中南大学钢结构课设
一、设计资料
1. 某单层单跨工业厂房，跨度18 m，长度102 m。
2. 厂房柱距6 m，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150 T，一台30 T，吊车平台标高12.000 m
4. 荷载标准值
(1)永久荷载：
屋面材料自重： 0.6kN/m2
屋架及支撑自重：q=0.12+0.011L=0.12+0.011×18=0.318kN/m2 (2)可变荷载：
屋面活荷载标准值：0.5kN/m2
雪荷载标准值：0.6kN/m2
积灰荷载标准值：0.4kN/m2 (3)风荷载：B 类地区，βz=1.0，基本风压：3.0kN/m2
5. 屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度：屋架几何尺寸图
图1-1 屋架几何尺寸图
6.钢材Q235 号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C 级螺栓可供选用。
7. 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。
8.屋架几何尺寸及屋架全跨上弦节点单位荷载作用下构件内力系数：
02
.
279
图1-2 屋架全跨单位荷载作用下各杆件内力值
A
a
c
e
g
e'
c'
a'+2.537
0.
000-4.371-5.636-4.551
-3.357
-1.8500.00
-4.754
-1.8
62
+0.615
+1
.17
0+1
.344
+1
.581
+3.158
+0.540
-1.
6
32
-1.3
05
-1.
5
20
-1.7
48
-1.0-1.0+0.
4060.000.00-0.5+5.325
+5.312
+3.967
+2.637
+0.933
B
C D
E F
G F '
E 'D '
C 'B 'A '0.51.
0 1.0 1.0
1.
0 1.01.0
图1-3 屋架半跨单位荷载作用下各杆件内力值
二、设计计算
1.屋架支撑系统的布置
为提高结构整体刚度、发挥结构的空间作用；保证结构的几何稳定性及受压构件的侧向稳定；防止构件在动力荷载作用下产生较大的震动；承担和传递房屋所受水平荷载以及保障安装时的稳定和安全，在屋架中设置横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。厂房的柱距为6m ，屋架的间距取为6m 。
（1）横向支撑：由于屋架室内有悬挂吊车，故在在上弦平面和下弦平面均需设置横向支撑。厂房的长度为102m 大于60m ，为增加屋盖刚性，除在两端第一个柱间各设一道上弦平面横向支撑和一道下弦平面横向支撑外，在长度方向正中间的柱间再加设一道横向支撑。
（2）纵向支撑：设计房屋为厂房，厂房的跨度和高度较大并设有吊车，因而对房屋整体刚度要求较大。对梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦平面。 （3）垂直支撑：此梯形屋架跨度L=18m<30，在跨度中点和两端各布置一道垂直
支撑。跨中：h/l=2890/6000=0.48，故采用图 2.1的支撑形式；屋架两端：h/l=1990/6000=0.33,故采用图2.2所示支撑形式。
l=6m
h
=
2
.
8
9
m
图2.1
图2.2
（4）系杆：在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其它节点设置柔性系杆；下弦平面仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。
屋架支撑系统的设置如图2.3所示：
屋架上弦平面支撑布置图
屋架下弦平面支撑布置图
垂直支撑1-1
垂直支撑2-2
CC
CC
CC
CC
CC
CC
LG
LG
LG
LG
2.3 梯形屋架支撑布置图
sc—屋架上弦横向水平支撑；xc —屋架下弦横向水平支撑；zc—屋架下弦纵向水
平支撑；cc—垂直支撑；LG —系杆
2.杆件内力的计算 2.1 荷载计算
恒载设计值分项系数取 1.2，活载分项系数取1.4。屋面活载和雪荷载不会同时出现，计算时取其中的较大值进行计算。对于屋面风荷载,由于屋面坡角α=arctan 1
10=5.71°≪30°,此时的风荷载一般为吸力，因此风荷载不参与内力组合。
表2.1 荷载汇集表
2.2 荷载组合
设计屋架时，应考虑以下三种组合
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载
∑q=1.1016+1.40=2.5016kN/m2永久荷载+可变荷载下节点荷载设计值：
P1=bl∑q=2.5016∗6∗1.5=22.5144KN 屋架受力图如下：
P1
图2.4 第一种荷载组合受力图
（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载
P 1=22.5144KN
永久荷载下节点荷载设计值：
P 2=1.1016∗6∗1.5=9.9144KN
屋架受力图为：
P1/2+P2/2
图2.5 第二种荷载组合受力图
（3）全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
P 3=(0.3816+0.72+0.7)∗1.5∗6=16.2144KN
屋架及支撑自重下的节点荷载设计值：
P 4=0.3816∗1.5∗6=3.4344KN
屋架受力图为
:
P3/2+P4/2
图2.6 第三种荷载组合受力图
2.3内力计算
根据任务书给出的杆件在单位荷载作用下各杆件的内力系数，通过计算
可得各杆件在各荷载组合情况下的内力值并得到控制内力。
表2.1 屋架杆件内力组合表
三、杆件截面选取
3.1节点板厚选择
支座斜杆最大内力设计值N=-146.39KN，由屋架节点板厚度参考可知：中间节点板厚取8mm，支座结点板厚取8mm。
3.2上弦杆
整个上弦杆采用同一截面，免去不同截面杆件间的拼接，截面按受力最大的部位FG节间选用，最大内力为：N max=−204.93KN。
计算长度：
弯矩作用平面内取节间轴线长度: l ox=150.75cm
屋架平面外根据屋盖支撑布置和上弦杆内力变化,取l oy=2L=301.5cm。
方案1：
设λ=80，查附表1.20得φ=0.688，需要的截面特性:
A =N φf =2049300.688∗215
=1385mm 2=13.85cm 2
i x =l ox λx =150.75
80=1.88cm ,i y =l oy λy =301.580
=3.77cm
根据需要的A 、i x 、i y 查型钢表，选用2∠100×80×7不等边角钢，短边相连，截面特性为：A=24.602cm 2,肢背间距a=8mm, i x =2.39cm,i y =4.64cm
截面验算:
λx =
l ox i x =150.8
2.39=6
3.1<[λ]=150 λy =
l oy i y =301.6
4.64
=65<[λ]=150 方案2：
设λ=100，查附表1.20 得φ=0.555，需要的截面特性：
A =N φf =2049300.555∗215
=1717mm 2=17.17cm 2
i x =
l ox λx =150.75
100=1.51cm ,i y =l oy λy =301.5100
=3.02cm 根据需要的A 、i x 、i y 查型钢表（附表2.3），选用2∠100×63×6不等边角钢，短边相连，截面特性为：A=19.234cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.79cm,i y =4.85cm 。
比较两个方案，综合考虑，可知方案二更合适，所以上弦杆选用2∠100×63×6。
按所选角钢进行验算验算
λx =l ox i x =150.75
1.79=84.2<[λ]=150
λy =l oy i y =301.54.85
=62.2<[λ]=150
由于b 1t ⁄=1006⁄=16.67<0.56∗l oy b 1⁄=0.56∗30150100⁄=16.88
故取λyz=λy，由于λyz=λy>λx，只需求出φmin=φy，根据λy=65.4查轴心受力稳定系数表，φy=0.660。
N φy A =
204930
0.660∗1923.4
=161.43MPa<215MPa
故所选截面合适。
3.3下弦杆
整个屋架下弦杆采用同等截面。截面按受力最大的部位gi节间选用，最大内力为：N=208.91KN
计算长度：l ox=300cm ,l oy=885cm
截面选择：A=N f⁄=208910215
⁄=972mm2=9.72cm2
根据所需截面特性，查附表2.3选用与上弦相同角钢2∠100×63×6不等边角钢，且短肢相并。
