钢结构课程设计——钢屋架施工图设计
梯形钢屋架钢结构课程设计
259.0
1.94
3.04
106.81
85.20
150
0.396
120.06
Gd
-58.41
2L63×5
12.286
231.2
289.0
1.94
3.04
119.18
98.47
150
0.336
141.49
Ie
113.32
2L63×5
12.286
255.2
319
2.45
2.45
104.16
130.20
-1.53
1.17
35.45(F1,2,F2,2)
-33.75(F1,3,F2,2)
37.19
(F3,1,F4)
-36.56
(F3,1,F4)
-36.56
37.19
He
-1.08
-2.47
1.39
63.08
-92.48
(F1,2,F2,2)
-14.22
(F1,1,F2,1)
-63.61
(F3,1,F4)
214.68
竖杆
Aa
-29.21
2L63×5
12.286
159.2
199.0
1.94
3.04
88.06
65.46
150
0.487
48.82
Cb
-58.41
2L63×5
12.286
183.2
229.0
1.94
3.04
94.43
75.33
150
0.440
108.05
Ec
-58.41
2L63×5
钢结构课程设计(2)
目录一钢结构课程设计任务书 (1)二钢结构课程设计计算书 (3)1 支撑布置 (3)2 荷载计算 (4)3 内力计算 (6)4 杆件设计 (7)5 节点设计 (18)三附图1钢屋架施工图2钢屋架节点详图和材料表一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书一、设计资料 1、结构形式某厂房跨度为21m ，总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7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 。
2、 屋架形式及选材屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。
3、荷载标准值（水平投影面计）① 永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式L=计算： KN/m212.0+.0q11悬挂管道： 0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：27.0mkN/雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取)二、设计内容1、计算书部分进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；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。
钢结构课程设计
钢结构课程设计任务书（钢屋架设计）1 设计题目某厂房钢屋架设计。
2 设计目的课程设计是本课程教学的实践教学环节之一，通过设计使学生进一步掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提高综合分析、解决问题的能力。
3 设计条件某厂房总长度90m ，跨度根据不同的学号从附表中取，屋盖体系为无檩屋盖。
纵向柱距6m 。
3.1 结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；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）。
3.2 屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。
屋架采用的钢材、焊条为：双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。
3.3 屋盖结构及荷载 （1）永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 kN/m 2保温层 0.5 kN/m 2(按分组表确定) 一毡二油隔气层 0.05 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 kN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m 2 屋架及支撑自重：按经验公式L q 011.012.0+=计算：0.12+0.011×18=0.318 KN/m 22（2）可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.7kN/m 2 雪荷载标准值： 0.35kN/m 2积灰荷载标准值： 0.7 kN/m 2(按分组表确定)4 设计内容4.1 确定屋盖结构及支撑的布置图；4.2 选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；4.3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；4.4 屋架施工图（1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。
设计的节点应尺寸齐备、书写规范、满足构造要求；（2）施工图内容①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。
钢结构课程设计——钢屋架施工图设计
题目：24m跨度钢屋架施工图设计 设计要求 1 一份钢结构课程设计说明书 2 一张钢屋架施工图 CAD绘制A3图纸 绘图比例： 跨度m 杆件轴线比例 节点板及杆件截面比例 18 1:35-45 1:15-1:20 24 1:45-50 1:20-1:25 27 1:50-55 1:25-1:30 30 1:55-60 1:30-1:35
3 内力计算 按荷载组合求得的节点值乘杆件内力系数， 取较大值列于内力组合表（见表2-7）
杆件内力表
