sap2000钢结构设计手册
SAP2000钢结构设计手册
（中文资料）
2003年4月
目 录
第一章 绪论
1.1概述
1.2本书的组织
第二章 设计方法
2.1设计荷载组合
2.2设计和校核位置
2.3 P-△效应
2.4单元无支撑长度
2.5有效长度系数
2.6 可选的单位制
第三章 AISD-ASD89规范
3.1设计荷载组合
3.2截面分类
3.3应力计算
容许应力计算
受拉容许应力
受压容许应力
受弯屈曲
弯扭屈曲
受弯容许应力
I型截面
槽型截面
T型和双角钢截面
箱型截面和矩形管截面
扁钢
单角钢
一般截面
容许剪切应力
3.4应力比计算
轴向和受弯应力
剪切应力
第四章 AISC-LRFD93规范
4.1设计荷载组合
4.2截面分类
4.3计算荷载系数
4.4名义强度计算
受压抗力
受弯屈曲
弯扭屈曲
扭转和弯扭屈曲
受拉抗力
受弯抗力
屈服
侧向扭转屈曲
翼缘局部屈曲
腹板局部屈曲受剪抗力
4.5应力比计算
轴向和受弯应力
剪切应力
第一章 绪论
1.1概述
SAP2000功能强大，完全整合了钢结构和混凝土结构建模和设计。程序提供了一体化集成的结构模型建立、修改、分析、设计用户界面。程序不仅可以设置初始构件尺寸，还能在同样的界面下对其进行优化。
在程序提供的交互环境下，用户能查看结构的受力状况，对设计作适当的调整，比如修改单元属性及重新验算结果而无须重新启动结构分析。只要在单元上点击鼠标就可以查看到详细的设计信息。图形和表格形式的结果的在屏幕输出的同时可随即打印输出。
程序广泛支持最新的国内外设计规范，用来进行钢结构和混凝土结构构件自动设计和校核。当前版本支持以下钢结构设计规范：
z U.S.AISC/ASD(1989),
z U.S.AISC/LRFD(1994),
z U.S.AASHTO LRFD(1997),
z Canadian CAN/CSA-S16.1-94(1994),
z British BS 5950(1990), and
z Eurocode 3 (ENV 1993-1-1).
设计基于用户指定的荷载组合，但是，程序提供了所支持的各种规范所对应的缺省的荷载组合。如果用户认为设计可以采用缺省的荷载组合，就不需要在另行定义。
设计过程中，程序从一组用户定义的截面中选择满足强度条件下重量最轻的截面作为构件设计结果。可以为不同的单元组指定不同的可选截面，同样单元也可以成组的设置成同样的截面。
设计校核过程中，程序计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的承载能力比（荷载作用/构件抗力）。承载能力比采用按照极限状态设计方法，由单元应力、设计容许应力、荷载系数以及抗力等系数得到。
设计校核是在程序缺省或用户指定的荷载工况组合的基础上进行的，承载能力比的最大，最小的值用来进行构件截面的优化设计。
程序自动计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的容许应力。计算框架柱有效长度系数的繁重的工作也由程序自动完成。
结果的输出简洁明了。输出的信息能够让设计人员在应力超限时作适当的调整。程序提供的设计信息的备份同样提供了结果验证。
抗震设计所特别提出的要求没有包括在SAP2000当前的版本中。
国际标准单位制SI，MKS单位制以及英制单位都可以选用。
1.2本书的组织
第二章讲述了SAP2000进行钢结构设计的方方面面以及一些SAP2000钢结构设计方面的专用术语。
接下来的章节详细的介绍了SAP2000所支持的规范的应用。各章都描述所考虑的设计荷载组合，如何计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的容许应力和抗力以及如何计算承载能力比。
其它内容如下：
z第三章介绍了AISC ASD （1989）规范
z第四章介绍了AISC LRFD （1994）规范
最后介绍了SAP2000钢结构设计方面的图形和表格输出。
第二章 设计方法
本章介绍了SAP2000采用的钢结构设计和校核的过程。钢结构设计和校核的过程以下列规范的应用为依据：
z美国钢结构协会的“建筑钢结构容许应力设计和塑性设计规范”AISC-ASD(AISC 1989)
z美国钢结构协会的“建筑钢结构荷载与抗力设计规范”AISC-LRFD（AISC 1994）
SAP2000采用的这些规范的详细的计算方法将在以下章节介绍，本章介绍所有规范一些常规的背景知识。
假定读者有过一般钢结构设计方面的工程背景，并且至少熟悉上面提到的一种规范。
2.1荷载组合
设计荷载组合用于结构的设计和校核。荷载系数用于区别所采用的不同规范的系数值，荷载组合系数用于得到设计荷载组合下放大的轴力、弯矩和剪力值。
对于所组合的多种荷载，包括响应谱分析、时程分析、移动荷载，以及多种组合方式，如包络、平方和开方或者绝对值，各种参与组合的荷载之间的相互作用的影响被忽略了，程序自动使用最大最小排列的方法计算多个子组合。对于响应谱分析，程序认为最小为负值中的最大值为最小值，所以不需要使用负数对响应谱分析单独进行组合。
对于设计组合只包括单个的时程分析或者移动荷载的情况使用其它的方法，程序能实现整个时程分析中每一时间步的子组合，同时也能在移动荷载的情况下使用最大最小的方法进行子组合，但是这样忽略了荷载之间的相互作用的影响。
对于通常的荷载组合，如静力荷载、活荷载、风荷载和地震荷载，或者地震荷载的响应谱，程序提供了所支持的各种规范对应的默认的荷载组合。这些组合在后面的章节中介绍。
对于其它荷载情况，包括移动荷载，时程分析，屋顶单独考虑的活荷载，雪荷载等，用户必须根据设计需要自定义荷载组合。
缺省的荷载组合对于所有定义为恒载(dead load)的静力荷载（static load cases）在组合中是可加荷载。同样，所有定义为活载(live load) 的荷载在组合中也是可加荷载。但是，风荷载和地震静力荷载以及响应谱分析结果之间是不可相加的，从而形成多个侧向荷载组合。风荷载和地震静力荷载对荷载反号的工况都单独进行组合。如果这些组合不符合设计要求，用户可以自定义合适的荷载组合。
如果有所需要或者没有其它自定义的荷载组合，缺省的荷载组合包括在设计中。如果缺省的荷载组合包括在设计中，那么随着用户选择相应的规范或者修改静力和响应谱分析结果，程序会自动更新缺省的荷载组合。
活荷载折减系数用于缩小构件内力，减少活荷载对荷载组合的贡献。
提醒用户：对于部分或者全部构件，在计算中移动荷载和时程分析的结果如果不需要恢复，那么所有在所有包含这些荷载的荷载组合中这些荷载的效应为0。
2.2校核位置
各荷载组合下，程序在沿杆件轴向的一定位置进行设计校核。设计校核的位置根据单元净长度所等分的数目计算得到。用于杆件校核位置所需要的等分数目由用户在分析前设置。用户可以通过加大等分数目得到更精确的设计校核。
各荷载组合下，受轴力和弯矩的应力比和剪应力比都在沿轴向的等分位置计算。通过实际的单元应力和相应的容许应力得到各种规范下的应力比。受拉或压的杆剪的应力比大小与计算位置、荷载组合以及规范要求。应力比大于1.0表明超过了极限状态。
2.3 P-△效应
SAP2000的结构分析考虑构件的P-△效应。无侧移（有支撑）和有侧移（无支撑）框架结构的P-△效应加以区分考虑。无侧移框架结构的P-△效应只限于单个构件的稳定；对于有侧移框架结构，除了单个构件的稳定外，侧移效应也得到考虑。在SAP2000中，假定无侧移框架结构计算模式仅在恒载和活载起作用，而有侧移框架结构计算模式则在任何其它荷载作用下都起作用。
对单个构件的稳定，弯矩通过AISC-LRFD定义的弯矩放大系数加以放大。AISC-ASD 规范不考虑弯矩放大系数。
对于有侧移框架结构的侧移效应，SAP2000假定放大系数已经包括在计算结果中，因为除AISC-ASD规范外P-△效应都加以考虑了。
SAP2000的用户应该注意，缺省的分析设置没有打开P-△效应开关。缺省的P-△计算迭代次数为1。用户可以设置打开P-△效应开关并且设置最大的P-△计算迭代次数。AISC-ASD规范不考虑P-△效应的影响。
