完整钢结构课程设计
1.设计资料： ................................................................ 错误！未定义书签。
2.结构形式与布置 ............................................................ 错误！未定义书签。
3.荷载计算 .................................................................. 错误！未定义书签。
4.内力计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 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： 第五组：
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/m 2
），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3
），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2
），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2
），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/m 2
，积灰荷载标准值0.6KN/m 2
，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/m 2
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、设计任务分解
学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。
表-3
4、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。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/m 2
），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3
），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2
），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2
），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/m 2
，积灰荷载标准值0.6KN/m 2
，雪荷载及风荷载见下表。
活载KN/m 2 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
（2）屋架计算跨度 )(7.233.0240
m l =-=
（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
mm h 19000=中部高度
mm h 3100=（为6.7/0l ）
，屋架跨中起拱500/l 考虑，取48mm. 2.结构形式与布置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：
屋架上弦支撑布置图
屋架下弦支撑布置图
3.荷载计算
屋面活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0.7kN/2
m 进行计算。
屋面风荷载
迎风面 m KN /88.51235.00.1)0.1(4.11-=???-?=ω 背风面 m KN /82.31235.00.165.0(4.11
-=???-?=ω
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 荷载名称
标准值（kN/2
m ） 设计值（kN/2
m ） 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 0.7 0.7×1.4＝0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4＝0.84 可变荷载总和
1.3
1.82
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： 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载
全跨节点永久荷载： 半跨节点可变荷载：
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：
半跨节点屋面板自重及活荷载：
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：
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
屋架构件内力组合表
杆件名称内力系数（F=1）第一种
组合
F×①第二种组合第三种组合计算杆件内力
（KN）
全跨①左半跨
②右半
跨③1
F×①
+
2
F×②
1
F×
+
2
F×③
3
F×①﹢
4
F×②
3
F×①﹢
4
F×③
上弦
AB
BC、CD
DE、EF
FG
GH、HI
-9.08
-14.02
-15.75
-16.29
-6.83
-9.96
-10.26
-10.80
-2.90
-5.24
-7.08
-7.08
-444.81
-686.83
-771.55
-797.89
-407.96
-620.28
-681.65
-707.98
-332.75
-523.42
-603.05
-620.60
-200.99
-296.66
-311.79
-326.77
-94.83
-160.18
-201.49
-204.02
-444.81
-686.83
-771.55
-797.89
下弦Ab
bc
cd
de
4.94
11.97
15.14
15.12
3.80
8.77
10.35
8.52
1.47
4.12
6.18
8.52
242.18
586.45
741.86
740.81
223.52
534.05
663.36
632.62
179.77
442.52
571.94
600.78
111.42
259.58
311.05
268.37
49.63
130.47
182.43
224.58
242.18
586.45
741.86
740.81
斜腹杆aB
Bb
bD
Dc
cF
Fd
dR
RI
RG
-8.98
6.93
-5.45
3.68
-2.42
1.07
0.79
1.56
0.70
-6.91
5.07
-3.67
2.11
-0.90
-0.29
2.43
3.20
0.70
-2.67
2.40
-2.30
2.02
-1.96
1.75
-2.12
-2.12
-440.06
339.58
-267.24
180.33
-118.64
52.49
38.68
76.41
34.13
-406.16
306.07
-238.00
154.62
-93.71
30.25
65.60
103.33
34.11
-326.66
256.41
-206.98
145.62
-103.78
57.07
-1.04
24.07
22.73
-202.47
150.06
-110.69
66.22
-27.80
-1.64
60.19
81.66
19.40
-90.19
75.79
-67.08
53.77
-46.78
36.65
-34.63
-31.03
3.28
-440.06
339.58
-267.24
180.33
-118.64
52.49,-1.64
65.60,-34.63
103.33,-31.03
34.13
竖杆Aa
Cb、Ec
Gd
HR
Ie
-0.50
-1.00
-1.50
-1.00
-0.50
-1.00
-1.49
-1.00
-24.50
-48.92
-73.47
-48.99
-24.50
-48.80
-73.46
-48.99
-16.31
-32.56
-48.91
-32.61
-13.95
-27.86
-41.81
-27.89
-2.34
-4.64
-7.02
-4.67
-24.50
-48.92
-73.47
-48.99
5.杆件设计
（1）上弦杆
整个上弦采用等截面，按GH,HI杆件的最大内力设计，即
上弦杆计算长度：
在屋架平面内，为节间轴线长度，即
在屋架平面外，本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支持布置和内力变
化情况，取oy
l为支撑点间的距离，即
根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦杆截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。如下图所示。
腹杆最大内力KN
N06
.
