《钢结构》课程设计任务书
钢结构课程设计任务书

钢结构课程设计任务书一、设计资料某批车间总长60米,跨度A为18米,B和C均为24米,柱距为6米,屋面材料为预应力大型屋面板(1.5×6米,屋面板需保证与上弦3个点焊牢,故上弦平面外计算长度为3米),屋架形式为梯形钢屋架,并支承于钢筋混凝土柱上,混凝土标号为C25.钢材为Q235·BF,焊条E43型,要求在车间中选择其中之一进行屋架设计。
二、屋架形式、尺寸的确定根据业主需要及屋面排水要求,选用梯形钢屋架,屋架坡度为1/10。
屋架平面布置见图1,屋架几何尺寸和内力系数如图2所示,屋架尺寸分A、B、C三种。
三、支撑布置根据车间长度、屋架跨度、荷载情况、屋架上弦设置横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,见图1。
四、荷载计算(一)屋面恒载(标准值):屋面板自重g k kN/m2 坡向分布(详见荷载数据表)屋架及支撑自重 0.25 kN/m2水平投影分布(二)屋面可变荷载(标准值)坡屋面的屋面可变荷载(雪荷载)0.45 KN/m2,水平投影分布。
风荷载为吸力,不考虑。
各屋架满跨与半跨内力系数见内力系见附图2。
五、屋架设计要求l屋架杆件内力计算2.屋架杆件截面选择和计算,将各杆件内力、杆件截面型号几何特征等填于表1中:3.屋架各节点设计(支座节点A、屋脊节点D、跨中节点C)4.绘制钢屋架施工图一张(1#图纸,内容包括:屋架轴线和内力图,屋架正面图、剖面图、上弦俯视图,零件、大样图等,材料表,设计说明等);绘制节点A、C、D大样图(A3图纸)。
5设计说明书1份和支座、屋脊节点1:5大样图。
表一:屋架杆件截面选择表(包括杆端焊缝计算)5。
《钢结构课程设计》任务书

《钢结构课程设计》任务书1.设计资料某双跨单层工业厂房,跨度L,厂房总长L,柱距l,厂房内设有桥式吊车,1屋面材料采用压型钢板。
屋架支承于钢柱上。
钢材采用Q235F,焊条采用E43型,手工焊。
檩条可采用槽钢、工字钢、冷弯薄壁型钢等。
荷载:压型钢板自重为0.25KN/m2;不上人屋面活荷载为;基本风压按南昌地区取值;无雪荷载和积灰荷载。
吊车的有关参数表2.设计内容(1)根据所给条件设计屋架几何尺寸,并绘制计算简图;(2)确定檩条和支撑布置,绘制简图;(3)檩条设计;(4)选择一跨屋架进行各杆件设计(内力计算及验算);(5)节点设计(连接设计计算,连接大样图);(6)吊车梁设计;(7)按轴心受力进行柱和柱脚设计;(8)画屋架施工图1:50(图纸);(9)其他根据具体情况设计。
3. 撰写要求(1)说明书格式:说明书要求手写、且要用统一的课程设计用纸(A4大小),用黑色或蓝墨水工整书写,上下左右各留25mm。
(2)说明书结构及要求:封面包括:题目、学校、班级、姓名、学号、指导老师签字及时间(年、月、日);任务书:由指导教师填写。
(3)目录:要求层次清晰,要给出标题及页次,目录的最后一项是无序号的“参考文献资料”。
(4)正文:正文应按目录中编排的章节依次撰写,要求计算正确,论述清楚,文字简练通顺,插图简明,书写整洁。
(5)参考文献(资料):参考文献必须是学生在课程设计中真正阅读过和应用过的,文献按照在正文中的出现顺序排列。
4、课程设计纪律和注意事项1).课程设计纪律要求(1)遵守设计室的相关规定;(2)按时设计,不迟到早退;(3)不在设计打闹,吃东西;(4)不损坏设计室课桌。
2).注意事项注意用电安全,关好门窗;3)、课程设计期末成绩由指导教师负责,根据各位学生所提交设计成果的质量、在设计期间的态度表现、考勤等情况综合评分,按优、良、中、及格、不及格五级评分制评定设计成绩。
