《钢结构》课程设计说明书

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钢结构课程设计说明书作者姓名：专业、班级:学号： 31120700 指导教师：郑新志设计时间：2015。

07。

05河南理工大学Henan Polytechnic University河南理工大学《钢结构设计》课程设计说明书目录1。

1设计资料 (1)1。

1。

1 车间一般情况 (1)1。

1.2 钢材和焊条的选用 (1)1。

1.3 屋架形式、尺寸及支撑布置 (1)1。

2荷载及内力计算 (2)1。

2。

1荷载计算 (2)1.2.2内力计算 (2)1。

3 杆件计算 (4)1。

3.1 上弦杆 (4)1。

3。

2 下弦杆 (5)1。

3。

3 端斜杆“aB” (5)1.3.4 斜腹杆“Kg—ge" (6)1.3.5 竖杆“Ie” (7)1.4 节点设计 (12)1.4。

1 下弦节点“b” (12)1。

4。

2上弦节点“B” (13)1.4。

3屋脊节点“K" (14)1.4。

4支座节点“a” (15)某工厂钢屋架设计说明书1.1 设计资料 1。

1.1 车间一般情况某桥天津某厂机器加工车间,跨度30m ,长度180m ,柱距6m ，车间内设有一台起重量为30t 的中级工作制桥式吊车。

采用1.56m ⨯预应力钢筋混凝土大型屋面板和80mm 泡沫混凝土保护层,屋架支撑在钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20。

1.1.2 钢材和焊条的选用屋架钢材选用Q235B,要求保证屈服点和含碳量。

旱田选用E43型，手工焊。

1.1。

3 屋架形式、尺寸及支撑布置由于采用1.56m ⨯预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用梯形屋架。

屋架计算跨度： 030029700L L mm =-= 屋架端部高度： 0200H mm = 跨中高度： 002970020000.134********L H H i mm =+=+⨯=≈ 屋架高跨比:034901297008.5H L == 为了使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节点间为3m 的人字形式，仅在跨中，考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式干洗，屋架跨中起拱按0500L 计算为,几何尺寸如图1—1所示。

钢结构课程设计计算说明书(2024版)

