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完整钢结构课程设计

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《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书 土木工程教研室 1.设计资料： ...................................................................................... 3 2.结构形式与布置 ............................................................................... 4 3.荷载计算 ......................................................................................... 7 2

4.内力计算 ......................................................................................... 9 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： 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。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预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0.6KN/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 0.45

3、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 3

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）西宁一机械加工车间，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。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预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）， 4

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0.6KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表。

活载KN/m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.2 0.45 0.50 0.35 0.6 0.45 0.30 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 0.45 0.35 0.40

（2）屋架计算跨度 )(7.233.0240ml （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度mmh19000中部高度mmh3100（为6.7/0l），屋架跨中起拱500/l考虑，取48m.

2.结构形式与布置 5

屋架形式及几何尺寸如图所示： 图1.梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（102m>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。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，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下图所示： 6

屋架上弦支撑布置图 屋架下弦支撑布置图 7 3.荷载计算 屋面和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。故取屋面活荷载0.6kN/2m进行计算。 屋面风荷载 迎风面 mKN/4.8125.00.1)0.1(4.11 背风面 mKN/46.5125.00.1)65.0(4.11 由于屋面坡度较小，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋架不考虑。

表 1 荷 载 计 算 表 8

荷载名称 标准值（kN/2m） 设计值（kN/2m） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.35＝1.89

三毡四油防水层（上铺绿豆沙） 0.4 0.4×1.35＝0.54 找平层（厚2cm） 0.3 0.3×1.35＝0.405 10cm厚泡沫混凝土保温层 1×0.1＝0.1 0.1×1.35＝0.35

屋架和支撑自重 0.12+0.011×24=0.384 0.384×1.35＝0.5184 永久荷载总和 2.684 3.6234 屋面活荷载 0.6 0.6×1.4＝0.84 积灰荷载 0.6 0.6×1.4＝0.84 可变荷载总和 1.2 1.68

设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载： KNF7306.4765.1)68.16234.3(

3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： 611.3265.16234.31F 半跨节点可变荷载： 9

KNF12.1565.168.12

3.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重： KNF67.465.15184.03 半跨节点屋面板自重及活荷载： KNF41.2265.1)6.089.1(4

1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。 4.内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示： 10 屋架计算简图

由图解法或数解法解得F＝1的屋架各杆件的内力系数（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，计算结果见表2

内力系数（F=1） 第二种组合 第三种组合 第一种组合

杆件名称 F×①

全跨① 左半跨② 右半跨③

×①+ ×①+ ×①﹢ ×①﹢ 计 算

杆 件 内

1F1F3F3F 11

力（ ×② ×③ ×② ×③ AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC、CD -9.08 -6.83 -2.9 -433.394 -399.377 -339.956 -195.464 -107.393 -433

上 DE、EF -14.02 -9.96 -5.24 -669.183 -607.801 -536.435 -288.677 -182.902 -669弦 FG -15.75 -10.26 -7.08 -751.757 -668.754 -620.673 -303.479 -232.215 -751 GH、HI -16.29 -10.8 -7.08 -777.531 -694.529 -638.283 -318.102 -234.737 -777

Ab 4.94 3.8 1.47 235.7892 218.5543 183.3247 108.2278 56.0125 235下 bc 11.97 8.77 4.12 571.3353 522.9561 452.6481 252.4356 148.2291 571弦 cd 15.14 10.35 6.18 722.6413 650.2225 587.1721 302.6473 209.1976 722 de 15.12 8.52 8.52 721.6867 621.9007 621.9007 261.5436 261.5436 721 0 0 0 0 0 aB -8.98 -6.91 -2.67 -428.621 -397.326 -333.217 -196.79 -101.771 -428 Bb 6.93 5.07 2.4 330.7731 302.6526 262.2822 145.9818 86.1471 330斜 bD -5.45 -3.67 -2.3 -260.132 -233.22 -212.506 -107.696 -76.9945 -260腹 Dc 3.68 2.11 2.02 175.6486 151.9117 150.5509 64.4707 62.4538 175杆 cF -2.42 -0.9 -1.96 -115.508 -92.5266 -108.554 -31.4704 -55.225 -115 Fd 1.07 -0.29 1.75 51.07174 30.50897 61.35377 -1.502 44.2144 61.3

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屋盖钢结构设计(课程设计)

屋盖钢结构设计(课程设计)

二．屋架跨度大，高度高、基本风压大、抗震设防烈度高应计算确定。计算简图如下：
然后验算（受 拉构件）强度、 刚度
每个节点只有一个受拉斜杆参与，而受压斜杆 退出工作，按平面桁架计算。
实腹式：构造简单，制 作安装方便
平面桁架式：受力明确 ，用料省，但侧向
第刚度 三较节差，必须设檩置拉 条条。设计
T形桁架式：整体性较差 ，应沿跨度全长设
比三角形屋架好，是比较常用的屋架形式； 常适用于大中型厂房，或屋面坡度较小的房屋。
添加标题
平行弦屋架
添加标题
构件规格少，便于工业化制 作；
添加标题
弦杆受力不均；
添加标题
常适用于单坡屋面的屋架及 托架或支撑体系。
添加标题
曲拱形屋架
添加标题
外形最符合弯矩图，受力最 合ห้องสมุดไป่ตู้；
添加标题
上（下）弦弯成曲线，制作 麻烦，一般改成折线形；
六．杆件设计
1. 计算长度
平面内计算长度lox
平面外的计算长度loy
1. lo=μl 2. 一般情况下，腹杆对弦杆起不了嵌固
作用，而弦杆对腹杆起一定嵌固作用， 故弦杆计算长度系数要大于腹杆。
补充
在分析压杆端部所受到的约束时，应注意以下三点：
一．与计算压杆直接相连的杆件约束作用大，相距较远的杆件约 束作用小。
单击此处添加大标题内容
二．檩条间拉条 1. 作用：保证檩条的整体稳定，减少檩 条在使用和施工过程中的侧向变形和 扭转。 ② 类型 2. 拉条：水平拉条、斜拉条、撑杆
三．一般情况下，对于拉条，常采用圆钢，直 径为8-12mm，而对于撑杆，由于是受压构 件，其长细比不能大于200，故撑杆常用圆 钢外加套管或直接用角钢。
钢结构课程设计(2)

