钢结构课程设计
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钢结构课程设计报告一、课程设计目的本次课程设计旨在通过钢结构设计与实施的实践体验,培养学生对于钢结构工程的设计、制造、安装及验收等方面的实践能力,提升学生对于实际工程问题的分析和解决能力,使学生在理论知识的基础上更加深入地了解钢结构工程的实践应用。
二、设计过程1.确定设计要求本次课程设计要求设计一座三层的办公楼钢结构。
对于楼房的设计要求包括承重能力、安全性、舒适度等。
2.建立模型基于设计要求,我们采用SAP2000软件对于楼房的结构和载荷进行了建模及计算,具体效果如下:(图片略)3.计算结果及分析根据建立的模型,我们对于钢结构的承重能力、安全性、舒适度进行了计算,得出结果如下:3.1 钢材选型在本次设计中,我们采用了Q345B低碳钢作为骨架的主要材料,具有良好的可加工性、低导热系数和良好的韧性,可以满足建筑物的承重要求。
3.2 承重能力通过SAP2000计算分析,该建筑最大承重1200KN,最大变形不超过10mm,使建筑物在承重方面得到保证。
3.3 安全性采用SAP2000软件进行各种工况的计算分析,得出建筑物在顺向荷载、侧向荷载和地震作用下均能够满足安全要求,具有良好的抗震性能。
3.4 舒适度为提高建筑物的舒适度,我们在设计中采用了防水、保温材料和新风系统等措施,为建筑物提供良好的保温和通风条件。
三、结论通过本次课程设计,我们培养并提高了自身对于钢结构工程的实践能力和实际工程问题的分析和解决能力,同时也认识到钢结构工程设计与实施中的重要性和复杂性。
本次课程设计中的实践操作为我们今后的实际工作和学习提供了重要的指导和支持。
钢结构课程设计设计摘要一、教学目标本课程旨在让学生掌握钢结构的基本理论、设计方法和施工技术,培养学生的实际工程能力。
具体目标如下:1.知识目标:了解钢结构的材料特性、受力分析、设计原理和施工工艺,掌握相关规范和标准。
2.技能目标:能够运用所学知识进行钢结构的分析和设计,熟练使用相关软件,具备一定的工程实践能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对钢结构的兴趣,树立正确的工程观念,注重团队合作,提高创新意识和综合素质。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个方面:1.钢结构材料:介绍钢材料的性能、选用和检验方法。
2.钢结构受力分析:讲解钢结构的基本受力构件、连接节点和稳定性问题。
3.钢结构设计:涵盖梁、柱、框架等常见钢结构的设计方法和步骤。
4.钢结构施工:介绍施工工艺、施工和质量控制等内容。
5.相关规范和标准:使学生熟悉国家及行业相关规范和标准。
三、教学方法为提高教学效果,将采用以下多种教学方法:1.讲授法:系统讲解钢结构的基本理论和知识。
2.案例分析法:分析实际工程案例,使学生更好地理解钢结构设计及施工。
3.实验法:学生进行钢结构的实验,提高学生的实践操作能力。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养团队合作和创新意识。
四、教学资源为实现教学目标,将充分利用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:推荐相关参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的课件,提高课堂趣味性和直观性。
4.实验设备:保证实验教学的需求,提高学生的实践能力。
五、教学评估为全面、公正地评估学生的学习成果,将采取以下评估方式:1.平时表现:关注学生在课堂上的参与度、提问和讨论,记录在案,作为评估依据。
2.作业:布置适量作业,检查学生对知识的掌握和运用能力。
3.考试:设置期中、期末考试,评估学生的理论知识和实践能力。
4.课程设计:学生进行钢结构课程设计,检验其综合运用能力。
21跨度钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解21跨度钢结构的定义、分类及在建筑中的应用;2. 掌握21跨度钢结构的基本原理、受力特点及计算方法;3. 了解钢结构材料的选择、连接方式及施工技术。
技能目标:1. 培养学生运用力学原理对21跨度钢结构进行受力分析的能力;2. 提高学生根据实际情况选择合适材料、连接方式及施工工艺的能力;3. 培养学生运用专业软件进行21跨度钢结构设计和计算的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构工程建设的兴趣,激发学生的学习热情;2. 增强学生的团队合作意识,培养学生在工程设计中严谨、负责的态度;3. 引导学生关注钢结构工程在环保、可持续发展方面的优势,培养学生的社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在培养学生的实际操作能力和工程意识。
学生特点:高中生具备一定的力学基础和空间想象力,对实际工程有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论联系实际,提高学生的动手能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念:介绍钢结构定义、分类及在建筑中的应用,参照教材第二章第一、二节内容。
- 钢结构材料特性- 钢结构连接方式2. 21跨度钢结构受力分析:- 钢结构基本受力原理,参照教材第二章第三节;- 21跨度钢结构的受力特点及计算方法,参照教材第三章第一、二节。
3. 钢结构材料与连接:- 钢材种类及性能要求,参照教材第四章第一节;- 钢结构连接方式及施工技术,参照教材第四章第二节。