一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。

屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。

风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。

二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。

F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。

kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。

钢结构设计说明，内容全面

一、工程概况 1、本工程为山滨河时代广场裙房女儿墙结构。 2、本工程的平面位置和方向见该工程项目的总平面图。二、设计依据 1、《钢结构设计标准》(GB 50017-2017) 2、《钢结构焊接规范》(GB 50661-2011) 3、《钢结构高强度螺栓连接术规程》(JGJ 82-2011) 4.《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 5.《钢结构高强螺栓连接技术规程》(JGJ 82-2011) 6、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ 81-2001)三、设计条件本工程抗震设防烈度为8 (0.2g),设计地震分组为第 1 组,基本风压为0.40 kPa,基本雪压为0.35kPa。四、本工程设计计算所采用的计算程序: 建模及钢结构施工图设计：采用北京盈建科软件股份有限公司编制的《盈建科结构设计软件》。五、材料 1.钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.30.钢筋的强度标准值应具有不小于 95% 的保证率。 2、节点中板材钢号同构件 3、钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;应有明显的屈服台阶;伸长率应大于20%;应有良好的可焊性。 4、焊条:框架梁、柱电弧焊采用E50系列焊条,其余均采用E43系列焊条。 5、框架的梁柱节点均采用10.9级承压型高强度螺栓.次梁、支撑及型材连接均采用4.6级普通螺栓.柱底板与基础连接采用Q235B钢锚栓,均应符合GB3098.1-2000规定。 6、油漆:底漆为灰防锈漆两遍,面漆为醇酸灰面漆一遍。匹配于 St2.0 级除锈等级的涂料选择标准。六、钢结构 1、钢结构的制作、运输、安装均应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 的有关规定。 2、钢结构的制作： 1）钢结构加工制作前应编制工艺和施工组织设计,建立建全质量保证体系。 2)框架钢结构施工过程中使用的计量器具必须经计量法定单位验证合格,并在有效期内制作、安装与验收(包括基础施工单位)统一用尺。 3）选用的钢材除须具有出厂合格证。 4）放样人员应阅读全部图纸,核对安装尺寸.画线时应根据施工工艺要求,预留安装焊接及加工焊接变形量。 5）施焊工艺及板材上的剖口尺寸应按《建筑钢结构焊接规程》(JGJ 81-2001)的有关规定.焊接方法、实验内容和结果、出厂验收尚应得到监理单位的认可。 6）钢构件上的预留孔洞,应按设计图纸的尺寸、位置,在工厂制作并按设计要求进行补强。在工地发现遗漏时，未经设计许可,不得以任何方法制孔.应制定补孔工艺措施并经设计单位同意方可施工，不允许在受力状态的构件上加焊零件。 7）高强度螺栓孔应在加工车间钻孔,其钻孔要求应符合《钢结构高强度螺栓连接的技术规程》(JGJ 82-2011)的有关规定。 8）钢板材用气割或机械切割、锯切下料后,对需要边缘加工的板件,其刨削量不小于2mm。 9）梁的板件拼接,对于焊接钢梁,焊缝的焊接强度不小于母材强度,拼接位置，下翼缘应距支座三分之一跨度内.上翼缘和腹板的拼接应与下翼缘拼接位相互错开且不小于200mm。对热轧型钢梁的拼接应距支坐三分之一的跨度内。 10）所有钢构件制作以前,需足尺放样.核对无误后方可制作。 11）施焊原则:(a)应尽量采用对称施焊,使焊接变形和收缩量减少到最低限度； (b)收缩量大的部分先焊,收缩量小的部分后焊； (c)应使焊接前、后及过程中加热量平衡； (d)焊接过程应注意清渣,彻底清除根部缺陷； 3、构件的连接： 1）柱脚锚固螺栓安装、紧固均采用双螺母，埋设时须用铁件固定，保证安装准确。 2) 框架分段连接采用高强度螺栓,接触面不需特殊处理； 3）图中未注明的角焊缝均为6mm,长度均为满焊.未注明的圆弧半径均为35mm。 4）焊缝等级:构件对接焊缝为一级,其它焊缝为二级。 5）高强度螺栓应能自由穿入组装的板件螺孔内,如不吻合不允许强行打入,而应更换连接板 6）柱脚锚栓埋设位移偏差不大于2mm.标高控制必须满足螺栓在混凝土内握裹长度及螺杆丝扣露出的长度。 7）钢结构安装施工时，应设置可靠的支护体系。 8）钢构件在运输、吊装过程中，应采取可靠措施，防止出现变形、失稳和坠落，产生加工精度超规，影响工程质量。 4、焊缝的检查与检测 1）焊接的过程中,必须做好记录,施工结束后,准备一切必要的资料以备检查； 2）所有对接缝应按照二级焊缝要求检测； 3）焊缝内部缺陷、表面缺陷的检测应按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 要求进行； 5、钢构件除锈及涂装要求 1）钢构件在出厂前不需要涂装的部位:(a)与混凝土接贴或埋入部的钢构件;(b)高强度螺栓连接点的磨擦面;(c)柱脚锚固螺栓与柱脚底板;(d)工地焊接部位及两侧各100mm,且满足超声波探伤要求的范围。 2）钢构件安装后需补漆的部位:<a>接合部的外露部位和紧固件;<b>工地焊接区域及油漆缺陷部位。 3）钢构件除锈后应立即涂漆,(除上述及注明者外)底漆,中面漆应采用保护性能好,同时还应与防火涂料的选用同时选择。 4）钢构件涂装防锈的要求:<a>当采用薄形防火涂料时,构件表面除锈后,涂两遍防锈底漆, 干膜总厚度为75um; <b>对于外露构件,其表面除锈后,刷防锈底漆二道, 并最终达到二底、一面的要求,涂层干模总厚度不小于125um。 6、钢结构防火材料及设计 1）本工程建筑防火分类及耐火等级为二类二级。 2）耐火极限:框架钢柱 2.0 小时;框架钢梁 1.5 小时;部分墙梁 0.5 小时护材料应绝缘性好,具有一定的抗冲击能力,能牢固附在构件上,又不腐蚀钢材. 7、钢结构的运输：钢结构施工图总是按构件的运输安装单元绘制，因此合理地划分构件运输单元，使构件在运输和安装时既方便又充分发挥运输安装设备能力，以达到经济合理之目的。 1)铁路运输时，外形尺寸一般不许超过以下尺寸： a、中心限高：4800； b:宽度限宽：3400；c、车厢底板面距轨顶面：1250。 2)公路运输时，其装载运输限高为： a、公路与公路桥或管道交叉时：4500； b、公路与铁路桥交叉时：5000； c、公路与低压力线交叉时：6000； d、公路桥之桥面上的最小净空：5000。 8、钢结构安装要求： 1)钢结构安装施工时，应设置可靠的支护体系。 2)钢构件在运输、吊装过程中，应采取可靠措施，防止出现变形、失稳和坠落。不允许在受力状态的构件上加焊零件。 3)钢结构的安装必须按施工组织设计进行，先安装柱和梁并使之保持稳定，再逐次组装其它构件，最终固定并必须保证结构的稳定，不得强行安装导致结构或构件永久塑性变形。 4)钢结构单元及逐次安装过程中，应及时调整消除累计偏差，使总安装偏差最小以符合设要求。任何安装孔均不得随意割扩，不得更改螺栓直径。 5)钢柱安装前，应对全部柱基位置、标高、轴线、地脚锚栓位置、伸出长度等进行检查并验证合格。 6)未注明定位的柱、梁均为轴线居中。 7)柱子在安装完毕后必须将锚栓垫板与柱底板焊牢，锚栓垫板及螺母必须进行点焊，点焊时不得损伤锚栓母材。 9、常用构件代号按下表采用：八、其它： 1、当总说明与施工详图中的说明或标注有矛盾时应以施工详图为准。 2、材料表中的构件尺寸、重量等仅供参考,加工时一律以放样为准。 3、本工程设计图面表示方法为正面投影法。 4、本工程尺寸单位:标高以米计,其余均以毫米计。钢结构设计总说明(e)应严格禁止无合格证人员上岗操作。刚接连接铰接连接

