钢结构课程设计任务书和计算书
第一部分钢结构课程设计任务书
一、基本要求
1、每位同学务必按分组要求做，并在计算书中注明组别；
2、计算书参考教材中例题，但力计算图解法应用计算机绘制；
3、图纸不得相互拷贝，为1号图；
4、计算书中应有屋架支撑布置图；
5、课程设计成绩单列，不计入钢结构课程成绩；
6、课程设计应由学生本人于2016年7月10日前，交到指导老师。
二、课程设计题目
某车间梯形钢屋架结构设计
三、设计资料
1、车间柱网布置图（L×84m）。
2、屋架支承于钢筋混凝土柱顶（砼等级为C20），采用梯形钢屋架。
3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。
4、柱距6m。
5、荷载：
1)屋架自重＝（120+11L）N/m2，其中L为屋架高度；
2)基本荷载表：
四、设计要求
1、设计屋面支撑布置（要求对整间厂房进行布置，写入计算书）；
2、计算屋架杆件设计力（选取典型一榀屋架，写入计算书）；
3、设计杆件截面；
4、设计不少于5个的典型节点；
5、绘制屋架的结构施工图（1号图纸）。
五、力计算考虑下面三种情况
1、满载（全跨静荷载加全跨活荷载），——正常使用中;
2、半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷载400 N/m2）和全跨屋架自重,——在吊装过程中出现最不对称力。
3、全跨静荷载和半跨活荷载，——在使用过程中最不对称。
六、注意事项
1、学生在计算书封皮必须显示自己的组别。且在计算书工程概况中写清具体数值
（如2013土木工程03班25号同学的组别为：第二组—25）。
2、图纸、计算书必须由指导老师签字方能视为有效。
3、图纸容包括：
⑴屋架计算简图（力、尺寸）；
⑵半跨屋架正面图，上下弦杆俯视图，端竖杆、中央竖杆侧面图，屋架支座俯视图，必要的零件大样图；
⑶材料表；
⑷图纸说明
梯形钢屋架支撑布置如图所示：
第二部分、钢屋架设计计算
组别：丙—III—b—B、动载1、3，24×84m、C20混凝土。
由于采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度：L。=L-300=23700mm
屋架端部高度：H。=1800mm 计算高度：h=1813mm
屋架跨中高度: H =H。+(L。/2)i=1800+(23700/2) ×(1/11)= 2880mm
屋架高跨比：H/L。=2880/23700= 1/8.23
屋架坡度：i=1/11
1.荷载计算
为使屋面节点受荷，配合屋面板1.5米宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3米的下承式屋架。
在跨中腹杆的倾角满足要求，可不必采用再分式杆系。屋架跨中起拱L/500≈50mm,
几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）
动载取活载加雪荷载（1200N/m2）。屋架沿水平投影面积分布的自重，按经验公式
P＝(120＋11×L) = 0.384 N/m2。
永久荷载标准值：
预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.5 kN/m2
防水层0.38kN/m2
20厚1：3水泥砂浆找平层0.4 kN/m2
保温层0.97kN/m2
支撑重量0.08kN/m2
屋架自重（120+11×24）/1000
=0.384N/m2
可变荷载标准值：
屋面活载加雪活载 1.20kN/m2
以上荷载计算中，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。
永久荷载设计值：1.2×（1.5+0.38+0.4+0.97+0.08+0.384）＝4.457kN/m 2
可变荷载设计值：1.4×1.2＝1.68kN/m 2
荷载总重4.457+1.68=6.137 kN/m 2
2．力计算
23
59
3000
3000
2850
2448
2070
26
66
2340
26
66
289
4
312
8
312
8
2610
289
4
3000
2
880
F
I
a
b
c
d
e
135
51506
1506
1506
15061506
1506
1506
A B
C
D
E G
H
150
111
1800
1813
15050
屋架形式及几何尺寸
-505.1
895.4
704.5
289.0
39
3.9-55.2
-309.7
-55.2
21
1.0-139.4
-82
.233.6
-55.2
70.
6928.1
-55.2
F
I
a
b
c
d
e
0.0
-532.4
-532.4
-826.5
-826.5
-902.6
-932.2
-932.2
A
B
C
D
E
G
H
-27.6
屋架内力设计值
组合一：全跨恒荷载+全跨活荷载 P=6.137×1.5×6 = 55.231 kN 组合二：全跨恒荷载+半跨活荷载 P1=4.457×1.5×6 = 40.113 kN ；
P2=1.68×1.5×6 = 15.12 kN
组合三：全跨屋架自重+半跨屋面板荷载+半跨活荷载（0.4 kN ）
P3=1.2×0.384×1.5×6 = 4.147 kN;
P4=（1.2×1.5+1.4×0.4）×1.5×6 = 24.24 kN
由力学求解器计算屋架各杆件力，然后乘以实际的节点荷载。 计算简图如下
(c)
(b)
(a)
2
3//3P 22/P 42/P 1/
P 2880
2
1/屋架构件力组合表