SAP2000的用户还应该注意，当前的程序仅考虑了框架单元的轴力的P-△效应。其它类型的单元对P-△效应没有贡献。如果这些类型单元中受力很大，如受很大轴力的剪力墙建模采用壳单元，那么SAP2000的P-△效应所得到的结果将不准确。
2.4单元无支撑长度
无支撑长度为了考虑柱的长度系数，两个支撑长度l22和l33，如图II-1所示。支撑长度是单元在相应方向的支撑点间的距离，l33为3-3轴方向（主轴）的无支撑长度，l22用于计算2-2轴（弱轴）单元侧向扭转屈曲。
一般地，无支撑长度等于单元长度，但是，程序容许用户指定一些单元作为单个构件来设计。这样作与受主轴受弯和弱轴受弯不同。因此，对于影响无支撑长度计算的外部点，如图II-3所示，程序会自动考虑。
受弯的主轴和弱轴
规范和SAP2000中受弯的主轴和弱轴对照
受中间点影响的无支撑长度
2.5 有效长度系数（K）
柱子的有效长度系数（K）用于建筑结构分析，柱子竖直梁水平，表现为弯矩承载行为的柱子的有效长度系数（K）的计算十分复杂。为了计算K，单元分为梁、柱和支撑。所有与Z平行的单元为柱，位于X-Y平面内的单元为梁，其它为支撑。梁和支撑的K值都被指定为统一的值。在计算柱单元的K值时，程序计算每个节点的下列4个刚度值：
其中下标x, y为整体坐标X，Y方向，下标c, b指柱和梁单元，局部坐标下的EI22/l22和EI33/l33已旋转到整体坐标系下（EI/l）x, (EI/l)y。将每个柱子端节点累加值旋转回到局部坐标系下：
如果柱子端节点处的转动自由度被释放，相应的值设为10.0,如果节点的所有自由度
都被删除，所有连接该节点的单元的该节点处的G值为1.0,如果指定方向的GI和GJ已知，那么在指定方向的K通过求解以下α的关系式：
其中K＝π／α，该式为弯矩承载型有侧移框架计算柱子的有效长度系数的公式。对于其它框架结构、桁架结构和输电塔架，所有单元的K值通常由用户统一设为某值。以下是有关K值计算方面的重要的几点：
z在节点处有铰的单元在该节点处在上面的公式中不计入刚度，离铰很远的单元另一端节点处考虑的刚度贡献为0.5EI。同样，梁单元如果远端没有柱，如悬臂梁，也不计入刚度贡献。
z如果柱子在特定的方向没有梁单元，相应的G值为无穷大。如果柱子任何一端的G值为无穷大，相应的K值设为定值。
z如果单元在特定的方向释放转动自由度，那么程序将相应的K值设为定值。
z程序自动得到的K值可能偏大，尤其在下列情况：有斜梁、固定支座以及其它程序难以识别单元受到支撑的情况，此时程序将相应的K值设为定值。
用户可以修改所有程序自动得到的K值。用户应该检查程序自动计算的K值，如果这些值不合理，就必须得到修改。
2.6 输入数据的单位选择
输入数据的单位可以采用英制、国际标准单位制或者MKS单位制。但是，各规范都采用独自特有的单位制，例如AISC-ASD规范采用英制单位制，第三章中所有的方程和系数采用千磅—英尺—秒单位制。但是SAP2000软件容许使用任何单位来定义和设计结构。
第三章 AISC-ASD89规范
这一章介绍SAP2000支持的AISC-ASD89钢结构设计规范，本章的专业术语列在表III-1。
设计基于用户自定义的荷载组合，但是程序提供了一些缺省的荷载组合，这些缺省的荷载组合能够满足大多数建筑结构设计的的需要。
计算沿杆件各处的轴力、弯矩承载比之前，先计算实际的力（力矩）和相应的承载能力，然后计算荷载组合下沿杆件各处的轴力、弯矩承载比。应力比大于1.0表明超过了极限状态。剪切承载比按照同样的过程单独计算。
ASC-ASD规范术语表III-1
A 截面面积，平方英寸
A e细长截面的有效截面面积，平方英寸
A f翼缘面积，平方英寸
A g毛截面面积，平方英寸
A v2,A v3主轴和次轴剪切面积，平方英寸
A w腹板剪切面积，平方英寸
C b抗弯系数
C m弯矩系数
C w扭转常量，英寸6
D 管截面外径，英尺
E 弹性模量
F a轴向容许应力
F b容许弯曲应力
F b33，F b22容许主轴和次轴弯曲应力
F cr受压应力特征值
F v容许剪切应力，千磅/英尺2
F y材料屈服应力，千磅/英尺2
K 有效长度系数
K33,K22主轴和次轴的有效长度系数
M33,M22主轴和次轴的弯矩分量，千磅×英尺
M ob单角钢的侧向扭矩，千磅×英尺
P 单元轴力，千磅
P e欧拉屈曲荷载，千磅
Q 细长截面缩减系数
Q a设加劲板的细长截面缩减系数
Q s不设加劲板的细长截面缩减系数
S 截面模量，立方英尺
S33,S22主轴和次轴的截面模量，立方英尺
S eff33,S eff22细长截面主轴和次轴的有效截面模量，立方英尺
S c受压的单角钢截面模量，立方英尺
V2,V3主轴和次轴的剪力，千磅
b 截面中板的名义尺寸，英尺。热扎角钢的长肢为b f-2t w，冷
弯箱型截面为b f-3t w
b e翼缘有效宽度，英尺
b f翼缘宽度，英尺
d 直径，英尺
f a受拉压的轴向应力，千磅/英尺2
f b受弯的名义应力，千磅/英尺2
f b33,f b22主轴和次轴的受弯的名义应力，千磅/英尺2
f v剪切应力，千磅/英尺2
f v2,f v3主轴和次轴的剪切应力，千磅/英尺2
h I型截面翼缘间净距，英尺
h e翼缘间有效净距，英尺
k 翼缘外边到腹板根部的距离，英尺
k c用于对截面分类的参数
l33, l22构件在主轴和次轴方向的无支撑长度，英尺
l c关键长度，英尺
r 回转半径，英尺
r33,r22主轴和次轴方向的回转半径，英尺
r z角钢的最小回转半径，英尺
t I型，箱型，槽型，角钢和T型截面的板厚度，英尺
t f翼缘厚度，英尺
t w腹板厚度，英尺
βw 角钢独有的截面特性，英尺
3.1设计荷载组合
在AISC-ASD89规范中，如果受到恒载（DL），活荷载(LL)，风荷载(WL)，地震荷载(EL)设计荷载组合,考虑到风荷载和地震荷载是不可逆的，定义了设计荷载组合ASD A4
这些也是选用AISC-ASD89规范时SAP2000采用的缺省的荷载组合，用户应该使用其它适当的荷载组合，用来考虑屋顶活荷载作用或者其它类型的荷载。
设计荷载组合包括风荷载和地震荷载时，容许应力比通常的容许应力值放大4/3。
活荷载折减系数用于减少活荷载产生的内力对设计荷载组合值的贡献。
3.2截面分类
轴向受压或者受弯的容许应力依赖于截面类型：紧凑型、非紧凑型、细长型、超细长型。SAP2000对截面的分类标准为构件的宽厚比限值，如表III-29ASD B5.1, F3.1 F5, G1, 1-B5-2)所示。
如果截面尺寸定义满足表中的相应的宽厚比限值，截面就相应被分成紧凑型、非紧凑型、细长型。对于紧凑型、非紧凑型、细长型以外的截面的应力比的校核超出了SAP2000软件的范围。
AISC-ASD 截面特性定义
AISC-ASD 截面分类的宽厚比限值
3.3应力计算
在事前定义的杆件截面位置计算截面应力。一般地，对于非细长型的截面，各工况组合下应力计算基于全截面：
对于加肋板的细长型截面，如I中细长型的翼缘，槽钢，方钢，应力计算采用有效截面，有效截面通过缩减腹板、翼缘的计算尺寸得到。
3.3.1容许应力计算
对于紧凑型、非紧凑型、细长型以外的截面在拉压、弯剪的容许应力计算根据下列规定：所有受弯截面的容许应力基于截面受弯主轴。对于方钢、槽钢、圆管、T型钢、双角钢和矩形截面，主轴就是截面几何形心轴。对角钢而言，所有弯曲应力根据主轴求得。
受拉容许应力计算
容许轴向受拉应力值F a为0.60 Fy.
应该注意没有进行净截面校核。对于受拉构件，如果l/r 大于300，程序输出相应的信息。对于单角钢，计算l/r 时采用的r为最小的回转半径r z而不是r22获r33。
受压容许应力计算
容许轴向受压拉应力值为弯曲屈曲或弯扭屈曲的最小应力。
对于受压构件，如果l/r 大于200，程序输出警告信息。对于单角钢，计算l/r 时采用的r为最小的回转半径r z而不是r22获r33。
弯曲屈曲