钢结构课程设计

《钢结构》课程设计任务书、指导书（建筑工程专业方向）土木建筑工程系年月42014《钢结构》课程设计任务书、指导书一、设计题目简支梯形钢屋架设计二、设计原始资料1．结构平面布置某地区单层单跨工业厂房机加工车间，屋架跨度及厂房长度90m，柱距6m，屋架下弦标高16.5m。

2．排架结构体系钢筋混凝土柱（混凝土强度等级为C20，上柱截面400×400）；钢屋架铰支于柱上；1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板；1。

?i屋面坡度100。

的吊车，计算温度高于-20C．车间内设有中级工作制、起重量?300KN3．材料4型，手工焊。

钢，焊条为E43钢屋架选用Q235-B．荷载（标准值）52kN/m防水层0.352kN/m0.40砂浆找平层(厚20mm)2)( 保温层 kN/m按附表取2kN/m1预应力钢筋混凝土大型屋面板.344（包括灌缝）2kN/m屋架及支撑自重）（0.12+0.011l2kN/m0.15悬挂管道2kN/m0.50屋面活荷载2)(按附表取屋面积灰荷载kN/m2kN/m雪荷载0.35)见附图(6．钢屋架计算简图及构件几何尺寸示意图三、设计任务．绘制钢屋架结构支撑系统布置简图（包括上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑1。

