中南大学2021级钢结构基本原理毕业课程设计计算书
钢结构设计原理课程设计计算书精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版1、设计资料1.1 1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。
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1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。
²4）该车间所属地区江苏省广州市。
5）采用梯形钢屋架。
1.2考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m²②二毡三油防水层400N/m²③找平层2cm厚400N/m²○4支撑重量；70N/m²考虑活载：①活载700 N/m²6）地震设防烈度为77）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。
1.3、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度i=1/10；屋架计算跨度L0＝21000－300＝20700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3040mm（为L0/6.8）。
屋架几何尺寸如图1所示：507.5 12、支撑布置2.1 由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。
2.2上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置3、设计屋架荷载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700 N/m²计算。
沿屋面分布的永久荷载乘1/cosα=(√10²+1)/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（w P =0.12+0.011⨯跨度）计算，跨度单位为m 。
标准永久荷载： 二毡三油防水层1.005x0.40=0.402kN/m 22cm 厚找平层1.005x 0.4=0.402kN/m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.005x 1.4=1.407kN/m 2屋架和支撑自重为 0.07+0.12+0.011x21=0.421kN/m 2 _____________________________共 2.632kN/m 2标准可变荷载： 屋面活荷载0.7kN/m 2_____________________________共 0.7kN/m 2考虑以下三种荷载组合① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=(1.35x 2.632kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2 )x 1.5m X 6m=38.1528kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：F 1,1=1.35x2.632x1.5x6=31.9788KN （按永久荷载效应控制的组合） F 1,2=1.2x2.632x1.5x6=28.4256KN （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：F 1,3=1.0x2.632x1.5x6=23.688KN 半跨可变荷载设计值：F 2,1=1.4x(0.7x0.7)x1.5x6=6.174KN(按永久荷载为主的组合) F 2,2=1.4x0.7x1.5x6=8.82KN(按可变荷载为主的组合)（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F 3,1=1.2x0.421x1.5x6=4.5468KN对结构有利时：F 3,2=1.0x0.421x1.5x6=3.789KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯4、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。
中南大学钢结构基本原理课程设计(优秀)(Word)
中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计计算书班级：土木***班指导老师：***姓名： ***学号：**********20**年**月目录第一部分课程设计题目一、设计规范及参考书籍 (3)二、设计构件 (3)三、设计内容要求 (4)第二部分设计计算过程一、结构简化 (5)二、设计次梁CL-1 (5)三、设计主梁KL-1 (7)四、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 (14)五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（采用高强螺栓） (16)一、设计规范及参考书籍1、规范（1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）（2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）2、参考书籍（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社（2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社（3）王国周等. 钢结构－原理与设计，清华大学出版社（4）罗邦富等. 钢结构设计计算手册（第三册），中国建筑工业出版社（5）李和华. 钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社二、设计构件某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值0509）、0510），楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
框架梁按连续梁计算。
（3）设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短梁段长度一般为0.9～1.2m。
（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
（5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。
中南大学钢筋结构课程设计书
中南大学钢结构课程设计书第一部分钢结构课程设计任务书一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房钢屋架设计，设计方案号56：跨度L2=21 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： A4=0.80kN/m2；屋架及支撑自重：按经验公式L==0.351kN/m2；.0+q011.012(2)可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.5 kN/m2雪荷载标准值： B1=0.40kN/m2积灰荷载标准值： C2=0.40kN/m2β=, 基本风压：3.0 kN/m2（3）风荷载： B类地区， 1.0z5.屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见附图1。
