽钢型、方管型等。

根据不同的受力情况，可以选择适当的截面形状和尺寸，以满足结构的承载能力和刚度要求。

在截面初选时，还要考虑到施工的便捷性和经济性。

一般来说，结构截面越简单，施工难度越低，成本也越低。

因此，在进行截面初选时，要尽量选择简单的截面形状，以减少材料消耗和施工难度。

轻钢厂房的结构布置和截面初选是设计过程中非常重要的环节。

通过合理的结构布置和截面初选，可以保证轻钢厂房的稳定性、安全性和经济性，实现设计目标。

钢结构课程设计：轻钢厂房结构布置及截面初选1. 引言钢结构是一种高效、环保、经济的建筑结构体系，在现代建筑中得到广泛应用。

本文旨在深入研究轻钢厂房的结构布置和截面初选，为工程设计提供参考和指导。

2. 轻钢厂房结构布置轻钢厂房的结构布置应考虑以下因素：2.1 功能需求根据厂房功能的不同，结构布置可灵活调整。

例如，生产车间对空间要求较大，需考虑合理的开间和跨度；办公区域则需要充分考虑室内舒适度和隔音要求。

2.2 建筑地理条件建筑地理条件包括地形、气候、地质等因素。

在结构布置过程中，应综合考虑地震、风荷载和雪荷载等外力作用。

2.3 工程工艺流程根据厂房所涉及的工艺过程和设备布置，结构布置应合理安排通道和设备间距，确保生产流程的顺利进行。

同时，应考虑设备运行时的振动和噪音控制。

2.4 空间经济性轻钢厂房结构布置应力求实现空间的最大利用，合理分配各个功能区域。

同时，应注意避免柱、梁等结构构件的不合理布置导致的空间浪费。

综上所述，轻钢厂房的结构布置需要综合考虑功能需求、地理条件、工程工艺流程和空间经济性等因素，确保结构布置的合理性和可行性。

3. 轻钢厂房截面初选轻钢厂房的截面选择应满足强度、稳定性和经济性的要求。

下面介绍常用的轻钢厂房构件的截面初选。

3.1 主体结构主体结构的截面初选可根据工程承载力和经济性要求进行评估。

3.1.1 柱截面初选柱的截面初选可通过计算轴力和弯矩，根据承载力和稳定性要求选择合适的截面。

常用的轻钢柱截面有工字形截面、方形截面和矩形截面等。

3.1.2 梁截面初选梁的截面初选可通过计算弯矩和剪力，考虑承载力和挠度要求选择合适的截面。

常用的轻钢梁截面有工字形截面、方形截面和矩形截面等。

3.2 次要结构轻钢厂房的次要结构包括屋面和屋面支撑结构、墙体结构和楼梯结构等。

3.2.1 屋面和屋面支撑结构屋面的截面初选可根据荷载和跨度要求，选择相应的梁截面和屋面板。

屋面支撑结构的截面初选可根据荷载和支撑间距要求，选择相应的柱截面。

如何估计钢梁柱截面尺寸估计钢梁和柱截面尺寸是结构设计的关键步骤之一、这些尺寸的准确估计可以确保结构的安全性和稳定性。

以下是一种常见的方法来估计钢梁和柱截面尺寸。

1.确定荷载：首先，需要确定施加在钢梁和柱上的荷载。

这些荷载可能包括自重、活载、风载、地震载等。

根据设计标准或规范，了解要施加的荷载类型和大小。

2.确定承载能力：在估计截面尺寸之前，需要先了解钢材的承载能力。

这些数据可以从制造商提供的技术手册或钢材制造标准中获得。

或者，也可以通过实验室测试来获得材料的强度和刚度信息。

3.选择适当的截面形状：根据具体的设计要求，选择适合的截面形状。

常见的钢梁截面形状有I形梁、H形梁、角钢和工字钢等。

钢柱的截面形状可以是圆形、方形、矩形等。

4.计算弯曲和剪切力：根据施加在截面上的荷载，计算出弯曲力和剪切力。

这些力对于确定截面尺寸至关重要。

5.弯曲力的估算：根据钢梁的几何形状、施加荷载的类型和位置，可以使用静力学原理进行弯曲力的估算。

通常，这涉及到计算弯矩和截面模量等参数。

6.剪切力的估算：剪切力是指施加在钢梁或柱截面上的横向力。

根据施加荷载的类型和位置，可以使用静力学原理进行剪切力的估算。

通常，这涉及到计算剪力和截面的抗剪能力等参数。

7.估计截面尺寸：根据已知的荷载类型、承载能力、弯曲力和剪切力，可以通过代数和几何的方法估计钢梁和柱的截面尺寸。

此过程通常涉及将计算出的力和截面特性相匹配，以获得适当的截面尺寸。

8.考虑设计标准和规范：在估计截面尺寸的过程中，需要考虑适用的设计标准和规范。

这些标准和规范可以提供对截面尺寸的最小要求，以确保结构的安全性和稳定性。

9.优化设计：一旦估计出初步的截面尺寸，可以对设计进行优化。

这可以包括调整截面尺寸，增加材料的使用效率，从而减少结构的重量和成本。

总之，估计钢梁和柱截面尺寸是一项复杂的任务，需要综合考虑材料的强度和刚度、施加的荷载、几何形状以及适用的设计标准和规范等因素。

