钢结构设计说明书
(完整)钢结构平台计算书
钢结构平台设计说明书设计：校核：太原市久鼎机械制造有限公司二零一四年十月目录1．设计资料。
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(3)2．结构形式。
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..33．材料选择.。
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34．铺板设计。
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.. (3)5．加劲肋设计。
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.56．平台梁..。
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66.1 次梁设计。
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66.2 主梁设计。
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77．柱设计.。
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钢结构课程设计任务书
钢结构课程设计任务书一、课程设计的目的和任务《钢结构》课程设计是土木工程专业的理论实践课。
本实践课的主要目的和任务是：1、文件资料的查询、收集，并初步学习各相关规范的查找及使用；2、掌握钢屋架荷载的计算；3、掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度选择；4、掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计和构造；掌握钢屋架施工图的内容和绘制。
二、课程设计题目和内容1、题目：设计某车间的三角形钢屋架2、设计资料1）某厂房跨度为18m/21m/24m/27m，总长120m，柱距6.0m，屋架下弦标高为15m。
车间柱网布置见图1。
无吊车，无天窗、无振动。
不考虑抗震设防。
2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。
3）屋面采用形式具体见小组分表，槽钢檩条。
钢材选用Q235B，焊条采用E43型。
4）采用三角形钢屋架，荷载分类情况见附录1，屋架几何尺寸和内力系数情况见附录2。
5）采用三角形钢屋架3、设计内容1）确定屋架形式和几何尺寸内容：确定屋架高度；确定节点间距及腹杆图形；按比例画出屋架单线图。
2）屋架支撑布置包括:上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆。
按1:600比例尺画出屋架上弦、下弦支撑布置图及垂直支撑布置图。
3）进行荷载和内力计算：包括计算屋架荷载；计算屋架杆件内力（用图解法或结构力学求解器）；4）屋面杆件截面选择。
5）设计节点包括屋脊节点，上下弦拼接节点，上下一般节点，支座节点等4-5个典型节点。
6）完成设计计算书，绘制屋架运送单元施工图。
4、内力计算考虑下面4种情况1) 满载（全跨静荷载加全跨可变荷载）2) 全跨静荷载和半跨可变荷载。
3)恒载+风荷载。
4）全跨屋架自重（包括檩条、支撑等）+半跨屋面板荷载+半跨活荷载。
成果要求1、计进度安排（1周），详见进度表。
2、设计计算书，内容包括：（1）设计资料，设计依据。
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 。
钢结构屋架计算说明书
课程设计说明书课程名称：钢结构设计题目：钢屋架设计院系：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：专业班级：10土木工程2班指导教师：李珂2012年12月16日课程设计任务书梯形钢屋架课程设计摘要：本设计说明说包括梯形钢屋架的形式及尺寸、支撑布置，内力计算，节点焊缝计算及设计方法，屋架施工图绘制，相关的详图大样绘制以及必要的结构剖面图。
关键词：梯形钢屋架节点节点焊缝支撑目录1 设计背景 (1)1.1设计资料 (1)1.2屋架形式 (1)2 设计方案 (2)3 方案实施 (3)3.1荷载与内力计算 (3)3.2杆件截面设计 (4)3.3节点设计 (10)4 结果与结论 (17)5收获与致谢 (18)5.1收获 (18)5.2致谢 (18)6 参考文献 (19)7 附件 (20)1.1 设计资料某地区一金加工车间。
厂房总长度为150m ，柱距6m ，跨度为24m 。
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。
屋面可变荷载标准值为20.50/kN m ，雪荷载标准值为20.50/kN m , 积灰荷载标准值为20.50/kN m 。
屋架采用梯形钢屋架, 其两端铰支于钢筋混凝土柱上。
柱头截面为mm mm 400400⨯, 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235Q B , 其设计强度2/215mm N f =,焊条采用E43型, 手工焊接。
构件采用钢板及热轧型钢, 构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:024000215023700L mm =-⨯=,端部高度:2000h mm = (轴线处),2015h mm =(计算跨度处),桁架的中间高度:3200h mm =。
1.2 屋架形式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3方案实施3.1 荷载与内力计算1.荷载计算屋面可变荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的可变荷载计算。
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）。
钢结构设计说明
1总则钢结构的图纸分为钢结构设计图和钢结构施工详图（也称为钢结构加工制作详图）两个部分，土建结构专业施工图设计阶段提供钢结构设计图，本总说明为钢结构设计图的说明。
钢结构施工详图需由具有相应资质级别的钢结构加工制造企业或委托设计单位完成。
本工程土建结构部分主厂房及附属部分等钢结构的设计、制作、运输、堆放与安装，除本工程土建部分施工图总说明以及设计图纸中另有注明的外，均应按本说明书下列各项要求进行(如各施工图卷册中有关钢结构要求与本说明有冲突之处应以本说明为准)。
钢结构建（构）筑物设计使用年限为50年。
2规程、规范及标准本钢结构工程在遵照本说明第1条“总则”的前提下，设计、制作与安装应符合下列规程、规范及标准(最新版)：GB50017-2003 钢结构设计规范GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范JGJ81-2002 建筑钢结构焊接技术规程JGJ82-1991 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程GB/T700－1988 碳素结构钢GB/T1591－1994 低合金高强度结构钢GB/T5313---1985 厚度方向性能钢板GB/T3632---1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T3633---1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件GB/T1228---1991 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T1229---1991 钢结构用高强度大六角螺母GB/T1230---1991 钢结构用高强度垫圈GB/T1231---1991 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T5780－2000 六角头螺栓C级GB/T41---2000 六角螺母C级GB/T95－1985 平垫圈C级GB/T852--1988 工字钢用方斜垫圈GB/T853--1988 槽钢用方斜垫圈GB/T708--1988 冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许误差GB/T709--1988 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许误差GB/T3277-1991 花纹钢板GB/T5117-1995 碳钢焊条GB/T5118-1995 低合金钢焊条GB/T983--95 不锈钢焊条YB3301--92 焊接H型钢YB/T4001-98 压焊钢格栅板GB/T11263-1998 热轧H型钢和部分T型钢GB324-88 焊缝符号表示法GB/T9787－1988 热轧等边角钢GB/T9788－1988 热轧不等边角钢GB/T706-1988 热轧工字钢GB/T707-1988 热轧槽钢尺寸GB10854-89 钢结构焊缝外形尺寸GB8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级3钢材钢材采用碳素结构钢Q235B、低合金结构钢Q345B。