截面特性为：A=19.234cm2,肢背间距a=8mm, i x=1.79cm,i y=4.85cm。
截面验算：
考虑到下弦有221.5mm
的栓孔削弱，下弦净截面面积
A n=19.234−2∗2.15∗0.6=16.654cm2
N A n =
208091
1665.4
=125.44MPa<215MPa
λx=l ox
i x
=
300
1.79
=168.6<[λ]=250
λy=l oy
i y
=
885
4.85
=182.5<[λ]=250
故所选截面满足要求。
3.4 斜腹杆
(1) 端斜杆aB
计算内力：N=-146.39KN
计算长度：
l ox=l oy=253
截面选择:经试算λ=120较适合，查附表1.20 得，φ=0.437
A =
N φf =1463900.437∗215
=1558mm 2=15.58cm 2 i y =i x =l ox λx =253
120
=2.11cm
查型钢表，初选2∠70 8。
截面特性为：A =2∗10.667=21.334cm 2,肢背间距a=8mm, i x =2.12cm,i y =3.22cm 。
截面验算：
λx =
l ox i x =2532.12
=119.6<[λ]=150 λy =l oy i y =2533.22
=78.6<[λ]=150
由于b t ⁄=708⁄=8.75<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗253070⁄=21.0 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=78.6∗(1+0.475∗704
25352∗82
)=78.9
由于λx >λyz >λy ，只需求出φmin =φx ，根据λx =119.6查轴心受力稳定系数表，φx =0.441。
N φx A =1852690.441∗2133.4
=155.59MPa <215MPa 故所选截面合适。 (2) 斜腹杆Bc
内力为：N =106.7KN
计算长度：l ox =261.3∗0.8=209.04cm ,l oy =261.3cm 截面选择：A =N f ⁄=106700215⁄=496mm 2=4.96cm 2 根据所需截面特性，查附表2.1选用受力杆件最低规格2∠45×4。 截面特性为：A=2*3.486=6.972cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.38cm,i y =2.16cm 。
截面验算：
N A =106700697.2
=153.04MPa <215MPa
λx =l ox i x =209.041.38=151.7<[λ]=250 λy =
l oy i y =261.3
2.16
=121.0<[λ]=250 故所选截面满足要求。 (3) 斜腹杆cD
计算内力：N=-76.14KN 计算长度：
l oy =286.4cm
l ox =0.8∗286.4=229.12cm
截面选择:取λ=100，查附表1.20 得，φ=0.555。 A =N φf =761400.555∗215
=638mm 2=6.38cm 2
i x =l ox λx =229.12100
=2.29cm
i y =l oy λy =286.4100
=2.86cm
查型钢表，初选与aB 相同截面2∠70 8。
截面特性为：A =2∗10.667=21.334cm 2,肢背间距a=8mm, i x =2.12cm,i y =3.30cm 。
截面验算：
λx =
l ox i x =229.122.12
=107.9<[λ]=150 λy =l oy i y =286.43.3
=86.6<[λ]=150
由于b t ⁄=708⁄=8.75<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗286470⁄=23.69 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=86.6∗(1+0.475∗704
28642∗82
)=88.5
由于λx >λyz >λy ，只需求出φmin =φx ，根据λx =107.9查轴心受力稳定
系数表，φx=0.506。
N φx A =
76140
0.506∗2133.4
=70.53MPa<215MPa
故所选截面合适。
(4) 斜腹杆De
内力为：N=42.42KN
计算长度：l ox=285.9∗0.8=229.12cm ,l oy=286.4cm
截面选择：A=N f⁄=42420215
⁄=197mm2=1.97cm2根据所需截面特性，查附表2.1选用2∠45×4。
截面特性为：A=2*3.486=6.972cm2,肢背间距a=8mm, i x=1.38cm,i y= 2.16cm。
截面验算：
N A =
42420
697.2
=60.84MPa<215MPa
λx=l ox
i x
=
229.12
1.38
=166.0<[λ]=250
λy=l oy
i y
=
286.4
2.16
=132.6<[λ]=250
故所选截面满足要求。
(5) 斜腹杆eF
计算内力：N=-23.28KN
计算长度：
l oy=312.4cm
l ox=0.8∗312.4=249.92cm 截面选择:经试算取λ=130，查附表1.20 得，φ=0.387。
A=N
φf
=
23280
0.387∗215
=280mm2=2.80cm2
i x=
l ox
λx
=
249.92
130
=1.92cm
i y=
l oy
λy
=
312.4
130
=2.41cm
查型钢表，初选截面2∠63⨯4。
截面特性为：A =2∗4.978=9.956cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.96cm ，i y =2.87cm 。
截面验算：
λx =l ox i x =249.921.96=127.7<[λ]=150 λy =
l oy i y =312.4
2.87
=109.0<[λ]=150 由于b t ⁄=634⁄=15.75<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗312463⁄=28.81 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=129.8∗(1+0.475∗634
31242∗42
)=136.0
由于λyz >λx >λy ，只需求出φmin =φxy ，根据λxy =136.0查轴心受力稳定系数表，φx =0.361。 N φx A =23280
0.361∗995.6=64.77MPa <215MPa 故所选截面合适。 (6) 斜腹杆Fg
计算内力：N=-25.14KN 计算长度：
l oy =312.4cm
l ox =0.8∗312.4=249.92cm
截面选择:经试算取λ=130，查附表1.20 得，φ=0.387。
A =N φf =251400.387∗215
=302mm 2=3.02cm 2
i x =l ox λx =249.92130
=1.92cm
i y =l oy λy =312.4130
=2.41cm
查型钢表，初选截面2∠63⨯4。
截面特性为：A =2∗4.978=9.956cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.96cm ，i y =2.87cm 。
截面验算：
λx =
l ox i x =249.921.96
=127.7<[λ]=150 λy =l oy i y =312.42.87
=109.0<[λ]=150
由于b t ⁄=634⁄=15.75<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗312463⁄=28.81 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=129.8∗(1+0.475∗634
31242∗42
)=136.0
由于λyz >λx >λy ，只需求出φmin =φxy ，根据λxy =136.0查轴心受力稳定系数表，φx =0.361。
N φx A =251400.361∗995.6
=69.95MPa <215MPa 故所选截面合适。 3.5 竖腹杆 （1）竖腹杆Aa
计算内力：N=-11.26KN 计算长度：
l ox =l oy =199cm
截面选择:经试算取λ=100，查附表1.20 得，φ=0.555。
A =N φf =112600.555∗215
=94mm 2=0.94cm 2
