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钢结构课程设计

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土木0905 XX

精品

《钢结构设计原理》课程设计

姓 名：××

学 号：U2009158××

专业班级: 土木工程0905班

指导老师：张 卉

完成时间：2012年2月18日

计算书 土木0905

XX

精品 第一部分 钢结构课程设计任务书

一、 设计资料及依据

根据学号U200915851及次序14得已知条件：某车间跨度为24m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。

屋架计算跨度：03002400030023700mmLL

屋架端部高度：01900mmH 跨度：0110i

计算跨度处高度: 19001200150120001915mmH

屋架跨中高度:011900120003100mm10h

表1 荷载标准值

荷载类型 荷载名称 荷载标准值（2kNm）

永久荷载 改性沥青防水层 0.4

20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4

150泡沫混凝土保温层 0.90

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.40

悬挂管道 0.10

屋架和支撑自重 0.12+0.011x24=0.384

可变荷载 基本风压 0.40

积灰荷载 0.7

不上人屋面活荷载 0.7

基本雪压 0.5

二、 屋架尺寸及支撑布置

屋架形式及尺寸如图1： 土木0905

XX

精品

屋盖的支撑布置如图2：

层架上弦（下弦）支撑布置图

垂直支撑1-1

垂直支撑2-2

图2 桁架支撑布置

符号说明：GWJ—钢屋架；SC—上线支撑；XC—下弦支撑；

CC—垂直支撑；GC—刚性系杆；LG—柔性系杆 土木0905

XX

精品

三、 荷载计算

屋面活载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活载大于雪荷载，故取屋面活载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载乘以221/cos101/101.005换算为沿水平投影面分布的荷载。

标准永久荷载：

22222220.4kN/m0.402kN/m201:2.50.4kN/m0.402kN/m1500.9kN/m0.905kN/mkN/m1.改性沥青防水层 1.005厚水泥砂浆找平层 1.005厚加气混凝土保温层 1.005预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.0051.42222407kN/mkN/m0.386kN/mkN/m屋架和支撑自重 1.0050.384悬挂管道 + 0.0001

23.537kN/m共

1.35

2kN/m共 4.775

标准可变荷载：

22220.7kN/m0.98kN/m0.7kN/m0.98kN/m不上人屋面活载 1.4积灰荷载 + 1.4

21.96kN/m共

设计桁架时应考虑一下三种荷载组合：

1、全跨永久荷载+全跨可变荷载

屋架上弦节点荷载：(4.7751.96)1.5660.615kNF 土木0905

XX

精品 2、全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：14.7751.5642.975kNF

半跨节点可变荷载：21.961.5617.64kNF

3、全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载

全跨节点桁架自重：31.350.3861.564.690kNF

半跨节点屋面板自重及活载：4(1.21.40.98)1.5623.94kNF

其中，1、2为使用阶段荷载情况，3为施工阶段荷载情况。计算详图如下：

（a）

(b)

(c)

图3 桁架计算简图

四、 内力计算

土木0905

XX

精品 由电算先解得F=1时的桁架各杆的内力系数(F=1作用于全跨、左半跨和右半跨)，然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，见表2 。

