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钢结构课程设计--焊接梯形钢屋架设计

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《钢结构课程设计》计算说明书题目：焊接梯形钢屋架设计2011年11月一、设计资料1、某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102 m。

2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400 400，钢屋架支承在柱顶。

3、吊车一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000 m。

4、荷载标准值（水平投影面计）（1）永久荷载：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 0.5 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m2水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2屋架及支撑自重（按经验公式 q=0.12+0.011L KN/m2算） 0.384 KN/m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.7 KN/m2雪荷载标准值： 0.35 KN/m2积灰荷载标准值： 1.2 KN/m25、屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见图1。

6、钢材3号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条荷C级螺栓可供选用。

钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16 m，运输高度3.85 m，工地有足够的起重安装条件。

7、屋盖形式采用无檩条方案（预应力混凝土大型屋面板）。

8、根据屋盖支撑系统的布置原则，在第一开间布置上弦横向水平支撑，上弦横向水平支撑间距不宜超过60m，故在中间开间布置上弦横向水平支撑；在上弦横向水平支撑处同样设置下弦横向水平支撑，并在支座处设置下弦纵向水平支撑；在支座处和跨中处设有横向支撑处设置竖向支撑，每4个开间再设置一道竖向支撑。

屋架形式、尺寸及屋盖支撑布置见图2。

二、荷载计算1、 荷载按屋面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则，算出可变荷载设计值。

计算可列表1进行。

表1.荷载汇集表2、 荷载组合荷载组合应考虑使用阶段和施工阶段两种情况，下列（1）、（2）为使用阶段的最不利荷载组合，（3）为最常见的施工方法所确定的最不利荷载情况，三种荷载组合均以屋架上弦节点荷载表示。

第一种组合：全跨永久荷载＋全跨可变荷载P ＝（4.121+2.66）×1.5×6=61.03KN1P/2P 11P 1P 1P P P 1P 11+P 21P P P 222P P 22P 1185002P P 2P/223000第二种组合：全跨永久荷载＋半跨可变荷载 P1＝61.03KN P2=4.121×1.5×6=37.09KN237003000285030003000 +P)/2 21(P 3000(b)(a)30003000300015181528503000第三种组合：全跨屋架支撑自重＋半跨屋面板重+半跨可变荷载重P1＝（0.461＋1.68＋2.66）×1.5×6＝43.21KNP2＝0.461×1.5×6＝4.15KN三、内力计算根据单位节点荷载作用下各杆的内力系数，可按下表进行杆件内力的计算。

四、杆件截面选择图3.杆件内力值（KN ）1、 节点板厚最大腹杆内力N=-541.34KN ，查钢结构课本表7—6并考虑到构造等要求，钢材为3号钢，故选用节点板厚t=12mm ；由于支座节点受力较大，支座节点板应比屋架其它节点板厚2mm ，取支座节点板厚t=14mm 。

2、 上弦杆整榀屋架上弦采用一种杆件截面，按上弦杆FH 的最大计算内力设计。

计算内力：N=-931.32KN=-931320N 计算长度：屋架平面内取节点中心间轴线长度，取cm l l ox 8.150== 屋架平面外根据屋架支撑布置和上弦内力变化，取 cml l oy 2.6038.15044=⨯==截面选择： 由于ox oyl l 4=，选用不等边角钢，短边相连。

设80=λ，查附表2-5 得，688.0=φ，需要的截面特性：2296.621.6296215688.0931320cm mm f N A ==⨯==ϕ cm l i oxx 68.1908.150===λcm l i oyy 70.6902.603===λ根据需要的A 、x i 、y i ，查型钢表（附表5—14），选用2∟160×100×14不等边角钢，短边相连，截面特性为：A=69.4cm 2, x i =2.80cm, y i =7.86cm86.5380.28.150===x ox x i l λ []15014.77286.72.603=<===λλy oy y i l 由14.77=y λ，查附表2—5得706.0=y ϕ222/215/1.190104.69706.0931320mm N f mm N A N y =<=⨯⨯==ϕσ3、 下弦杆整榀屋架下弦杆采用同一截面，按下弦杆gi 的最大计算内力设计。