钢结构建筑外墙装饰的设计指南说明书
august 2012 MODERN STEEL CONSTRUCTIONSLab EDgE DETaILS whERE the structural frame of the building meets the architectural skin can be cumbersome and complex. But they don’t have to be!The design and detailing of the structural components around the slab edge to support the façade can have a tremen-dous impact on the overall cost of the project, as well as the façade’s functionality. There are many factors to consider when developing a design strategy to accommodate the façade loads, including the type of façade, its location relative to the struc-tural frame, the length of cantilever of the slab past the spandrel beam, the strength of the slab and metal deck and the orienta-tion of the metal deck and adjacent framing.AISC Steel Design Guide 22, Façade Attachments to Steel Framed Structures , available on /epubs , gives the practicing engineer guidelines to address these issues. This article draws from the design guide to provide tips and consid-erations on how to detail slab edges for supporting façade loads in an efficient and economical manner.Loads and Forces Let’s first examine the loads and forces that are involved. The gravity load on the façade generally consists of solely the dead self-weight of the façade panel. Most façades carry no ver-tical live load, but it’s important to recognize when there are flat areas that project from the structure and provide working space for building maintenance and window washers. In these cases, live, rain and/or snow loads must also be considered. The center of gravity of the façade elements is almost always offset some distance from the centerline of the support locations on the steel frame. This eccentricity between the center of gravity of the façade panel and the support loca-tions on the steel frame produces a moment that usually is resolved with a horizontal force couple from the top and bot-tom attachments (as shown in Figure 1). The top attachment may be in tension from the gravity loads due to resolving the eccentricity, and often, negative wind pressures combined with this horizontal force couple will be critical in the design of the façade attachment.Often, the weights of the façade panels are supported on the slab edge. The slab edge details must transmit these forces and moments into the structural frame without exceeding deflec-tion, tolerance and clearance limits. Conceptually, there are two methods to transfer the forces from the slab edge and into the structural frame:Method 1 – The slab and metal deck act as a cantilever to resist the façade loads. In this approach, the strength and stiffness of the slab and metal deck resist the shear and moment, essentially treating it like a cantilevered beam to support the façade loads. This method is economical when the typical slab and metal deck are adequate or can easily be reinforced to take the additional facade loads. (See Figure 2, p. 18, for free body diagrams of the structural components involved in this method.) If, however, the thickness of the slab must be increased to accommodate