图1 21米跨屋架几何尺寸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、运输和安装条件：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。
第二部分屋架设计计算书一、屋架支撑系统的设置1.屋架间距的设置厂房柱间距为6m，屋架间距故取为6m。
2.横向支撑的设置房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
因屋架L为102m，大于60m，故在纵向正中间柱间加设一道横向支撑。
3.纵向支撑的设置因吊车，且高度较大，对房屋整体刚度的要求较高，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。
4.垂直支撑的设置在屋架跨中和两端处各布置一道垂直支撑。
垂直支撑的节间长度取柱距的一半为3m；节间宽度为相应的弦杆高度h。
如图1所示5.系杆的设置屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。
6.屋架支撑体系布置如下图所示支撑代号：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 LG；二、荷载的计算已知各荷载标准值计算各荷载的设计值：按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则，算出可变荷载的设计值。
中南大学_钢结构课程设计
中南大学_钢结构课程设计第2章设计计算书一、屋架支撑系统的设置一、拟订尺寸 (4)二、桩在承台底面的布置 (5)三、承台底面形心处的位移计算 (6)四、墩身弹性水平位移δ的计算 (10)五、桩基检算 (12)六、配筋计算 (14)第3章电算结果一、原始输入数据 (17)二、电算输出结果 (18)三、手算电算结果对照表 (21)附录1：设计说明书一份附录2：桩基础布置及桩身钢筋构造图一张第二篇设计计算一、屋架支撑系统的设置屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
在本设计中，屋架支撑系统设计如下：1.1 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。
1.2 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
房屋长度较大，为102m，其两端横向支撑间距超过了60m，为增加屋盖的刚性，在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑。
1.3 房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度的要求较高，设置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。
1.4 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。
垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定。
在此屋架结构中，h/l=3085/6000=0.51，故取如下图垂直支撑形式：垂直支撑图样1.5 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。
屋架支撑系统设置如图2所示。
梯形屋架支撑布置图1—垂直支撑；2—系杆；3—上弦横向支撑；4—下弦横向支撑；5—下弦纵向支撑二、杆件内力的计算先定出屋架所有杆件的尺寸，画出屋架示意图如图3：屋架几何尺寸图2.1 荷载计算恒载设计值=恒载标准值⨯1.2活载设计值=活载标准值⨯1.4(1) 永久荷载设计值三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 20.4 1.20.48/kN m ⨯=水泥砂浆找平层 20.3 1.20.36/kN m ⨯=保温层 20.6 1.20.72/kN m ⨯=一毡二油隔气层 20.05 1.20.06/kN m ⨯=预应力混凝土大型屋面板 21.4 1.2 1.68/kN m ⨯= 屋架（包括支撑）自重 20.384 1.20.4608/kN m ⨯=合计 21q 3.7608/kN m = (2) 可变荷载设计值由于积雪时人不大可能大量拥上屋面等原因，对屋面均布可变荷载和雪荷载，只取其较大者。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--钢结构课程设计计算书一、设计资料贵阳某单层单跨厂房总长度90m，纵向柱距6m。
柱子为钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，屋盖采用无檩体系的21m梯形钢屋架，屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。
钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。
二、结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示。
桁架支撑布置图507.513屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
1.恒载各项标准值为防水层： M2预应力混凝土大型屋面板： M2屋架和支撑自重： M2悬挂管道： M 2共 KN/M 22.活载各项标准值为：屋面活荷载： KN/M 2 雪载： KN/M 2 因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值，故只考虑屋面活荷载标准值，又因为不考虑积灰荷载。
共 M 2 设计桁架时，应只考虑一种荷载组合，即全跨恒载+全跨活载。
全跨节点荷载设计值：按照可变荷载效应控制的组合：22(1.2 1.20/ 1.40.70/) 1.5621.78dF kN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 按照永久荷载效应控制的组合：22(1.35 1.20/ 1.40.70.70/) 1.5620.75dFkN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数35.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 组合系数7.01=ψ； 故节点荷载取。
4.内力计算桁架支撑布置图桁架支撑布置符号说明：SC---上弦支撑；XC---下弦支撑；CC---垂直支撑；GG---刚性细杆；LG---柔性细杆全跨恒载+全跨活载的内力进行组合，计算结果见下表。
钢结构基本原理课程设计