计算内力：N=925.83KN=925830N 计算长度：cm l l cm l l oy ox 6002,300====截面选择：2206.432.4306215925830cm mm f N === 查附表5—14，选用2∟140×90×10不等边角钢，短边相连，截面特性为A=44.522cm 2, cm i x 56.2=， cm i y 84.6=截面验算：[]35011756.2300=<===λλx ox x i l 7.8784.6600===yoy y i l λ 222/215/95.20710522.44925830mm N f mm N A N =<=⨯==σ 4、 端斜杆aB计算内力：N=-541.34KN=-541340N 计算长度：cm l l oy ox 5.253==选用2∟125×80×10，长边相连，截面特性为A=39.4cm 2, cm i x 26.2=， cm i y 38.3=截面验算：[]15017.11226.25.253=<===λλx ox x i l7538.3===yoy y i λ 查附表17-2得，720.0=x ϕ222/215/8.190104.39720.0541340mm N f mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ5、 腹杆Bc计算内力：N=419.89KN=419890N 计算长度：cm l l ox 64.2088.2608.08.0=⨯==， cm l l oy 8.260==截面选择：2253.190.1953215419890cm mm f N A ====查附表5—14，选用2∟80×7等边角钢 截面特性：A=21.8cm 2, cm i x 46.2=， cm i y 75.3=截面验算：[]35081.8446.264.208=<===λλx ox x i l 5.6975.38.260===yoy y i l λ 222/215/6.192108.21419890mm N f mm N A N =<=⨯==σ 6、 腹杆cD计算内力：N=-332.00KN=-332000N 计算长度：cm l l ox 72.2289.2858.08.0=⨯== cm l l oy 9.285==设90=λ，查附表17-2 得，621.0=φ，需要的截面特性：2286.246.2486215621.0cm mm f A ==⨯==ϕ 查附表5—14，选用2∟90×7等边角钢 截面特性：A=24.6cm 2, cm i x 78.2=， cm i y 15.4=截面验算：[]1503.8278.272.228=<===λλx ox x i l 9.6815.49.285===yoy y i l λ 查附表17-2，675.0=x ϕ222/215/9.199106.24675.0332000mm N f mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ7、 腹杆gH计算内力：N1=-59.68KN=-59680N ，N2=60.63KN=60630N根据杆件设计构造要求，为方便制造和备料，在同一榀屋架中，采用的角钢规格不宜太多，故此处也选用2∟80×6等边角钢。

先按N1=-59.680KN=-59680N 进行截面验算：截面特性：A=18.794cm 2, cm i x 47.2=， cm i y 73.3=截面验算：[]1500.11047.268.271=<===λλx ox x i l ，0.9173.36.339===y oy y i l λ 查附表2—5，493.0=x ϕ222/215/41.6410794.18493.059680mm N f mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ 再用N2=60.63KN=60630N 对所选截面进行验算：222/215/26.3210794.1860630mm N f mm N A N =<=⨯==σ 所以，截面安全，所选截面满足要求。

8、 竖杆Aa 和Ii竖杆Aa 和Ii 按连接构造要求，分别选用2∟80×6T 形截面和十字形截面。

上述杆件及其余杆件的截面选择列表如下（见表3.屋架杆件截面选择表）：表3.屋架杆件截面选择表五、节点设计图4.杆件内力值（KN ）1、 下弦节点“c ”先计算腹杆焊缝长度，然后定出节点板的形状和尺寸，然后计算下弦杆与节点板之间的连接焊缝。

（1）Bc 杆焊缝计算N=419.89KN=419890N ，角焊缝强度设计值2/160mm N f f =ω根据焊角高度的构造要求及所选用角钢的型号，取mm h f 6= 采用三面围焊，端焊缝长度mm l w 803=，所承受的力为：KN f l h N w f f w f 174.13116022.180267.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯==∑β肢背、肢尖所承受的力为：KN N N K N 34.2282174.131890.4197.02311=-⨯=-= KN N N K N 38.602174.131890.4193.02322=-⨯=-= 肢背、肢尖所需的焊缝长度为：mm mm f h N l mmmm f h N l f f w f f w 50,9.4416067.02603807.02170,9.16916067.022283407.022211取取=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ωω（2）Cc 杆焊缝计算N=-61.03KN=-61030N ，设mm h f 6=mmmm f h N K l mmmm f h N K l f f w f f w 50,6.1316067.02610303.07.0250,8.3116067.02610307.07.022211取肢尖：取肢背：=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ωω此处是考虑到焊缝长度的构造要求，焊缝最小计算长度应不小于8h f 和40mm ，故焊缝长度取为50mm 。

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梯形屋架钢结构课程设计长跨度24m..

梯形屋架钢结构课程设计长跨度24m..

