钢结构课程设计任务书
一、课程设计的目的和任务
《钢结构》课程设计是土木工程专业的理论实践课。本实践课的主要目的和任务是：
1、文件资料的查询、收集，并初步学习各相关规范的查找及使用；
2、掌握钢屋架荷载的计算；
3、掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度选择；
4、掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计和构造；掌握钢屋架施工图的内容和绘制。
二、课程设计题目和内容
1、题目：设计某车间的三角形钢屋架
2、设计资料
1）某厂房跨度为18m/21m/24m/27m，总长120m，柱距6.0m，屋架下弦标高为15m。车间柱网布置见图1。无吊车，无天窗、无振动。不考虑抗震设防。
2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。
3）屋面采用形式具体见小组分表，槽钢檩条。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。
4）采用三角形钢屋架，荷载分类情况见附录1，屋架几何尺寸和内力系数情况见附录2。
5）采用三角形钢屋架
跨度 21m 24m 27m
屋架形式 十节间芬克式
A坡度1:2.5
B坡度 1:3 十节间芬克式
A坡度1:2.5
B坡度 1:3 十二节间芬克式
A坡度1:2.5
B坡度 1:3
3、设计内容
1）确定屋架形式和几何尺寸
内容：确定屋架高度；确定节点间距及腹杆图形；按比例画出屋架单线图。
2）屋架支撑布置
包括:上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆。按1:600比例尺画出屋架上弦、下弦支撑布置图及垂直支撑布置图。
3）进行荷载和内力计算：包括计算屋架荷载；计算屋架杆件内力（用图解法或结构力学求解器）；
4）屋面杆件截面选择。
5）设计节点
包括屋脊节点，上下弦拼接节点，上下一般节点，支座节点等4-5个典型节点。
6）完成设计计算书，绘制屋架运送单元施工图。
1 水工钢结构第四版课程设计
一、课程设计背景和意义
1.1 背景
水工钢结构是水工工程领域中的重要课题，其在水坝、桥梁、码头、船舶等水工工程中具有重要的应用价值。近年来，随着水工工程建设的不断推进和钢结构技术的不断发展，水工钢结构的应用范围也在不断扩大。
水工钢结构课程是工程结构专业和水利工程专业中的重要课程之一。通过学习该课程，学生能够掌握水工钢结构的基本概念、设计原则、计算方法和设计规范等知识，并能够运用所学知识进行实际工程的设计和施工。
1.2 意义
水工钢结构课程设计是培养工程结构专业和水利工程专业学生综合能力的重要环节。通过课程设计，学生能够深入了解水工钢结构的实际应用情况和设计要求，掌握工程设计过程中的方法和技巧，提升工程实践能力和创新思维能力，为未来从事相关专业的工作打下坚实的基础。
二、课程设计内容
2.1 课程设计目标
本次课程设计旨在让学生通过实际工程案例学习水工钢结构的设计过程，掌握一定的设计方法和技巧，提高工程实践能力和创新思维能力。
2.2 课程设计内容
本次课程设计主要涵盖以下内容： 2 • 案例分析：选取实际的水工钢结构案例，分析其设计要求和难点，掌握工程设计过程中的方法和技巧。
• 设计计算：根据案例要求，进行设计计算，掌握计算方法和流程。
• 图纸绘制：根据计算结果，绘制设计图纸，包括结构图、质量表、零件图等。
• 课程报告：按照要求编写课程报告，包括设计步骤、计算结果、图纸说明等内容。
2.3 课程设计要求
• 设计要求：选取难度适中的实际案例，按照设计要求和规范进行设计计算。
• 计算要求：计算过程严谨、计算结果准确、符合规范要求。
• 图纸要求：图纸清晰、规范、标注准确。
• 报告要求：报告内容详实、逻辑清晰、结论准确。
2.4 课程设计流程
• 第一周：确定课程设计内容和要求，选取案例，分组开展课程设计。
• 第二周：进行案例分析和设计计算，明确设计方案和计算方法。
钢结构课程设计计算书
⼀由设计任务书可知：
⼚房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部⾼度为2m，车间内设有两台中级⼯作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。
屋⾯采⽤1.5m×6.0m预应⼒⼤型屋⾯板，屋⾯坡度为i=1:10。卷材防⽔层⾯（上铺120mm 泡沫混凝⼟保温层和三毡四油防⽔层）。屋⾯活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采⽤梯形钢屋架，钢屋架简⽀于钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20.
⼆选材：
根据该地区温度及荷载性质，钢材采⽤Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采⽤E43型，⼿⼯焊接，构件采⽤钢板及热轧钢筋，构件与⽀撑的连接⽤M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部⾼度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：
屋架形式及⼏何尺⼨见图1所⽰：
图1
屋架⽀撑布置见图2所⽰：图2
四荷载与内⼒计算：1．荷载计算：
活荷载于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：
防⽔层（三毡四油上铺⼩⽯⼦）0.35KN/㎡找平层（20mm厚⽔泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝⼟0.25 KN/㎡预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板 1.4 KN/㎡钢屋架和⽀撑⾃重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡
总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：
雪荷载＜屋⾯活荷载（取两者较⼤值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡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
屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN
《钢结构》课程设计计算书
1 一、 设计资料及有关规定
1、跨度L=15m 。柱距（屋架间距）为6m；长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条） 0.25 KN/m2
屋架及支撑 0.12+0.011×L（m）KN/m2
3、雪荷载 0.50KN/m2
4、钢材为Q235（3号钢）,焊条采用E43型
5、屋面坡度i=1/3
6、悬挂荷载 0.3 KN/m2
7、屋盖承重结构采用三角形钢屋架
8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/cfNmm。
二、 屋架尺寸及檩条设置
1、屋架几何长度及节点编号如图所示，运输单元如图半跨7.5m运输,最大高度3m。
bABCi=1/15dbDCBA
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm
2、檩条支承于屋架上弦节点处。故采用檩条间距为2.646m。檩条跨度6m。在檩条间跨中位置设置拉条，圆钢拉条10mm。屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置
1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m及荷载等情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦横向水平支撑3道，防止屋架水平方向振动。仅在跨度中央设置一道垂直支撑。上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆；下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：
《钢结构》课程设计计算书
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四、 杆件内力计算
1.荷载计算
永久荷载标准值:
屋架及支撑 0.12+0.011×L=0.285 2/KNm(水平)
屋面及保温（檩 条） 0.25 2/KNm