五. 杆件截面设计 1 上弦 双角钢短肢相并 受压 设 =60-100 A=N/( · f) 选角钢型号，验算长细比与整体稳定 2 下弦 双角钢短肢相并 受拉 A=N/f 验算长细比与强度
屋架端部高度：H0 屋架中部高度：H=H0+0.5×L0×i
三. 支撑布置
仅布置上弦和下弦横向水平、垂直支撑 和系杆
• 四. 荷载和内力计算
1 荷载计算 永久荷载标准值: 屋面、钢屋架和支撑荷载 可变荷载标准值: 活载、雪载较大值 2 荷载组合
•
2 荷载组合 (1)全跨恒载+全跨活载 P=(1.2G+1.4Q) ×1.5×6 (2)全跨恒载+半跨活载 P全=1.2G×1.5×6 P半=1.4Q×1.5×6 P=P全+ P半
焊缝计算
1.下弦节点
• 节点板尺寸：宽、高、厚、间隙
2 上弦节点
3.下弦跨中节点
4 .屋脊节点
5.支座节点
5.支座节点
七. 绘制钢屋架施工图 1 几何轴线图 2 钢屋架立面、平面和侧面图 3 节点图和小板件图 4 列材料表 5 标题栏 八. 撰写设计说明书
标题栏
大跨钢屋架施工
几何轴线与杆件内力
钢结构课程设计-完整版跨度30米长
钢结构课程设计班级：姓名：学号：指导老师：201X年 12月 30日梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号72，屋面坡度1：10，跨度30m ，长度102m ，，地点：哈尔滨，基本风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2。
该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.000m 。
（2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。
屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.1 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。
（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。
（4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。
平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 210.20=',屋架的中间高度h=3.710（为lo/8）。
屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。
荷载计算表如下：荷载名称标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 预应力混凝土大型屋面板 1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.480.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和 1.31.82设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合 （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载：kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（3）全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
河北工程大学钢结构钢屋架课程设计计算书和图纸
弦 杆
下 弦 杆
杆件 AB BC CD DE ① EF FG GH HI ab bc ② cd de
屋架杆件长度表 长度(mm) 杆件 Aa 竖 Cb 腹 Ec 杆 Gd 1508 Ie Ba Bb 斜 Db Dc 2850 腹 Fc 杆 3000 Fd Hd He
③ ⑥ ⑨ ⑫ ⑮ ④ ⑤ ⑦ ⑧ ⑩ ⑪ ⑬ ⑭
③ 侧面图，剖面图及零件详图。 ④ 注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞 位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤ 材料表。 ⑥ 说明。 三、 材料选择 ⒈ 根据该地区的环境温度，荷载性质及连接方式，按照钢结构规范要求，钢材 选用 Q235B ，焊条为 E43 ，手工焊接。 四、 屋架形式及尺寸 由于屋面采用预应力混凝土大型屋面板和防水卷材，故采用缓坡梯形屋架，i= 1/10 ，跨度 24000 mm， 屋架的计算跨度为 L0=L-300= 24000 - 300 = 23700 mm 跨中起拱 50 mm （L/500）
目 一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、
录
设计资料 设计要求 材料选择 屋架形式及尺寸 屋盖支撑布置 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 荷载和内力计算 ⒈ 荷载计算 ⒉ 荷载组合 ⒊ 杆件内力组合表 八、 杆件的截面设计 ⒈ 节点板厚度 ⒉ 杆件计算长度系数及截面形式 ⒊ 上弦杆 ⒋ 下弦杆 ⒌ 斜腹杆 ⒍ 竖腹杆 杆件截面设计表 九、 节点设计 ⒈ 下弦节点b ⒉ 上弦节点D ⒊ 有工地拼接的下弦节点e ⒋ 屋脊节点I ⒌ 支座节点a 腹杆和下弦杆端部焊缝尺寸计算表 下弦杆内部节点处焊缝验算表 上弦肢尖与节点板连接焊缝计算表 上弦肢背与节点板连接槽焊缝验算表 十、 填板设计 材料表
单层厂房钢结构梯形屋架课程设计
采用力学方法（如力法、位移法等）计算各杆件的内力，包括轴 力、剪力和弯矩。
截面设计
根据内力计算结果，选择合适的截面形式和尺寸，满足强度和稳 定性要求。
稳定性与安全性评估
01
02
03
稳定性评估
通过计算长细比、稳定系 数等指标，评估屋架的整 体稳定性和局部稳定性。
安全性评估
考虑材料性能、荷载组合 、施工质量等因素，对屋 架进行安全性评估，确保 结构安全可靠。