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计任务书题目：铜樞架1姓名：班级：学号：建筑工程系目录一、设计资料一、设计构件某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值4册伽〃『（单号）、8RN伽亦（双号），楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板一次梁一主梁一柱一基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。
其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H500X300 X 14X20二、设计内容要求（1）设计次梁截面CL-lo（2）设计框架主梁截面KL-K（3）设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求釆用焊缝连接，短梁段长度一般为0.9〜l・2m。
（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
（5）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，梁体截面详图（1#图纸一张，手工绘制），KL-1钢材用量表，设计说明等。
（6）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。
提示:44dCL-1:—————―——CL-1CL-1CL-1LL-1I 1豆・LL-1d・LL-1I1・LL-1v-4dO■SCL-1CL-1CL-1CL-1—I1I O O忖吕LL-1. LL-1・LL-1. LL-1•O J■8CL-1CL-1CL-1CL-1O I1I1I18日且且14・LL-1■・LL-13• LL-1LL-1■S1008100S100■ ■S1001•・.J J dA图1结构平而布置图O8IO8cB)(1) 取其中一棉框架进行计算，如轴线3,计算中要考虑活荷载的不利布置。
(2)框架梁与柱为固结，次梁与框架梁之间为较接。
三、进度安排周一：构件尺寸估算和楼盖荷载计算； 周二：楼盖内力计算及内力组合； 周三：主梁截面设计及连接设计计算； 周四：施工图绘制； 周五：计算文本整理。
钢结构课程设计--钢框架主梁设计
《钢结构基本原理》课程设计计算书题目：铜樞探殳薯筱针一、设计任务某多层图书馆二楼楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值5KN/m1 2 3 4 5 6,楼面板为150mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板一次梁一主梁一柱一基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
框架梁按连续梁计算。
500图2框架柱截面图图1结构平面布置图1 设计次梁截面CL-lo2 设讣框架主梁截面KL-lo3 设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短梁段长度—般为0.9〜1.2m。
4 设讣框架主梁短梁段与梁体丄地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
5 绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明（1#图纸一张）。
6 计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。
楼面活载标准值5KN/m 22. 2次梁荷载的设计（自重暂不考虑）楼面板传恒载 q 恒=£ x 4.655KN/m~ x 4.5加 x 2 = 20.95KN/tn 楼面传递活载 q 汛=-x 5KN/m 2x 4.5/H x 2 = 22.5KN/m2山可变荷载效应控制的组合q = \ .2q 恒 + 1 ・4仏〔=1.2 x 20.95 + 1.4 x 22.5 = 56.64 KN/加山永久荷载效应控制的组合q = 1 ・35%口 +1.4x0.7/.； = 1.35 x 20.95 + 1.4x0.7x22.5 = 50.33KN/in所以荷载设讣值q=56. 64KN/m2. 3次梁所受最大弯矩与剪力设计值次梁架于主梁之上，相当于简支结构，计算简图如下图:luuiuuiuiunuiuiuun次梁计算简图二、次梁的设计2.1楼板荷载的估计混凝土自重：25KN/m 3厚150mm 地砖面层：10mm 厚地砖3mm 厚水泥胶结合层20mm 厚水泥砂浆找平层底粉刷层：13mm 厚口灰砂浆17KN/m 3合讣：楼板恒载标准值3. 75+0. 65+0. 255=4. O.15〃7X 25KN/〃F =3.75KN/〃r总厚度:33mm 单位重量：0. 65kN/m :0.015 加 X17KN/肿=O.255KN/加 $655KN/m := -ql 2 =1x56.64x92 =573.48KN •加8 8yz =丄 / =丄 x 56.64 x9 = 254.88KN max 2 ▲ 22. 4初选次梁的截面尺寸2.4. 1梁高的确定由于设计荷载时未考虑钢梁自重，考虑安全因素，可取：M = 1.02M m ix = 1.02 x 573 .48 = 584.95 KN • m则次梁所需的截面抵抗矩:7==眯磐5皿梁的最小高度（按最大挠度限值确定）:的抗弯强度设计值/=215N/mm :, E 二206X 10汎/mm'和[-]=250o ）v梁经济高度经验公式力=7x 师-3OO = 7xV2.59xl06- 300 = 661.3/H /H所以取腹板高度h w = 650mm 加翼缘厚度可使梁高度满足上述要求。
钢结构课程设计计算书
一由设计任务书可知：厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。
暂不考虑地震设防。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。
卷材防水层面（上铺120mm 泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。
屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20.二选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及几何尺寸见图1所示：图1屋架支撑布置见图2所示：图2四荷载与内力计算：1．荷载计算：活荷载于雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值：防水层（三毡四油上铺小石子）0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝土0.25 KN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合：设计屋架时应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KNP2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内力计算：首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。
钢结构设计原理课程设计计算书.