440
-
=，由屋架节点板厚度参考可知：中间节点板与垫板厚度取10mm,支座
节点板刚度取12mm 。
设70=λ
，查Q235钢的稳定系数表，可得751.0=?（由双角钢组成的T 形和十字形截面均属于b
类），则需要的截面积为
需要回转半径：
mm l i ox
x 5.21701508==
=
λ
， m m l i oy y 7.8570
6000
===λ 根据需要A ，x i ，y i 查角钢规格表，
选用101101802??L ，肢背间距a=10mm ，则： 2
5680mm A =，mm i x 3.31=，mm i y 3.86=
按所选角钢进行验算：
52.693
.866000
==
=
y
oy y
i l λ<[λ]=150, 758.0=y ?（b 类） 双角钢T 型截面绕对称轴(y)轴应按扭曲计算长细比yz λ
则yz λ=y λ=69.52，754.0=?，MPa MPa A N 3.1865680
754.01089.7973
=??=?＜MPa
215
故所选截面满足要求。
填板每个节间放一块（满足1l 范围内不少于两块），尺寸取60mmx130mmx10mm 则 间距cm x i cm l d
2.1251
3.34040
4.752
8
.150==<==
，取80cm 。 （2）下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的杆计算。
K N 86.741=N
mm l ox 3000= ，mm l oy 118502/23700==（因跨中有通长系杆），所需截面积为： 选用101101802??L ，因oy l ≥ox l ，故用不等肢角钢，短肢相并，如下图。
25680mm A =，mm i x 3.31=，mm i y 3.86=
8.953.313000
===
x ox x i l λ＜350，31.1373
.8611850===y oy y i l λ＜350 故所选截面满足要求。
填板每个节间放一块，尺寸取60mm ×130mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d
4.25013.380801502
300
=?=<==
，取150cm 。 （3）斜腹杆 ①端斜杆aB ：
18.483
.311508
===
x ox x i l λ
杆件轴力 KN N 06.440-=
计算长度 =ox l mm l oy 2448=
因=ox
l oy l ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使≈x i y i 。
选用8801252??L ，肢背间距a=10mm ，则： 23200mm A =，mm i x 1.40=，mm i y 7.32=
按所选角钢进行验算：
86.747
.322448
==
=
y
oy y
i l λ<[λ]=150 双角钢T 型截面绕对称轴(y)轴应按扭曲计算长细比yz λ
则yz λ=y λ（1+
2
2
04
209.1t
l b y ）=73.07×（1+
y λ>=??58.81)8
.08.244809.12
2
4
故由58.81max ==yz λλ，b 类，678.0=?，
MPa MPa A N 8.2023200
678.01006.4403
=??=?＜MPa 215
故所选截面满足要求。
填板放两块，尺寸取60mm ×145mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d
8.13027.340406.813
8
.244=?=<==
,取90cm 。 ②杆件dR-RI
此杆在R 节点处不断开，采用通长杆件。 最大拉力：KN N dR 60.65= ，KN N RI 33.103= 最大压力：KN N dR
63.34-= ，KN N RI 03.31-=
再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox
2157=，在桁架平面外的计
算长度：
选用4632?L ，查角钢规格表得
2996mm A =，mm i x 6.19=，mm i y 4.29=
因x λ＜y λ，只需求y ?。查表得3486.0=y
?，则
MPa A N y 7.99996
3486.034630
=?==
?σ＜MPa 215
拉应力： MPa MPa A N 2157.103996
10333<===
σ
05
.611
.402448
===x ox x i l λ
所选截面满足要求。
填板放两块，尺寸取60mm ×83mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d
4.7896.140409.713
7
.215=?=<==
，取75cm 。 ③ 杆件Bb 杆件轴力 KN N 58.339=
计算长度 =ox
l 0.8×2534=2027.2mm ， mm l oy 2534=
选用8752?L ，查角钢规格表得
22300mm A =，mm i x 8.22=，mm i y 0.35=
所选截面满足要求。
填板放两块，尺寸取60mm ×95mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d 4.18228.280804.633
4
.253=?=<==
，取80cm 。 ④杆件bD 杆件轴力 KN N 24.267-=
计算长度 =ox
l 0.8×2798=2238.4mm ， mm l oy 2798=
选用8752?L ，查角钢规格表得
22300mm A =，mm i x 8.22=，mm i y 0.35=
1502.988.224
.2238<===x ox x i l λ，1508.812
.342798<===y oy y i l λ
x λ>y λ，567.0=x ?，MPa MPa A N x 2159.2042300
567.0267240
<=?==
?σ 所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×95mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d 2.9128.240400.7048
.279=?=<==
，取70cm 。 ⑤杆件Dc 杆件轴力 KN
N 33.180=
计算长度 =ox
l 0.8×2778=2222.4m ， mm l oy 2778=
选用8752?L ，查角钢规格表得
22300mm A =，mm i x 8.22=，mm i y 0.35=
3505.978.224.2222<===
x ox x i l λ，35037.790
.352778<===y oy y i l λ 所选截面满足要求。
填板放两块，尺寸取60mm ×95mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d
4.18228.280806.923
8