表2 桁架杆件内力组合表

杆件名称 内力系数（F=1） 第一种

组合

Fa 第二种组合 第三种组合 杆件

计算

内力

/kN 全跨

a 左半跨

b 右半跨

c 12FaFb 12FaFc 34FaFb 34FaFc

上

弦

杆 AB

BC

CD

DE

EF

FG

GH

HI 0

-9.102

-9.102

-14.061-14.061

-15.804-15.804

-15.265 0

-6.520

-6.520

-9.398

-9.398

-9.505

-9.505

-7.646 0

-2.622

-2.622

-4.735-4.735

-6.397-6.397

-7.636 0

-551.718

-551.718

-852.308

-852.308

-957.960

-957.960

-925.288 0

-506.171

-506.171

-770.052

-770.052

-846.845

-846.845

-790.889 0

-437.411

-437.411

-687.797

-687.797

-792.020

-792.020

-679.275 0

-198.346

-198.346

-290.934

-290.934

-301.670

-301.670

-254.638 0

-105.459

-105.459

-179.302

-179.302

-240.193

-240.193

-254.385 0

-551.718

-551.718

-852.308

-852.308

-957.960

-957.960

-925.288

下弦杆 ab

bc

cd

de 4.951

12.001

15.191

15.698 3.645

8.300

9.690

8.710 1.326

3.707

5.584

7.014 300.105

727.441

920.802

951.534 227.067

662.155

823.765

828.262 236.160

581.134

751.335

798.349 110.481

254.987

303.224

282.141 54.965

145.030

204.927

241.539 300.105

727.441

920.802

951.534

斜腹杆 aB

Bb

bD

Dc

cF

Fd

dH

He -9.0026.954

-5.4723.700

-2.4351.086

0.061

-1.123 -6.627

4.815

-3.424

1.898

-0.689

-0.472

1.583

-2.497 -2.411

2.171

-2.0791.829

-1.7721.582

-1.544

1.395 -545.656

421.527

-331.685

227.246

-147.558

65.828

3.698

-68.071 -503.761

383.785

-295.559

192.488

-116.798

38.345

30.546

-92.308 -429.391

383.785

-271.833

191.271

-135.902

74.577

-24.615

-23.653 -200.870

147.885

-107.634

62.791

-27.915

-6.206

38.183

-65.045 -99.939

84.588

-75.435

61.139

-53.842

42.966

-36.677

28.129 -545.656

421.527

-331.685

227.246

-147.558

74.577

-6.026

38.183

-36.677

-92.308

28.129

竖杆 aA

bC

cE

dG

eI -0.500

-1.000

-1.000

-1.000

2.038 -0.500

-1.000

-1.000

-1.000

1.012 0

0.000

0.000

0.000

1.029 -30.307

-60.615

-60.615

-60.615

123.533 -30.307

-60.615

-60.615

-60.615

105.434 -30.307

-60.615

-60.615

-60.615

105.735 -14.315

-28.630

-28.630

-28.630

33.786 -2.345

-4.690

-4.690

-4.690

34.192 -30.307 -30.245

-60.615 -60.489

-60.615 -60.489

-60.615 -60.489

123.533 105.553

注：123460.615;42.975;17.64;4.690;23.94FkNFkNFkNFkNFkN

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钢结构课程设计

钢结构课程设计

钢屋架设计任务书

一、题目： 24m跨梯形钢屋架设计。

二、设计资料

一单层单跨厂房，高为15m，跨度24m，纵向柱距6m，车间长度72m。采用梯形钢屋架和1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板（屋面板采用三点焊），屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400×400 mm2，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为 10:1i。厂房内设有一台起重量为30ｔ的中级工作制桥式吊车，钢屋架设计不考虑地震设防。地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质。

注：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Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。

三、荷载取值

1. 屋面各构造层的荷载标准值：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2

水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2

保温层 KN/m2 (依学号按附表取)

一毡二油隔气层 0.05 KN/m2

水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2

预应力混凝土屋面板（包括嵌缝自重） 1.5 KN/m2

屋架及支撑自重：按经验公式q=（0.12+0.011L）KN/m2，L为屋架跨度。

2. 屋面活荷载： 施工活荷载标准值为0.7 KN/m2，

雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35 KN/m2，

（施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值）

积灰荷载根据不同学号按附表取 KN/m2。

四、设计内容

（一）完成计算书一份(应有封面和目录), 计算书须用钢笔或黑色签字笔书写，文图配合（插图应用铅笔按一定比例绘制）。计算书内容包括： 1. 选择钢材、焊接方法及焊条型号

钢结构课程设计 2

钢结构课程设计 2

《钢结构设计》课程设计教学大纲

一、课程名称：钢结构课程设计Design Course of Steel Structure

二、课程编号：08131081

三、学时：1周（16学时） 学分：1

四、适用专业：土木工程

五、承担系、实验室(中心)：土木工程系

六、课程设计教学目的和任务

目的：①了解钢屋架设计的一般程序和内容，为毕业后从事实际设计工作奠定基础；

②巩固钢结构课程中所学内容〔例如材料性能及材料的选择，连接设计及计算，基本构件的设计计算等〕，并应用于课程设计中；

③掌握钢屋架施工图的表达方法和制图规定；

④学习书写结构计算书；

⑤学习运用规范及有关技术资料。

任务：①材料选择；

②屋架形式及屋架几何尺寸的确定；

③屋架及屋盖支撑的布置；

④屋架的结构设计及编写计算书；

⑤绘制屋架施工图。

七、课程设计项目设置、类型与学时分配

（一）项目设置：

序号 项目名称 训练内容

1 初选方案 1、确定屋架型式与尺寸，选择钢材及连接材料；

2、布置屋盖支撑并按比例绘出支撑布置图；

2 内力计算 1、依据课程设计资料及初选方案，完成内力计算；

2、内力组合；

3 杆件截面选择及节点设计 1、杆件截面选择及校核；

2、节点设计计算；

4 施工图绘制 根据设计计算绘制钢结构施工图。

（二）类型：综合

（三）学时分配

本课程设计采取一人一题的训练方式，共用1周时间，计16个学时，如下表：

序号 课程设计项目名称 课程设计训练内容 分项学时 总学时

1 初选方案 1、确定屋架型式与尺寸，选择钢材及连接材料；

2、布置屋盖支撑并按比例绘出支撑布置图； 1

1 2

2 内力计算 1、依据课程设计资料及初选方案，完成内力计算；

2、内力组合； 3

3 6

3 杆件截面选择及节1、杆件截面选择及校核； 2 4 点设计 2、节点设计计算； 2

4 施工图绘制 根据设计计算绘制钢结构施工图。 4 4

钢结构课程设计 3

钢结构课程设计 3

课 程 设 计

课程名称： 钢结构设计

设计题目： 昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计

学 院： 土木工程学院

专 业： 土木工程

年 级： 大学三年级

* 名： * *

学 号： *************

指导教师： * *

日 期： 2016年12月

课 程 设 计 任 务 书

土木工程学院 学院 土木工程 专业 3 年级

姓 名： 郭锐 学 号： 1332530020019

课程设计题目： 昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计

课程设计主要内容：

（一）设计资料

昆明地区某工厂金工车间，长度90m，柱距6m，车间内设有两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10~1/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，混凝土C20，屋面活荷载0.50 kN/m2，屋面积灰荷载0.75 kN/m2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。

1、屋架跨度 （1）21m （2）24m

钢结构课程设计计算说明书(2024版)

钢结构课程设计计算说明书(2024版)

第 1 页 共 7 页一、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

管道荷载 （0.12+0.011×16）×1.35=0.40𝑘𝑁/𝑚2

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 𝑘𝑁

𝐹

𝑑=6.573×6×1.6=63.10 𝑘𝑁

内力计算

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；

𝑘𝑁

第 2 页 共 7

页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