4. 21跨度钢结构设计:- 设计原理及步骤,参照教材第五章第一节;- 结构稳定性分析,参照教材第五章第二节;- 设计软件应用,结合教材第五章第三节及实际操作。
5. 实践环节:- 案例分析,结合教材及相关实例,分析21跨度钢结构在实际工程中的应用;- 设计练习,要求学生运用所学知识进行21跨度钢结构的设计计算。
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 。
钢结构课程设计附录一、教学目标本课程旨在让学生掌握钢结构的基本理论、设计方法和施工技术,培养学生的实践能力和创新精神。
具体目标如下:1.知识目标:了解钢结构的材料性质、受力特点、设计原理和施工技术,熟悉相关规范和标准。
2.技能目标:能够运用所学知识进行钢结构的分析和设计,具备一定的工程实践能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对钢结构的兴趣和热情,提高学生的工程责任感和职业道德。
二、教学内容1.钢结构的材料性质:主要包括钢材的力学性能、工艺性能和耐久性能。
2.钢结构的受力分析:主要包括受力特点、内力计算和稳定性分析。
3.钢结构的设计原理:主要包括结构体系、连接节点和构件设计。
4.钢结构的施工技术:主要包括施工准备、焊接技术和质量控制。
5.相关规范和标准:主要包括国家现行钢结构相关规范和标准。
三、教学方法1.讲授法:通过讲解钢结构的基本理论和设计方法,使学生掌握基本概念和原理。
2.讨论法:通过分组讨论和课堂讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生了解钢结构的实际应用和施工技术。
4.实验法:通过实验室测试和现场实习,培养学生的实践能力和动手能力。
四、教学资源1.教材:选用权威、实用的钢结构教材,如《钢结构设计原理》、《钢结构施工技术》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,如《钢结构设计规范》、《钢结构施工规范》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、动画和视频,直观展示钢结构的设计和施工过程。
4.实验设备:配备齐全的实验室设备,如拉伸试验机、焊接设备等,为学生提供实践操作机会。
5.现场实习:学生参观钢结构工程现场,了解实际施工情况和工程应用。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程采用多种评估方式,包括平时表现、作业、考试等。
具体评估方法如下:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和思考能力。
2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力。
钢结构课程设计
钢结构课程设计是一门涉及钢结构设计和分析的课程,旨
在培养学生掌握钢结构设计的基本原理和方法,并能运用
相关软件进行结构计算与分析。
以下是一个钢结构课程设
计的大致内容和步骤:
1. 钢结构基础知识:学习钢结构的概念、组成和特点,了
解常见的钢材及其性能。
2. 荷载分析与选择:学习荷载的种类和计算方法,包括活载、恒载、风载等,根据设计需求选择合适的荷载标准。
3. 钢结构的构造形式:学习常见的钢结构形式,包括框架
结构、空间结构、悬挂结构等,并了解其特点和适用范围。
4. 钢结构的设计原理:学习根据材料力学和结构力学原理
进行结构设计,包括截面计算、稳定性分析、抗震设计等。
5. 钢结构的连接设计:学习钢结构的连接方式及其设计原理,包括焊接、螺栓连接等。
6. 结构设计软件:学习常用的钢结构设计软件,如
SAP2000、ETABS等,掌握其使用方法和分析结果的解读。
7. 综合设计项目:根据课程要求或实际工程需求,选择一
个钢结构设计项目进行综合设计,包括结构设计、计算、
分析和绘图等环节。
8. 结果评估和修改:对设计结果进行评估和修改,确保设
计的合理性和安全性。
9. 结果展示和报告:撰写设计报告,总结设计过程和结果,以及分析设计的优缺点和应用前景。
以上只是钢结构课程设计的一些基本内容和步骤,具体的
设计项目和要求可能会根据不同的课程和学校而有所不同。
在进行课程设计时,建议学生进行充分的资料搜集和实践
操作,结合理论知识与实际工程背景进行设计。
q345钢结构课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握Q345钢结构的的基本知识,包括其性质、用途和设计方法。
在知识目标方面,学生应了解Q345钢的化学成分、机械性能以及焊接、切割等加工工艺。
技能目标方面,学生应能运用Q345钢结构的知识进行简单的结构设计和计算。
情感态度价值观目标方面,通过本课程的学习,学生应培养对钢结构的兴趣,增强工程安全意识,提高创新能力和团队合作精神。
二、教学内容教学内容主要包括Q345钢的性质、用途、加工工艺以及设计方法。
具体包括以下几个方面:1. Q345钢的化学成分、机械性能及其与国家标准的对应关系;2.Q345钢在工程中的应用领域,如建筑、桥梁等;3. Q345钢的加工工艺,包括焊接、切割、弯曲等;4. Q345钢结构的设计方法,包括强度计算、稳定性计算等。
三、教学方法为了提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行授课。