容许轴向受压应力值F a依靠基于全截面计算的长细比 Kl/r值和相应的关键值Cc
其中
}
=max{
，
对于单角钢，计算l/r时采用的r为最小的回转半径r z而不是r22获r33。
对于紧凑型和非紧凑型截面Fa按照下式计算：
对于紧凑型和非紧凑型截面，如果计算的Kl/r 大于200，采用不大于ASD E2-2计算所得的F a值。（ASD E1，B7）
对于细长型截面，管截面除外，Fa按照下式计算：
对于细长型截面，如果计算的Kl/r大于200，采用不大于ASD E2-2计算所得的F a值。（ASDA-B5-12）
对于细长型管截面，Fa按照下式计算：
紧凑型和非紧凑型截面的缩减系数Q=1.0，对于细长型管截面，Q按照下式计算：
细长型截面的Q值按照表III-3（ASD A-B5.2， ASD SAM4）Qa系数为有效截面面积和总面积的比值。
有效截面面积由有效宽度计算得到：
没有加肋板的单元be为b, 加肋板的单元b e小于等于b,（表III-4 ASD A-B5.2b），对于I型截面的腹板，方型截面和槽钢，h e为b e, h为b。
弯扭屈曲
容许轴向受压应力值F a基于极限状态的弯扭屈曲由下式子确定：
ASD注解（ASD C-E3）引用1986年AISC-LRFD规范计算Fe, 1993年AISC-LRFD规范公式也一样，SAP2000按照如下公式计算Fe
z矩形，I字型，箱型和管截面
z T型和双角钢截面
z槽钢截面
z等肢单角钢截面
z不等肢单角钢截面的Fe计算按照下面三次方程的最小的实根(ASD SAM C-C4-2，LRFD A-E3-7)
其中x0,y0为剪切中心相对形心的坐标值。双角钢和T型钢单元(y轴对称)x0=0。
为剪切中心的极回转半径
K22,K33为主轴和次轴的有效长度系数
K z为扭转屈曲有效长度系数，在SAP2000中K z=K22
l22,l33为主轴和次轴的有效长度
l z为扭转有效长度，在SAP2000中l z=l22
对于角钢，主惯矩和回转半径用于计算Fe（ASD SAM 4）。同样，最大的Kl=max(K22l22,K33l33)用于取代K22l22,或K33l33来计算F e22和F e33。
受弯容许应力计算
容许受弯应力由以下值计算得到：截面的几何形状，受弯的轴，截面的紧凑性及构件的长度参数等。
I型截面
I型截面的长度参数通过比较侧向无支撑长度l22和关键长度得到，关键长度按如下定义：
主轴受弯
对于紧凑型和非紧凑型截面，如果l22小于l c，那么主轴受弯容许应力取决于截面属于扎制(rolled)或者焊接(welded):
紧凑型截面
非紧凑型截面
如果l22大于l c，那么紧凑型和非紧凑型I型截面的主轴受弯容许应力取决于l22/r T。
其中r T为比较受压翼缘的回转半径和1/3受压腹板的回转半径，
如果F b33取不小于下式计算的值：
对于C型截面只用ASD F1-8式计算。
M a和M b是构件无支撑的端弯矩，且M a数值上小于M b，双向受弯时M a/M b为正，单向受弯时M a/M b为负，如果某段中弯矩大于M b，C b取1.0，悬臂梁和框架节点受支撑作用情况下C b也取1.0，如果用户重定义了无支撑长度l22和，SAP2000默认的C b取1.0。用户可以自行输入C b取值。
细长截面主轴受弯的容许的弯曲应力的计算和非紧凑型截面的计算方法相同，但考虑了以下附加的公式。
如果腹板属于细长截面，那么前面得到的容许弯曲应力按如下方法缩小：
钢结构设计 学习指南
学习指南 1、课程的重要性和学习目标 本课程是土木工程专业的一门重要的专业课，是一门理论和实际结合较强的课程。通过本课程的学习，在钢结构基本原理的基础上掌握常用钢结构的设计计算方法，为今后从事钢结构设计、施工与安装等奠定坚实的基础，养成基本的工程设计能力。 2、前导课程 材料力学、结构力学、房屋建筑学、土力学与地基基础、建筑结构与选型、荷载与结构设计方法、建筑施工、建筑结构CAD、工程抗震、钢结构基本原理。 3、后续课程 后续课程为钢结构课程设计、钢结构毕业设计实践教学环节，通过课程学习掌握钢结构构件及整体结构的内力计算及组合、杆件验算、节点计算、钢结构图纸绘制及表达，具备从事钢结构设计的基本素质和能力。 4、必要学习工具 绘图工具：AutoCAD； 计算分析工具：Ansys、Sap、Abaqus； 设计工具：PKPM、MTS、天正等建筑、结构分析软件。 5、课程能力点 在学习“钢结构基本原理”的基础上，走向应用阶段，即通过本课程的学习，系统地掌握钢结构的基本计算方法和应用技能，具备进行轻型门式刚架结构、重型单层工业厂房钢结构、多层房屋钢结构及高层房屋钢结构等设计计算的能力，了解相关的设计依据、成果及施工验收等知识，同时也为从事建筑钢结构制造、安装及施工管理打下必要的基础。 6、学习方法 以规范为依据，以教材为基础，借助课堂和网络资源，结合理论课、案例实训课及已完成的实习实践环节，认真做好预习、复习、作业、阅读等课外学习，积极参与课堂或课下讨论、科技创新活动、结构设计大赛等活动，提高综合应用能力。
7、与课程相关的国家标准及图集 [1] 钢结构设计规范GB 50017-2003.北京：中国计划出版社，2003 [2] 建筑结构荷载规范GB 50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，2012 [3] 建筑抗震设计规范GB 50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010 [4] 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002. 北京：中国计划出版社，2002 [5] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002. 北京：中国计划出版社，2003 [6] 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99-98. 北京：中国建筑工业出版社，1998 [7] 钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001.北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002. 北京：中国建筑工业出版社，2002 [9] 12m实腹式钢吊车梁-轻级工作制05G514-1 [10] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-2 [11] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-3 [12] 12m实腹式钢吊车梁-重级工作制05G514-4 [13] 单层房屋钢结构节点构造详图(工字型截面钢柱柱脚连接)06SG529-1 [14] 吊车轨道联结及车挡05G525 [15] 多高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519 [16] 钢吊车梁(H型钢_工作级别A1-A5)08SG520-3 [17] 钢结构建筑构造图集CDI02J [18] 钢抗风柱10SG533 [19] 钢梯02J401 [20] 轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管）06SG515-1 [21] 轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢）06SG515-2 [22] 轻型屋面梯形钢屋架01SG515 [23] 梯形钢屋架05G511 [24] 柱间支撑05G-336 [25] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 [26] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(上册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004 [27] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(下册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004