）及系杆．设计该指定跨度的双坡梯形钢屋架，并绘制安装单元施工图及编制整榀屋架材料表。

2四、主要参考资料2004高等教育出版社，张耀春.钢结构设计原理.北京:1.1991:北京中国建筑工业出版社，钢结构2.欧阳可庆..2002中国建筑工业出版社，钢结构基本原理.北京:.3.沈祖炎、陈扬骥、陈以一,2001建筑钢结构设计.4.王肇民.上海：同济大学出版社5.钢结构设计规范（GB50017-2003）6.钢结构施工质量验收规范（GB50205-2001）7.建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）8.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）9.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）10.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）五、设计计算说明书要求1．设计资料；2．结构平面布置简图、支撑体系简图；3．钢屋架计算简图及几何长度；4．荷载计算、荷载组合、节点荷载及支座反力计算；5．屋架内力计算：（1）单位节点荷载（P=1）作用于左半跨屋架的内力图；（2）利用结构的对称特点，当单位节点荷载（P=1）分别作用于屋架左半跨和右半跨时，可将屋架中相互对称的各杆件内力叠加，得到相当于单位节点荷载（P=1）作用在全跨屋架节点上的内力；（3）考虑三种荷载组合：a、全跨恒载+全跨活载（使用阶段）；b、全跨恒载+半跨活载（使用阶段）；c、屋架自重和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载（施工阶段）；（4）杆件设计内力的确定：按上述三种荷载组合情况，进行内力组合；6．屋架杆件截面选择（不考虑支撑与弦杆连接的螺栓孔对截面的削弱，不考虑上、下弦杆变截面）；．屋架节点计算，至少计算一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下7．弦中央节点，并绘制节点大样草图（按1:3～1:5比例尺）。

钢结构课程设计说明书

课程设计说明书课程名称:水工钢结构课程设计课程代码: 106009699 题目:露顶式闸门（大）学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系) :能源与动力工程学院指导教师:徐良芳目录1设计资料........................................................................................................................................................ - 3 -2闸门结构的形式及布置 ................................................................................................................................ - 3 -2.1闸门尺寸的确定 .................................................................................................. - 3 -2.2主梁的形式 .......................................................................................................... - 4 -2.3主梁的布置 .......................................................................................................... - 4 -2.4梁格的布置和形式 .............................................................................................. - 4 -2.5连接系的布置和形式 .......................................................................................... - 4 -2.6边梁与行走支承 .................................................................................................. - 5 -3面板设计........................................................................................................................................................ - 5 -3.1估算面板厚度 ...................................................................................................... - 5 -3.2面板与梁格的连接计算 ...................................................................................... - 6 -4水平次梁，顶梁和底梁的设计 .................................................................................................................... - 6 -4.1荷载与内力计算 .................................................................................................. - 6 -4.2截面选择 .............................................................................................................. - 8 -4.3水平次梁的强度验算 .......................................................................................... - 9 -4.4水平次梁的挠度验算 .......................................................................................... - 9 -4.5顶梁和底梁 ........................................................................................................ - 10 -5主梁设计...................................................................................................................................................... - 10 -5.1设计资料 ............................................................................................................ - 10 -5.2主梁设计 ............................................................................................................ - 10 -6横隔板设计.................................................................................................................................................. - 14 -6.1荷载和内力计算 ................................................................................................ - 14 -6.2横隔板截面选择和强度计算 ............................................................................ - 14 -7纵向连接设计.............................................................................................................................................. - 15 -7.1荷载和内力的计算 ............................................................................................ - 15 -7.2斜杆截面计算 .................................................................................................... - 16 -8边梁设计...................................................................................................................................................... - 16 -8.1荷载和内力的计算 ............................................................................................ - 16 -8.2边梁的强度验算 ................................................................................................ - 17 -9行走支承设计.............................................................................................................................................. - 18 -10滚轮轨道的设计 ........................................................................................................................................ - 18 -10.1确定轨道底板厚度 .......................................................................................... - 18 -10.2确定轨道底板的厚度 ...................................................................................... - 19 -10.3轨道底板混凝体承压应力： .......................................................................... - 19 -10.4轨道局部承压应力： ...................................................................................... - 19 -11闸门启闭力和吊座计算 ............................................................................................................................ - 20 -11.1启门力计算 ...................................................................................................... - 20 -11.2闭门力计算 ...................................................................................................... - 20 -11.3吊轴和吊耳板 .................................................................................................. - 20 -1设计资料闸门形式：单孔露顶式平面钢闸门孔口净宽：12.00mm上游水位：9.80m 下游水位：0m启闭方式：液压式启闭机结构材料：平炉热轧碳素钢Q235 焊条：E43止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮。

