钢结构课程设计指导书
钢结构课程设计指导书及例题
《钢结构设计原理》课程设计指导书邱继生编西安科技大学建工学院二零零九年六月第一部分《钢结构》课程设计大纲设计某钢屋架，采用梯形或三角形屋架的形式，要求确定屋架形式、进行支撑布置、内力计算、杆件截面设计、节点的设计及钢屋架施工图的绘制并编制材料表1.1 设计目的钢结构的课程设计是钢结构教学中一个重要的实践性教学环节，通过本课程设计使学生能够在实践中巩固所学的理论知识，对培养和提高学生的基本技能，有着十分重要的作用，设计目的主要有以下几个方面：1、了解钢屋架设计的内容和一般程序，为将来的工作实际打下一个良好的基础。
2、进一步巩固所学的有关连接及构件的内容，并能从整体的高度掌握所学的知识。
3、掌握钢屋架设计的一般方法和步骤，其主要内容包括以下几个方面：了解常见的钢屋架的形式、布置及其特点；掌握钢屋架支撑的形式、布置及其作用；能够利用结构力学所学的知识对钢屋架的内力进行计算；能够根据内力计算结果合理的选择截面；掌握屋架节点的计算及设计；学会钢屋架施工图的画法及材料表的编制；学习书写结构计算书，为毕业设计打下基础；学习运用相关的规范进行设计；1.2 设计资料1、设计作业一设计资料：某厂房车间跨度为21米，长度60m，柱距6m，车间内无吊车。
屋架承重结构为梯形屋架，屋面坡度自定。
屋面构造为1.5*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，上设二毡三油加小石子，找平层20mm厚，泡沫混凝土保护层80mm，雪荷载按当地雪荷载查规范采用，积灰荷载0.75N/m2。
混凝土标号C20，钢材采用Q235－B,焊条采用E43型。
厂房地点：武汉、西安、乌鲁木齐、哈尔滨2、设计作业二设计资料：某仓库跨度18m，长80m，柱距5m。
屋架承重结构采用三角形芬克式钢屋架，屋面坡度自定。
屋面采用波形石棉瓦，加保温层木丝板。
雪荷载按当地雪荷载查规范采用，积灰荷载0.60N/m2。
混凝土标号C20，钢材采用Q235－B,焊条采用E43型。
厂房地点：北京、哈尔滨、重庆、西安、乌鲁木齐学生可选择其中的一个题目和地点进行设计，题目尽量多样化避免集中在几个题目上。
《钢结构设计原理课程设计》指导书
《钢结构设计原理课程设计》指导书（钢结构平台）土木工程与建筑学院《钢结构设计原理课程设计》指导书绪言课程设计目的要求《钢结构(1)程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一个重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。
通过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。
第一节《钢结构设计原理课程设计》题目一、设计题目冶炼车间检修钢结构平台。
二、设计任务要求每位同学在一周内完成指定的课程设计内容，并提供相应计算书、施工图纸及相关总结报告：1）计算书（1）平台铺板设计；（2）平台梁（次梁、主梁）设计；（3）平台柱设计；（4）连接（次梁与主梁、梁与柱和柱脚）设计。
2）画出平台平面布置图、平台主梁施工图（包括与次梁连接和与柱连接节点详图）、平台柱施工图（包括柱脚大样），要求：（1）标注尺寸，要全部注明板件的定位尺寸和孔洞位置等；（2）施工图上还应有文字说明，说明的内容包括钢材的钢号、焊条的型号、加工精度要求、焊缝质量要求、图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸及防锈处理的要求等。
三、设计资料某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸、活荷载见《钢结构设计原理》课程设计任务书。
不考虑水平向荷载。
柱间支撑按构造设置。
平台上三个有直径1 m检修洞口，位置不限。
平台顶面标高为6m，平台下净空至少4m，梁柱铰接连接。