包括:1. 讲授法:用于讲解Q345钢的基本概念、性质和设计方法;2. 案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生更好地理解和掌握Q345钢的应用;3. 实验法:学生进行钢结构的实验,加深对钢性质和加工工艺的理解;4. 讨论法:鼓励学生在课堂上提问、发表见解,提高学生的主动性和参与度。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材方面,选用《Q345钢结构设计与应用》作为主教材,辅助以《钢结构工艺手册》等参考书。
多媒体资料包括PPT课件、视频动画等,用于直观展示Q345钢的性质和加工工艺。
实验设备方面,准备钢材样品、焊接设备、切割工具等,以便进行实地操作和观察。
五、教学评估教学评估将采用多元化的评价方式,包括平时表现、作业、考试等,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问与讨论、团队合作等,占总评的30%。
作业包括练习题、小设计等,主要评估学生对Q345钢结构知识的理解和应用能力,占总评的40%。
《钢结构课程设计》报告一、引言钢结构是土木工程中非常重要的一门学科,其广泛应用于各类建筑和基础设施中。
本次课程设计旨在让学生全面了解和掌握钢结构的设计原理和方法,提高解决实际问题的能力。
二、设计任务本次课程设计要求设计一个简单的单层钢结构厂房,主要内容包括主体结构的布置、构件截面的选择、节点设计、基础设计等。
在设计过程中,需要考虑厂房的承载能力、稳定性、施工方便性等因素。
三、设计过程1. 主体结构布置:根据厂房的跨度、高度和使用要求,确定采用门式刚架结构形式。
按照《钢结构设计规范》进行布置,包括梁、柱、支撑等构件。
2. 构件截面选择:根据厂房的承载要求和使用环境,选择合适的H型钢或圆钢管作为主要承重构件。
通过计算,确定各构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计:节点设计是钢结构设计的关键环节,需要考虑连接的强度、刚度和稳定性。
根据规范要求,采用焊接或螺栓连接方式,确保节点的安全可靠。
4. 基础设计:根据厂房的重量和地质条件,设计合适的基础结构。
基础形式可以是独立基础、条形基础或筏板基础等。
通过计算和分析,确定基础的尺寸和材料。
四、设计结果本次课程设计完成了以下主要内容:1. 主体结构布置图:包括平面图和立面图,标注了各构件的位置和尺寸。
2. 构件截面选择表:列出了各主要承重构件的截面尺寸和长度。
3. 节点设计图:展示了节点连接方式和构造细节,包括焊接和螺栓连接的示意图。
4. 基础设计图:包括基础平面图和剖面图,标注了基础的尺寸和材料。
五、结论本次《钢结构课程设计》使学生们对钢结构的设计有了更深入的理解和实践经验。
通过本次课程设计,学生们学会了如何根据实际需求进行结构布置、选择合适的构件截面、设计和分析节点连接以及基础结构等。
这些技能对于他们未来的学习和工作具有重要的意义。
同时,通过本次课程设计,学生们也提高了团队协作和沟通能力,为今后在工程领域的发展奠定了坚实的基础。
电大钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握钢结构的基本概念、分类及特点;2. 使学生了解钢结构的连接方式、构件及体系;3. 引导学生掌握钢结构的设计原则和计算方法;4. 帮助学生了解钢结构施工过程中的关键技术。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决钢结构工程问题的能力;2. 提高学生进行钢结构设计和计算的能力;3. 培养学生查阅相关资料、规范,并进行钢结构施工图绘制的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构工程产生兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重工程实践与理论相结合;3. 增强学生的团队合作意识,培养沟通与协作能力;4. 培养学生关注绿色建筑、节能减排的社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生在掌握钢结构基本知识的基础上,提高解决实际工程问题的能力。
课程目标具体、可衡量,为后续的教学设计和评估提供了明确的方向。
通过本课程的学习,学生将能够具备一定的钢结构设计和施工能力,为从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念与分类:介绍钢结构的基本定义、分类及特点,使学生了解不同类型钢结构的应用场景;- 教材章节:第一章 钢结构概述- 内容列举:钢结构定义、分类、特点2. 钢结构连接方式:讲解钢结构中常见的连接方式及其构造,分析不同连接方式的优缺点;- 教材章节:第二章 钢结构连接- 内容列举:焊接、螺栓连接、铆接、销连接等3. 钢结构构件及体系:介绍常见的钢结构构件及其作用,阐述不同体系的设计原理;- 教材章节:第三章 钢结构构件与体系- 内容列举:梁、柱、桁架、框架等构件;框架结构、网架结构、膜结构等体系4. 钢结构设计原则与计算方法:阐述钢结构设计的基本原则,教授相关计算方法;- 教材章节:第四章 钢结构设计原理- 内容列举:设计原则、计算方法、稳定性、强度、刚度等5. 钢结构施工技术:分析钢结构施工过程中的关键技术,包括施工准备、施工工艺及质量控制;- 教材章节:第五章 钢结构施工- 内容列举:施工准备、焊接工艺、螺栓连接工艺、涂装工艺等6. 钢结构工程案例:分析典型钢结构工程案例,使学生了解实际工程中的应用及注意事项;- 教材章节:第六章 钢结构工程案例- 内容列举:案例解析、工程经验、问题及解决方法本教学内容根据课程目标制定,确保了科学性和系统性。
戴国欣钢结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握钢结构的基本概念,包括钢材料的力学性能、钢材的分类及应用。