i y =i x =l ox λx =199
100=1.99m
查型钢表，初选截面2∠45 4。
截面特性为：A=2*3.486=6.972cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.38cm,i y =2.16cm 。
截面验算：
λx =l ox i x =1991.38=144.2<[λ]=150 λy =
l oy i y =199
2.16
=92.1<[λ]=150 由于b t ⁄=453⁄=15<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗199045⁄=25.65 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=92.1∗(1+0.475∗454
19902∗42
)=94.9
由于λx >λyz >λy ，只需求出φmin =φx ，根据λx =142.1查轴心受力稳定系数表，φx =0.329。
N φx A =11260
0.329∗697.2
=49.10MPa <215MPa 故所选截面合适。 （2）竖腹杆Cc
计算内力：N=-22.51KN 计算长度：
l oy =229cm l ox =0.8∗229=183.2cm
截面选择:经试算取λ=100，查附表1.20 得，φ=0.555。
A =N φf =20.8770.555∗215
=175mm 2=1.75cm 2
i x =l ox λx =183.2100
=1.83m
i y =l oy λy =229100
=2.29cm
查型钢表，初选截面2∠45 4。
截面特性为：A=2*3.486=6.972cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.38cm,i y =2.16cm 。
截面验算：
λx =l ox i x =183.21.38
=132.8<[λ]=150
λy =i y =2.16
=106.0<[λ]=150
由于b t ⁄=453⁄=15<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗22945⁄=29.52 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=106.0∗(1+0.475∗454
22902∗42
)=111.4
由于λx >λyz >λy ，只需求出φmin =φx ，根据λx =130.8查轴心受力稳定系数表，φx =0.375。
N φx A =225100.375∗697.2
=86.10MPa <215MPa 故所选截面合适。 （3）竖腹杆Ee
计算内力：N=-22.51KN 计算长度：
l oy =259cm l ox =0.8∗259=207.2cm
截面选择:经试算取λ=100，查附表1.20 得，φ=0.555。
A =N φf =20.8770.555∗215
=175mm 2=1.75cm 2
i x =l ox λx =207.2100
=2.07m
i y =
l oy λy =259
100
=2.59cm
查型钢表，初选截面2∠50 3。
截面特性为：A=2*2.971=5.942cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.55cm,i y =2.33cm 。
截面验算：
λx =
l ox i x =207.21.55
=133.7<[λ]=150
λy =i y =2.33
=111.1<[λ]=150
由于b t ⁄=453⁄=15<0.58∗l oy b ⁄=0.58∗259045⁄=33.38 则
λyz
=λy (1+0.475b 4l oy 2t 2)=111.1∗(1+0.475∗504
25902∗32
)=116.6
由于λx >λyz >λy ，只需求出φmin =φx ，根据λx =148查轴心受力稳定系数表，φx =0.375。
N φx A =225100.375∗594.2
=101.02MPa <215MPa 故所选截面合适。 (4) 竖腹杆Gg
内力为：N =18.28KN 计算长度：
l oy =289cm l ox =0.8∗289=231.2cm
截面选择：A =N f ⁄=18280215⁄=85mm 2=0.85cm 2
根据所需截面特性，查附表2.1选用2∠45×4，十型截面。 截面特性为：A=2*3.486=6.972cm 2,肢背间距a=8mm, i x =1.38cm,i y =2.16cm 。
截面验算：
N A =18280697.2
=26.22MPa <215MPa λx =l ox i x =231.21.38=167.53<[λ]=250
λy =
l oy i y =289
2.16
=133.79<[λ]=250 故所选截面满足要求。 3.6 截面选择汇总表
表2.2 杆件截面选取汇总表
4. 节点设计
选取下弦端节点及其下弦相邻节点、跨中上弦与下弦节点、上弦典型受力位置节点（屋脊节点）6个节点作为主要节点进行设计，其余节点计算类同。6个节点位置见下图：
G
D E F
A B C
a c e g
图2.7 计算节点位置图
4.1 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，最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=106.70KN, Bc杆的界面形式为2∠45 4
设焊缝ℎf=3mm,用两侧面角焊缝，则焊缝所需长度
肢背：
l w1=
0.7N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.7×106700
2×3×160
+6=83.8mm 取100mm
肢尖：
l w2=
0.3N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.3×106700
2×3×160
+6=39.3mm 按构造取50mm
（2）Dc杆焊缝计算：
N=-76.14kN，Dc杆的截面形式为2∠70×8，取焊缝ℎf=6mm,用两侧面角焊缝，则焊缝所需长度
肢背：
l w1=
0.7N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.7×76140
2×6×160
+12=39.8mm 按构造取50mm
肢尖：
l w2=
0.3N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.3×113626
2×6×160
+12=23.9mm 按构造取50mm
（3）Cc杆焊缝计算：
N = -22,51kN，Cc杆的截面形式为2∠45⨯4。采用两侧焊缝，取ℎf= 3mm，所需焊缝长度为：
肢背：
l w1=
0.7N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.7×22510
2×3×160
+6=22.4mm 按构造取50mm
肢尖：
l w2=
0.3N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.3×22510
2×3×160
+6=22.4mm 按构造取50mm
（4）下弦杆焊缝验算：
下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻下弦杆内力差为：
∆N=179.26−78.12=101.14下弦杆的截面形式为2∠100⨯63⨯6取焊缝ℎf=6mm。
肢背焊缝验算：
l w1=
0.75∆N
2×0.7ℎf f f w
=
0.75∗101140
2∗0.7∗6∗160
=56.4mm 取100mm
肢尖焊缝验算：
l w1=
0.25∆N
2×0.7ℎf f f w
=
0.25∗101140
2∗0.7∗6∗160
=18.8mm 取50
（5）下弦节点根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差进行节点放样，得节点板尺寸为340*250(如下图）：
图2.8 下弦节点c
4.2 上弦节点B
（1）aB杆焊缝计算
N=-146.39kN，aB杆的截面形式为2∠70 8，取焊缝ℎf=6mm,用两侧面角焊缝，则焊缝所需长度
肢背：
l w1=
0.7N
2ℎe f f w
+2ℎf=
0.7×146390
2×6×160
+12=65.4mm 取80mm
中南大学钢结构课设