the façade loads, this may diminish the cost effectiveness of this method.The façade panel loads may be transferred into theslab by direct bearing on theslab or by attachment to steelembedments or bent platesthat also serve as pour stops. If a bent plate pour stop is used, a steel headed stud anchor or deformed bar anchor is often welded to the pour stop at the end of the slab, which engages the concrete reinforcement and transfers the forces into the slab. The stud or bar attachment cannot be shop-welded when it projects over the spandrel beam, as this would violate OSHA requirements that prohibit tripping hazards.DETaILS FROM ThE EDgEBy Jie ZuosteelwiseConsiderations for detailing the slab edge and designing façade attachments.Fig. 1: Horizontal force couple due to eccentricity.➤Resolving the eccentricity of the façade load location and the spandrel beam support with the slab and metal deck as a cantilever eliminates the need to design the spandrel beam for torsion or brace it against twist. However, the façade load induces negative moment in the slab as it passes over the span-drel, which may require additional flexural reinforcement in the top of the slab in that area.Method 2 – A bent plate or other steel assembly is used as a means to transfer the loads to the spandrel. This approach has a load path that bypasses the slab and metal deck; it relies on the strength and stiffness of an attached bent plate, angle or other structural steel assembly to transfer the loads directly into the spandrel (as seen in Figure 3). This method generally is used in cases where the slab and metal deck are inadequate to resist the façade loads. Examples of such scenarios include a long, over-hanging slab that produces a large moment or when there is a slab opening in the back-span that limits its capacity. Due to the eccentricity of the façade load, the spandrel must resist the induced torsion or be braced against it.Concrete Slab and Metal DeckThe concrete slab cantilever can be designed according to ACI 318 and there exist design tables in AISC Steel Design Guide 22 for flexural strength and slab geometries. When the slab and metal deck act as a cantilever to support the façade (Method 1), the façade should transfer its loads to the slab through direct bearing. T o determine the effective slab width, a conservative approach is to take the effective width equal to the width of the concentrated load plus twice the distance to the line of bending in the slab (as shown in Figure 4, p. 20).➤Fig. 2: Design concept of Method 1, where the slab is utilized to resolve eccentricity of façade panel loads.➤Fig. 3: Design concept of Method 2, where the spandrel is used to resolve eccentricity of façade panel loads.MODERN STEEL CONSTRUCTION august 2012MODERN STEEL CONSTRUCTION august 2012The orientation of the flutes of the metal deck also may affect the effective width and effective depth of the slab. When the flutes are oriented parallel to the spandrel beam, the effec-tive depth is taken at the location where the depth is reduced at the flute; the effective width is unaffected. If the flutes are oriented perpendicular, the full slab depth is effective but the effective width must be reduced to account for the area of con-crete not present in the compression zone. The design guide also addresses other forces that slab and deck must also be able to resist, including forces from kickers or roll (back-up) beams, when used, and the horizontal force couple due to eccentricity.Spandrel beam In the case of Method 2, the eccentricity of the façade load