.277=?=<==
，取100cm 。
⑥杆件cF 杆件轴力 KN N 64.118-=
计算长度 =ox
l 0.8×3055=2444m ， mm l oy 3055=
选用8752?L ，查角钢规格表得
22300mm A =，mm i x 8.22=，mm i y 0.35=
1502.1078.222444<===
x ox x i l λ，1503.890
.353035<===y oy y i l λ x λ>y λ，449.0=x ?， MPa MPa A N x 2159.1142300
449.0118640
<=?==
?σ 所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×95mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d 2.9128.240404.764
5
.305=?=<==
，取cm 80。 ⑦杆件Fd 杆件轴力 KN N 49.52=
计算长度 =ox
l 0.8×3035=2444m ， mm l oy 3035=
选用4632?L ，查角钢规格表得
2996mm A =，mm i x 6.19=，mm i y 4.29=
3509.1236.192428
<===x ox x i l λ，3505.1004
.293035<===y oy y i l λ
所选截面满足要求
填板放两块，尺寸取60mm ×83mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d 8.15696.180802.1013
5
.303=?=<==
，取110cm 。 ⑧杆件RG 杆件轴力 KN N 13.34=
计算长度 =ox
l 0.8×1952=1561.6m ， mm l oy 1952=
选用4632?L ，查角钢规格表得
2996mm A =，mm i x 6.19=，mm i y 4.29=
3507.796.196
.1561<===x ox x i l λ，3506.644
.291952<===y oy y i l λ
x λ>y λ，688.0=x ?，MPa A N x 8.49996
688.034130
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求
填板放两块，尺寸取60mm ×83mm ×10mm ，则
间距cm i cm l d 8.15696.180801.653
2
.195=?=<==
，取70cm 。 （4）竖杆 ①杆件Aa
杆件轴力 KN N 50.24-=
计算长度 =ox
l 0.8×1900=1520m ， mm l oy 1900=
由于杆件内力较小，按150][==λλ
选择，需要回转半径为
mm i x 13.10=，mm i y 67.12=
选用4562?L ，查角钢规格表得
2878mm A =，mm i x 3.17=，mm i y 7.26=
15086.873.171520<===
x ox x i l λ，15034.697
.261900<===y oy y i l λ x λ>y λ，636.0=x ?，MPa A N x 87.43878
636.024500
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求。
填板放两块，尺寸取60mm ×76mm ×12mm ，则 间距cm i cm l d 2.6973.140403.633
.190=?=<==
，取65cm 。 ②杆件HR 杆件轴力 KN N 99.48-=
计算长度 =ox
l 0.8×1406=1124.8m ， mm l oy 1406=
选用4562?L ，查角钢规格表得
2878mm A =，mm i x 3.17=，mm i y 7.26=
15002.653.178
.1124<===x ox x i l λ，1503.517
.261406<===y oy y i l λ
x λ>y λ，78.0=x ?，MPa A N x 53.71878
78.0448990
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×76mm ×10mm ，则 间距cm i cm l d 2.6973.140408.463
6
.140=?=<==
，取50cm 。 ③杆件Cb 杆件轴力 KN N 92.48-=
计算长度 =ox
l 0.8×2200=1760m ， mm l oy 2200=
选用4562?L ，查角钢规格表得
2878mm A =，mm i x 3.17=，mm i y 7.26=
1507.1013.171760
<===x ox x i l λ，1503.807
.262200<===y oy y i l λ
x λ>y λ，483.0=x ?，MPa A N x 5.115878
483.0448920
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×76mm ×10mm ，则 间距,2.6973.14040554
220
cm i cm l d =?=<==
取60cm 。 ④杆件Ec 杆件轴力 KN N 92.48-=
计算长度 =ox
l 0.8×2500=2000m ， mm l oy 2500=
选用4562?L ，查角钢规格表得
2878mm A =，mm i x 3.17=，mm i y 7.26=
1506.1153.172000<===
x ox x i l λ，15024.917
.262200<===y oy y i l λ x λ>y λ，460.0=x ?，MPa A N x 1.121878
460.0448920
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×76mm ×10mm ，则 间距,2.6973.140405.624
250
cm i cm l d =?=<==
取65cm 。 ⑤杆件Gd 杆件轴力 KN N 47.73-=
计算长度 =ox
l 0.8×2800=2240m ， mm l oy 2800=
选用4632?L ，查角钢规格表得
2996mm A =，mm i x 6.19=，mm i y 4.29=
1503.1146.192240
<===x ox x i l λ，1507.924
.292800<===y oy y i l λ
x λ>y λ，468.0=x ?，MPa A N x 6.157996
468.073470
=?==
?σ＜MPa 215
所选截面满足要求。
填板放三块，尺寸取60mm ×83mm ×10mm ，则 间距,4.7896.14040704
280
cm i cm l d
=?=<==
取70cm
表3 屋架杆件截面选择表
名称杆件编
号内力/kN 计算长度/cm 截面规格截面面
积
/2
cm
回转半径/cm 长细比容许长细比
[]λ
稳定系数?计算应力
N
A
?