一、设计资料 1. 某单层单跨工业厂房，跨度18 m，长度102 m。 2. 厂房柱距6 m，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150 T，一台30 T，吊车平台标高12.000 m 4. 荷载标准值 (1)永久荷载： 屋面材料自重： 0.6kN/m2 屋架及支撑自重：q=0.12+0.011L=0.12+0.011×18=0.318kN/m2 (2)可变荷载： 屋面活荷载标准值：0.5kN/m2 雪荷载标准值：0.6kN/m2 积灰荷载标准值：0.4kN/m2 (3)风荷载：B 类地区，βz=1.0，基本风压：3.0kN/m2 5. 屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度：屋架几何尺寸图 图1-1 屋架几何尺寸图 6.钢材Q235 号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C 级螺栓可供选用。 7. 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。 8.屋架几何尺寸及屋架全跨上弦节点单位荷载作用下构件内力系数：
02 . 279 图1-2 屋架全跨单位荷载作用下各杆件内力值 A a c e g e' c' a'+2.537 0. 000-4.371-5.636-4.551 -3.357 -1.8500.00 -4.754 -1.8 62 +0.615 +1 .17 0+1 .344 +1 .581 +3.158 +0.540 -1. 6 32 -1.3 05 -1. 5 20 -1.7 48 -1.0-1.0+0. 4060.000.00-0.5+5.325 +5.312 +3.967 +2.637 +0.933 B C D E F G F ' E 'D ' C 'B 'A '0.51. 0 1.0 1.0 1. 0 1.01.0 图1-3 屋架半跨单位荷载作用下各杆件内力值 二、设计计算 1.屋架支撑系统的布置 为提高结构整体刚度、发挥结构的空间作用；保证结构的几何稳定性及受压构件的侧向稳定；防止构件在动力荷载作用下产生较大的震动；承担和传递房屋所受水平荷载以及保障安装时的稳定和安全，在屋架中设置横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。厂房的柱距为6m ，屋架的间距取为6m 。 （1）横向支撑：由于屋架室内有悬挂吊车，故在在上弦平面和下弦平面均需设置横向支撑。厂房的长度为102m 大于60m ，为增加屋盖刚性，除在两端第一个柱间各设一道上弦平面横向支撑和一道下弦平面横向支撑外，在长度方向正中间的柱间再加设一道横向支撑。 （2）纵向支撑：设计房屋为厂房，厂房的跨度和高度较大并设有吊车，因而对房屋整体刚度要求较大。对梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦平面。 （3）垂直支撑：此梯形屋架跨度L=18m<30，在跨度中点和两端各布置一道垂直
中南大学 钢结构 课程设计
钢结构课程设计计算说明书 一、设计资料 1.设计条件 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×12.000m，标高4.00m，平台梁柱布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按2.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 2.设计要求 (1)板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） (2)选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (3)选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） (4)柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） (5)节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） (6)计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 (7)绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详（边 柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(2# 图纸一张),
二、设计方案 1、板的设计 （1）确定铺板尺寸 使用压花钢板，厚度取15mm ，密度为37.85/kg m （2）验算板的强度和挠度 ①铺板承受的荷载 恒载标准值：37.859.815101 1.154/k g kN m -=????= 活载标准值： 3.01 3.0/k p kN m =?= 荷载总标准值： 1.154 3.0 4.154/k k k q g p kN m =+=+= 恒载设计值： 1.154 1.2 1.385/g kN m =?= 活载设计值： 3.0 1.2 4.2/p kN m =?= 荷载总设计值： 1.385 4.2 5.585/q kN m =+= 根据规范，6000 421500 b a = =>，1230.1250,0.0375,0.095,0.1422a a a β==== 因为1213,a a a a >> 所以22max 10.1250 5.585 1.5 1.571x M M a qa kN m ===??= ②验算强度及挠度 强度验算： 3 22max max 22 66 1.5711034.91/215/1.215 x M N mm N mm t σγ??===
中南大学钢结构原理的课程设计
自动控制原理课程设计 专业：测控技术与仪器 设计题目：控制系统的综合设计超前校正班级： 学生姓名：学号：10号 指导教师： 分院院长： 教研室主任： 电气工程学院
目录 目录 第一章课程设计内容与要求分析 (1) 1.1 设计内容 (1) 1.2 课程设计要求 (1) 1.3 课程设计报告要求 (2) 第二章超前校正理论与计算 (4) 2.1 采用超前校正的一般步骤 (4) 2.2 理论计算过程 (4) 第三章Matlab程序设计 (7) 3.1 关于MATLAB (7) 3.2 MATLAB程序的功能特点 (7) 3.3 MATLAB仿真设计 (8) 3.4 绘制原系统对数频率特性 (8) 3.5 绘制校正装置对数频率特性 (9) 3.6 绘制校正后系统对数频率特性 (10) 第四章Simulink仿真设计 (12) 4.1 Simulink仿真设计 (12) 4.2 原系统单位阶跃响应 (13) 4.3 校正后系统单位阶跃响应 (14) 4.4 校正前、后系统单位阶跃响应 (15) 4.5 校正前、后系统阶跃响应曲线比较 (16) 第五章硬件电路设计及参数R、C值 (17) 5.1 硬件电路 (17) 5.2 参数R、C的值 (19) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
第一章 课程设计内容与要求分析 1.1设计内容 针对二阶系统) 1()(+= s s K s W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示） 进行系统校正。当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数 1 1 )(++-=Ts Ts K s W c c α，其中1 3 2R R R K c += ，1)(132432>++ =αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。若K c =1，且开关S 断开，该装置相当 于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。 图1-1超前校正电路 1.2 课程设计要求 1.引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc ’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°。 2.根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数。 3.设校正装置R 1=100K ，R 2=R 3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R 4、C 值。 c
钢结构加劲肋版