有下列情况之一,成绩为不及格:a.课程设计期间考勤不足三分之二;b.未按要求完成任务;c.未按时提交课程设计成果;5、推荐教材和教学参考资料[1]《钢结构设计》[2]《钢结构课程设计任务书》[3]《钢结构设计规范》。
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。
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《钢结构》课程设计
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学号:
班级:
指导教师:
年月日
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一、设计资料
某一室内独立中型普通工作平台,平面尺寸如图1所示,采用钢铺面板,钢材为Q235。
图1 普通工作平台平面图
二、结构布置方案
该工作平台钢结构布置方案如图2所示。
柱高为6m,主梁跨度为12m,次梁跨度为 6.3m,次梁与主梁、主梁与柱、柱与基础均为铰接。
已知中间柱承受的轴心压力(不包括柱自重)设计值N=510kN。
永久荷载分项系数取γG=1.2。
钢材质量密度为ρ=7850kg/m3,重力加速度g=9.8m/s2。
1—1
2—2
图2 工作平台钢结构布置方案
三、设计内容
中间柱拟采用焊接工字形截面(翼缘采用剪切边),请设计其截面。
现有厚度为8mm 和6mm的两种钢板,可分别用于翼缘和腹板。
温馨提示:试选柱的工字形截面时,可假设其自重标准值为0.5kN/m;选好之后进行截面验算时,需考虑其实际自重。
柱的工字形截面的宽度与高度可取相等。
四、提交成果
提交计算书一份!。
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定位尺寸主要为主、次梁的轴线位置;螺栓孔位置要满足型钢线距表和螺栓容许的排列距离要求; 对加工及工地施工的其他要求包括零件切刨、孔洞直径和焊缝尺寸等;焊缝要区分工厂焊缝和工地焊 缝,以及适应运输单元的划分和拼装。
(4).施工图中应注明各零件的型号和尺寸,对各零件进行详细编号,并附有材料表。型钢要注明 型号和长度。钢板要注明宽、长和厚度。零件按主次、上下、左右一定顺序逐一编号。编号与原则: 完全相同的零件给予相同的零件数字编号,否则给予不同的编号。
⎧承受静力荷载的平台 按荷载分 ⎩⎨承受动力荷载的平台
按生产分
⎧ 辅助平台 ⎩⎨中、重型操作平台
(一)、制作出里有以下几种方式:
(1)、直接搁置在厂房柱的牛腿上; (2)、一侧支撑与厂房柱,另一侧设独立柱; (3)、支撑与大型设备上; (4)、全部为独立柱的平台。 (二)、平台结构布置应以下要求:
1、满足公共生产操作的要求,保证通行和操作的净空。一般通行净空高度不小于1.8 m,宽度不 应小于0.6 m.。
15 t 15 t
15 t 15 t
t
X
X
X
t
X
截面中包括加劲肋每侧各15倍平板厚在内。
强度: M = f γ x w wx
挠度:ν = 5 q k l4 ≤ [ν ] 384 EIx
γ x —塑性系数,对T形截面,上边缘1.05,下边缘为1.2;对丁字形截面,上下边缘为1.05。
(二)、平台梁的形式和计算: 1、形式:
焊.要求: ⑴选择次梁截面; ⑵选择主梁(焊接组合梁)截面,验算其局部稳定性,并设计其加劲肋. 计算梁的强度时不考虑截面塑性的发展.