钢结构设计原理课程设计计算说明书

-685.491508-711.121508150811537.33396150831292890300031190.93754.253000-50.3331903384-630.5172.42-46.651.73-46.6682.69-114.640-406.35-23.3-413.34320.61-46.6220.42-253.53000150815081509229028692535285026081508259028592098055008016416480550080135752506-1001200085851206515091508150815081508150815081508300030002850100140140101651401301201201637354251936537273862636746283838269371011312612371314363415371566358662085-606-90206-605-608158110110906329125208262002001781869016890220100186651703585200908023085149200150609016011060901201006090110801401251201011051121201201141081271252515201520151525858666612580355500806565805710806530858517L125x80x10}上弦塞焊示意图1020611511565803190290065803838246361641171451115115160160665806580340232439170019905090数量材料表规格长度重量(kg)件编反(mm)正共计每个合计号号 L125X80X10}L125X}80{\fArial|b0|i0|c134|p32L63X5}\H0.875xL75\fArial|b0|i0|c134|p32L63X5}L75X8}L56X5}L63X5}L75X8}L56X5}L63X5}L63X5}L63X5L63X5}L63X5}L125X80X10}L125X80X8}-170X10}-380X12}-90X10}-90X10}-280X20}-100X20}-320X8}-150X8}-265X8}-198X8}-235X8}-220X8}-205X8}-220X8}1}2}3}4}5}6}7}8}9}10}11}12}13}14}15}16}17}18}19}20}21}22}23}24}25}26}27}28}29}30}31}32}33}34}35}36}37}38}39}41}42}43}44}45}46}-200X8}-330X8}-60X8}-60X8}-60X8}-60X8}-140X8}-130X10}-135X8}-140X8}-145X8}L125X80X10}L125X80X8}12040}11810}1850}2300}2356}2103}2592}2692}2420}2901}2898}2720}3150}3139}2785}3000}500}620}200}440}440}135}380}100}220}200}305}270}250}220}240}230}400}380}150}110}90}80}220}200}200}210}210}12040}11810}2}22}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}2}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}4}40}-135X8}190}4}1}2}1}1}6}31}26}26}焊缝（0.5%）13}焊缝（0.5%）13}WJ\P2}WJ\P1}148.2}8.9}25.2}186.3}2}4}15.2}30}2.5}10}0.9}4}15.9}32}1.5}6}4.4}8.8}2}12}5.1}10.2}3.4}6.8}3.7}7.4}2.8}5.6}3.1}6.2}4}8}5.3}5}9.8}10}0.7}3}0.5}16}0.4}11}0.4}10}2.2}9}2.0}8}2.0}4}2.1}4}2.1}9}2.2}9}186.3}745.2}148.2}592.8}3-42 }同{\fArial|b0|i0|c0|p321030}21.3}745.2}592.8}36}100.7}85.2}10.1}40.6}23.4}93.6}11.2}44.8}11.7}46.8}26.2}104.8}12.2}49}13.1}52.4}15.2}61}15.1}30.2}14.7}14.7}29}29}7.6}15}7.8}15.6}2323}2492}Q345-B\fSimSun|b0|i0|c134|p3280 151546342301601603014014025251010242120231 - 130901515905050孔Ф26409540901541901540901015154401701513550505060806580551515518069758055158021222440414243192001492110070145906120WJ1}WJ2}2022WJla}、{\fArial|b0|i0|c0|p328888107780538013043924433151515013502100013501501990内力(KN)尺寸(MM)93.250240002110970110909011033WJ2}WJ2}WJ2}WJ1}WJ1}WJ1}、{\fArial|b0|i0|c0|p3218L125x80x8}40902302305190531031090WJ1}、{\fArial|b0|i0|c0|p321205-606-60981731906-608-908-120绘图24m普通钢屋架设计设计题目屋架正立面图、上弦、下弦平面图、侧立面图1-1剖面图、2-2剖面图、零件图、材料表屋架几何尺寸及杆件内力图设计高飞杨锐杨锐07.2.5土木0402华中科技大学土木工程与力学学院土木工程专业课程设计结施班级图别日期指导绘图24m普通钢屋架设计设计题目屋架正立面图、上弦、下弦平面图、侧立面图1-1剖面图、2-2剖面图、零件图、材料表屋架几何尺寸及杆件内力图设计高飞杨锐杨锐07.2.5土木0402华中科技大学土木工程与力学学院土木工程专业6-605-605-606-606-605-605-606-605-606-60钢结构课程设计图班级：土木1051姓名：日期：2008年1月指导老师：孙文彬学号：鲍丽丽1051401134