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构设计原理》课程设计任务书 题目：钢框架工作平台设计 姓名： 班级： 学号： 建筑工程系
一、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2010） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001） 2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006
二、设计资料 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×18.000m，标高2.50m （第一组），平台布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按4.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 三、设计内容要求 （1）板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） （2）选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） （3）选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）
（4）柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） （5）节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） （6）计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 （7）绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详图（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(A2图纸一张) 四、设计过程 1.板的设计 （1）板的选择 选用8mm厚的压纹钢板，钢材牌号为Q235，其自重为 66.8kg/m2。铺板采用加劲肋，间距为1000mm，其示意图如下：
中南大学土木工程钢结构门式刚架厂房设计
中南大学 毕业论文（设计）任务书 毕业论文（设计）题目钢结构门式刚架厂房设计 题目类型]1[工程设计题目来源]2[生产实际题 毕业论文（设计）时间从2009.02.16（第一周）至2009.06.06（第十六周） 1.毕业论文（设计）内容要求： (一) 建筑设计部分 1、设计内容： 参考厂房的功能布局和人流组织，设计该建筑的平、剖、立面及楼梯、屋面等相关详图。 2、图纸要求(1#图2张) (1) 总平面图(1:100)、设计说明及门窗表； (2) 屋顶平面图，绘出屋面排水组织等(1:100~1:200)； (3) 立面图两个，要求全面反映外貌(1:100~1:200)； (4) 剖面图(1:100~1:200)； (5) 节点详图和门窗明细表； (6) 一律用白色绘图纸绘制，线条粗细分明，清晰流畅，文字、数字书写工整图面整洁合理；轴线尺寸及主要标高标记清楚。 (二) 结构设计部分 1、结构选型和结构布置 根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求，以及场地地质条件、现场材料供应和施工技术等方面，合理进行结构方案和结构布置。 2、结构计算说明 (1) 结构方案和结构布置选择的简要说明； (2) 选取一榀有代表性的抗侧力结构及柱下基础进行设计计算，内容包括：确定计算简图、进行荷载计算、内力分析和组合、截面设计和构造措施。 (3) 结构设计体会。
3、绘制结构施工图(1#图3～4张) (1) 基础平面布置图及单个基础的模板配筋图； (2) 结构平面布置图、立面图和屋面图； (3) 结构支撑布置图； (4) 钢构件详图、钢结构连接节点详图； (5) 檩条布置图。 (三) 施工组织设计 完成工地堆场布置图，施工网络流程图(1#图1张)。 (四) 设计说明计算书 1、建筑设计部分要求说明本设计的平面布局、立面造型、建筑高度确定的依据，采光、通风、交通与疏散设计，以及材料的选用与处理等。 2、结构设计部分要求说明结构选型和结构布置理由及设计依据，列出结构设计计算的各个主要过程及全部计算结果，并附有必要的图表。 3、设计说明计算书应包括： (1) 封面、题目 (2) 扉页 (3) 毕业论文(设计)任务书及成绩单 (4) 毕业论文(设计)目录 (5) 中文摘要及关键词：不小于300字 (6) 外文摘要及关键词：不小于250词 (7) 正文：统一用毕业论文专用纸书写，字数不小于1.5万字；正文后必须附有设计体会与心得 (8) 外文资料原文及中文译文 (9) 参考文献与附录正文 (10)封底 应满足如下要求： (1) 独立思考，按时按量独立完成全部设计任务； (2) 文整工整清晰，格式符合撰写标准。 [1]题目类型：(1)理论研究(2)实验研究(3)工程设计(4)工程技术研究(5)软件开发 [2]题目来源：(1)教师科研题(2)生产实际题(3)其它
课程设计——钢结构课程设计
中南大学土木工程学院土木工程专业（本科） 《钢结构基本原理》课程设计任务书 题目：钢框架主次梁设计 姓名： 班级： 学号： 建筑工程系
目录 一设计条件 ··································································································- 2 -二设计内容和要求 ·························································································- 2 -三设计次梁截面CL-1 ····················································································- 3 - 3.1 次梁截面内力计算（不含次梁的自重） ··················································- 3 - 3.2 次梁截面选取 ···················································································- 5 - 3.3 次梁截面的验算 ················································································- 7 - 1)截面的几何特性 ···················································································- 7 - 四、设计框架主梁截面KL-1 ········································································· - 10 - 4.1 框架主梁截面内力计算 ····································································· - 10 - 4.2 主梁截面选取 ················································································· - 13 - 4.3 主梁截面的验算 ·············································································· - 16 - 五、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点····················································· - 19 - 5.1 连接处内力计算 ·············································································· - 19 - 5.2 设计焊缝尺寸 ················································································· - 20 -六设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点 ······················································ - 22 - 6.1 连接处内力计算 ·············································································· - 22 - 6.2 高强螺栓的选择以及孔距的确定 ························································· - 23 - 6.3 截面特性························································································ - 23 - 6.4 翼缘的拼接设计 ············································································· - 24 - 6.5 腹板拼接计算 ················································································ - 24 - 6.6 验算钢板净截面强度 ······································································· - 25 -七设计体会 ································································································ - 26 -八设计规范及参考书籍 ················································································· - 26 - 1、规范 ······························································································· - 26 - 2、参考书籍 ························································································· - 27 - - 1 -
钢结构课程设计指导书
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，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。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，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。第一节钢结构课程设计题目 一、设计题目 某21m跨度厂房钢屋架设计。 二、设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、设计资料 见任务书 第二节钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-B.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用E 43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 屋面采用彩纲屋面板，屋面坡屋i＝1／2.5，故宜采用三角形屋架。
屋架计算跨度应取l。=l-2×150=21000-300=20700mm。 屋架中部高度及屋面坡度相关。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用扇形，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，宜布置两道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 2．荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3）全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （4）对三角形屋架，内力组合通常只考虑一种情况： 全跨永久荷载+雪荷载和屋面均布活荷载的较大者 3. 内力计算 按图解法、解释法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 五、杆件截面设计 屋架跨度不大于30m时，上弦、下弦可不改变截面，按最大内力设计。
中南大学钢结构简答题及答案
1.摩擦型高强度螺栓工作机理是什么？ 答：依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载，以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状 态。 2.拉杆为什么要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比于什么有关？ 答：（1）防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅（ 2）控制其长细比小于容许值。（ 3）允许长细比与构件类型的重要性、承受荷载的性质和截面的类型有关。 3.建筑结构用钢材必须具备哪些特点？ 答：强度高、塑性好、冲击韧性好，具有良好的加工性能，对于焊接结构需要有良好的可焊 性。 4.我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？ 答：以承受纯弯曲的压弯构件作为依据，并取β mx=1.0，对其他压弯构件规范所取β mx值可称为等效弯矩系数，其他荷载形式等效于纯弯曲形式时引入的βmx值。 5.钢结构规范规定哪些情况下，可不计算梁的整体性？ 答：当梁上有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移； 当梁在跨中设有中间侧向支承，使梁的整体性稳定性临界弯矩高于或接近于梁的屈服弯矩， 此时在验算了梁的抗弯刚度后也就不需要验算梁的整体性；规范规定工字形截面（含 H 形钢）简支梁不需稳定性计算的最大长宽比的值；规范规定当箱形截面尺寸满足高宽比不大于6且长宽比不超过95 时，不计算稳定性。 6.钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能？
答：（ 1）屈服强度、抗拉强度、弹模、伸长率、断面收缩率、冷弯性能、冲击韧性及可焊性。（ 2）屈服点反映强度指标；抗拉强度反映强度储备；弹模反映应力应变关系；伸长率、断面收缩率反映钢材塑性性能；冷弯试验评估钢材质量优劣；冲击韧性衡量钢材抵抗脆性破坏的机械性能。 7.焊接残余应力对结构有什么影响？ 答：不影响构件静力强度；降低构件稳定承载力；降低结构的疲劳强度；降低结构的刚度； 加速构件的脆性破坏；残余变形影响安装、正常使用。 8.焊接组合工字型压弯构件 3 和受弯构件 2 的腹板是否都存在失稳问题，若存在，梁结构 中采用什么措施保证其不失稳？ 答：（ 1）存在。（2）对于翼缘板可限制其宽厚比；对于腹板可配置加劲肋；考虑腹板的屈服 后强度。 9. 简述钢结构疲劳含义，列出其主要影响因素并作简要分析？ 答：（ 1）钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下，在其强度还低于钢材抗拉强 度甚至低于钢材屈服点的情况下突然断裂，称之为疲劳破坏。（ 2）影响因素有：应力集中大小；循环应力大小；应力变化的循环次数；残余应力情况。 10.在轴心受压构件，受弯构件以及压弯构件设计时，为什么要满足一定的刚度要求？并说明各 自的刚度检算方法。 答：（1）由于长细比过大在制造、运输和安装过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大 挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅，对压杆构件而言还将降低整体稳定 性。（ 2）轴心受压构件：长细比；受弯构件：挠度；压弯构件：长细比，如跨中承受横向荷 载还要验算其挠度。 11. 影响刚才脆断裂的因素有哪些？设计时如何防止发生脆性断裂？ 答：（ 1）钢材的质量；钢板的厚度；加荷速度；应力的性质（拉，弯等）和大小；最低使用温 度；连接方法；应力集中程度。（ 2）防止：对低温地区的焊接结构要注意选用钢材的材质； 对焊接结构特别是低温地区，设计时要注意焊缝的正确布置和施焊时注意焊缝的质量；力求 避免应力集中；结构在其使用时应避免使其突然受力，要使加荷的速度不至于过大。