2. 使学生了解钢结构的连接方式,如焊接、螺栓连接等,并理解其连接原理。
3. 帮助学生掌握钢结构设计的基本原则,包括荷载作用、稳定性分析和截面选择。
技能目标:1. 培养学生运用力学原理分析简单钢结构受力情况的能力。
2. 提高学生运用相关规范和标准进行钢结构设计和计算的能力。
3. 培养学生通过实际案例分析和解决钢结构工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构工程产生兴趣,激发他们探索建筑领域的热情。
2. 培养学生具有团队合作精神,学会在团队中沟通、协作,共同完成钢结构设计任务。
3. 增强学生的环保意识,使他们认识到钢结构在绿色建筑中的重要作用。
本课程针对高年级学生,课程性质为专业核心课,旨在使学生掌握钢结构设计的基本知识和技能。
结合学生特点,课程目标具体、明确,有利于学生和教师在教学过程中进行有效评估。
通过本课程的学习,学生将能够独立完成简单钢结构的分析和设计,为将来的职业生涯奠定坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念:介绍钢材料的力学性能、钢材的分类及用途,让学生理解钢结构的特点和优势。
教学内容关联教材章节:第一章 钢结构概述。
2. 钢结构的连接方式:讲解焊接、螺栓连接等常见连接方式的原理、特点和适用范围。
教学内容关联教材章节:第二章 钢结构的连接。
3. 钢结构设计原则:阐述荷载作用、稳定性分析、截面选择等设计原则,指导学生进行合理的钢结构设计。
教学内容关联教材章节:第三章 钢结构设计原理。
4. 钢结构分析与计算:教授运用力学原理分析简单钢结构受力情况,结合规范和标准进行计算。
教学内容关联教材章节:第四章 钢结构分析与计算。
5. 钢结构设计实例:分析典型钢结构工程案例,使学生学会运用所学知识解决实际问题。
教学内容关联教材章节:第五章 钢结构设计实例。
6. 钢结构工程实践:组织学生进行小组合作,完成一个简单钢结构的设计任务,提高学生的实际操作能力。
土建专业钢结构课程设计钢结构课程设计一、课程设计的性质和任务《钢结构》是土木工程专业的重要专业课,为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,必须在讲完有关课程内容后,安排2周的课程设计,以提高学生的综合运用能力。
课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程,也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼,是实现本科培养目标的重要阶段。
通过课程设计,着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位,顺利完成设计任务奠定基础。
课程设计的任务是,通过进一步的设计训练,使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法,具备一般钢结构设计的基本技能;能够根据不同情况,合理地选择结构、构造方案,熟练地进行结构设计计算,并学会利用各种设计资料。
二、课程设计基本要求课程设计是综合性很强的专业训练过程,对学生综合素质的提高起着重要的作用。
基本要求如下:1、时间要求。
一般不少于2周;2、任务要求。
在教师指导下,独立完成一项给定的设计任务,编写出符合要求的设计说明(计算)书,并绘制必要的施工图。
3、知识和能力要求。
在课程设计工作中,能综合应用各学科的理论知识与技能,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,使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理,能正确运用工具书,掌握钢结构设计程序、方法和技术规范,提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力,提高计算机的应用能力。
三、课程设计的内容《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求,设计内容要有足够的深度,使学生达到本专业基本能力的训练。
对学习好、能力强的学生,可适当加深加宽。
题目:钢屋架设计采用平面钢屋架作为设计题目。
设计内容包括: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。
完成的设计成果包括:结构设计计算书一份,施工图1~3张(2号)。
普通钢屋架设计案例及设计指导参考题目: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。
水混珍珠岩制品保温层10cm,20mm厚水混砂浆找平层,三毡四油防水层,屋面坡度1/10。
屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土C30,屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。
1、屋架跨度(1)24m (2)27m2、屋面积灰荷载标准值(1)0.3kN/m2(2)1.0kN/m23、屋面活荷载标准值0.5kN/m24、屋面雪荷载标准值0.4kN/m2已知各类屋架几何尺寸及半跨单位荷载作用下内力图,按下列要求进行屋架设计,并绘制屋架施工图。
(二)设计要求1、由结构重要性,荷载特征(静荷),连接方法(焊接)及工作温度选用钢材及焊条。
2、合理布置支撑体系,主要考虑(1)上弦横向水平支撑(2)下弦横向水平支撑(3)垂直支撑(4)系杆(刚性或柔性)并在计算书上画出屋盖支撑布置图,并对各榀屋架进行编号3、荷载及内力计算(1)屋面恒载计算可参考教科书P285表7.6,其中水泥珍珠岩预制块自重为4kN/m2。