平台平面内不考虑楼梯设置。
第二节钢结构平台设计一、平台钢结构的组成和布置1.1 平台钢结构的组成平台钢结构通常由铺板、主次梁、柱、柱间支撑及梯子和栏杆组成，不同类型的平台组成的方式一般不同。
轻型平台钢结构因作用荷载较小，一般由轧制型钢梁和铺板用焊接或螺栓连接组成，也常用三脚架、吊架、支承托等直接支承在厂房及其他结构上；中型普通操作平台一般由平台主梁、平台次梁及平台铺板等组成，平台梁常采用轧制型钢，当跨度较大时，可采用焊接工字形梁；重型操作平台除活载作用外，还可能直接承受动力荷载，因此，这类平台钢结构通常由独立的柱网、主梁及铺板等组成。
钢结构课程设计指导书
钢结构课程设计指导书一、设计资料二、屋架形式，尺寸 三、支撑布置四、荷载计算五、内力计算1、杆件轴心内力 （见所给资料）2、局部弯矩：杆件HG 有弯矩，计算方法见手册141页内力计算及书下册70页。
六、杆件截面计算：注意：①受压λ[]=150 受拉λ[]=350②受压（压弯）构件绕对称轴失稳时，长细比换算，下册77页，手册35页。
③平面外稳定，t β*无合适值，考虑到在计算长度范围内弯矩图曲率出现多次符号改变，偏安全取0.85。
④零杆根据刚度条件选择，为安装支撑，采用等肢双角钢十字形截面，由于纵向风载作用，支撑桁架按压杆考虑允许长细比λ[]=50。
⑤其余杆件采用2等肢或不等肢角钢组成的T 型断面，最小规格L45×4。
⑥各杆件计算长度见上册170页。
1. 上弦杆件a) DF 杆件按压弯构件选择截面，需计算强度、稳定性（平面内、外）及刚度 计算可参见上册第四章压弯构件进行计算。
上弦杆通长。
2下弦杆件选取受力最大杆件BC ，按轴心受力杆件计算，需计算强度、刚度。
3腹杆（BF 、BE 、BD 、CD ）分别按照轴心受力构件计算选取截面拉杆：强度，刚度 压杆：强度，刚度，稳定性七、节点设计1.节点A1)支座底板，需确定面积和厚度：上册274页，手册1542)下弦焊缝计算： 手册59页4-20、4-21；书上册211页7-13、7-143)加劲肋与节点板间竖向焊缝计算参见手册155页7-524)底板与加劲肋和节点板间水平焊缝计算。
手册155 7-532.节点E采样槽焊缝，计算参见手册148页，书上册286页设计任务书3.节点B计算参见手册147页，书上册285页4.节点C参见手册149页，书上册287页5.节点D参见手册149页，书上册288页八、节点构造大样图：（A、C、D节点）上册280页一般原则(1)、(2)手册146页(3) (4) (5) (7) 148页图750九、施工图(1号图纸)屋架轴线和内力图，屋架正面，剖面图，上弦俯视图，零件大样图，材料表，设计说明。
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》课程设计指导书
《钢结构》课程设计指导书
一、设计总体要求
根据《钢结构》课程设计任务书的要求，对要求识读的钢结构—门式刚架图纸全面读懂，并对局部刚架、连接节点详图进行绘制。
通过本课程的实习实训，可以使学生具备识读钢结构施工图的能力，为今后从事钢结构的施工、安装与制作打下坚实基础。
二、设计内容与步骤
1、结合门式刚架的建施图与结施图，建立此单项工程的空间模型。
2、识读基础平面图，了解柱网的布置、锚栓的布置及基础型式，掌握柱与基础
的连接方式及柱脚剪力键的做法。
3、识读屋面支撑平面布置图，掌握支撑的类型、布置原则、要求及连接构造。
4、识读屋面檩条平面布置图，掌握檩条的敷设方法、间距与刚架的连接构造。
5、识读墙面檩条平面布置图，注意墙面檩条的敷设方法、掌握墙梁与柱的连接
构造。
注意各种直、斜拉条敷设的位置及连接点构造。
6、识读G1构件图、A1构件图，掌握刚架形式及节点构造。
7、根据设计任务书的具体要求，绘制相应刚架图及节点详图。
三、说明
在识读与绘制图纸时，一定要弄清楚每一根线、每一符号的具体涵义。
《钢结构》课程设计指导书(第二版)