中南大学《钢结构设计原理》.
中南大学《钢结构设计原理》 一、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式 和破坏形式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？ 普通螺栓抗剪连接中，有可能出现哪几种破坏形式？具体设计时，哪些破
坏形式是通过计算来防止的？哪些是通过构造措施来防止的？如何防止？17. 高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 18. 轴心压杆有哪些屈曲形式？ 19. 在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 20. 在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高 钢梁整体稳定的有效措施是什么？22. 什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？ 23. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 24. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 二、 计算题 试验算如图所示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。荷载设计值F=220kN 。钢材Q235，焊条E43,手工焊，无引弧板，焊缝质量三级。有关强度设计值w c f =215 N/mm 2，w t f =185 N/mm 2 。（假定剪力全部由腹板上的焊缝承受） 解：一、确定对接焊缝计算截面的几何特性 1.计算中和轴的位置（对水平焊缝的形心位置取矩） cm y cm y b a 1.219.931 9.95.01 )120(1)130(5 .151)130(=-==+⨯-+⨯-⨯⨯-= 2.焊缝计算截面的几何特性
钢结构课设
钢结构课设 一、引言 钢结构是一种由钢材组成的结构体系，具有优异的力学性能和耐久性，广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。本文将围绕钢结构展开，探讨其设计原理、施工技术和应用案例。 二、钢结构的设计原理 1. 荷载计算：钢结构设计的第一步是确定荷载，包括永久荷载、活荷载和风荷载等。通过对建筑物功能和使用情况的分析，确定荷载类型和大小。 2. 结构选择：根据建筑物的用途和空间要求，选择适当的钢结构形式，如钢框架结构、钢筋混凝土结构等。 3. 受力分析：通过应力分析和变形计算，确定各个构件的断面尺寸和材料强度，保证结构的稳定性和安全性。 4. 连接设计：钢结构的连接设计对结构的稳定性和承载力起着重要作用。常用的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。 5. 防腐措施：钢结构容易受到腐蚀的影响，需要采取合适的防腐措施，如喷涂防腐涂料、热浸镀锌等。 三、钢结构的施工技术 1. 钢材加工：钢结构的制作需要对钢材进行切割、钻孔、焊接等加工。常用的加工工艺有火焰切割、等离子切割和氧乙炔切割等。
2. 构件安装：钢结构的构件在工厂内进行预制，然后运输到现场进行安装。安装时需要使用起重机械将构件吊装到位，并进行连接。 3. 焊接工艺：钢结构的焊接是关键的施工工艺之一。常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。 4. 补强措施：在施工过程中，钢结构可能会出现一些缺陷，需要采取补强措施。常用的补强方法有增加加强板、加固焊缝等。 5. 质量控制：钢结构的施工过程需要进行严格的质量控制，包括焊接质量、尺寸精度和表面质量等方面的检查和测试。 四、钢结构的应用案例 1. 高层建筑：钢结构在高层建筑中得到广泛应用，如国际著名的迪拜塔。钢结构的轻质、高强度和灵活性，使得高层建筑的施工更加便捷和经济。 2. 桥梁工程：钢结构桥梁具有承载能力强、跨度大的优点，如著名的赛尔玛大桥。钢结构的使用可以减少桥梁自重，提高了桥梁的通行能力。 3. 体育场馆：钢结构体育场馆在世界各地广泛存在，如北京奥林匹克体育中心。钢结构的大跨度和灵活性，能够满足体育场馆对于观众视野和空间要求的需要。 4. 工业厂房：钢结构在工业厂房建设中具有快速、节能和灵活的特点。钢结构的使用可以减少工期，提高生产效率。 五、结论
中南大学钢结构简答题及答案
1. 摩擦型高强度螺栓工作机理是什么？ 答：依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载，以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状态。 2. 拉杆为什么要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比于什么有关？答：（1）防止由于长细比过大在运输、施工过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅（2）控制其长细比小于容许值。（3）允许长细比与构件类型的重要性、承受荷载的性质和截面的类型有关。 3. 建筑结构用钢材必须具备哪些特点？答：强度高、塑性好、冲击韧性好，具有良好的加工性能，对于焊接结构需要有良好的可焊性。 4. 我国钢结构设计规范梁的整体稳定验算中为什么要引入等效弯矩系数？ 答：以承受纯弯曲的压弯构件作为依据，并取 3 mx=1.0，对其他压弯构件规范所取 3 mx值可称为等效弯矩系数，其他荷载形式等效于纯弯曲形式时引入的 3 mx值。 5. 钢结构规范规定哪些情况下，可不计算梁的整体性？答：当梁上有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移；当梁在跨中设有中间侧向支承，使梁的整体性稳定性临界弯矩高于或接近于梁的屈服弯矩， 此时在验算了梁的抗弯刚度后也就不需要验算梁的整体性；规范规定工字形截面（含H形钢） 简支梁不需稳定性计算的最大长宽比的值；规范规定当箱形截面尺寸满足高宽比不大于6且长宽比不超过95 时，不计算稳定性。 6. 钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能？ 答：（1）屈服强度、抗拉强度、弹模、伸长率、断面收缩率、冷弯性能、冲击韧性及可焊性。（2）屈服点反映强度指标；抗拉强度反映强度储备；弹模反映应力应变关系；伸长率、断面收缩率反映钢材塑性性能；冷弯试验评估钢材质量优劣；冲击韧性衡量钢材抵抗脆性破坏的机械性能。 7. 焊接残余应力对结构有什么影响？答：不影响构件静力强度；降低构件稳定承载力；降低结构的疲劳强度；降低结构的刚度；加速构件的脆性破坏；残余变形影响安装、正常使用。 8. 焊接组合工字型压弯构件3 和受弯构件2 的腹板是否都存在失稳问题，若存在，梁结构中采 用什么措施保证其不失稳？ 答：（1）存在。（2）对于翼缘板可限制其宽厚比；对于腹板可配置加劲肋；考虑腹板的屈服后强度。 9. 简述钢结构疲劳含义，列出其主要影响因素并作简要分析？ 答：（ 1 ）钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下，在其强度还低于钢材抗拉强 度甚至低于钢材屈服点的情况下突然断裂，称之为疲劳破坏。（2）影响因素有：应力集中大小；循环应力大小；应力变化的循环次数；残余应力情况。 10. 在轴心受压构件，受弯构件以及压弯构件设计时，为什么要满足一定的刚度要求？并说明各自 的刚度检算方法。 答：（1）由于长细比过大在制造、运输和安装过程中产生较大的变形，同时因自重作用产生较大挠度，对承受动力荷载的构件还将产生较大的振幅，对压杆构件而言还将降低整体稳定性。（2）轴心受压构件：长细比；受弯构件：挠度；压弯构件：长细比，如跨中承受横向荷载还要验算其挠度。 11. 影响刚才脆断裂的因素有哪些？设计时如何防止发生脆性断裂？ 答：（1）钢材的质量；钢板的厚度；加荷速度；应力的性质（拉，弯等）和大小；最低使用 温度；连接方法；应力集中程度。（2）防止：对低温地区的焊接结构要注意选用钢材的材质；对焊接结构特别是低温地区，设计时要注意焊缝的正确布置和施焊时注意焊缝的质量；力求避免应力集中；结构在其使用时应避免使其突然受力，要使加荷的速度不至于过大。 12. 格构式轴心受压构件分肢稳定的含义是什么，规范采用什么方法预防其分肢失稳？ 答：（1）在理想情况下，轴心受压构件两分肢的受力是相同的，但在实际情况下，由于初弯曲和出偏心等出初始缺陷，两分肢受力不等，同时，分置本身又可能具有初弯曲等缺陷。 （2） 对缀条柱，分肢的长细比入i不应大于构件两方向长细比的较大值入max的0.7倍；对于缀 板柱，入1不应大于40,并不应大于入max的0.5倍。 13. 格构式轴心受压构件的定义？答：主要是由两个或两个以上相同截面的分肢用缀件相连而成，分肢的截面常为热轧槽钢、热轧角钢等。 14. 普通螺栓抗剪连接中，有可能出现那几种破坏形式？具体设计时，哪些破坏是通过计算来防止？