解:1.次梁: 次梁的计算简图如右图所示:
q
4000
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钢结构课程设计任务书课程设计题目:梯形钢屋架班级:土木工程设计期限:2014年11月21日~2015年1月12日指导教师:一、课程设计的意义与目的钢结构课程设计是建筑工程专业教学计划中一个重要的实践教学环节,对培养学生的基本技能、提高学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识有重要作用。
课程设计应达到如下目的: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(例如材料性能及材料的选择,连接设计及计算,基本构件的设计计算等),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、设计资料机械厂欲建一金工车间,其平面及柱网布置如图所示,厂房的跨度分别取l8m、21m、24m,长度为54m,柱距6m。
车间内设有两台20/5吨中级工作制吊车。
采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。
梯形屋架,屋架端高分别为1.8m、1.9m、2.0m,屋面坡度为i=1/10,屋架支撑在钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400mm,混凝土标号为C25;计算温度最低-20℃.L分别为18m、21m、24m。
柱网布置图1. 屋面做法:W1:二毡三油上铺小石子防水层(0.35 kN/m2)20厚水泥砂浆找平层(0.4 kN/m2)80厚泡沫混凝土保温层(0.5 kN/m2)1.5m×6m钢筋混凝土大型屋面板(1.4 kN/m2)钢屋架及支撑自重:0.12+0.011L (kN/m2)基本雪压0.25kN/m2,屋面活荷载0.30kN/m2,不考虑风荷载,积灰荷载和地震荷载。
W2:二毡三油上铺小石子防水层(0.35 kN/m2)20厚水泥砂浆找平层(0.4 kN/m2)80厚泡沫混凝土保温层(0.5 kN/m2)1.5m×6m钢肋GRC大型屋面板(0.55kN/m2)钢屋架及支撑自重:0.12+0.011L (kN/m2)基本雪压0.40kN/m2,屋面活荷载0.70kN/m2,不考虑风荷载,积灰荷载和地震荷载。
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)。
钢结构设计任务书1
钢结构设计任务书
一、课程设计的目的、意义
本课程是土木工程专业的一门专业课。
本课程的教学目的是培养学生运用钢结构的基本设计理论和设计方法,进行钢结构的一榀屋架的设计,从而进一步提高运算、制图和使用资料的能力。
通过设计,了解钢结构单层工业厂房设计内容、程序和基本原则,熟悉钢结构构件的布置原则,掌握钢结构屋架的选型、支撑的布置和节点的设计计算,以巩固所学理论知识,培养利用这些知识解决实际问题的能力,逐步树立正确的设计观点,为学生毕业设计和毕业后从事设计或施工工作打下良好的基础。
二、课程设计的主要内容、技术要求
3.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算;设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
四、设计要求
1.计算书须用钢笔书写,插图应用铅笔按一定比例绘制,做到眉目清晰,文图配合;
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。
钢结构课程设计任务书
课程设计报告课程名称钢结构原理题目学部城建学部专业班级姓名指导教师年月日钢结构课程设计任务书题目: 施工方案及管理1. 课程设计教学条件要求本课程设计是针对《钢结构》课程而设,目的是使学生更好掌握、理解和应用《钢结构》课程中所学知识,锻炼学生综合运用各种基本原理基本理解钢结构设计总体思路和步骤。
熟悉常见钢结构案,掌握钢结构基本构件的构造要求并运用其进行安装流程安装方案的编制。
要求学生此前修读完成《土木工程材料》《材料力学》《结构力学》等相关课程的知识。
2. 课程设计任务(1)、初始条件钢楼梯、钢连廊、钢框架、钢屋盖4个典型工程案例:①奥园∙盘龙壹号综合体——B-5-1#楼14#钢楼梯设计与计算②奥园∙盘龙壹号综合体——B-5-1#楼3F钢连廊设计与计算;③诚善中学食堂——钢框架设计与计算;④冠鲁明德新城商业建筑——贝壳造型钢屋盖设计与计算。
(2)、学生各自任务分配学号为单的同学细致系统学习案例①和案例③,学号为双的同学细致系统学习案例②和案例④。
将案例学习知识进行理解概括和归纳,查阅相关规范和技术标准。
单号同学对钢框架结构体系,双号同学对钢屋盖(或网盖)结构体系,进行施工方案编写、施工流程图绘制、施工所需人员和机械的基本配置,施工安全防护注意事项及施工质量控制办法的确定。