钢结构设计要点
钢结构设计要点
1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？ 答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。（见《STS 用户手册》） b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节 c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容 2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？ 答：可以。见《门式钢架规范》4.1.3条 3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？ 答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节 4. 高强螺栓可以涂油漆吗？ 答：不可以。油漆会使接触面的摩擦系数降低。 5. 如何确定钢架梁的分段比例？ 答：可根据弯矩包络图确定。一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25 6. 如何估算钢架梁柱截面？ 答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 7. 关于门式钢架的恒载？ 答：压型钢板及保温层 0.25kN/m2 檩条 0.05kN/m2 悬挂设备 0.2kN/m2
钢结构设计任务书2016
钢结构原理与设计课程设计任务书 一、题目：普通梯形钢屋架设计 二、设计资料（由老师分组确定） 某厂房总长度90M，跨度根据不同班级及学号从附表1中取，纵向柱距6m。 1.结构形式:梯形钢屋架。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7度，设计基本地震加速度为0.1g，二类场地。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。 3.屋盖结构及荷载 无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值值根据不同学号按附表取。施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载取0.6 KN/m2。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4KN/m2 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层（根据学号按附表取) 一毡二油隔气层0.05KN/m2 水泥砂浆找平层0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板1.45KN/m2 三、设计内容 1．课程设计计算书 包括如下内容的全部设计和计算过程：
①屋盖支撑、檩条布置的示意图 ②设计荷载统计 ③檩条设计及验算过程 ④屋架杆件几何尺寸、内力的计算过程及结果 ⑤屋架杆件截面计算过程及结果,屋架节点计算过程及结果 2．钢屋架施工详图 绘制2#施工图，屋架轴线比例1：20或1：30，相应构件比例为1：10或1：15，内容包括： ①屋架简图，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。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。 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 四、设计要求 1.计算书须按规范要求完成，插图应用按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合，表明表、图号；要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。 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；绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。施工图1～2张（2号）。 要求图面清楚整洁，线条粗细分明，尺寸及标注齐全，符号及比例正确，构造合理，能表达设计意图，符合国家制图标准并与计算书一致。 3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请学生按附表2将自己的取值填入设计任务书中。
钢结构柱脚设计(优.选)
第八章基础设计 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩，在风荷载起控制作用的情况下，还存在较大的上拔力。柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移，基础受上拔力作用，在覆土较浅的情况下，会使基础向上拔起，有关这方面的问题，后面再作详述。由于轻钢结构的这些受力特点，导致其基础设计与其它结构存在很大的不同，主要表现在以下几个方面： ⒈基础形式 基础型式选择应根据建筑物所在地工程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等，而对于轻钢结构而言，由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独立基础为主，若地质条件较差，可考虑采用条形基础，遇到暗浜等不良地质情况，可考虑采用桩基础，一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。
轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。 对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏；而轻钢结构则不同，基础除
发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生，最经济有效的方法是增加基础埋深，即增加基础上覆土的厚度，但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础，还须预埋锚栓（也称地脚螺栓），用于上部结构和基础的连接，若锚栓离砼基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm；若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导致破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算，还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定，同时还应考虑软弱下卧层存在；基础高度由冲切验算确定；在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋，这里须注意伸缩缝双柱基础处理，双柱为基础提供了两个支点，在地基反力作用下，有可能出现负弯矩，即基础上部受拉的情况，
钢结构设计入门,初学者看过来!