(2)屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。
(3)屋面积灰荷载按指定值计算,积灰荷载属于可变荷载。
(4)利用结构的对称性,仅计算屋架左半跨杆件内力。
(5)计算屋架杆力时,应考虑三种荷载组合。
(6)将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载,利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。
(7)确定各杆最不利内力(最大拉力或最大压力)4、杆件截面选择(1)屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面,要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。
(2)正确确定杆件的长细比,由轴心受力杆确定杆件截面及垫板数量。
(3)上弦杆,下弦杆,主斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明,其余杆件截面选择可列表进行(参见教科书P291,表7.8)。
(4)杆件截面规格不宜过多,与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。
5、节点设计(1)熟知节点设计的基本要求及一般步骤。
(2)节点设计与施工图绘制往往是同步进行的。
(3)要在计算书内写出一般上下弦节点,下弦跨中节点,下弦支座节点及屋脊节点设计过程。
6、屋架施工图(1)用铅笔绘制1#施工图 (2)施工图应包括①屋架简图(比例1∶100),左半跨标明杆件长度,右半跨注明杆件最不利内力,以及超拱度。
②屋架正面图,上、下弦平面图(有二个比例)。
③侧面图,剖面图及零件详图。
④注明全部零件的编号,规格及尺寸(包括加工尺寸和定位尺寸)孔洞位置,孔洞及螺栓直径,焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。
⑤材料表。
⑥说明。
(三)按时完成设计任务,设计成果包括计算书和施工图二部分。
二、题目:普通轻型钢屋架设计(一)设计资料某厂房跨度为21m 或24m ,总长90m ,柱距6m ,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板,20mm 厚水泥砂浆找平,上铺泡沫混凝土保温层,三毡四油(上铺绿豆砂)防水层,一毡二油隔气层;屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为10:1 i 。
地区计算温度高于-200C ,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7度,屋架下弦标高为18m ;厂房内桥式吊车为2台150/30t (中级工作制),锻锤为2台5t 。
其中保温层荷载、积灰荷载、屋架跨度和钢材种类可以有多种不同的组合。
(二)计算书编写1、确定屋架型式与尺寸;选择钢材及焊接材料,并明确提出对保证项目的要求;2、进行屋盖支撑布置,按比例绘出屋架结构及支撑的布置图;3、进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合,选择各杆件截面;4、设计下弦节点、上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。
要求计算书内容要有系统地编排,字体要端正,表示要清楚,计算步骤明确,计算公式和数据来源应有依据,并应附有与设计有关的插图和说明。
(三)施工图绘制绘制钢屋架施工图,其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。
要求图面清楚整洁,线条粗细分明,尺寸及标注齐全,符号及比例正确,构造合理,能表达设计意图,符合国家制图标准并与计算书一致。
参考实例:钢结构课程设计例题-、设计资料某一单层单跨工业长房。
厂房总长度为120m,柱距6m,跨度为27m。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
该地区冬季最低温度为-20℃。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10。
上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。
屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡,雪荷载标准值为0.75kN/㎡,积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
柱头截面为400mm ×400mm,所用混凝土强度等级为C20。
根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用Q235―A―F,其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接。
构件采用钢板及热轧钢劲,构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:Lo=27000-2×150=26700mm,端部高度:h=2000mm(轴线处),h=2015mm(计算跨度处)。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示。