induces torsion on the spandrel beam. Wide flange sections make great flexural members, but offer little torsional resis-tance and often require bracing against twist. If the spandrel Fig. 4: effective widthfor concentrated loadsat slab edge.beam is a girder with in-fill beams framing to it, the secondary framing may provide adequate restraint against twist. If there is no secondary framing, however, the spandrel must have suf-ficient torsional strength and stiffness or additional restraint must be provided.One common solution is to add intermittent perpendicu-lar kickers or bracing angles between the bottom flange of the spandrel and the top flange of the first interior beam (as shown in Figure 5). It can also be an anchored connection in the slab. Another common solution is to include additional framing per-pendicular to the spandrel, referred to as “roll beams” (shown in Figure 6, p. 22). The connections on roll beams must bedesigned with enough moment resistance to sustain the tor-sional shear. The presence of a kicker or roll beam results in vertical and horizontal reactions in the spandrel, and the hori-zontal force couple between the top and bottom flanges resolves the twisting force.➤Fig. 5: a kicker brace can be used to resolve the torsion in the spandrel.➤Light-gauge Metal Pour StopOne economical slab edge detail incorporates a light-gauge metal pour stop. T ypically used in Method 1 and made of cold-formed steel of 10- to 20-gauge thickness with a yield strength of 33 ksi, its sole purpose is to form the edge of the slab. It is an item that usually comes with the metal deck procurement package and is welded to the spandrel during erection of the metal deck. The Steel Deck Institute provides a design table for light-gage metal pour stops to support the weight of wet concrete, concrete pore water pressure on the vertical leg and a uniform construction live load of 20 psf; this table is also printed in AISC Steel Design Guide 22.SDI recommends that the designer limit the design flexural stress to 20 ksi for the wet concrete load, temporarily increased by one-third for the construction live load. The table provides designs for an overhang length of up to 12 in. It is also recommended that the horizontal and vertical deflection should be limited to a maxi-mum of 1/4 in. for concrete dead load. (The design approach of the light-gauge metal pour stop is detailed in Figure 7.)These pour stops are generally not strong enough to be expected to carry any of the façade loads. Use of this type of detail is limited to the slab being able to resist all of the superimposed loads, including the façade. Overlap between the spandrel flange and the pour stop is commonly specified as 2 in.Fig. 6: a roll beam can also be used to brace thespandrel against twist.➤Fig. 7: Design considerations for a light-gauge metal pour stop.➤MODERN STEEL CONSTRUCTION august 2012bent PlateInstead of a light-gauge metal pour stop, a bent plate, angle or other steel assembly can be used. Bent plates are stronger and have more versatility than light-gauge metal pour stops. A bent plate can be designed to act as a pour stop, and also as a transfer element to provide a load path between the façade attachment and the slab, or between the façade attachment and the spandrel beam.Designers might choose to use a bent plate in lieu of a light-gauge metal pour stop for several reasons, including:The cantilever slab overhang is too large to be sup-1.ported by a light-gage metal pour stop.T o transmit the façade forces into the slab by attaching2.it to the façade and