设“Hi”杆的肢背和肢尖的焊脚尺寸肢背：和 4mm，则所需的焊缝长度为：按构造要求取 70mm 肢尖：按构造要求取 70mm 节点板尺寸为 230mm×250mm。
经验算满足要求。
当角钢的边长时，为了使传力路线不过分集中在角钢趾部的焊缝处，以改善拼接角钢中的受力情况，不使产生较大的应力集中，宜将拼接角钢的两端各切去一角。
（5）支座节点“a”（如图 6-5）为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距取 160mm。
在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为 14mm。
1 支座底板的计算：支座反力：R=8F=8×61090=488720N 支座底板平面尺寸采用 280mm×400mm，如仅考虑有加劲肋部分承受的支座反力，则承 2 压面积为：280mm×234mm=65520/mm 验算柱顶混凝土的抗压强度：式中，为混凝土抗压强度设计值，对 C30 混凝土，底板的厚度按桁架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为成四块，每块板分为两相邻支承而另两相邻自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：式中，σ为板底下的平均剪应力：为两支承之间的对角线长度：β为系数，由离（如图 6-5），得：查课本表 8.4.1 而定，b1 为两支承边的相交点到对角线的垂直距查表8.4.1，得底板厚度为：。
根据构造取 16图 6-5 支座节点“a” 2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似（如图 6-6）。
偏于安全地假设一个加劲肋的受力为桁架支座反力的 1/4，即：则焊缝内力为：图 6-6 加劲肋计算简图设焊缝 hf=6mm，焊缝计算长度为：∑lw=505—12-20=473mm，则焊缝应力为 3 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。
设焊缝传递全部支座反力 R=488720N,其中每块加劲肋各传R/4=122180N，节点板传递 R/2=244360N。
钢结构课程设计计算书(最终版)
钢结构课程设计计算书设计资料：某车间跨度l=24m，长度84米，柱距6米。
屋面坡度i=1/12。
房屋内无吊车。
不需抗震设防。
采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，100mm厚泡沫混凝土保护层和卷材屋面。
当地雪荷载0.5kN/m2，屋面积灰荷载0.75kN/m2。
屋架两端与混凝土铰接，混凝土强度等级C25。
钢材选用Q235-B。
焊条选用E43型，手工焊。
屋架尺寸与布置：屋面材料为大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度l0=l—200=23700mm。
设端部高度H0=2000mm，中部高度H=3000，屋架高跨比H/L=3000/23700=1/7.9。
屋架跨中拱起50mm，屋架几何尺寸如图所示：1.荷载计算与组合（1）荷载标准值（屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算）①永久荷载高分子防水卷材上铺小石子0.35kN/㎡20mm厚水泥沙浆找平层0.40kN/㎡冷底子油、热沥青各一道0.05kN/㎡100mm厚泡沫混凝土保温层0.60kN/㎡预应力混凝土大型屋面板和灌封 1.40kN/㎡屋架和支撑自重0.12+0.011l=0.12+0.011×24=0.38kN/㎡吊顶+ 0.40kN/㎡3.58kN/㎡②可变荷载屋面活荷载0.50kN/㎡屋面积灰荷载+ 0.75kN/㎡1.25kN/㎡（2）荷载组合设计屋架时应考虑以下三种荷载组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：P=（3.58×1.2+1.25×1.4）×1.5×6=54.41kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载=3.58×1.2×1.5×6=38.66kN有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P1=1.25×1.2×1.5×6=15.75kN无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P2③全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：取屋面可能出现的活荷载P=（1.4×1.2+0.5×1.4）×1. 5×6=21.42kN4以上①，②为使用阶段荷载组合，③为施工阶段荷载组合。
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中南大学2021级钢结构基本原理毕业课程设计计算书
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中南大学钢结构基本原理
课程设计任务书
1
钢结构基本原理课程设计
钢框架设计任务书
一、设计题目：
某钢平台结构（布置及）设计。
二、参考规范及书目
1、规范
（1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GBT50105－2001）（2）中华人