钢结构设计入门，初学者看过来！ 一、钢结构适用范围及选型 1.钢结构适用的范围 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：超高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 2.钢结构的选型 在钢结构设计的整个过程中，都应该被强调的是"概念设计"， 它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 钢结构通常有框架、平面（木行）架、网架（壳）、索膜、轻钢、 塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线 50 度内需考虑雪载），如采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型 SRC 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。 结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受 1/4 的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 3.钢结构构件的截面选取 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑
钢结构设计要点
1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？ 答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。（见《STS 用户手册》） b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节 c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容 2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？ 答：可以。见《门式钢架规范》4.1.3条 3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？ 答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节 4. 高强螺栓可以涂油漆吗？ 答：不可以。油漆会使接触面的摩擦系数降低。 5. 如何确定钢架梁的分段比例？ 答：可根据弯矩包络图确定。一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25
6. 如何估算钢架梁柱截面？ 答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 7. 关于门式钢架的恒载？ 答：压型钢板及保温层 0.25kN/m2 檩条 0.05kN/m2 悬挂设备 0.2kN/m2 8. 如果钢架截面是以强度控制而非挠度控制时，可以考虑使用高强钢材。 9. 钢构的除锈方式有哪些？ 答：手动，适用于小型要求不高的构件，除锈不彻底 喷砂，适用于比较厚实的构件，除锈彻底 酸洗，适用于薄壁构件或不方便用喷砂方法除锈的构件或部位，除锈彻底 10. 拉条采用圆钢时直径不宜小于10mm（见《门式钢架规范》6.3.5条）；檩托的常用厚度是8mm；隅称按设计确定（见《门式钢架规范》6.16条）；屋面彩钢
钢结构设计教科书推荐
首先，应该学好力学知识，尤其是材料力学和结构力学！ 其次，学习好钢结构的基本原理，这类的书很多，建议先学本科用的教材然后学习研究生用教材！（陈骥编的较经典） 最后，学习好钢结构的稳定原理，因为钢结构的强度不是核心，稳定才是重中之重！ 当然在学习过程中，相互的交流和学习是十分重要的手段，吸取百家之长才能让自己越来越好！ 材料力学较经典的是西安交大编的（分上、下册）;《结构力学》,龙驭求编的较为经典. 钢结构的基本原理方面的书较多,建议先看《钢结构基本原理》,同济大学沈祖炎老先生编的;然后看陈邵藩老先生编的.(因为陈邵藩老先生编的偏向于理论,较为难懂点) 钢结构的稳定,建议先看《钢结构稳定性原理》,西安建大永毓栋编的,西安交大出版社出版!然后看陈冀编的. 钢结构最最主要的是要学好材料力学，理论力学是基础，至于结构力学，当然力法，位移法弄明白就好了。pkpm你得先学会pmcad吧，用这个建模，然后set-8和setwe用明白也就行了。。这就是初学该会的了。要深学的话还是挺难的 你要先学会看图！大致了解材料力学、结构力学、土力学等。 学习下钢结构教材 买本工民建专业的毕业设计指南，学习下里面的设计过程。还有沈祖炎的《钢结构基本原理（第二版）》陈绍蕃的《钢结构（上册）—钢结构基础（第二版）》 同时平时多看制图规范、设计规范、施工规范、验收规范。 这不是一朝一夕就能掌握的，需要一定的经验积累！学习过程是枯燥无味的，楼主首先需要建立起对这个行业的兴趣，方能度过平淡的学习期！前途是无限光明的，道路永远是弯曲的。祝楼主成功！ 要先学学理论力学、材料力学、结构力学，钢结构设计原理教材、刚机构设计手册、钢结构规范等，才能看得懂，可以到大学旁边的书店买人的旧书，这样便宜点，可以在网上下载些课的视频。
sap2000钢结构设计手册
SAP2000钢结构设计手册 （中文资料） 2003年4月
目 录 第一章 绪论 1.1概述 1.2本书的组织 第二章 设计方法 2.1设计荷载组合 2.2设计和校核位置 2.3 P-△效应 2.4单元无支撑长度 2.5有效长度系数 2.6 可选的单位制 第三章 AISD-ASD89规范 3.1设计荷载组合 3.2截面分类 3.3应力计算 容许应力计算 受拉容许应力 受压容许应力 受弯屈曲 弯扭屈曲 受弯容许应力 I型截面 槽型截面 T型和双角钢截面 箱型截面和矩形管截面 扁钢 单角钢 一般截面 容许剪切应力 3.4应力比计算 轴向和受弯应力 剪切应力 第四章 AISC-LRFD93规范 4.1设计荷载组合 4.2截面分类 4.3计算荷载系数 4.4名义强度计算 受压抗力 受弯屈曲 弯扭屈曲 扭转和弯扭屈曲
受拉抗力 受弯抗力 屈服 侧向扭转屈曲 翼缘局部屈曲 腹板局部屈曲受剪抗力 4.5应力比计算 轴向和受弯应力 剪切应力
