梯形钢屋架课程设计任务书07级090107
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普通钢屋架设计
任 务 书
《钢结构设计原理》课程设计
华中科技大学土木工程与力学学院建工系钢结构教研室
二00九年十二月
0150iH02400015027000150iH0iH0150015033000iH02400015027000150iH0iH0300001501. 题目：××m跨厂房普通钢屋架设计
2. 目的
通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；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，进行钢屋架的设计计算。
3. 设计资料
某车间跨度为24（27、30）m，厂房总长度90m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN中级工作制吊车（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；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，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。
屋架形式
4.设计任务及要求
4.1 完成设计计算书一份
（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，屋架及支撑布置（SC——上弦支撑，XC——下弦支撑，CC——垂直支撑，GG——刚性系杆，LG——柔性支撑）；
（4） 进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；
（5） 节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。
（6） 填板设置
（7） 材料统计
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），各种图形应按比例并用仪器绘制。
4.3 绘制钢屋架施工图（A1一张）
（8） 屋架几何尺寸和内力简图（1:100）；
（9） 构件详图：屋架正立面图[轴线图比例1:20（1：30），节点及杆件比例1:10(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；
（10） 零件或节点大样图（1:5）；
（11） 材料表；设计说明。
要求：图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求；按所给绘图环境作图。
5.设计题目排列
每人单独设计一榀屋架。屋架的跨度L（m）、端部高度H0（m）、屋面坡度i及荷载形式按下面列表的序号选择（0704班荷载一，荷载二，按以下学号依次选题，学号按主要U200715XXX填写，表格内填写的是学号最后三位数字，学号未按U200715XXX编号的同学填入的是学号后五位数字；0705班按荷载三、荷载四依次选题，学号填写原则同0704班）。
荷载一 荷载二
屋面坡度i=1/10 屋面坡度i=1/11 屋面坡度i=1/10 屋面坡度i=1/11
跨度
高度 24 27 30 24 27 30 24 27 30 24 27 30
1.90 21227 217 225 230 236 238 248 259 267 252 274 275
1.95 290 282 280 294 296 306 316 322 328 330 331 333
2.00 339 345 347 369 364 357 374 18150 569
荷载三 荷载四
屋面坡度i=1/10 屋面坡度i=1/11 屋面坡度i=1/10 屋面坡度i=1/11
跨度
高度 24 27 30 24 27 30 24 27 30 24 27 30
1.90 20609 10875 224 21325 227 235 21104 239 249 24407 264 263
1.95 276 268 270 307 279 289 321 297 301 334 323 332
2.00 348 350 353 354 356 537 18015
荷载一（标准值）
永久荷载：
改性沥青防水层 0.4kN/m2
20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2
80厚泡沫混凝土保温层 0.48kN/m2
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2
悬挂管道 0.10N/m2
屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2
可变荷载
基本风压： 0.35kN/m2
基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m2
不上人屋面活荷载 0.7kN/m2
（可变荷载可按水平投影面积计算）
荷载二（标准值）
永久荷载：
改性沥青防水层 0.4kN/m2
20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2
150厚加气混凝土保温层 0.9kN/m2
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5kN/m2
悬挂管道 0.15N/m2
屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2
可变荷载
基本风压： 0.35 kN/m2
基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.3kN/m2
积灰荷载 0.6kN/m2
不上人屋面活荷载 0.5kN/m2
（可变荷载可按水平投影面积计算）
荷载三（标准值）
永久荷载：
改性沥青防水层 0.35kN/m2
20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2
100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m2
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2
屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2
可变荷载
基本风压： 0.35kN/m2
基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m2
积灰荷载 0.75kN/m2
不上人屋面活荷载 0.7kN/m2
（可变荷载可按水平投影面积计算）
荷载四（标准值）
永久荷载：
改性沥青防水层 0.35kN/m2
20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2
100厚加气混凝土保温层 0.55kN/m2
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5kN/m2
悬挂管道 0.15N/m2
屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2
可变荷载
基本风压： 0.35 kN/m2
基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.3kN/m2
积灰荷载 0.45kN/m2
不上人屋面活荷载 0.7kN/m2
（可变荷载可按水平投影面积计算）
6. 设计进度计划（1周）
1）布置设计任务 0.5天
2）屋架设计
①.屋架几何尺寸确定，支撑布置 0.5天
②.荷载计算、内力计算、截面选择 1.5天
③.节点设计 1.5天
3）绘制施工图 3.0天
Σ 7天
7. 施工图绘制
屋架施工图是指导钢结构构件制造和安装的技术文件，同时也是编制工程预算的依据和工程竣工后的存档资料。因此，务须做到清晰、明确，准确无误，表达详尽。
施工图需明确屋架几何尺寸，各部分详图，相关尺寸，构件所用钢材的钢号、材料规格，连接材料的强度指标、规格，焊条型号，焊缝长度、厚度，防腐处理等。
起拱：跨度较大的屋架，特别是荷载较大时，中间挠度较大，因此为确保安全使用和外部美观，一般跨度≥24m的梯形屋架和跨度≥15m的三角形屋架，中间起拱约为跨度的1/500。
1) 通常在图纸的左上角用合适的比例画以屋架简图。左半标出几何长度，右半杆件的计算内力值。并注明屋架跨中央的起拱高度（屋架图上不必表示）。
2) 屋架的正面图。其轴线图与节点图可取不同比例，如轴线可用1:30～1:20，杆件截面和节点尺寸可用1:15～1:10，以使节点画清楚些。
3) 屋架上下弦杆的平面图、屋架端部和跨中的侧面图及必要的剖面图，零件图。
4) 施工图上应注明各零部件的型号和主要几何尺寸，包括加工尺寸（宜取5mm的倍数）、定位尺寸、孔洞位置以及对工厂制造和工地安装的要求。定位尺寸主要有：节点中心至各杆件杆端和至节点板边缘（上、下和左、右）的距离、轴线至角钢肢背的距离等。螺栓孔位置要符合螺栓排列的要求。工厂制造和工地安装要求主要包括：零部件切角、切肢、削棱、孔洞直径和焊缝尺寸等均应在施工图中注明。工地安装焊缝和安装螺栓应标注其符号。
5) 施工图中的各零部件应加以详细编号，其次序按主次、上下和左右排列。完全相同的零部件用同一编号，如两个零部件形状和尺寸完全一样，仅因开孔位置或切角等不同，使两构件成镜面对称时，可采用同一编号而只须在材料表中用正、反字样注明，以示区别。
6) 编制材料表，把所有杆件和零部件的编号、规格、长度、数量（正、反）及重量等均填于表中，以备配料和计算用钢量，并可供配备起重和运输设备时参考。
7) 文字说明。其内容主要有：钢材的钢号、焊条型号和焊接方法、质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸，防锈处理方法，以及运输、安装和制造要求等。此外，对一些在施工图上难以用图而宜用文字表达清楚的内容亦可用文字加以说明。