钢结构课程设计说明书

25

65.61mm
肢尖
lw2

1/ 3 93.42 103 2 0.7 4160

24

42.75mm
腹杆 D-b 和 C-b 的杆端焊缝同理计算，其中 C-b 杆内力较小，焊缝按构造采用。
其次验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差
N Nbc Nab 167 .48 64.36 103 .12mm ，由斜腹干焊缝决定的节点板尺寸量得实际节点板长度是 30cm。角焊缝计算长度
0.2 KN/m² 0.1 KN/ m² 0.3 KN/ m²
恒荷载总和活荷载（或雪荷载）
0.6 KN/ m² 0.4KN/ m²
可变荷载总和屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
0.4 KN/ m²
1.3.2 风荷载工业厂房一般在郊区属于 B 类地区，柱顶标高 9m，屋架中端高度为 2.8m,
Q 13, hf t / 2 4mm, lw1 lw2 32 0.8 31.2cm

13 103 2 0.7 4 312

7.44 N
/ mm 2

f
f
w f
1.22 160
195 .2N
/ mm 2
肢尖焊缝承担弦杆内力差 N 137.81KN ，偏心距 e 10 3 7cm .，偏心力矩
F=（1.35×0.6+1.4×0.7×0.4）×1.69×6=12.19kN 其中，永久荷载分项系数为 1.35；屋面活荷载分项系数为 1.4；组合系数为 0.7。故节点荷载取 13kN，支座反力 R=8F=104kN。
1.5 内力计算
屋架在上述荷载组合下作用的计算简图如图 4。用图解法得屋架各杆的内力系数（F=16.54KN 作用于全跨），然后求出各种杆件的内力。

《钢结构》课程设计指导书(精)

《钢结构》课程设计指导书一、课程教学目标钢结构课程设计是土木工程专业教学计划中一个重要的实践教学环节，通过课程设计使学生了解钢屋盖设计的一般程序和内容，为毕业后从事实际设计工作奠定基础；巩固钢结构课程中所学内容并应用于课程设计中；掌握钢屋架施工图的表达方法和制图规定；学习书写结构计算书；学习运用规范及有关技术资料。

二、教学内容基本要求及学时分配（一）课程设计题目：梯形钢屋架（二）设计内容：1．确定屋架形式及屋架几何尺寸2．屋盖支撑体系布置设计3．屋架设计计算：包括荷载及内力计算、杆件截面的设计、节点设计。

4．编写结构设计计算书一份；5．绘制屋架施工图一张〔1号或1号加长图〕。

（三）设计进度第一日：布置设计任务，阅读设计任务书，借阅参考资料，屋盖支撑布置，确定屋架尺寸，布置腹杆；第二至三日：荷载计算，荷载组合，内力计算；第四至五日：杆件截面设计计算；第六日：节点设计计算；第七至八日：绘制施工图；第九日：整理结构计算书；第十日：答辩。

（四）设计要求①计算书封面统一印刷，用纸统一购买，有目录页并编写详细目录；正文要求书写工整，必要的图表不可缺少，注明所用参考文献。

②图纸采用硫酸纸，按照制图规定绘制屋架施工图。

三、主要教学环节（一）设计步骤1．材料选择根据该地区的冬季计算温度和荷载性质，钢材采用235Q ，焊条采用43E 型，手工焊。

2．屋架形式及屋架几何尺寸的确定确定屋架的计算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。

配合屋面板1.5m 的宽度，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，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，可能采用再分式杆。

3．屋架及屋盖支撑的布置屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设置，当山墙采用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱间。