welding a headed stud on the verti-cal leg (Method 1).The slab and metal deck are inadequate in strength 3.or stiffness to support the façade, so the bent plate isused as a means to transfer the forces into the spandrel(Method 2).Note that as thickness increases, practical lengths of the bent plate get shorter. Hot-rolled angles do not have this length lim-itation and have tighter tolerances, but required thicknesses andleg sizes are not always readily available. Minimum and maxi-mum thicknesses of bent plates are generally x in. and 1/2 in., respectively, limited by the bending equipment capacity. They can be shop- or field-welded or bolted, though shop attachment requires that field adjustment must be provided for in another way. AISC Steel Design Guide 22 contains design tables for bent plates up to an overhang length of 18 in.Steel Design Guide 22 is a good resource when designing and detailing the slab edge to sufficiently transmit the façade loads into the structural frame. There are many solutions, but the keyis to develop one that is economical and efficient. Also, refer tothe MSC SteelWise column in December 2007, titled “Pushingthe Envelope,” and AISC’s webinar on façade attachments at /elearning.steelwiseaugust 2012MODERN STEEL CONSTRUCTION。
钢结构课程设计计算书
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：钢结构课程设计设计题目：钢屋架设计院系：土木工程学院班级：土木二班设计者：麦浩学号：1093310208指导教师：张文元设计时间：2011-12-7——2011-12-16哈尔滨工业大学1.设计资料哈尔滨一金工车间，长96m，跨度27m，柱距6m，采用梯形钢屋架，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，上铺珍珠岩制品保温层（容重为4KN/，厚度），采用封闭结合。
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（抗压设计强度c f=10N/）.车间内设有两台30/5T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m。
2.荷载计算桁架计算长度：02720.1526.7l m=-⨯=跨中及端部高度：桁架的中间高度：在的两端高度：在轴线处端部高度：桁架跨中起拱：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。
沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿水平投影分布的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度的单位为。
标准永久荷载：预应力混凝土大型屋面板二毡三油防水层找平层厚珍珠岩保温层桁架和支撑自重管道荷载——————————————————————————————————合计标准可变荷载：屋面活荷载积灰荷载设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载控制的组合）全跨节点荷载设计值：222(1.35 3.085/ 1.40.70.7/ 1.40.90.3/) 1.56F kN m kN m kN m m m=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时：（按永久荷载控制的组合）(按可变荷载控制的组合)对结构有利时：半跨节点可变荷载设计值：（按永久荷载为主的组合）（按可变荷载控制的组合）（3）全跨桁包括支撑+半跨面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载控制组合）全跨节点桁架自重设计值，对结构有利时，对结构不利时，半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：（1）、（2）为使阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
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目录1设计资料 (1)2屋架形式及几何尺寸 (1)3支撑布置 (1)4檩条布置 (1)4.1 檩条布置 (1)4.2 荷载计算 (1)4.3 内力计算 (3)4.4 强度验算 (3)4.5 整体稳定性验算 (3)4.6 刚度验算 (3)5屋架设计 (3)5.1 荷载计算 (3)5.2 屋架杆件内力计算 (3)5.3 杆件截面选择 (6)5.3.1上弦杆 (6)5.3.2下弦杆 (7)5.3.3 腹杆 (7)5.4节点设计 (10)5.4.1下弦中间节点I (11)5.4.2 脊节点 (10)5.4.3上弦节点D (12)5.4.4下弦中央节点J (12)5.4.5 支座节点A (13)6绘制施工图 (14)致谢........................................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献........................................................................................................................ 错误!未定义书签。
1设计资料1)某厂房总长度90m ，跨度24m ，纵向柱距6m 。
2)结构形式: 芬克式三角形钢屋架。
屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400 mm ，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1：2.5；L 为屋架跨度。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。
3)屋架采用的钢材Q345钢，焊条为E50型，手工焊。
4)屋架采用压型钢板作屋面板，自重2/58.0m kN ；木丝板保温层，自重为2/55.0m kN ，檩条采用槽钢。
屋面均布活荷载为2/7.0m kN ；基本雪荷载为20.35kN m ，基本风压为20.5kN m 。
屋面积灰荷载为2/3.1m kN 。