上弦GH、HI -797.89 150.8 600.0 180×110×10 56.80 3.13 8.71 48.18 68.89 150 0.754 186.3 下弦cd 741.86 300 1185.0 180×110×10 56.80 3.13 8.71 95.80 136.05 350 156.77
腹杆Aa -24.50 152 190 56×4 8.78 1.73 2.74 87.86 69.34 150 0.636 43.87
aB -440.06 244.8 244.8 125×80×8 32.00 4.01 3.35 61.05 73.07 150 0.732 187.87 Bb 339.58 202.7 253.4 75×8 23.00 2.28 3.42 88.90 74.10 350 147.60 Cb -48.92 176.0 220.0 56×4 8.78 1.73 2.74 101.7 80.30 150 0.483 115.50 bD -267.24 223.8 279.8 75×8 23.00 2.28 3.42 98.2 81.80 150 0.567 204.90 Dc 180.33 222.2 277.8 75×8 23.00 2.28 3.42 97.5 81.20 350 78.40 Ec -48.92 200.0 250.0 56×4 8.78 1.73 2.74 115.6 91.24 150 0.460 121.13 cF -118.64 244.4 305.5 75×8 23.00 2.28 3.42 107.2 89.3 150 0.449 114.90 Fd 52.49 242.8 303.5 63×4 9.96 1.96 3.02 123.9 100.5 350 52.70 Gd -73.47 224.0 280.0 63×4 9.96 1.96 3.02 114.3 92.7 150 0.468 157.60
dR 65.60
-34.63
215.7 420.2 63×4 9.96 1.96 3.02 110.1 139.1 150 0.349 99.70
RI 103.3
-31.0
215.7 420.2 63×4 9.96 1.96 3.02 110.1 139.1 150 0.349 205.72 RG 34.13 151.2 195.2 63×4 9.96 1.96 3.02 79.7 64.6 150 0.688 49.80 HR -48.99 112.5 140.6 56×4 8.78 1.73 2.74 65.02 51.30 150 0.780 71.53 Ie 0 0.9?310.0=279.0 63×4 9.96 1.96 3.02 142.4 92.4 200 0
6.节点设计 1.下弦设计
（1）下弦节点b
已知采用用E43型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa =。
设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数
计算）：
肢背： mm l w 2.1648216087.02339580
321
=?+????=
，取180mm 。
肢尖： mm l w 4.9562160
67.02339580
312=?+????=
，取100mm 。 设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为：
肢背： mm l w 9.1518216087.02267240
321
=?+????=
，取120mm 。
肢尖： mm l w 6.7762160
67.02267240
312=?+????=
，取90mm 。 “Cb ”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为300mm ×340mm 。
下
弦节点“b ”
下弦与节点板连接的焊缝长度为34.0cm ，
mm h f 6=。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差
kN 27.32618.42245.685==?—N ，受力较大的肢背处的焊缝应力为
MPa f MPa w f 1603.971234060.7226270
332＝）
—（<=????=τ，焊缝强度满足要求。
（2）下弦节点c
已知采用用E43型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa =。
设“cD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数
计算）：
肢背： mm l w 4.838216087.02180330
321=?+????=
，取100mm 。
肢尖： mm l w 3.5662160
67.021********
=?+????=，取60mm 。
设“cF ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f
68和=，则所需的焊缝长度为：
肢背： mm l w 4.608216087.0218640
1321=?+????=
，取80mm 。 肢尖： mm l w 3.4162160
67.02118640
312=?+????=
，取60mm 。 “cE ”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例
下弦节点“c ”
绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为260mm ×300mm 。 下弦与节点板连接的焊缝长度为34.0cm ，
mm h f 6=。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差
kN 41.15545.86586.741=-=?N ，受力较大的肢背处的焊缝应力为
MPa
f MPa w f 16079.371234060.72155410
32＝）
—（<=????=τ，焊缝强度满足要求。
（3）下旋节点d
已知采用用E43型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa =。
设“Fd 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计
算）：
肢背： mm l w 6.358216087.0252490
321
=?+????=
，取80mm.
肢尖： mm l w 8.2462160
67.0252490
312=?+????=
，取60mm. 设“dR 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为：
肢背： mm l w 5.408216087.0265600
321
=?+????=
，取80mm.