《钢结构设计原理》课程设计任务书一、设计题目——24米普通钢屋架设计二、设计目的本次课程设计的目的是综合运用本课程所学知识进行钢屋架设计，以加强理论和实际的联系，提高学生综合考虑问题和设计的能力。
三、设计资料（一）设计原始资料某地一金工车间，车间总长度为60m，跨度24m，柱距6m；采用梯形钢屋架，屋面坡度为i=1/10；不上人屋面，屋架上铺有1.5×6.0m的预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，屋架两端铰接于钢筋混凝土柱上，混凝土标号为C20。
车间内设有两台20/5t中级工作制桥式吊车，冬季室外计算温度-20˚C，抗震设防烈度为8度；屋架形式及几何尺寸见附图1。
（二）屋架形式—梯形钢屋架（无檩体系）（三）荷载资料（荷载标准值）1.永久荷载防水层（三毡四油上铺绿豆砂）0.35-0.402KN m/找平层（20mm厚水泥砂浆）0.402KN m/保温层（可选用泡沫混凝土或加气混凝土，厚40、80、120mm；任选其一）预应力钢筋混凝土大型屋面板 1.402KN m/钢屋架和支撑自重参见《建筑结构荷载规范》GB50009－2001 2.可变荷载基本风压0.502KN m/基本雪压（共3组数据，任选其一）0.40、0.50、0.602/KN m屋面积灰荷载标准值0.752KN m/屋面均布活荷载（不上人屋面）《建筑结构荷载规范》GB50009－2001注：以上数据均为水平投影值。
四、设计任务本次课程设计着重钢屋架的设计，内容应包括结构总体方案、选型和布置，考虑屋面构件、支撑构件与钢屋架间的相互联系，以及钢屋架的设计计算和施工图绘制。
设计中应收集和阅读有关资料，组织和分析有关设计内容和问题。
设计成果应包括设计计算书一份，并绘制钢屋架施工图一张（手工或计算机绘制），每个学生应认真独立完成全部设计任务。
（一）计算书内容设计计算书应包括设计原始资料、方案、选型、布置及和设计内容有关的说明，以及画施工图所需要的全部计算。
钢结构课程设计内容指导书(工作平台)
钢结构课程设计内容及指导书工作平台梁格体系设计一，设计资料1．结构型式一工作平台尺寸为16x12m ，次梁跨度为6米，次梁间距2.0米，预制钢筋混凝土铺板焊于次梁上翼缘．平台永久荷载(不包括次梁自重)为7.0KN ／m 2，荷载分项系数为1.2，活荷载为15KN ／m 2，荷载分项系数为l.4．主梁跨度为16米。
（若考虑次梁叠接在主梁上，其支承长度cm a 15=，[]400l v =）。
2．材料钢材：Q235焊条：E43，手工电焊，普通方法检查；3．规范《钢结构设计规范》(GB50017-2003)二、设计内容1．结构布置要求拟出合理的结构布置方案，并扼要说明选型的理由与根据，按比例绘出结构布置简图．(1)梁格的型式(2)主梁型式(3)次梁型式及数目(4)梁格的连接形式2．次梁设计(1)次梁的荷载和内力计算；(2)次梁截面选择(3)次梁截面验算(包括强度、稳定，局部承压及刚度验算)3．主梁设计(1)主梁的设计荷载和内力；(2)主梁截面设计及验算(3)主梁截面改变及验算(4)主梁翼缘焊缝设计，(5)腹板加劲肋设计三、课程设计计算（一）结构布置（二）次梁设计查表得：2215/f N mm =主梁 次梁1、次梁的荷载及内力均布荷载设计值：(1.27.0 1.415)58.8/g kN m =⨯+⨯=最大弯矩：221158.86264.688x M gl kN m ==⨯⨯=⋅2、初选截面 633264.6101172101.05215x x x M W cm f γ⨯===⨯⨯根据均计算最大弯矩值和钢材的设计强度确定所需要的截面，选用I 40c ，其截面特性如下： 31192,x W cm I =1．设计说明书一份；2．设计图一张（必须手画）工作平台结构总图，包括立面图、平面图、剖面图；主梁施工图。
四、图纸要求1.字体及书写字体用工程字，要求字迹清楚、端正、不得潦草。
2.图纸幅面规格：3号图。
五、完成时间考试之前。
钢结构课程设计指导书.