下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置三道。

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钢结构课程设计说明书作者姓名：专业、班级：学号： 31120700 指导教师：郑新志设计时间：2015.07.05河南理工大学Henan Polytechnic University河南理工大学《钢结构设计》课程设计说明书目录1.1设计资料 (1)1.1.1 车间一般情况 (1)1.1.2 钢材和焊条的选用 (1)1.1.3 屋架形式、尺寸及支撑布置 (1)1.2荷载及内力计算 (2)1.2.1荷载计算 (2)1.2.2内力计算 (2)1.3 杆件计算 (4)1.3.1 上弦杆 (4)1.3.2 下弦杆 (5)1.3.3 端斜杆“aB” (5)1.3.4 斜腹杆“Kg-ge” (6)1.3.5 竖杆“Ie” (7)1.4 节点设计 (12)1.4.1 下弦节点“b” (12)1.4.2上弦节点“B” (13)1.4.3屋脊节点“K” (14)1.4.4支座节点“a” (15)某工厂钢屋架设计说明书1.1 设计资料 1.1.1 车间一般情况某桥天津某厂机器加工车间，跨度30m ，长度180m ，柱距6m ，车间内设有一台起重量为30t 的中级工作制桥式吊车。

采用1.56m ⨯预应力钢筋混凝土大型屋面板和80mm 泡沫混凝土保护层，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20。

1.1.2 钢材和焊条的选用屋架钢材选用Q235B ，要求保证屈服点和含碳量。

旱田选用E43型，手工焊。

1.1.3 屋架形式、尺寸及支撑布置由于采用1.56m ⨯预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用梯形屋架。

屋架计算跨度： 030029700L L m m =-=屋架端部高度： 0200H mm = 跨中高度： 002970020000.134********L H H i mm =+=+⨯=≈ 屋架高跨比：034901297008.5H L == 为了使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节点间为3m 的人字形式，仅在跨中，考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式干洗，屋架跨中起拱按0500L 计算为，几何尺寸如图1-1所示。

根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上下弦杆横向水平支撑，横向水平支撑设在第二柱间。

在设置横向水平支撑的同一柱间，设置竖向支撑三道，分别设置在屋架的两端和跨中。

屋脊节点及屋架支座处沿厂房设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设置一道通长柔性系杆（详见1-1），凡与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-2，不与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-1。

1.2荷载及内力计算1.2.1荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式(0.120.011w P =+⨯跨长)计算，跨度单位为m 。

（1）永久荷载：预应力混凝土大型屋面板 21.35 1.4 1.89/k N m ⨯= 20mm 厚水泥砂浆找平层 21.350.02200.54/k N m ⨯⨯=80mm 厚泡沫混凝土保护层 21.350.0860.648/k N m ⨯⨯=屋架和支撑自重 21.35(0.120.01130)0.608/k N m ⨯+⨯= 永久荷载总设计值23.686/k N m =∑（2）可变荷载屋面活荷载 21.40.70.98/k N m ⨯= 可变荷载总设计值 20.98/N m =∑计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况： 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： (3.6860.98) 1.5641F k N =+⨯⨯=②全跨永久荷载 +（左）半跨可变荷载全跨节点永久荷载： 1 3.686 1.5633.17F k N =⨯⨯= 半跨节点可变荷载： 20.981.568.82F k N =⨯⨯= ③全跨桁架包括支撑 + 半跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重： 30.608 1.56 5.47F k N =⨯⨯= 半跨屋面板自重及活荷载： 4(1.890.686) 1.5623.18F k N =+⨯⨯= ①、②为使用阶段荷载情况，③为施工阶段荷载情况。

F ,14~F F 为相应各杆中荷载组合情况下，作用在桁架上的节点荷载。

先求得1F =的桁架各杆件的内力系数（1F =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2-1桁架杆件内力组合表表2-11.3.1 上弦杆整个上弦杆采用等截面，按IK 杆件的最大设计内力设计。

952.8495284N k N N =-=- 上弦杆计算长度：在桁架平面内，节间周线长度150.8ox l cm =；在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取933.952150.8(0.750.25)300.11952.84oy l cm =⨯⨯+⨯=因ox oy l l <，故截面宜选用不等肢角钢，短肢相并。