肢尖： mm l w 1.2862160
67.0265600
312=?+????=
，取60mm . “Gd 的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为260mm ×340mm 。
下弦节点“d ”
下弦与节点板连接的焊缝长度为34.0cm ，
mm h f 6=。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差
kN 05.181.74086.741=-=?N ，受力较大的肢背处的焊缝应力为
MPa f MPa w f 16026.01234060.721050
32＝）
—（<=????=τ，焊缝强度满足要求。
(4)下弦节点e
1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：下弦与节点板连接的焊缝长度为50cm ，mm h f
8=。焊缝所受的力为弦杆的
内力kN 81.740=N
，则需焊缝长度为:
=
+???=167.04w
f f w f h N
l mm 222.698216087.04740810=?+???，取w l =250mm 拼接角钢长度不小于2?250+10=510mm ，取540mm 。为了保证施焊方便和保证连接焊缝的质量，还需将连接角钢的竖直肢切去Δ=t+mm h f 5+=10+8+5=23mm 。
2）竖杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算。kN
N 12.111%15408107=?=
设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为
肢背：mm l w 39.6712160
67.021012.11132
3=+?????=，取w l =80mm
肢尖mm l w 28.391216067.021012.11131
3
`=+?????=，按构造要求，取焊缝长度`w l ≥50mm ，
取`
w l =60mm
3）节点板尺寸：
按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸
:
图14.下弦节点“e ”
焊缝强度满足要求。 2上弦设计
（1）上弦节点“B ”
“Bb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b ”相同。 已知： kN 06.440-N =aB
设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=，则所需的焊缝长度为（按不等肢角钢短肢连接的角焊缝内力分
配系数计算）： 肢背： mm l w 164.538216087.0240060
4321=?+????=
，取170mm 。
肢尖： mm l w 120.0562160
67.024********
=?+????=，取140mm 。 为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
肢尖焊缝承担弦杆内力差Δ
kN N N N 81.444081.44421=-=-=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载
kN F 991.48=。
上弦与节点板间焊缝长度为400mm ，则 节点如图:
上弦节点“B ” （2）上弦节点“D ”
“bD ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"b ”相同。
肢背： mm l w 9.1518216087.02267240
321=?+????=
，取120mm 。
肢尖： mm l w 6.776216067.022********
=?+????=，取90mm 。 “Dc ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“c ”相同。
肢背: mm l w 4.838216087.02180330
321=?+????=
，取100mm 。
肢尖： mm l w 3.566216067.021********
=?+????=，取60mm 。 为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
肢尖焊缝承担弦杆内力差Δ
kN N N N 02.24281.44483.68621=-=-=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷
载kN F 991.48=。
上弦与节点板间焊缝长度为380mm ，则 节点如图:
上弦节点“D ”
（3）上弦节点“F ”
“cF ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"c ”相同。
肢背： mm l w 4.608216087.0218640
1321=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 3.4162160
67.021********
=?+????=，取60mm 。 “Fd ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“d ”相同。 肢背: mm l w 4.838216087.02180330
321=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 3.566216067.021********
=?+????=，取60mm 。 为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
肢尖焊缝承担弦杆内力差Δ
kN N N N 72.8483.68655.77121=-=-=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载
kN F 991.48=。
上弦与节点板间焊缝长度为350mm ，则 节点如图:
上弦节点“F ”
（4）上弦节点“G ”
“Gd ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"d ”相同，mm h f 5=
肢背： mm l w 95.355216057.0273470
321
=?+????=
，取60mm 。
肢尖： mm l w 65.3152160
57.0273470
312=?+????=
，取60mm 。 “GR ”杆肢背和肢尖的焊脚尺寸mm h f 8=和6mm 。
肢背： mm l w 01.338216087.020
3413321
=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 38.2062160
67.0234130
312=?+????=
，取60mm 。 设“GI ”杆的焊脚尺寸:。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
肢尖焊缝承担弦杆内力差ΔkN N N N 34.2655.77189.797
21=-=-=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载kN F 991.48=。
上弦与节点板间焊缝长度为350则 节点如图：
（5）上弦节点“C ”
“Cb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"b ”相同，mm h f
5=
w 160
57.022???设“BD ”杆的焊缝尺寸为。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊
缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽 节点如图：
竖杆与节点板间焊缝长度为50则 满足要求。
（6）上弦节点“E ”
“Ec ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"c ”相同，mm h f 5=
肢背： mm l w 26.395216057.0248920
321
=?+????=
，取50mm 。
肢尖： mm l w 41.2452160
57.0248920
312=?+????=
，取50mm 。 设“DF ”杆的焊缝尺寸为。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊
缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽 节点如图： 满足要求。
（7）上弦节点“H ”
“HR ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"”相同，mm h f 5=
肢背： mm l w 20.395216057.0248990
321
=?+????=
，取50mm 。
肢尖： mm l w 44.2452160
57.0248990
312=?+????=
，取50mm 。 设“BD ”杆的焊缝尺寸为。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊
缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽 节点如图： 满足要求。
（8）上弦节点“A ”
“Aa ”杆肢背和肢尖的焊脚尺寸mm h f 8=和6mm 。
肢背： mm l w 16.258216087.0224500
321
=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 02.1862160
67.0224500
312=?+????=
，取60mm 。 设“AB ”杆的焊缝尺寸为。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊
缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽 节点如图：
（9）上弦节点“R ”
“HR ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点"H ”相同，mm h f
5=
w 160
57.022???“RG ”杆肢背和肢尖的焊脚尺寸mm h f 8=和6mm 。
肢背： mm l w 01.338216087.020
34134321
=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 38.2062160
67.0234130
312=?+????=
，取60mm 。 设“BD ”杆的焊缝尺寸为。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?=
节点如图：
节点“R ”
肢尖焊缝承担弦杆内力差Δ
kN N N N 73.3760.6533.10321=-=-=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载
kN F 991.48=。
弦杆与节点板间焊缝长度为270则 3.屋脊节点K
弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般为mm h t f 5++）