绘制所选结构体系的施工图和节点布置图(不少于3张)。
3. 课程设计内容及成果(1)课程设计封面(2)任务书及评分表(3)课程设计报告书,应包括以下内容①所选工程类别特征及应用范围介绍,及其发展趋势预测;②确定该类工程项目合理的施工工序,并确定各施工工序的合理先后衔接顺序,绘制流程图;③拟定和安排该类工程项目施工方案,具体到各个工序的具体施工方法;④根据施工流程图和施工方案(配合恰当图片,图文并茂),确定所需各工种人员配置和机械设备;⑤制定此类工程施工安全管理规程和注意事项;⑥明确此类工程项目施工质量要求并制定切实可行的质量控制办法。
钢结构课程设计任务书
钢结构课程设计任务书钢结构课程设计任务书一、设计题目:焊接梯形钢屋架设计二、目的:经过课程设计掌握屋盖系统结构布置方法。
运用有关力学和本课程所学的知识,对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计和节点设计。
培养学生解决实际问题的能力。
三、设计资料:1.某单层单跨工业厂房,跨度L(18 m,21 m,24 m),长度102 m。
2.厂房柱距6 m,钢筋混凝土柱,混凝土强度等级C20,上柱截面尺寸400⨯400,钢屋架支承在柱顶。
3.吊车一台150 T,一台30 T,吊车平台标高+12.000 m。
4.荷载标准值(1)永久荷载:屋面材料自重 A1-A3 kN/m2(见附表)屋架及支撑自重:按经验公式L.0+12= kN/m2.0q011(2)可变荷载:屋面活荷载标准值: 0.5 kN/m2雪荷载标准值: B1-B6 kN/m2(见附表)(3)屋面积灰荷载标准值: C1-C5 kN/m2(见附表)(4)不计风荷载注:请将自己的设计方案号、屋架跨度、屋架自重及荷载取值填入课程设计任务书中。
5.屋架计算跨度,几何尺寸及屋面坡度见附图1。
6.钢材Q235号钢、角钢、钢板各种规格齐全;有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。
7.钢屋架的制造、运输荷安装条件:在金属结构厂制造,运往工地安装,最大运输长度16 m,运输高度3.85 m,工地有足够的起重安装条件。
屋架几何尺寸及屋架全跨上弦节点单位荷载作用下构件内力系数见附图1-3。
四、设计内容1.布置屋架荷支撑。
计算书上用小比例尺绘出其布置简图,并进行编号。
支撑代号:屋架上弦横向水平支撑 sc屋架下弦横向水平支撑 xc屋架下弦纵向水平支撑 zc垂直支撑 cc系杆 LG2.设计该厂房的钢屋架,并用1号图纸绘制屋架运送单元施工图。
施工图材料表为一品屋架的材料用量。
五、要求1.计算书板书整洁,打印装订成册。
2.施工图用手工绘制,图面布置合理,图面整洁,线条清楚。
文字采用仿宋体,符合制图标准,达到施工图要求。
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《钢结构》(钢屋架)课程设计任务书
湖北工业大学工程技术学院土木系
结构教研室
2013年11月
一、设计资料
某单跨单层厂房,跨度L=24m,长度54m,柱距6m,厂房内无吊车、无振动设备,屋架铰接于混凝土柱上,屋面采用1.5×6.0m太空轻质大型屋面板。
钢材采用Q235-BF,焊条采用E43型,手工焊。
柱网布置如图1所示,
杆件容许长细比:屋架压杆[λ]=150,屋架拉杆[λ]=350。
二、屋架形式及几何尺寸
如图2所示。
三、荷载
1. 永久荷载(标准值)
大型屋面板(0.50 +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:0.50+0.001*190=0.69kN/m2)
防水层0.10kN/m2
屋架及支撑自重0.15kN/m2
悬挂管道0.05kN/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)
四、课程设计要求
1. 掌握钢屋架荷载的计算;
2. 掌握杆件内力的计算和组合,杆件的计算长度、截面形式,截面选择及构造要求,
填板的设置及节点板的厚度;
3. 掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求,主要节点的设计及计算和构造;掌握钢
屋架施工图的内容和绘制。
五、课程设计进度安排
拱50
图2 24米跨屋架几何尺寸
117
图3 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
A a c e g g 'e 'c 'a '+3.480
.000-6.25-
9.04-
9.17-7.38-6.
09
-7.38-4.49
-2.470.00
0.00
-6.53
-3.14
+0.71+1.55+1.39
+1.56
+1.80
+2.12+4.76
+1.90
-0.45
-2.47
-1.53
-1.75
-2.03
-2.34
-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.