《钢结构课程设计》指导书（平台设计）一、设计要求1．计算书书写工整，并附有必要的简图。
插图应按一定比例绘制，图文并茂，纸张规格为A4；2．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；3．为使设计规范统一，建筑施工图采用统一2号加长图纸，具体要求如下：（1）结构布置图采用大比例1：150-1:200；（2）详图比例：轴线1：20-1:30；截面、节点1：10-1：15；（3）标题栏90 901088820 25 80 20 25二、设计内容与深度1．设计题目设计某车间工作平台。
2．设计资料平台场地位置如图所示，高4.5m或6.0m，平台永久荷载标准值（包括板重）以及活荷载标准值详见参数表。
钢材为Q235-B，手工焊，E43型焊条或为Q345，手工焊，E50型焊条。
3．设计形式（1）次梁采用工字钢，简支于主梁上。
（2）主梁采用焊接工字形截面，简支于钢柱上。
（3）钢柱采用焊接工字形截面，刚接柱脚。
（4）基础为钢筋混凝土独立基础，C20混凝土。
（5）设置钢梯一部。
4. 设计内容：设计某车间工作平台 （1）计算内容1）工作平台梁格布置：①柱网布置：满足生产工艺和使用要求，一般等间距合理，柱间距可采用6m ，也可采用7.5m 、5m 等；②梁格的布置：短主梁、长次梁，次梁间距常用2.7m 、3m 、3.6m 平分。
2）次梁选型和截面验算：①次梁选型：取出次梁的计算简图，求出max M ，根据fM W x x n γmax≥选择次梁截面； ②截面验算：a 抗弯强度验算：f W M x x ≤γmax ；b 抗剪强度验算：v wx x f t I VS≤；c 支座处局部压应力验算：f l t Fzw c ≤=ϕσ；d 挠度验算。
3）主梁截面选择和截面验算：①主梁截面选择：取出主梁的计算简图，求出max M ，根据fM W x x n γmax≥判断主梁截面是采用单个型钢截面还是组合截面。
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预应力混凝土连续梁桥现浇支架设计主要步骤
一、基本数据与参数
1、自重：钢筋混凝土G s＝26.5kN/m3
钢材G s＝78.5kN/m3；
竹胶板G s＝8.5kN/m3；
木材G s＝4.5kN/m3；
2、钢材弹性模量E s＝2.06×105MPa；
竹胶板弹性模量E s＝7.5×103MPa；
木材弹性模量E s＝8.5×103MPa；
3、强度：钢材f＝215MPa(t<16mm)；
f＝215MPa(16mm<t≤40mm)；
竹胶板顺长度方向f＝70 MPa；
竹胶板横向f＝50 MPa；
木材顺纹弯曲应力f＝15MPa；
二、荷载计算和组合
1、新浇筑混凝土重量26.5kN/m3根据容重进行计算
注：混凝土超方按5%考虑，混凝土浇筑时冲击系数按1.1考虑。
2、模板系统按150kg/m2考虑
3、施工荷载 3.0kN/m2
4、荷载组合系数
永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4.
5、荷载分析方法：根据荷载不同将箱梁进行区域划分，可分为翼缘板区域、
腹板区域和底板区域。
三、受力分析
1.底模板竹胶板及方木按受弯构件计算，可按多跨连续梁计算。
根据强度及刚度条件（L/400）确定间距及跨度。
注：多跨连续梁内力系数表见附件1。
2.碗扣式支架（介绍见附件2）钢管立杆为轴心受压杆件（上端简支，下端固定），不承受弯矩，横杆将各根立杆联系在一起，起到减少立杆计算长度的作用。
3.门洞处梁柱式支架纵梁为受弯构件，按简支梁进行计算，立柱为轴心受压构件，纵梁的挠度限值为L/400。
四、碗扣式钢管支架设计
1.钢管立柱和横杆布置
根据各荷载区域荷载大小不同进行布置
2.按轴心受压构件进行计算
○1立杆的稳定性应按下列公式计算：
○2计算立杆段的轴向力设计值N，应按下列公式计算：
N=1.2N
G1k +1.4N
Qk
式中N
——脚手架结构自重标准值产生的轴向力；
Gk
N
——施工荷载标准值产生的轴向力总和
Qk
○3立杆计算长度l
应按下式计算：
=h +2a
l
式中 a——为立杆伸出顶层水平杆长度
h——立杆步距，一般可选择0.6,1.2,1.8m。
3、脚手架剪刀撑布置
五、门洞处梁柱式支架设计
（一）纵梁设计
1、内力计算
纵梁按支承于钢柱上的简支梁计算内力
2、截面选择
1）初步拟定截面高度h；
2）根据抗剪要求及经验公式确定腹板厚度
t；
w
3）根据抗弯要求及局部稳定要求确定翼缘宽度b和厚度t。
3、截面验算
包括强度、刚度、整体稳定及局部稳定计算。
4、主梁翼缘连接焊缝计算
1）取单位长度的焊缝计算；
T；
2）作用在两条焊缝上的力为水平剪力h
3）计算两条焊缝上的剪应力不超过角焊缝的强度设计值。
5、腹板加劲肋设计
1）根据规范要求及梁的截面尺寸判断应设置何种加劲肋；2）按构造要求假定加劲肋间距；
3）根据规范上局部稳定的验算公式验算腹板的局部稳定性。
（二）立柱设计
1.截面选择
根据轴心受压构件稳定的要求选定钢管型号
2.截面检算
包括强度、稳定和刚度计算。
（三）柱头柱脚设计
附件1：碗扣式脚手架简介：。