民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GBT50001－2001）
（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民
共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2021）（5）中华人民共和国建设部. .钢结
构工程施工质量验收规范（GB）（6）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2021 （7）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业
出版社，2021
（8）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算
（第二版），机械工业出版社，2021 三、设计构件
某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图1（具体参照附表一按学号确定各自的柱网尺寸）。
结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续
2 梁计算，次梁按简支梁计算。
其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为
H600×300×12×18，楼层层高取3.9m.
采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型；
活荷载分项系数1.4 永久荷载分项系数1.2 四、设计内容要求
(1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不足请自行调整。
(2)设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。
(3)设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。
(4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短梁段长度一般为0.9～1.2m。
(5)设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
(6)设计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
(7)绘制次梁与主梁工地拼接节点详图，次梁与主梁工地拼接节点，短梁段及主梁体连接节点详图，梁体截面详图，KL-1钢材用量表，设计说明等。
(8)计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算，节点连接计算。
钢结构基本原理课程设计
钢框架设计说明书
一、构建整体信息及其简化模型
3 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图1，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值6，楼面永久荷载标准值5,楼面板为120mm厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
框架梁按连续梁计算。
其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，楼层层高取3.9m，班级序号21，柱网尺寸8×12，例如下图中柱网尺寸为9×9（单位：m）。
二、楼盖荷载计算及次梁设计
简化要点：
（1）板面荷载按单向板分布；
（2）次梁与框架梁铰接连接，各次梁受力相同，可任取其中一根分析；（3）框架梁按连续梁设计，应考虑荷载的最不利位置。
1、结构材料材质
Q235钢，f?215N/mm2,fv?125N/mm2
E43焊条， 2、荷载组合计算
楼面板永久荷载标准值：楼面板自重标准值：
楼面板活载标准值：
4 楼面板恒载设计值：楼面板活载设计值：
组合均布荷载标准值为：组合均布荷载设计值为： 3、计算最大弯矩与剪力设计值
在设计荷载作用下的最大弯矩为：
121Mmax?ql??72?122?1296KN/m
8811ql??72?12?432kN 224、确定次梁的截面尺寸
次梁所需的截面抵抗矩(钢梁自重未知，故考虑安全系数1.02）：
Vmax?1.02?M1.02?1296?106 Wx???6.1?106mm3
fd215次梁选用H形截面，则选用HN792*300.
查表得其截面特征：
H?B?792?300Ix?254000?104mm4Wx?6.4?106mm3理论重量：
191kg/mix?323mmt1?14mmt2?22mm截面面积：24340mm2若考虑梁的自重：
q1?72?1.2?191?9.8?10?3?74.25N/mm11Mmax?q1l2??74.25?122?1336.5kN?m
8811Vmax?q1l??74.25?12?445.5kN22
5.次梁验算
（1）按抗弯强度验算
Mx1336.5?106 ????198.9N/mm?215N/mm
?xWx1.05?6400?103 故次梁的抗弯强度满足要求。
5
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