。拼接角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。
设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝mm h f 8=，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）
拼接角钢的长度mm l w
2.406102L =+=+弦杆杆端空隙，拼接角钢长度取500mm 。
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15％计算，并考虑此力产生的弯矩。设肢尖焊缝mm h f 8=，取
节点板长度为500mm ，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为
焊缝应力为：
设“dI ”、“Id ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 56和=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊缝内力
分配系数计算）：
肢背： mm l w 5.636216067.02103300
321=?+????=
，取80mm 。
肢尖： mm l w 4.4052160
57.021********
=?+????=，取60mm 。 因屋架的跨度很大，需将屋架分为两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接，左半边的上弦、斜杆和竖杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的上弦、斜杆与节点板的连接用工地焊缝。节点形式如图:
屋脊节点“K ”
4支座设计： 支座节点“a ”
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度12mm 。 （1）支座底板的计算：
支座反力： N R 391928=
采用对C20，
MPa f c 6.9=的钢筋混凝土柱，锚栓直径取25mm ，锚栓孔直径取2倍的锚栓直径，即50mm 。
支座底板的面积A ：A ≥+c
f R 锚栓孔缺口面积=
6.9391928+1963=42789mm 2
设支座底板的平面尺寸采用mm mm 300240?，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为251360214402mm =?。验算柱顶混凝土的抗压强度： 式中：c f －混凝土强度设计值，。
支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为： 式中：σ－底板下的平均应力，即σ=7.63MPa ，
2a －两边支承之间的对角线长度，即mm a 9.150100)2
14120(222
=+-=
2β－系数，由2
2/b a 查表确定。
2b 为两边支承的相交点到对角线2a 的垂直距离。由此得：
查表得2β
＝0.056。则单位宽度的最大弯矩为： 底板厚度：
mm f M t 5.16215
5
.972966=?==
，取t ＝20m 所以底板尺寸为20214240??。
（2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算 一个加肋的连焊缝风所承受的内力取为
加劲肋高度、厚度取与中间节点板相同（12120205??）。采用mm h f
6=，验算焊缝应力：
对V: 对M:
应力验算:
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
设焊缝传递全部支座反力
N
R 391928=，其中每块加劲肋各传
N
R 97980/4=，节点板传递
N R 958601/2=。
节点板与底板的连接焊缝长度
mm l
w
456)12240(2=-?=∑，所需焊脚尺寸为
mm f l R h w
f w f 14.322
.11604567.0195860
22.17.02/=???=??=∑，取mm h f 6=。 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为
所需焊缝尺寸 所以取mm h f
8=。
节点如图：
支座节点“a ”
下弦与节点板连接的焊缝长度为24.0cm ，mm h f 6=。焊缝所受的力KN N 18.242=，受力较大的肢背处的焊
缝应力为
焊缝强度满足要求。
钢结构课程设计参考示例
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与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 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 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 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
钢结构课程设计
中南大学 《钢结构基本原理》 课程设计 设计名称：钢框架主次梁设计 专业班级：土木1112班 姓名：周世超 学号： 指导老师：龚永智 设计任务书 （一）、设计题目 某钢平台结构（布置及）设计。 （二）、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[S]（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准[S]（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范[S]（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范[S]（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[S]（GB50205-2001） 2、参考书籍
（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构[M]. 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）[M]. 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）[M]. 机械工业出版社，2006 （三）、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示，结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为：楼面板—次梁—主梁—柱—基础，设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算，次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600X300X12X18，楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345，焊条为E50 柱网尺寸9 ×9，永久荷载5，活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为1.2 （四）、设计内容要求 1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整 2)设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。 3)设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短
完整钢结构课程设计精
贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码：02443 题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级：2 0 1 3 级 专业：建筑工程 层次：本科 姓名：张伟 准考证号：21001181132 衔接院校：贵州大学 指导老师：张筱芸 完成日期： 2015. 4. 24
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： 第五组： 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0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2， 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、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。
钢结构课程设计任务书(2013.11)5
《钢结构》课程设计任务书 中国矿业大学银川学院 土木工程教研室 2013年11月
一、设计资料 1. 基本资料 某单跨单层厂房，跨度L=18m，长度42m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，梯形屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=1/10，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板（考虑屋面板对屋架在平面外的支撑作用）。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图1所示、屋架支撑系统布置图如图2所示。 图1 柱网布置图 （a）
（b） （c） 图2 屋架支撑布置图 （a）屋架上、下弦支撑布置图 （b）1-1剖面图；（c）2-2剖面图 2. 屋架形式及几何尺寸 如图3所示。 图3 屋架形式及几何尺寸 3. 屋面荷载及内力系数 （1）永久荷载（标准值） 三毡四油防水层0.40 kN/m2 水泥砂浆找平层0.40 kN/m2 保温层0.20 kN/m2 预应力混凝土屋面板（1.00 +0.001×本人学号后三位数）kN/m2 (例如：学号为070807110190，则屋面板荷载为：1.00+0.001×190=1.19kN/m2) 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 （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/m2 屋面活荷载的取值 (kN/m2)
如图4所示。 图4 屋架内力系数 （a）全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 （b）半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1. 完成一份钢屋架计算书。用A4纸手写，加统一格式封皮装订，见附件1。计算书内容必须包括： （1）钢屋架荷载计算； （2）杆件内力的计算和组合； （3）杆件截面的选择和验算； （4）主要节点设计（至少完成一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点的设计，节点设计内容包括节点板、加劲肋及连接焊缝）。 2. 绘制一份钢屋架施工图。用空白的A2绘图纸手绘，采用统一的图签栏，如图5所示。建议杆件轴线比例采用1:20，节点（包括杆件截面、节点板和小零件）比例采用1:10。当屋架对称时，可仅绘制半榀屋架的施工图。施工图内容必须包括： （1）施工图的说明； （2）材料表； （3）屋架简图； （4）屋架立面图；