最终的截面尺寸选择需要确保结构的安全性、稳定性和经济性。

钢结构设计预估截面规定
【学员问题】钢结构设计预估截面规定？
【解答】结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。

主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。

根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。

翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。

确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估。

通常50<λ<150，简单选择值在100附近。

根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或h型钢截面等。

初学者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要
求有很大的不同。

如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。

在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全经济美观的截面。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

题目学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期建筑工程学院钢结构课程设计任务书1（土木工程专业）一、设计题目：某单跨厂房的钢屋盖。

二、设计资料2.1 三角形屋架1、设计资料（1）该车间无悬挂式起重机、无天窗、无振动；（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，混凝土等级为C25；（3）对于三角形屋架，屋面采用压型钢板，槽钢檩条（热轧、冷弯均可）；（4）车间长度为240m，柱距为6m。

车间跨度为L＝12m、15m、18m和21m；（5）柱网布置图如图一所示；（6）采用三角形钢屋架，有A、B、C、D共4种屋架形式，如图二所示。

2、荷载表1- 1荷载类型表1-2 永久荷载分类情况表1-3 可变荷载分类情况3、分组名单表1-4 设计分组2.2 梯形屋架1、设计资料（1）该车间无悬挂起重机、无天窗、无振动；（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，混凝土等级为C25；（3）对于梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m的大型屋面板（屋面板不作支撑用）；（4）车间长度为240m，纵向柱距为6m。

温度伸缩缝采用双柱。

（5）柱网布置图如图一所示；（6）采用梯形钢屋架，有6种屋架形式，如图三所示。

2、荷载表2-1 荷载类型表2-2 永久荷载分类情况表2-3可变荷载分类情况3、分组名单表2-4 设计分组四、设计要求1、屋面支撑布置2、计算屋架杆件内力3、选择杆件截面4、设计节点（支座节点、上弦一般节点、下弦一般节点、屋脊节点）5、绘制屋架施工图（1#图纸一张或2#图纸两张）备注：三角形屋架要进行檩条（冷弯薄壁型钢，可采用折减系数考虑有效截面问题）设计，檩条设计图纸可不做要求。

五、内力计算建议考虑以下三种组合情况组合（一）：满载；组合（二）：在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和活载（活载为500N/m2）；（仅对梯形屋架）组合（三）：在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。

备注：三角形屋架要注意恒载与风荷载的组合。

钢结构如何合理选择梁柱截面简支梁按照L/12~L/18初估。

连续梁按照L/15~L/25初估。

截面高宽比取2~2.5比较经济。

基本上是靠经验来定的然后验算抗弯、抗剪、及稳定性等。

在一般的条件下（无特殊荷载要求），柱的截面按层高的1/12选。

梁的截面按跨度的1/20~24选取！以上是纯粹经验公式，如果是正常荷载，计算下来也差不多！抗弯，实际叫挠度，是衡量材料受力后的抵抗变形能力；抗剪，实际叫剪切、冲击功等，是衡量材料韧性的一个指标；抗拉，即抗拉强度，这个很容易理解，是衡量材料承受拉力的能力。

钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。

强度是指金属材料在使用过程中受到不同形式的外力(载荷)的作用，抵抗变形的能力。

应力是指材料在载荷作用下，在材料内部单位面积上所产生的内力。

强度分多种，屈服，抗拉，弯曲，剪切通常说强度，一般是屈服+抗拉，比如钢Q235，屈服235MPa，抗拉强度会随着很多其他因素变化，最基本的是伸长率这是三个机械性能的三个术语。

抗弯，实际叫挠度，是衡量材料受力后的抵抗变形能力；抗剪，实际叫剪切、冲击功等，是衡量材料韧性的一个指标；抗拉，即抗拉强度，这个很容易理解，是衡量材料承受拉力的能力。

在衡量这三个指标时，都有一个标准，也叫“试件”，分别放在不同的测试仪器上。

抗弯，就是把标准试件两端放在一起上，在试件中间施加压力，当试件开始变形时，即为该材料的抗弯曲能力。

抗剪能力也是把标准试件放到冲击功检验机器上，用重锤剪断试件，同时机器记录消耗的能量，这个能量值就是抗剪切的能力。

抗拉也是把试件放在拉伸试验机上，拉伸机给试件施加拉力，直到该试件破断，此时记录拉力，这个数值就是抗拉强度。

钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。

结构整体的稳定，在结构的纵向，主要依靠结构的支撑系统来保证，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。

计算时主要考虑支撑系统能可靠地传递结构纵向的水平荷载（风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等）。

《钢结构》课程设计设计条件室内单层平台柱高H ，平台的梁格采用主次梁布置，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。

次梁简支于主梁，主次梁等高相连。

柱下基础混凝土的强度等级为C15。

平台永久荷载（包括铺板自重）为5kN/m 2 ，可变荷载为20 kN/m 2。

钢材选用Q235B ，焊条为E43系列。

（柱高4m ，主梁间距5m ，次梁间距3m ，主梁跨度12m ）。

设计内容1.次梁设计平台铺板与次梁焊牢，不必计算整体稳定。

假设次梁自重为1kN/m ，次梁承受荷载标准值为：(531)203166076/76/k q kN mN mm=⨯++⨯=+==荷载设计值为（按可变和载效应控制的组合：恒荷载分项系数为1.2，活荷载的分项系数为1.3）：16 1.260 1.397.2/q kN m =⨯+⨯=最大弯距设计值：221197.25303.75/88x M ql kN m==⨯⨯=根据抗弯强度选择截面，需要的载面模量为：633303.75101345101.05215x nx x M W mm f r ⨯===⨯⨯选用500200914HN ⨯⨯⨯ 其31421x W cm =，跨中无孔眼消弱，此x W 大于需要的13453cm ，梁弯矩足够。

由于型钢的腹板较厚，一般不必验算抗剪强度。

若次梁连于主梁加劲筋，也不必验算次梁支座上局部承压强度。

其他截面特征，431973X I cm =；自重74.9kg/m=0.73kN/m 略小于假设自重，不必从新计算。

验算挠度：全部荷载标准值作用下：3354355765000384384 2.06103197310[]11.8710250k T X T q l V l EI V l -⋅⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯=⨯<=可变荷载标准值作用下:33[]6011.8710 1.481076300QQ v v l l --=⨯⨯=⨯〈=2．主梁设计根据经验假设此主梁自重标准值为3kN/m ，设计值1.23 3.6/kN m ⨯=次梁传来集中载荷标准值:765380k F kN =⨯=设计值为:97.25486F kN =⨯= 支座处最大剪力11486 1.5 3.612750.62V R kN==⨯+⨯⨯=跨中最大弯距为21750.664863 3.662980.82X M kN m=⨯-⨯-⨯⨯=⋅采用焊接组合梁，估计翼缘班厚度16f t mm ≥，故抗弯强度设计值2205/f N mm =，需要的载面模量为 6332980.81013848101.05205X x M W mm f α⨯≥==⨯⨯最大的轧钢型钢也不能提供如此大的截面模量，可见此梁需选用组合梁。