25B C D E F G H I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A
'0.51.01.01.01.01.01.01.01.0i
图4 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力
钢结构课程设计指导书
本指导书根据设计任务书提出的设计内容和要求指出了设计中应考虑的原则和应注意的问题,对其中某些问题作了必要的说明。
更为一般的设计原理、方法及参考数据,可查阅相关设计手册和规程规范。
一、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。
要求在指导教师的指导下,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。
二、设计资料和任务
参见课程设计任务书
三、钢屋架设计计算
3.1 材料选择
根据荷载性质,钢材可采用Q235-BF,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。
3.2 屋架形式及几何尺寸
因屋面采用大型屋面板,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,当梯形屋架与柱铰接时,屋架端部高度取1.6~2.2m。
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50。
3.3 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,布置上、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
4.1 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。
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。
4.2 荷载组合
设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合:
全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
4.3 内力计算
按图解法、数解法、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杆件内力。
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。
如果按照正确的施工方法,屋面板采用对称吊装,就不会出现杆件内力的变号。
五、杆件截面设计
屋架跨度不大于30m时,上弦、下弦可不改变截面,按最大内力设计。
上弦杆计算长度,在屋梁平面内,为节间轴线长度。
在屋梁平面外,根据支撑布置和内力变化情况(按大型屋面板与屋梁保证三点焊,故取两块屋面板宽度),其计算长度大于屋架平面内计算长度,故截面宜选用两个不等肢角钢,短肢相并。
节点板厚度需按腹杆的最大内力选用。
轴心拉杆,可按强度要求选择截面。
对轴心压杆,可先假定长细比(弦杆λ=80~100,腹杆100~120)选择截面再进行验算。
屋架所有的杆件还应满足长细比限值的要求。
六、节点设计
节点的设计一般步骤是:先根据腹杆的内力计算腹杆与节点板连接焊缝的焊脚尺寸和焊缝长度,然后根据此焊缝长度的大小按比例绘出节点板的形状和大小,最后验算弦杆与节点板的连接焊缝。
用作图法求节点板的形状和大小时,应按角度准确画出各杆件的轴线和轮廓线,各杆件的形心线应尽量与杆件轴线重合并取5mm的整数,再考虑杆件之间应有的间隙以及制作、装配等误差,按比例绘出各杆件端部及腹杆焊缝的位置,在此基础上作出节点详图。
节点板的形状应尽可能简单、规则,至少有两边平行。
如矩形、梯形、直角梯形等。
七、屋架施工图
屋架施工图是指导钢结构构件制造和安装的技术文件,同时也是编制工程预算的依据和工程竣工后的存档资料。
因此,务须做到清晰、明确,准确无误,表达详尽。
1.屋架施工图一般按运输单元绘制。
当屋架对称时,可仅绘制半榀屋架。
施工图上应包括屋架正面图、上弦和下弦平面图以及必要的侧面图、剖面图和零件图。
2.图纸的左上角用适当比例绘制屋架简图(单线图),左半跨注明屋架杆件的几何轴线
尺寸,右半跨注明杆件的内力设计值,并注明屋架跨中央的起拱高度(屋架图上不必表示)。
图纸正中为屋架正面和上、下弦平面图。
右上角是材料表,把所有杆件和零部件的编号、规格、长度、数量(正、反)及重量等均填于表中,以备配料和计算用钢量,并可供配备起重和运输设备时参考。
3.屋架施工图通常采用两种比例尺绘制。
屋架杆件的轴线一般用1:20~1:30,而节点尺寸和杆件截面尺寸用1:10~1:15的比例尺绘制。
对重要节点和特殊零部件还可加大些,以清楚地表达节点的细部尺寸。
4.施工图上应注明各零部件的型号和主要几何尺寸,包括加工尺寸(宜取5mm的倍数)、定位尺寸、孔洞位置以及对工厂制造和工地安装的要求。
定位尺寸主要有:节点中心至各杆件杆端和至节点板边缘(上、下和左、右)的距离、轴线至角钢肢背的距离等。
螺栓孔位置要符合螺栓排列的要求。
工厂制造和工地安装要求主要包括:零部件切角、切肢、削棱、孔洞直径和焊缝尺寸等均应在施工图中注明。
工地安装焊缝和安装螺栓应标注其符号。
5.施工图中的各零部件应加以详细编号,其次序按主次、上下和左右排列。
完全相同的零部件用同一编号,如两个零部件形状和尺寸完全一样,仅因开孔位置或切角等不同,使两构件成镜面对称时,可采用同一编号而只须在材料表中用正、反字样注明,以示区别。
6.施工图上还应有文字说明。
其内容主要有:钢材的钢号、焊条型号和焊接方法、质量要求,图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸,防锈处理方法,以及运输、安装和制造要求等。
此外,对一些在施工图上难以用图而宜用文字表达清楚的内容亦可用文字加以说明。
八、主要参考文献
1 戴国欣. 钢结构. 武汉:武汉理工大学出版社,2012
2 钢结构设计规范(GB50017—2003). 北京:中国计划出版社,2003
3 建筑结构荷载规范.北京:中国建筑工业出版社
4 房屋建筑制图统一标准(GB/T 50001—2001). 北京:中国计划出版社,2002.
5 建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001).北京:中国计划出版社,2002.
6 钢结构设计手册(上册)(第三版).北京:中国建筑工业出版社,2004。