钢结构课设计算书完整版
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
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 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载
钢结构课程设计(24米跨范例一)
钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2012年 1 月 2 日
目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)
一、设计资料 某车间跨度为24m，厂房总长度72m，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
荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000
钢结构课程设计指导书(详细版)
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
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24m跨度车间钢屋架设计。 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 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 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-A.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
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，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，以及吊车设置情况，宜布置三道上、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。 荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 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 3. 内力计算 按图解法、解析法、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。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
完整钢结构课程设计
1.设计资料： ................................................................ 错误！未定义书签。 2.结构形式与布置 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.荷载计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 4.内力计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 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： 第五组： 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/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），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/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，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/m 2 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、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、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。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/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），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/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m 2 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 （2）屋架计算跨度 )(7.233.0240 m l =-= （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 mm h 19000=中部高度
钢结构课程设计论文
钢结构是土木工程专业一门重要的专业课,为加强学生对钢结构基本理论的理解和对钢结构设计规范的应用,老师对我们进行为期1周左右的钢结构课程设计。通过这一实践教学活动,使我们掌握工程设计的思路方法和技术规范;提高我们工程设计计算、理论分析和图纸表达等解决实际工程问题的能力; 依据建筑工程专业教学大纲的要求结合我系培养计划，继《钢结构》课程结束后，进行为期一周的普通钢屋架课程设计。本次课程设计主要目的是提高学生的实际操作能力，使学生将其所学理论性极强的知识加以运用和理解。并通过讲解和指导使学生掌握实际设计工作的方法、步骤、内容和应注意的问题。 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。 钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。 这学期主要学习了，轴心受力构件—拉杆、压杆受弯构件—梁偏心受力构件—拉弯杆（偏心受拉）压弯杆（偏心受压）材料、连接、基本构件结构设计 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。
钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。 1.了解钢结构的两种破坏形式； 2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标； 3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素； 4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法； 5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格； 6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。 了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。理解受弯构件的工作性能,掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；了解受弯构件整体定和局部稳定的基本概念，理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；熟悉局部稳定的验算方法及有关规定。 下面谈谈我在学习过程中的一点体会。 一、学习要有明确的目标。在学习这门课之前，我就了解到，《钢结构设计原理》是多么重要的一门课，特别在毕业设计时,你现在不
钢结构课程设计
钢结构课程设计计算书 专业：土木工程 班级：土木094 姓名：王忠涛 学号：099044411 指导教师：贾冬云 安徽工业大学 建筑工程学院 土木工程系
《钢结构设计》课程设计计算书 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用三角形桁架式钢屋架即芬克式屋架，屋架下弦标高为9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5m~2.2m。屋面恒荷载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)水平投影标准值为0.50kN/㎡。屋面活荷载标准值为0.30kN/㎡。不考虑积灰荷载、风荷载。雪荷载0.4kN/㎡，不考虑全垮积雪不均匀分布情况。结构重要性系数为γ0=1.0。屋架采用Q235B钢，焊条采用E43型。 2.屋架形式和几何尺寸 屋架形式采用芬克式屋架屋面坡度1/3 屋架几何尺寸如下图： 屋架形式和几何尺寸 3.支撑布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆，上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连；下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑设置在同一柱间内。支撑的布置见下图。 上弦支撑布置图
下弦支撑布置图 纵向支撑布置图 檩条布置图 4.荷载计算 （1）永久荷载标准值： 屋面恒荷载标准值G k=0.50 kN/m2 屋面活荷载标准值Q k=0.30 kN/m2。 屋面雪荷载标准值S k=0.4 kN/ m2。 （2）上弦的集中荷载和节点荷载永久值。 檩条支承于上弦节点，屋架坡度为a=arctg1/3=18.4o′，檩距为1.975m。 上弦节点恒荷载水平投影标准值：P1=0.5×7.2×1.975=7.11 KN； 上弦节点雪荷载水平投影标准值：P2=0.4×7.2×1.975=5.69KN。 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图
钢结构课程设计
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分
析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2
钢结构学习心得