第一章 绪论 1.1概述 SAP2000功能强大，完全整合了钢结构和混凝土结构建模和设计。程序提供了一体化集成的结构模型建立、修改、分析、设计用户界面。程序不仅可以设置初始构件尺寸，还能在同样的界面下对其进行优化。 在程序提供的交互环境下，用户能查看结构的受力状况，对设计作适当的调整，比如修改单元属性及重新验算结果而无须重新启动结构分析。只要在单元上点击鼠标就可以查看到详细的设计信息。图形和表格形式的结果的在屏幕输出的同时可随即打印输出。 程序广泛支持最新的国内外设计规范，用来进行钢结构和混凝土结构构件自动设计和校核。当前版本支持以下钢结构设计规范： z U.S.AISC/ASD(1989), z U.S.AISC/LRFD(1994), z U.S.AASHTO LRFD(1997), z Canadian CAN/CSA-S16.1-94(1994), z British BS 5950(1990), and z Eurocode 3 (ENV 1993-1-1). 设计基于用户指定的荷载组合，但是，程序提供了所支持的各种规范所对应的缺省的荷载组合。如果用户认为设计可以采用缺省的荷载组合，就不需要在另行定义。 设计过程中，程序从一组用户定义的截面中选择满足强度条件下重量最轻的截面作为构件设计结果。可以为不同的单元组指定不同的可选截面，同样单元也可以成组的设置成同样的截面。 设计校核过程中，程序计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的承载能力比（荷载作用/构件抗力）。承载能力比采用按照极限状态设计方法，由单元应力、设计容许应力、荷载系数以及抗力等系数得到。 设计校核是在程序缺省或用户指定的荷载工况组合的基础上进行的，承载能力比的最大，最小的值用来进行构件截面的优化设计。 程序自动计算构件受轴向力、双向弯矩、和剪力作用下的容许应力。计算框架柱有效长度系数的繁重的工作也由程序自动完成。
结构设计手册实用资料全
5.1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面
轻钢结构设计手册
轻钢结构设计手册 常见问题解答七 第七章平面桁架 1．屋盖结构体系分为哪两大类？各有何适用？ 答：屋盖结构体系分为无檩屋盖与有檩屋盖。 (1)无檩屋盖：无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在 屋架或天窗架上。 预应力混凝土大型屋面板的跨度通常采用6m，有条件时也可采用12m。当柱距大于所采用的 屋面板跨度时，可采用托架支承中间屋架。 (2)有檩屋盖：有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况。如压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。石棉瓦和瓦楞铁皮屋面，屋架间距通常为6m；当柱距大于或等于12m时，则用托架支承中间屋架。钢板和压型铝合金板屋面，屋架间距常大于或等于12m。 2．常用的屋架形式有哪几种？各有何特点和适用？ 答：屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。 三角形桁架适用于陡坡屋面(i＞1/3)的有檩屋盖体系，通常与柱子铰接，房屋的整体横向刚度较低，简支屋架弦杆支座处内力大，跨中内力小，截面不能充分发挥作用。支座处上下弦杆交角过小内力又较大，使支座节点构造复杂。 三角形屋架的腹杆布置有芬克式和人字式。芬克式的腹杆较多，但压杆短、拉杆长，受力相对合理，且可分为两个小桁架制作与运输，较为方便。人字式腹杆的节点较少，但受压腹杆较长，适用于跨度较小(L≤18m)的情况。人字式屋架的抗震性能好，所以在强地震烈度地区，，常用人字式腹杆的屋架。单斜式腹杆的屋架，腹杆和节点数目较多，只适用于下弦需要设置
天棚的屋架，一般情况较少采用。 图7-1 三角形屋架 梯形屋架适用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系，与简支受弯构件的弯矩图形比较接近，弦杆受力较为均匀。屋架与柱的连接可以铰接也可以刚接。刚接可提高建筑物的横向刚度。腹杆体系可采用单斜式、人字式和再分式。屋架支承分为下承式和上承式。与柱刚接的屋架宜采用下承式。下承式使柱计算高度减小又便于在下弦设置屋盖纵向水平支撑，以往多采用之，但上承式使屋架重心降低，支座斜腹杆受拉，且安装方便，近年来逐渐推广使用。 图7-2 梯形屋架 人字形屋架的上、下弦可以是平行的，坡度为1/20～1/10，节点构造较为统一；也可以上、下弦具有不同坡度或者下弦有一部分水平段。多用于较大跨度。宜采用上承式。 人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求，一般为(1/10～1/8)L，与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为(1/16～1/12)L，通常取为2.0～2.5m。与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度来决定。人字形屋架因中高度一般为2.0～2.5m，跨度大于36m时可取较大高度但不宜超过3m；端部高度一般为跨度的1/18～1/12，人字形屋架可适应不同的屋面坡度，但与柱刚接时，屋架轴线坡度大于1/7，就应视为折线横梁进行框架分析；与柱铰接时，即使采用了上承式也应考虑竖向荷载作用下折线拱的推力对柱的不利影响，设计时要求在屋面板及檩条等安装完毕后再将屋架支座焊接固定。 图7-3 人字形屋架和平行弦屋架 平行弦桁架在构造方面有突出的优点，弦杆及腹杆分别等长、节点形式相同、能保证桁架的杆件重复率最大，且可使节点构造形式统一，便于制作工业化。
钢结构设计计算书
学号：20095093189 学院土木工程学院 专业土木工程 年级09级土木一班 姓名赵守利 指导教师熊瑞生 2012年7月4日
《钢结构》课程设计任务书 ——附成绩评定办法 一、设计题目：某市单层单跨工业厂房钢屋架设计 二、设计目的：通过课程设计，使学生熟悉钢屋盖设计的基本过程、掌握钢屋架设计的主要内容及钢结构设计的构造规定和钢结构施工图的绘制，锻炼学生的分析、解决实际问题的能力、查阅资料的能力及综合应用能力。 三、设计资料 某市单层单跨厂房，跨度L，长120m，柱距6m。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高12m，上柱截面300×300mm，混凝土强度等级C25。厂房内有一台起重量Q=200/50 kN的中级工作制桥式软钩吊车，计算温度高于-20℃，地震设防烈度为6度。屋面材料见五（屋面荷载）。建造地点的冬季主导风向：西北风，夏季主导风向：东南风。 四、屋架形式 每位学生按指定的荷载、坡度、屋架跨度和屋架跨中高度情况完成设计任务。 1.完成设计计算书一份： （1）设计资料. （2）确定屋架结构型式及几何尺寸. （3）拟定钢屋盖总体平面布置（包括支撑）. （4）荷载计算及荷载组合. （5）杆件内力计算，包括内力系数及杆件内力组合表. （6）钢材及连接方式的选择，杆件截面选择及验算，包括杆件截面选择表.