结构设计有关柱、墙面积初估
1、柱截面初估
1）估算柱承受荷载设计值 N G =ββγ211⨯⨯⨯⨯⨯N S W S G γG =1.25 (荷载综合系数)
W =12~16KN/m 2 （楼层单位面积标准值） 1S —柱承载面积
N S —截面以上楼层数
β
1—抗震等级一、二为1.3，其余情况为1.0 β2
—非抗震、6度及7度为1.05 8度为1.1
9度为1.2
2）估算柱面积
f N S c G ⨯=α12
1α——轴压比（按JGJ3-2002 第6.4.2条确定） c f ——砼抗压强度设计值
2、底层剪力墙面积初估
05.0~03.0=+A A A f W C
03.0~02.0=A A f W
c A ——每层柱面积总和
W A ——每层墙面积总和
f A ——楼层面积
柱、墙轴压比校核有关要求
1、柱轴压比校核
αα12≤⨯=f S N c
c c c α——柱实算轴压比 N
C ——PM 荷载折算活荷后柱承受的荷载设计值 S 2——柱截面面积
c f ——砼抗压强度设计值 1α——规范规定的轴压比限值
2、墙轴压比校核
αα1≤⨯=
f S N c w w w N
w ——SATWE 折算活荷后墙承受的荷载设计值 S w ——墙截面面积
αw
——墙实算轴压比 3、轴压比验算部位的要求
1）墙、柱底层部位
2）墙、柱变截面部位
3）墙、柱砼强度变化部位。

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一．内容钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二．设计资料某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖1楼层平面L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm2.建筑位于非地震区3.结构安全级别为Ⅱ级4.结构环境类别为一类5.建筑材料等级：混凝土：梁、板 C20钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋Ⅰ级梁中受力筋Ⅱ级6.荷载：钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3水磨石面层： 0.65kN/m2石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3楼面活荷载： 4kN/m2（建议尺寸：柱=350mm×350mm）三．设计要求板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算主梁的设计：按弹性理论分析方法计算四．设计成果计算书1份板的平面配筋图（比例自拟）次梁配筋图（比例自拟）主梁材料图与配筋图（比例自拟）五．要求参考现行设计规范，认真、独立、按时完成六．参考资料赵鲁光 主编，《水工钢筋混凝土结构习题与课程设计》，中国水利水电出版社，1998 海河大学 等合编，《水工钢筋混凝土结构学》，中国水利水电出版社，1996七．设计时间2011.5.18-2009.5.24一．构平面布置及构件截面尺寸初估1.柱网布置：L1=2000mm ，L2=6000mm30000次梁截面高度取h=500mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。

主梁截面梁高度取h=700mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。

板：板厚= 80 mm次梁：梁高 h= 500 mm；梁宽 b= 200 mm主梁：梁高 h = 700 mm；梁宽 b= 300 mm柱：b×h=350mm ×350mmK=1.20二．板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。

土建专业钢结构课程设计钢构造课程设计一、课程设计性质和任务《钢构造》是土木工程专业重要专业课，为了加强学生对基本理论理解和《钢构造》设计规范条文应用，培养学生独立分析问题和解决问题能力，必要在讲完关于课程内容后，安排2周课程设计，以提高学生综合运用能力。

课程设计又是知识深化、拓宽重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力全面锻炼，是实现本科培养目的重要阶段。

通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题能力以及严谨、夯实工作作风。

为学生将来走上工作岗位，顺利完毕设计任务奠定基本。

课程设计任务是，通过进一步设计训练，使学生熟悉钢构造基本构件设计和构造设计基本原理和办法，具备普通钢构造设计基本技能；可以依照不同状况，合理地选取构造、构造方案，纯熟地进行构造设计计算，并学会运用各种设计资料。

二、课程设计基本规定课程设计是综合性很强专业训练过程，对学生综合素质提高起着重要作用。

基本规定如下：1、时间规定。

普通不少于2周；2、任务规定。

在教师指引下，独立完毕一项给定设计任务，编写出符合规定设计阐明（计算）书，并绘制必要施工图。

3、知识和能力规定。

在课程设计工作中，能综合应用各学科理论知识与技能，去分析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。

通过毕业设计，使学生学会根据设计任务进行资料收集、和整顿，能对的运用工具书，掌握钢构造设计程序、办法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文献编写能力，提高计算机应用能力。

三、课程设计内容《钢构造》课程设计选题要符合教学基本规定，设计内容要有足够深度，使学生达到本专业基本能力训练。

对学习好、能力强学生，可恰当加深加宽。

题目：钢屋架设计采用平面钢屋架作为设计题目。

设计内容涉及：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。

完毕设计成果涉及：构造设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。

普通钢屋架设计案例及设计指引参照题目：一、题目：普通梯形钢屋架设计（一）设计资料郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。