图1 屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图2所示。
符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑); CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)图2 屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值放水层(三毡四油上铺小石子)0.35kN/㎡找平层(20mm厚水泥砂浆)0.02×20=0.40kN/㎡保温层(120mm厚泡沫混凝土)0.12*6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值雪荷载0.75kN/㎡积灰荷载0.50kN/㎡总计 1.25kN/㎡永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡(由可变荷载控制)可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡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=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN1P=1.75×1.5×6=15.75 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN屋架上弦节点荷载3P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表1。
由表内三种组合可见:组合一,对杆件计算主要起控制作用;组合三,可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。
如果施工过程中,在屋架两侧对称均匀铺设面板,则可避免内力变号而不用组合三。
屋架杆件内力组合表表1杆件名称全跨⑴左半跨⑵右半跨⑶P×⑴P1×⑴+P2×⑵P1×⑴+P2×⑶P3×⑴+P4×⑵P3×⑴+P4×⑶计算内力(KN) AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 BCD-11.11-8.01-3.74-616.38-557.79-477.09-246.80-141.89-616.38 DE-17.89-12.26-6.79-992.54-886.13-782.75-381.73-247.34-992.54 EFG-18.47-12.84-6.79-1024.72-918.31-803.96-398.59-249.95-1024.72 GHIJ-20.14-12.19-9.44-1117.37-967.11-915.14-390.14-322.57-1117.37 a-b 5.93 4.37 1.89329.00299.51252.64134.0673.12329.00 b-c14.9410.52 5.33828.87745.33647.24325.71198.19828.87 c-d21.0813.489.161169.521025.88944.23426.06319.921169.52 d-e18.259.809.801012.51852.81852.81322.91322.911012.51 Aa-0.50-0.500.00-27.74-27.74-18.29-14.54-2.25-27.74 Ba-11.16-8.22-3.54-619.16-563.59-475.14-252.19-137.20-619.16 Bb8.96 6.29 3.21497.10446.64388.43194.87119.19497.10 Cb-1.00-1.000.00-55.48-55.48-36.58-29.07-4.50-55.48 Db-7.44-4.88-3.08-412.77-364.39-330.37-153.38-109.16-412.77 Dc 5.48 3.21 2.73304.03261.13252.06103.5391.74304.03 Ec-1.50-1.500.00-83.22-83.22-54.87-43.61-6.75-83.22 E10.730.730.0040.5040.5026.7021.22 3.2940.50 c1-4.56-1.78-3.35-252.99-200.45-230.12-64.25-102.83-252.99 F1-1.00-1.000.00-55.48-55.48-36.58-29.07-4.50-55.48 G1-3.76-0.98-3.35-208.60-156.06-200.86-41.00-99.23-208.60 Gd-2.26-2.930.51-125.38-138.05-73.03-82.16 2.36 2.36 -138.05 Hd0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 H20.000.000.000.000.000.000.000.00-156.06 I20.000.000.000.000.000.000.000.000.00 J2d 2.69 3.50-0.61149.24164.5586.8798.10-2.88164.55 -2.88 Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.00注:表内负责表示压力;正值表示拉力图3 屋架接点图四、杆件截面设计腹杆最大内力,N=-619.16KN ,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。