《钢结构设计原理》学习总结与体会钢结构是土木工程专业一门重要的专业课, 为加强学生对钢结构基本理论的理解和对钢结构设计规范的应用, 老师对我们进行为期 1 周左右的钢结构课程设计。通过这一实践教学活动, 使我们掌握工程设计的思路方法和技术规范; 提高我们工程设计计算、理论分析和图纸表达等解决实际工程问题的能力; 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。 钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。 这学期主要学习了，轴心受力构件—拉杆、压杆受弯构件—梁偏心受力构件—拉弯杆（偏心受拉）压弯杆（偏心受压）材料、连接、基本构件结构设计 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。 钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。
1. 了解钢结构的两种破坏形式； 2. 掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标； 3. 掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素； 4. 掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法； 5. 了解结构用钢材的种类、牌号、规格； 6. 理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。 了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。理解受弯构件的工作性能, 掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；了解受弯构件整体定和局部稳定的基本概念，理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；熟悉局部稳定的验算方法及有关规定。 下面谈谈我在学习过程中的一点体会。 一、学习要有明确的目标。在学习这门课之前，我就了解到，《钢结构设计原理》是多么重要的一门课，特别在毕业设计时, 你现在不熟悉,以后设计会带来很多麻烦, 而我不是那种只满足及格的学生。但想起那计算题,我就气,本身正在学结构力学,而且还学得不错,谁知把一些题给弄糊涂了. 二、学习要有兴趣。在我看来，学那一门课都一样，有兴趣才能
钢结构课程设计
课程设计 课程名称：钢结构设计 设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计学院：土木工程学院 专业：土木工程 年级：大学三年级 姓名：郭锐 学号：19 指导教师：王鹏 日期：2016年12月
课程设计任务书 土木工程学院学院土木工程专业 3 年级姓名：郭锐学号：13325 课程设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计 课程设计主要内容： （一）设计资料 昆明地区某工厂金工车间，长度90m，柱距6m，车间内设有两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10~1/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400m m，混凝土C20，屋面活荷载0.50 kN/m2，屋面积灰荷载0.75 kN/m2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）21m（2）24m 2、屋面计算跨度（1）L0＝L （2）L0＝L-300mm 3、屋面做法（1）有保温层（2）无保温层 4、屋架端高（1）h0=1.8m （2）h0=1.9m （3）h0=2.0m h=2.1m （4）0 （二）设计要求 1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。 2、合理布置支撑体系，主要考虑 （1）上弦横向水平支撑 （2）下弦横向水平支撑 （3）垂直支撑 （4）系杆（刚性或柔性） 并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号 3、荷载及内力计算
（1）屋面恒载计算。 （2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。 （3）屋面积灰荷载属于可变荷载。 （4）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。 （5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。 （6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。 （7）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力） 4、杆件截面选择 （1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。 （2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆件确定杆件截面及填板数量。 （3）设计小组内每位同学所计算的上弦杆，下弦杆，斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可按同组内其他同学计算成果统一列表取用。 （4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。 5、节点设计 （1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。 （2）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。 6、屋架施工图 （1）用铅笔绘制1#施工图 （2）施工图应包括 ①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及起拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（轴线比例1：20，杆件、节点比例1：10）。 ③侧面图，剖面图及零件详图。 ④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺 栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤材料表（一榀屋架的材料用量）。 ⑥说明（钢号、焊条型号、起拱要求、图中未注明的焊缝尺寸和油漆要求等）。 指导教师（签字）：
(整理)18米跨度钢结构课程设计-示例.
钢结构课程设计示例 附录A 梯形钢屋架设计示例 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为18m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.5kN/㎡，积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235B，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=18000-2×150=17700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）,中部高度2900mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。 图A-1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图B-2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图A-2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与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=0.40kN/㎡ 保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12×6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×18=0.318kN/㎡ 管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.068kN/㎡ 可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 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 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 屋架上弦节点荷载 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表A-1。 由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
钢结构课程设计参考答案[1]
一、设计题目 18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度7度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。 2、荷载标准值如下： （1）、永久荷载（沿屋面分布） 屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2 钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2 （2）、可变荷载 屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2 基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2 三、要求设计内容 1、屋盖结构布置 2、屋架杆件内力计算和组合 3、选择杆件截面型号，设计节点 4、绘制施工图 四、课题设计正文 （一）屋盖结构布置： 上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：
屋架支撑布置 1-1剖面图 （二）、屋架杆件内力计算和组合 1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载 2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图： 上弦集中荷载
上弦节点荷载 上弦集中荷载及节点荷载表 3、上弦节点风荷载设计值如图所示。 （1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为： 上弦节点风荷载 W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN 4、内力计算 （1）杆件内力及内力组合如下表： （2）上弦杆弯矩计算。 端节间跨中正弯矩为 M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×12.04kNm×3/√10×1.555m） =3.553kNm 中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为