（7）节点设计，填板设计. （8）用A4纸打印或书写工整（不能用圆珠笔或铅笔），条理清晰，装订整齐（左侧装订）. 2.绘制钢屋架施工图（2号图纸1～2张） （1）屋架几何尺寸和内力简图. （2）构件详图：屋架正立面图（参考比例：轴线1:20~1:30：，杆件及节点1:10~1:20），上、下弦平面图，端部及中间部位剖面图. （3）零件或节点大样图（参考比例：1:5或1:10）. （4）材料表. （5）设计说明。 七、设计题目分配 每人根据自己的班级、学号，按指定的屋面坡度i、荷载P、屋架跨度L和屋架中部高度h 等情况，单独设计一榀屋架。具体情况见设计题目分配表。 八、设计时间：一周 九、成绩评定 １．有完整详尽的设计计算书，计算思路清晰、步骤完整，计算公式、数据及计算结果均正确，杆件截面选择正确、连接方案选择正确、计算结果正确，材料选用合理。本部分满分50分。 ２．施工图清晰，尺寸标注正确、完整，立面、侧面、截（剖）面图完备、正确，节点构造详细，工程量汇总完整、正确，施工说明简洁、完整。本部分满分50分。 ３．根据以上两部分的得分情况，确定其最终得分和成绩等次，采用百分制评定，或者采用五级分制评定（即分为：优秀、良好、中等、及格和不及格五个等次）。 十、参考资料： １、《钢结构》教材. ２、《混凝土结构》教材. ３、《钢结构设计规范》GB50017—2003. ４、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001. ５、《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(2006版). ６、《钢结构设计手册》. ７、其他相关资料. 十一、时间分配（仅供参考）： （１）确定屋架结构型式及几何尺寸，拟定钢屋盖（包括支撑的）总体平面布置：0.5天 （２）荷载计算及荷载组合、内力计算：1.0天 （3）杆件设计、节点设计：2.5天 （4）施工图绘制：1.0天 （5）节点及零件大样图绘制：0.5天 （6）细部检查、计算书整理：1天 （7）：机动：0. 5天 （8）共计：7天
钢结构设计常用图集一览
钢结构设计常用图集一览 (一) 图集 1.08CG03 轻型钢结构设计实例（国家建筑标准设计参考图） 2. 06SG515-1 轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管） 06SG515-2 轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢弦杆） 06SG517-1 轻型屋面三角形钢屋架（圆钢管、方钢管） 06SG517-2 轻型屋面三角形钢屋架（剖分T型钢弦杆） 08SG510-1 轻型屋面平行弦钢屋架（圆钢管、方钢管） 3.门式刚架轻型房屋钢结构（2004年局部修改版）[02(04)SG518-1]该图集为门式刚架钢结构体系的第一分册---单跨无吊车门式刚架，适用于单层厂房、展览厅、仓库、体育建筑等。其包括的门式刚架的跨度为：12m、15m、18m、21m、24m、27m、30m、33m、33m、36m，共十种；根据不同的跨度选用了不同的柱距、肩高和坡度，其中柱距为：6m、7.5m 编制单位:中国建筑标准设计研究所 4.多、高层民用建筑钢结构节点构造详图（含2004年局部修改版）[01SG519、01(04)SG519]编制单位:中国建筑标准设计研究所 (二) 工具书 1.罗邦富,魏明钟,沈祖炎,陈明辉.钢结构设计手册(第二版).中国建筑工业出版社,1989 有传统钢结构方面的丰富资料. 另有同名上下册较新版本. 2.李和华.钢结构连接节点设计手册.中国建筑工业出版社,1992 有平面屋盖、网架和多高层等的钢结构节点的详细设计内容。非常实用的一本工具书. 3.喻立安,陶龙孙等.建筑结构设计施工图集---钢结构.中国建筑工业出版社,1995
该书主要面向初学者，包含多个实例图. 有建筑钢结构设计图和施工详图编制方法。是对国家制图规范的补充。 4.建筑构造资料集(下册).中国建筑工业出版社,1990 虽然是一本出版比较早的书，但其中的很多资料仍很宝贵。 5.汪一骏.轻型钢结构设计指南(实例与图集).中国建筑工业出版社，2000 6.建筑结构静力计算手册.中国建筑工业出版社,1998 典型的结构不必建模跑程序，可查表获得内力与变形。 7.建筑五金手册 (三) 参考书 8.魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评.中国建筑工业出版社，1991 9.陈绍蕃.钢结构稳定设计指南.中国建筑工业出版社,1996 10.尹德钰,刘善维,钱若军.网壳结构设计.中国建筑工业出版社,1996 11.高层钢结构建筑设计资料集.机械工业出版社,1999 12.韩林海.钢管混凝土结构.科学出版社,2000 13, 李国强,蒋首超,林桂祥.钢结构抗火计算与设计.中国建筑工业出版社,1999 14, 周绥平译，陈惠发.钢框架稳定设计.世界图书出版社,1999 15, steel construction manual,AISC-ASD89,9th edition 美国钢结构学会,1989 16, steel construction manual,AISC-LRFD93,3th edition美国钢结构学会,1993 17, 渡边邦夫等.钢结构设计与施工.中国建筑工业出版社,2000 18, 罗福午等译,本格尼.高层建筑钢混凝土组合结构设计.中国建筑工业出版社,1999
钢结构设计常用图集一览
钢结构设计常用图集一览 （一）图集 1.08CG03轻型钢结构设计实例（国家建筑标准设计参考图） 2. 06SG515-1轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管） 06SG515-2轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢弦杆） 06SG517-1轻型屋面三角形钢屋架（圆钢管、方钢管） 06SG517-2轻型屋面三角形钢屋架（剖分T型钢弦杆） 08SG510-1轻型屋面平行弦钢屋架（圆钢管、方钢管） 3.门式刚架轻型房屋钢结构（2004年局部修改版）［02（04）SG518-1］该图集为门式刚架钢结构体系的第一分册---单跨无吊车门式刚架，适用于单层厂房、展览厅、仓库、体育建筑等。其包括的门式刚架的跨度为：12m、15m、18m、 21m、24m、27m、30m、33m、33m、36m，共十种；根据不同的跨度选用了不同的柱距、肩高和坡度，其中柱距为：6m、7.5m编制单位：中国建筑标准设计研究所 4?多、高层民用建筑钢结构节点构造详图（含2004年局部修改版）［01SG519、01（04）SG519］编制单位：中国建筑标准设计研究所 （二）工具书 1?罗邦富,魏明钟，沈祖炎,陈明辉?钢结构设计手册（第二版）?中国建筑工业出版社,1989 有传统钢结构方面的丰富资料?另有同名上下册较新版本?