根据地质勘察报告和地 基处理要求，确定基础 形式和地基承载力。
荷载分析与取值
1
根据厂房所在地的风荷载、雪荷载、地震作用等 自然条件，进行荷载分析和取值。
2
考虑厂房内部设备、人员、物料等活荷载，以及 吊顶、墙面等附加荷载。
3
根据荷载分析结果，确定钢结构的强度、刚度和 稳定性要求。
构件选型与布置
根据荷载分析结果和钢结构设计要求，选择合适 的钢材牌号、截面形式和连接方式。
优化设计
在满足稳定性和安全性要 求的前提下，对屋架结构 进行优化设计，降低造价 和提高经济效益。
03
单层厂房钢结构设计要点
厂房布局规划
01
02
03
根据生产工艺流程和设 备布置要求，确定厂房 的跨度、长度、高度和
柱距等尺寸。
考虑厂房内部交通组织 、采光、通风和消防等 因素，合理规划厂房的
空间布局。
当前，对于单层厂房钢结构梯形屋架的设计研究和实践经验相对较少，亟待加强。
目的和意义
通过课程设计，使学生掌握单 层厂房钢结构梯形屋架的基本 设计原理和方法。
培养学生运用所学知识解决实 际问题的能力，提高实践能力 和创新能力。
促进学生对钢结构领域相关规 范和标准的了解和掌握，为今 后的职业发展打下基础。
钢结构课程设计(钢屋架节点放样图)
五、节点设计重点设计“E ”、“R ”、“B ”、“A ” “K ”五个典型节点，其余节点设计类同。
1．下弦B 节点先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸，即h f 和l w 。
然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f wt ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
（1）BK 杆的内力N=90.23KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 633= N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 1471216067.0292.51649105.3117.07.022/7.0331=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取150mm 肢尖mm f h N N l wff w 701216067.0292.51649105.3113.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取80mm （2）2-13杆的内力N=243.97KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 901216067.022.655871097.2437.07.022/7.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取100mm 肢尖mm f h N N l w f f w 181216067.022.655871097.2433.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取60mm（1） 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
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钢屋架施工图
钢屋架设计计算
一.材料选择 1 钢材: Q235D 2 焊条：E43型 手工焊
二.钢屋架形式及几何尺寸 平坡梯形屋架 标准跨度：L=18 24 27 30m （边柱外缘之间） 计算跨度：L0=L-2×0.15 m (0.15为支座中线至柱外边缘）
跨中起拱：f=L0/500 标准跨径L>=24mm时 (f=(30-2×0.15)/500=59.4 取60mm) 上弦坡度：i=1/9.6
3 内力计算 按荷载组合求得的节点值乘杆件内力系数， 取较大值列于内力组合表（见表2-7）
杆件内力表
五. 杆件截面设计 1 上弦 双角钢短肢相并 受压 设 =60-100 A=N/( · f) 选角钢型号，验算长细比与整体稳定 2 下弦 双角钢短肢相并 受拉 A=N/f 验算长细比与强度
3 端斜杆 双角钢长肢相并 受压 试选截面A 同1 4 斜腹杆 双角钢等肢相并 受压或受拉 试选截面A
5 竖杆 双角钢等肢相并 受压 选角钢型号 验算长细比与整体稳定
6 中竖杆 双角钢等肢十字形 零杆 按长细比选择验算截面A
将各杆件设计几何特性参数列成屋架杆件 一览表（表2-9） 六. 节点设计 焊缝计算（选择焊脚尺寸，计算焊缝长度） （1） 下弦节点 （ 2） 上弦节点 （3） 屋脊节点 （ 4） 下弦跨中节点 （5） 支座节点
焊缝计算
1.下弦节点
• 节点板尺寸：宽、高、厚、间隙
2 上弦节点
3.下弦跨中节点
4 .屋脊节点
5.支座节点
5.支座节点
七. 绘制钢屋架施工图 1 几何轴线图 2 钢屋架立面、平面和侧面图 3 节点图和小板件图 4 列材料表 5 标题栏 八. 撰写设计说明书
标题栏
大跨钢屋架施工
几何轴线与杆件内力
钢结构课程设计
题目：24m跨度钢屋架施工图设计 设计要求 1 一份钢结构课程设计说明书 2 一张钢屋架施工图 CAD绘制A3图纸 绘图比例： 跨度m 杆件轴线比例 节点板及杆件截面比例 18 1:35-45 1:15-1:20 24 1:45-50 1:20-1:25 27 1:50-55 1:25-1:30 30 1:55-60 1:30-1:35
屋架端部高度：H0 屋架中部高度：H=H0+0.5×L0×i
三. 支撑布置
仅布置上Байду номын сангаас和下弦横向水平、垂直支撑 和系杆
• 四. 荷载和内力计算
1 荷载计算 永久荷载标准值: 屋面、钢屋架和支撑荷载 可变荷载标准值: 活载、雪载较大值 2 荷载组合
•
2 荷载组合 (1)全跨恒载+全跨活载 P=(1.2G+1.4Q) ×1.5×6 (2)全跨恒载+半跨活载 P全=1.2G×1.5×6 P半=1.4Q×1.5×6 P=P全+ P半