腹杆最大内力为472.43N kN =，查资料得，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。

设60λ=，查得0.807ϕ=，需要截面积；29528405491.70.807215N A mm f ϕ===⨯ 需要的回转半径：150.8 2.560x i cm == 300.115.0060y i cm ==根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表，选用2∟160×100×12短肢相并（如图3-1），260.20A cm =， 2.85x i cm =，7.75y i cm =，按所选角钢进行验算：[]158.853.481502.82ox x x l i λλ===<= []300.1138.721507.75oy y y l i λλ===<= 由于x y λλ>，查表得0.840x λ=952840188.422150.8406020x N f ϕ==<⨯满足要求。

图3-1 上弦杆截面1.3.2 下弦杆整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的de 杆计算。

922.6192261de N kNN == 300ox l cm =，1485oy l cm =（因跨中有通长系杆）所需截面积为：22922610429142.91215N A mm cm f ==== 选用2∟140×90×10短肢相并（如图3-2）。

2244.642.91A cm cm =>， 2.56x i cm =， 6.77y i cm =。

图3-2 下弦杆截面图3-3 端斜杆截面1.3.3 端斜杆“aB”杆件轴力 472.4347243N k N N =-=- 计算长度253.5ox oy l l cm ==。

因ox oy l l =，故采用等肢角钢，选用2∟100×10（如图3-3），其截面参数：238.5A c m =3.05x i c m =4.60y i c m =。

[]253.583.11503.05ox x x l i λλ===<= []253.555.111504.60oy y yl i λλ===<= 由于x y λλ>，查表得0.668x λ=22472430183.69/215/0.6683850x N N mm f N mm f σϕ===<=⨯ 满足要求。

1.3.4 斜腹杆“Kg-ge”此杆是再分式桁架的斜腹杆，在g 节点处不断开，两段杆件内力不同：最大拉力： 115.51Kg N kN=， 93.36ge N kN = 最大压力： 38.87Kg N kN =， 34.83ge N kN = 在桁架平面内的计算长度： 230.6ox l cm = 在桁架平面外的计算长度：21134.83(0.750.25)461.1(0.750.25)44938.87oy N l l cm N =+⨯=⨯+⨯= 选用2∟70×5（如图3-4），其截面参数：213.76A c m =1.93x i c m = 3.06y i c m =[]230.61191501.93ox x x l i λλ===<= []4491461503.06oy y yl i λλ===<= 223877076/215/0.3711376x N N mm f N mm A σϕ===<=⨯ 满足要求。

图3-4 Kg-ge 截面图3-5端斜杆截面1.3.5 竖杆“Ie”62.99Ie N kN =-,0.8319225.2ox l cm =⨯=,319oy l cm =；62.99Ie N kN =，选用2∟70×5（如图3-5），其截面参数：213.76A c m =1.93x i c m = 3.06y i c m =[]255.21321501.93ox x x l i λλ===<= []3191041503.06oy y y l i λλ===<=2262990123.4/215/0.3711376x N N mm f N mm f σϕ===<=⨯ 满足要求。

其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，所有计算结果列于表3-1中1.4 节点设计1.4.1 下弦节点“b”各杆的内力由表2-1查得。

这类节点的设计步骤是：先根据腹杆的内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即f h 和w l ，然后根据w l 的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，然后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。

用E43型焊条，角焊缝的抗压和抗剪设计值2215/w f f N mm =。

设Bb 杆的肢背和肢尖焊缝采用8f h mm =和6mm ，则所需的焊缝长度为肢背 '10.738257014920.720.78160w w f f k N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯⨯，取160mm肢尖 '20.33825708520.720.78160w wf f k N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯⨯，取100mm 设Db 杆的肢背和肢尖焊缝8f h mm =和6mm ，则所需的焊缝长度为肢背 '10.731454012220.720.78160ww f f k N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯⨯，取130mm 肢尖 '20.33145405320.720.78160w wf f k N l mm h f ⨯===⨯⨯⨯⨯，取70mm Cb 杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取5f h mm =。

根据上面求得的焊缝长度，并按构造要求留出间隙及制作和装配误差，按比例会出节点大样图，确定节点板尺寸为330400mm mm ⨯。

下弦杆与节点板的焊缝长度为400mm ，6f h mm =。