《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书1.设计资料： (2)2.结构形式与布置 (3)3.荷载计算 (5)4.内力计算 (6)附件：设计资料1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》2、设计任务及参数：应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。

钢材选用Q235B，焊条采用E43型。

屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。

活载KN/m2 1 2 3 4 5 6 7基本雪压0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35基本风压0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.453、设计成果要求在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。

1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。

2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。

3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。

A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。

B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。

C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。

4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料：（1）某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

梯形钢屋架设计（21m跨）一、设计资料某地区某金工车间。

采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。

跨度为21 m，柱距6 m,厂房长度为144 m，厂房高度为15.7 m。

车间内设有两台150/520 kN中级工作制吊车，计算温度高于-20 ℃。

采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2，1.5 m×6.0 m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m2。

屋面积灰荷载0.35 kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45 kN/m2，风荷载为0.5 kN/m2。

屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm×400 mm，砼标号为C20。

二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。

焊条采用E43型，手工焊。

2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖，i＝1/10，采用梯形屋架。

屋架跨度为L=21000 mmL＝L-300＝20700 mm，屋架计算跨度为H＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L，（通常取为2.0 ～2.5 m）端部高度取H+0.5i L＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm，中部高度取H＝屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm（f = L/500考虑）。

为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m。

附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。

因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。

在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。

梯形钢屋架课程设计1

梯形钢屋架课程设计1

梯形钢屋架课程设计计算书1．设计资料：1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m2、屋面坡度：1：103、屋面材料：预应力大型屋面板4、荷载1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m²;屋面防水层 0.4KN/m²；找平层0.4KN/m²;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m²。

2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m²；屋面检修荷载0.5KN/m²5、材质 Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。

2 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端且间距不宜大于60m，根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道。

下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑对应的布置在同一柱间距内，以形成稳定空间体系。

下弦纵向水平支撑不进行布置。

垂直支撑设置在上、下弦横向支撑的柱间内，在屋架两端及跨中的竖直面内。

系杆沿房屋纵向通长设置，以保证屋架的侧向稳定。

支撑布置如图所示：梯形钢屋架支撑布置如图所示：3 . 荷载计算屋面雪荷载与检修荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。

故取屋面活荷载0.5KN/m²进行计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2g (0.120.011)/k l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）荷载计算表设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 1、 全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F全跨节点永久荷载及可变荷载：F (3.578+0.7) 1.5638.502kN =⨯⨯=2、 全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F全跨节点永久荷载：1F 3.578 1.5632.202kN =⨯⨯=半跨节点可变荷载：2F 0.7 1.56 6.3kN =⨯⨯=3、 全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F全跨节点屋架自重：3F 0.608 1.56 5.47kN =⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载：4F (1.890.5) 1.5621.51kN =+⨯⨯=1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。

钢结构课程设计梯形钢屋架设计

钢结构课程设计梯形钢屋架设计

课程设计课题名称钢结构课程设计学生姓名****学号**********系、年级专业城市建设系土木工程指导教师******** 老师2011年12月30日邵阳学院课程设计任务书年级专业09级土木工程专业学生姓名**** 学号***** 题目名称梯形钢屋架设计设计时间2012-6课程名称钢结构课程设计课程编号 5 设计地点教学楼1B103、1C403一、课程设计目的通过这次课程设计要使学生获得以下知识：1、了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点。

2、掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。

3、综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。

二、已知技术参数和条件1. 本课程设计为一梯形钢屋架设计，根据标准图集05G511《梯形钢屋架》，屋架跨度为15，18，21，24，27，30，33，36m；柱距为6，7.5，9m；荷载等级分为1，2，3，4，5共5个等级。

2. 其他未尽事宜详见标准图集05G511《梯形钢屋架》。

三、任务和要求1.完成设计计算书一份内容：（1）设计资料、设计依据（2）选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求；（3）确定屋架形式及几何尺寸，屋盖及支撑布置；（4）进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面并进行验算；（5）节点设计：选择该榀屋架中有代表性的节点进行节点设计；（可选）（6）填板设计。

（可选）要求：（1）书写工整（不能用圆珠笔或铅笔），表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据；（2）图表应用得当（应附有与设计有关的插图和说明）。

2.绘制钢屋架施工图（1）屋架几何尺寸和内力简图；（2）构件详图：屋架正立面图,上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；（3）零件或节点大样图；（4）材料表；（5）设计说明。

要求：图纸应符合《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求。