钢结构课设
钢结构课设 钢结构课设是结构工程中的重要课程之一，其主要研究对象是钢结构的设计、计算和施工。钢结构具有强度高、刚度好、耐久性强等优点，在现代建筑中得到广泛应用。本文将从钢结构的基本概念、设计流程和实际应用等方面进行探讨。 一、钢结构的基本概念 钢结构是指以钢材为主要材料，通过各种连接方式连接起来的构件。钢结构可以分为框架结构、悬挂结构、拱形结构、网架结构等。其中框架结构是最常见的一种结构形式，其由水平和垂直方向的钢杆连接而成，形成一个稳定的整体结构。钢结构的设计目的是使其能够承受一定的重量和力量，同时具有美观、经济、安全、耐久等特点。 二、钢结构的设计流程 1.初步设计：根据建筑的用途、功能和要求，确定建筑的基本结构形式和尺寸。在此基础上，进行初步的荷载计算，确定钢结构的承载能力和初始尺寸。 2.结构分析：对钢结构进行分析和计算，包括受力分析、刚度分析和稳定性分析等。在分析的过程中，需要考虑荷载的种类、大小和作用位置等因素。
3.结构设计：根据结构分析的结果，确定钢结构的材料、型号、尺寸和连接方式等。在设计过程中，还需要考虑结构的可靠性、经济性和施工方便性等方面因素。 4.施工图设计：根据结构设计的方案，进行详细的施工图设计，包括构件的尺寸、连接方式、安装方式等。施工图设计是钢结构施工的重要依据，必须准确无误。 5.施工监理：在钢结构施工的过程中，需要进行严格的监理和检验，确保施工质量和安全。监理人员需要对施工过程进行现场检查和验收，及时发现和纠正问题。 三、钢结构的实际应用 钢结构在现代建筑中得到广泛应用，其主要应用于大跨度建筑、高层建筑、工业厂房、桥梁、体育场馆等领域。在大跨度建筑中，钢结构具有轻巧、刚度好、施工方便等优点，可以有效地减轻建筑物的自重，提高建筑的整体性能。在高层建筑中，钢结构可以有效地提高建筑的抗震能力和安全性能。在工业厂房中，钢结构可以实现大空间的无柱式结构，提高生产效率和空间利用率。在桥梁中，钢结构可以实现大跨度、大荷载的结构形式，提高桥梁的通行能力和安全性能。在体育场馆中，钢结构可以实现大跨度、无柱式的结构形式，提高观众的观赛体验。
钢结构课设
钢结构课设 引言 钢结构是指以钢材作为主要构造材料的建筑结构。由于钢材的高强度、较小的自重和良好的可塑性，钢结构在现代建筑中得到广泛应用。本文将深入探讨钢结构的设计和应用。 钢结构设计原理 钢结构的设计原理是根据力学原理来确定结构的力学特性和承载力。钢结构设计主要包括以下几个方面： 结构设计目标 •确定结构的承载力和刚度要求 •确定结构的使用寿命和耐久性要求 •确定结构的安全指标和稳定性要求 结构荷载计算 •考虑到结构所受到的各种荷载，如自重、活载、风荷载等 •根据设计要求计算出荷载的大小和分布 结构分析与计算 •采用结构力学理论和计算方法对结构进行稳定性、强度和刚度的分析与计算•根据分析结果优化结构形式和尺寸 结构设计与验算 •根据结构分析结果，选取适当的钢材和构件来设计结构 •根据设计要求进行验算，确保结构的安全性和可靠性
钢结构的优点与应用领域 钢结构具有以下优点，使其在许多领域有着广泛的应用： 高强度 钢材的强度远远超过其他常见的建筑材料，如混凝土和木材。因此，采用钢结构可以减少构件的截面尺寸，提高结构的自重比。 轻量化 相比于混凝土结构，钢结构的自重轻，占地面积小。这使得钢结构在建筑设计中可以更加灵活和多样化。 施工速度快 钢结构的构件可以在工厂预制，然后现场进行组装。这大大加快了施工速度，可以缩短工期。 可持续发展 钢结构的材料可以回收再利用，具有很高的可持续性。同时，钢结构在使用过程中可以适应多种功能需求，方便改造与扩展。 钢结构广泛应用于以下领域： 工业建筑 工业建筑对于结构的强度和刚度要求较高，钢结构能够满足这些要求。工业厂房、仓库、车间等大跨度建筑常采用钢结构。 商业建筑 商业建筑包括购物中心、大型超市等。其中，大空间和灵活布局是钢结构的优势，因此商业建筑常采用钢结构。
《钢结构》课程设计任务书
、设计资料 某单跨单层厂房，跨度 L=24m ，长度 54m ，柱距 6m ，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接 于混凝土柱上，屋面采用 1.5×6.0m 太空轻质大型屋面板。钢材采用 Q235-BF ，焊条采用 E43 型， 手工焊。柱网布置如图 1 所示， 杆件容许长细比：屋架压杆 [ ]=150 ，屋架拉杆 [ ]=350。 二、屋架形式及几何尺寸 如图 2 所示。 1. 永久荷载（标准值） 大型屋面板 （0.50 +0.001* 本人学号后三位数） kN/m 2 3 （例如：学号为 070807110190，则屋面板荷载为： 0.50+0.001*190=0.69kN/m 2） 防水层 0.10kN/m 2 屋架及支撑自重 0.15kN/m 2 悬挂管道 0.05kN/m 2 2. 可变荷载（标准值） 屋面活荷载 按学号选取（参见下表） ； 雪荷载 0.30kN/m 2 （kN/m 2） 学号个位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 活荷载 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 2 掌握杆件内力的计算和组合， 杆件 的计算长度、截面形式，截面选 择及构造要求，填板的设置及节 点板的厚度； 3 掌握普通钢屋架节点设计的原则 和要求，主要节点的设计及计算 和构造；掌握钢屋架施工图的内 容和绘制。 四、课程设计要求 1. 掌握钢屋架荷载的计 算； 图 2 屋架形式及几何尺寸
五、课程设计进度安排 序号 设计（论文）各阶段内容 地点 起止日期 1 § 布置设计任务； § 屋盖支撑布置，按比例绘出屋架结构及支撑布置图； § 选择钢材及焊接材料； § 荷载计算 § 内力计算、内力组合； 自选 周一 2 § 设计各杆件截面； 同上 周二 3 § 节点设计：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。 同上 周三 4 § 绘制钢屋架施工图，包括： 1、屋架结构图、上弦和下弦平面图、必要的剖面图和 零件大图。 2、屋架简图（单线图） 3、各零部件详细编号，填写材料表 同上 周四 5 完善施工图及计算书 同上 周五 图 1 柱网布置图
中南大学钢桥课程设计(优秀)
中南大学钢桥课程设计（优秀）
中南大学《钢桥》课程设计书 姓名： *** 学号： ********** 班级：土木****班 指导老师： *** 20**年**月
《钢桥》课程设计任务书 一、设计目的： 跨度L=72m 单线铁路下承载式简支栓焊钢桁梁设计 二、设计依据： 1. 设计《规范》 铁道部《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005） 铁道部《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）。 2. 结构基本尺寸 计算跨度72m L =；桥跨全长73.10m q L =；节间长度9.00m d =； 主桁节间数8n =；主桁中心距 5.75m B =；平纵联宽度0 5.30m B =； 主桁高度11.00m H =；纵梁高度 1.45m h =；纵梁中心距 2.00m b =； 主桁斜角倾角50.708 θ=，sin 0.774θ=，cos 0.633θ=。 3. 钢材及其基本容许应力： 杆件及构件用Q345qD ；高强度螺栓用20MnTiB 钢；精制螺栓用BL3；螺母及垫圈用45号优质碳素钢；铸件用ZG25II ；辊轴用锻钢35。 钢材的基本容许应力参照《铁路桥梁钢结构设计规范》。 4. 结构的连接方式及连接尺寸： 连接方式：桁梁杆件及构件采用工厂焊接，工地高强螺栓连接； 人行道托架采用精制螺栓连接； 连接尺寸：焊缝的最小焊脚尺寸参照《桥规》； 高强螺栓和精制螺栓的杆径为φ22，孔径为d=23mm 。 5. 设计活载等级： 标准—中活载 6. 设计恒载 主桁314.80kN /m p =，联结系4 2.80kN /m p =； 桥面系2 6.50kN /m p =； 高强螺栓6234=++p p p p ⨯（） 3%；检查设备5 1.00kN /m p =； 桥面111.00kN /m p =； 焊缝7234=++ 1.5%p p p p ⨯（） 。