钢结构课程设计(2)

目录一钢结构课程设计任务书 (1)二钢结构课程设计计算书 (3)1 支撑布置 (3)2 荷载计算 (4)3 内力计算 (6)4 杆件设计 (7)5 节点设计 (18)三附图1钢屋架施工图2钢屋架节点详图和材料表一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书一、设计资料 1、结构形式某厂房跨度为21m ，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，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 。

2、 屋架形式及选材屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。

3、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/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式L=计算： KN/m212.0+.0q11悬挂管道： 0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：27.0mkN/雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取)二、设计内容1、计算书部分进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。

钢结构课程设计―门式钢架

钢结构课程设计―门式钢架

钢结构课程设计―门式钢架
2024-01-25
• 课程设计背景与目的 • 门式钢架结构选型与布置 • 荷载分析与计算 • 构件设计与校核 • 结构分析与稳定性评估 • 施工图绘制与预算编制 • 总结与展望
01
课程设计背景与目的
门式钢架结构概述
门式钢架结构定义
受力特点
门式钢架结构是一种由钢制构件组成 的轻型建筑结构，具有跨度大、高度 低、自重轻、施工速度快等特点。
根据荷载的大小、方向和 性质选择合适的结构形式 。
跨度与高度
根据建筑物的跨度、高度 和空间要求选择合适的结 构形式。
地质条件
考虑地质条件对基础设计 的影响，选择适合的地基 类型和基础形式。
典型门式钢架结构形式介绍
单跨门式钢架
适用于跨度较小、荷载较 轻的建筑物，具有构造简 单、造价低廉的优点。
双跨门式钢架
影响。
提高结构稳定性措施研究
优化结构形式
通过优化门式钢架的跨度、高度、支撑方式 等结构形式，提高其整体稳定性。
采用高强度钢材
采用高强度钢材可以提高结构的承载能力和 稳定性。
加强支撑系统
增加支撑数量、提高支撑刚度等措施可以有 效提高结构的稳定性。
控制制造工艺
提高焊接质量、减少残余应力等制造工艺控 制措施可以提高结构的稳定性。
06
施工图绘制与预算编制
施工图绘制规范及注意事项
1 2
遵循国家相关规范标准
在绘制门式钢架施工图时，必须严格遵守国家现 行的钢结构设计规范、建筑制图标准等。
表达清晰、准确
图纸应详细标注各构件的尺寸、规格、材质等信 息，确保施工人员能够准确理解设计意图。
3
考虑施工便捷性
在设计过程中，应充分考虑施工的便捷性，如合 理设置节点、优化连接方式等，以降低施工难度 和提高效率。
(完整word版)课程设计钢结构平台设计

(完整word版)课程设计钢结构平台设计

钢结构平台设计一．设计题目某车间工作平台二．设计目的《钢结构设计原理课程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一个重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。

通过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。

三．设计资料1.某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸为15*15、活荷载为32kN/m。

不考虑水平向荷载。

柱间支撑按构造设置。

平台上三个有直径1 m检修洞口，位置不限。

平台顶面标高为6m，平台下净空至少4m，梁柱铰接连接。

平台平面内不考虑楼梯设置。

2.参考资料：1)钢结构设计教材2)钢结构设计规范3)建筑结构荷载规范4)钢结构设计手册四．设计内容1.确定结构布置方案及结构布置形式依题意并经综合比较，平台结构平面布置如图所示：2.平台铺板设计支撑柱a)c)(1)确定有关尺寸铺板采用有肋铺板，板格尺寸为1000mm ×1500mm 。

根据结构要求及荷载作用情况，取铺板厚6mm ，板肋尺寸为6mm ×60mm 。

(2)验算铺板的承载力和钢度 ①承载力验算计算铺板和钢肋的跨中最大弯矩 铺板自重标准值：23/462.01068.97850m kN q =⨯⨯⨯=-板肋自重标准值：m kN q /0277.0106068.978506=⨯⨯⨯⨯=-板面活荷载标准值：3kN/m 2计算铺板跨中最大弯矩，铺板按四边简支平板计算：0.25.11000/1500/<==a b查表得：0812.01=α铺板面荷载设计值2/54.7434.1462.02.1m kN q =⨯+⨯=铺板单位宽度最大弯矩为m kN qa M x •=⨯⨯==386.0154.740812.0331αx y x M M M M a b =>>max ,,那么所以因为计算板肋的跨中最大2弯矩，可按两端只承在平台梁上的简支梁计算加劲肋承受的线荷载，其中恒荷载标准值为：m kN q /4897.00277.01462.0=+⨯= 活荷载标准值为：m kN q /3= 加劲肋的跨中最大弯矩为：m kN ql M •=⨯⨯+⨯⨯== 1.3475.1)34.14897.02.1(818122 验算铺板和加劲肋的计算强度 铺板截面的最大应力为2622max /2153.364106386.066mm N f MPa h t M s =<=⨯⨯==- 加劲肋可考虑铺板30倍厚度的宽度参与截面共同工作，计算截面如图3-2所示。