2屋架形式及几何尺寸屋面倾角()12.52148'arctg α︒==，屋架的计算跨度mm l l 237003000=-=，屋架跨中高度mm mm H 47405/23700==，上弦长度为mm l L o 127638.21cos 2/23700cos 2/0===α，取8节间，节间长度为mm s 159512763==，节间水平投影长度为mm s 14818.21cos 2127cos 0=⨯=⋅=αα。
如图1所示。
图1 屋架几何尺寸(单位：mm ) 3支撑布置根据厂房长度为90m>60m,跨度m l 24=和有桥试吊车及锻锤情况，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑及垂直支撑；并在上弦及下弦各设三道系杆。
上弦因有檩条亦可不设系杆。
如图2示。
4 檩条布置4.1 檩条布置檩条采用型钢檩条，每节间放一根，共19根，檩距为mm 7972/1595=，檩条跨中设一条拉条。
4.2 荷载计算屋面坡度2148'25α︒︒=<，雪荷载按不均匀分布最不利情况考虑，取21.250.30.0.375k S kN m =⨯=。
雪荷载与活荷载不同时考虑取较大值，按雪荷载计算。
恒荷载压型钢板屋面板 m kN /462.0.0797.058.0=⨯ 保温板重 m kN /438.0797.055.0=⨯ 檩条和拉条重 0.12kN m合计 m kN g k /02.11=2.屋面活荷载屋面活荷载0.5kN/2m 。
3.风荷载基本风压 200.5/kN m ω= 房屋高度为H=22.74m <30m ，高宽比22.740.948 1.524H B ==<,取风振系数 1.0z β= 风荷载系数：迎风面： 10.33s μ=- 背风面： 20.5s μ=-地面粗糙度 10 2.512.5H m =+=， 1.07z μ=所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面： 21 1.0 1.250.33 1.070.50.19/kN m ω=-⨯⨯⨯⨯=- 背风面： 22 1.0 1.070.50.50.29/kN m ω=-⨯⨯⨯=-4.雪荷载重 m kN q k /355.08.21cos 02.1375.001=⨯⨯= 檩条均布荷载设计值：m kN q g /721.1355.04.102.12.1)(11=⨯+⨯=+m kN q g q g x x /639.03714.0721.1sin )()(1111=⨯=+=+α m kN q g q g y y /6.19285.0721.1cos )()(1111=⨯=+=+α11-1图3 檩条受力分析图2 屋盖支撑布置4.3 内力计算m kN l q g M y y x /2.766.181)(812211=⨯⨯=+=m kN l q g M x x y /72.03639.081)(812211-=⨯⨯-=+-=4.4 强度验算试选12.6号型钢，自重m kN /12.0，2692.15cm A =，mm h 126=，mm b 53=，mm t 9=，,9.2359.1/38,2.10,1.62333cm w cm w cm w A y yB x ====41.39cm I x =1 1.05x γ=， 1.05yA γ=，1.2yB γ=。
截面及受力情况如图3示。
验算点A （压）：2233/310/139109.2305.1720000101.6205.17200000mm N f mm N W M W M ny y y nx x x =<=⨯⨯+⨯⨯=+γγ 验算点 B （拉）：223/310/6.2642.1005.11072000101.6205.110725000mm N f mm N W M W M ny y y nx x x =<=⨯+⨯⨯=+γγ 满足强度要求。
4.5 整体稳定性验算因在檩条跨中设有一道拉条，故可不进行整体稳定性验算。
4.6 刚度验算验算与屋面垂直平面的相对挠度，按短期荷载效应组合进行。
荷载标准值m kN q g k k /375.1355.002.1)(11=+=+m kN q g q g k k x k x k /277.19285.0375.1cos )()(1111=⨯=+=+α1501][1941103911006.26000277.13845)(3845453311=<=⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=l f l EI l q g l f x y k y k 满足刚度要求。
12.6号槽钢强度和刚度均满足要求。
5屋架设计5.1 荷载计算因檩条沿节间布置，先将檩条作为屋架集中荷载计算，再按经验公式计算屋架和支撑自重，最后折算为屋架上弦节点荷载。
因为屋架坡度较小，风荷载为吸力，可不考虑风荷载和积灰荷载影响。
檩条作用在屋架上弦的集中力为：kN l q g F q 68.92/821.122/)(211=⨯⨯=⨯+⨯=屋架和支撑自重，按轻屋盖估算：m kN L F G /384.02411.012.011.012.0=⨯+=+= 节点荷载设计值为： (1.2 1.02 1.40.35)8 1.97527.08/F kN m =⨯+⨯⨯⨯= 5.2 屋架杆件内力计算芬克式三角形屋架在半跨活荷载作用下，腹杆内力不变号。
故只需按全跨活荷载和全跨永久荷载组合计算屋架杆件内力。
利用结构力学求解器，解得杆件内力系数，再乘以节点荷载kN F 08.27=，既可得出杆件内力。
见图4。
最不利内力组合设计值，见表1。
图4 屋架内力图按弦杆最大内力-401.07kN ，由表2选出中间节点板厚度10mm ，支座节点板厚度为12mm 。
5.3.1上弦杆上弦杆内力有：kN F 07.40120\9-=，kN F 03.37819\10-=等，按最大内力401.07KN 选择截面，整个上弦杆采用等截面。
故该杆应按弯杆计算。
cm l cm l y x 790,200000==。
假定长细比,60===λλλy x 查附表D.2得807.0=ϕ 所需截面积为2335.30310807.0/10790/cm f N A =⨯⨯==ϕ所需回转半径为32.160/79/,33.360/200/000======y oy y x x x l i l i λλ根据1, y x i i 00,查型钢表选择2L90×7组成的T 型截面：2024.31512.152cm A =⨯=；cm i cm i y x 52.4,86.2==根据所选用的角钢验算截面刚度验算48.1752.4/79/,93.6986.2/200/00======y y y x x x i l i l λλ150][93.69]max [,=<==λλλλy x 。
刚度验算满足要求。
整体稳定性验算按b 类截面，查附录D.2 得701.0=ϕ则2223/310/18410024.31701.0/1007.401/mm N mm N A N <=⨯⨯⨯=ϕ 稳定性验算满足要求，所选截面合适。
上弦填板的设置一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径86.2=x i ，cm i x 4.11486.24040=⨯=。
上弦为压杆，节间长度为cm 8.185，每节间设一块填板，则间距为cm 6.1111002/200<=。
填板尺寸为mm mm mm 1001060⨯⨯。
5.3.2下弦杆下弦杆均为拉杆，整个下弦采用等截面，按最大内力kN F 35.3728\1+=计算。
屋架平面内计算长度按最大节间（4），即cm l l x 3215\40==；屋架平面外计算长度因跨中有一道系杆，故cm l l y 1205\10==。
下弦杆所需截面面积为：223121347310/1035.372/cm mm f N A ==⨯==选用2L75×5，45.3,33.2,824.14412.722===⨯=y x i i cm A 。
下弦杆与支撑及系杆螺栓采用,16mm d =则下弦杆净截面面积为2225.10)5.075.1212(cm cm A n =⨯⨯-=强度验算：2223)1(/310/3091012/1035.372/mm N f mm N A F =<=⨯⨯==σ强度验算满足要求。
刚度验算：35022645.3/790/,35019333.2/9.449/00<===<===y y y x x x i l i l λλ刚度验算满足要求 5.3.3腹杆1）中间竖腹杆（31）中间竖腹杆0N F =，mm l 4740=。