2.李和华.钢结构连接节点设计手册.中国建筑工业出版社，1992 有平面屋盖、网架和多高层等的钢结构节点的详细设计内容。非常实用的一本工具书? 3?喻立安，陶龙孙等.建筑结构设计施工图集---钢结构.中国建筑工业出版社，1995 该书主要面向初学者，包含多个实例图?有建筑钢结构设计图和施工详图编制方法。是对国家制图规范的补充。 4?建筑构造资料集（下册）?中国建筑工业出版社，1990 虽然是一本出版比较早的书，但其中的很多资料仍很宝贵。 5?汪一骏.轻型钢结构设计指南（实例与图集）?中国建筑工业出版社，2000 6?建筑结构静力计算手册?中国建筑工业出版社，1998 典型的结构不必建模跑程序，可查表获得内力与变形。 7. 建筑五金手册 （三）参考书 8. 魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评.中国建筑工业出版社，1991 9?陈绍蕃.钢结构稳定设计指南?中国建筑工业出版社，1996 10. 尹德钰，刘善维,钱若军?网壳结构设计?中国建筑工业出版社，1996 11. 高层钢结构建筑设计资料集?机械工业出版社，1999 12?韩林海.钢管混凝土结构.科学出版社，2000 13, 李国强，蒋首超,林桂祥.钢结构抗火计算与设计?中国建筑工业出版社，1999 14, 周绥平译，陈惠发?钢框架稳定设计.世界图书出版社，1999 15, steel c on struction man ual，AISC-ASD89,9th editio n 美国钢结构学 会,1989
钢结构设计课程教学大纲
《钢结构设计》课程教学大纲 Design of Steel Structure 课程编号： 适用专业：土木工程专业 学时数：18 学分数：1 执笔者：艾岚编写日期：2005年7月 一、课程的性质和目的 本课程是土木工程专业的必修专业课。本课程的学习目的是：使学生在掌握钢结构设计的基本原理基础上，进一步学习整体房屋钢结构房屋的特点和基本设计方法，能确定合理的计算简图，正确地进行内力分析，并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理，为以后的工程实践打下必要的基础。 二、课程教学内容 第9章单层厂房钢结构 §9.1 单层厂房钢结构的组成及布置原则 §9.2 横向框架的结构类型及主要尺寸 §9.3 结构的纵向传力系统（2学时） 了解单层厂房钢结构的组成，柱网和温度收缩缝的布置原则，横向框架的类型及主要尺寸的确定，柱间支撑的形式、布置和作用；理解柱间支撑的设计计算方法。 §9.4屋盖结构体系 §9.5檩条及压型钢板的设计（4学时） 掌握钢屋盖支撑的组成、作用及各组成部分的布置原则；了解屋盖支撑与屋架的连接构造，理解屋盖支撑的计算方法；掌握实腹式钢檩条的设计方法。 重点：钢屋盖支撑各组成部分的布置 难点：实腹式钢檩条的设计。 §9.6桁架的形式和截面设计（4学时） 了解桁架的形式和主要尺寸的确定；掌握桁架的荷载计算与荷载组合；了解桁架杆件的内力计算；掌握桁架各杆件计算长度的确定；理解桁架杆件截面形式的选择；掌握各杆件的截面设计。 重点与难点：如何确定桁架各杆件屋架平面内的计算长度和屋架平面外的计算长度。 §9.7桁架的节点设计（4学时） 掌握节点设计的一般要求和节点设计的步骤；掌握上弦节点、下弦节点、屋脊节点、下弦跨中拼接节点和支座节点的设计计算；掌握桁架施工图的绘制。 重点：节点设计的一般要求和节点设计的步骤。 难点：各节点的计算 §9.8有吊车的单层工业厂房的设计特点 §9.9 轻型门式刚架结构的设计特点（4学时） 掌握横向框架计算简图的建立，荷载计算及内力组合；了解框架柱的设计特点；了解轻型门式刚架结构的特点、适用范围及结构布置；理解刚架的内力和侧移计算。 三、课程教学的基本要求 本课程是土木工程专业的专业课，是一门应用性较强的课程。在教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，组织现场参观等多种教学形式。
钢结构设计常用专业图集、书籍及杂志
钢结构设计常用专业图集、书籍及杂志 (一) 图集 1.轻型钢结构厂房门式刚架(2000浙G26) 已获批准使用。主编单位:机械工业部第二设计研究院协编单位:杭州大地网架制造有限公司0571-******* 2.新型屋面梯形钢屋架(01SG515) 试用图北京交通大学勘察设计研究院已获批准使用。 3.门式刚架钢结构体系（一）[01S G518（一）] 该图集为门式刚架钢结构体系的第一分册---单跨无吊车门式刚架，适用于单层厂房、展览厅、仓库、体育建筑等。其包括的门式刚架的跨度为：12m、15m、18m、21m、24m、27m、30m、33m、33m、36m，共十种；根据不同的跨度选用了不同的柱距、肩高和坡度，其中柱距为：6m、7.5m 编制单位:中国建筑标准设计研究所编制日期:2000 (编制中) 4.高层民用建筑钢结构构造体系(01SG519) 编制单位:中国建筑标准设计研究所编制日期:2000 (编制中) (二) 工具书 1.罗邦富,魏明钟,沈祖炎,陈明辉.钢结构设计手册(第二版).中国建筑工业出版社,1989 有传统钢结构方面的丰富资料. 另有同名上下册较新版本. 2.李和华.钢结构连接节点设计手册.中国建筑工业出版社,1992 有平面屋盖、网架和多高层等的钢结构节点的详细设计内容。非常实用的一本工具书. 3.喻立安,陶龙孙等.建筑结构设计施工图集---钢结构.中国建筑工业出版社,1995 该书主要面向初学者，包含多个实例图. 有建筑钢结构设计图和施工详图编制方法。是对国家制图规范的补充。 4.建筑构造资料集(下册).中国建筑工业出版社,1990 虽然是一本出版比较早的书，但其中的很多资料仍很宝贵。 5.汪一骏.轻型钢结构设计指南(实例与图集).中国建筑工业出版社，2000 6.建筑结构静力计算手册.中国建筑工业出版社,1998 典型的结构不必建模跑程序，可查表获得内力与变形。 7.建筑五金手册 (三) 参考书 8.魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评.中国建筑工业出版社，1991 9.陈绍蕃.钢结构稳定设计指南.中国建筑工业出版社,1996 10.尹德钰,刘善维,钱若军.网壳结构设计.中国建筑工业出版社,1996 11.高层钢结构建筑设计资料集.机械工业出版社,1999 12.韩林海.钢管混凝土结构.科学出版社,2000 13, 李国强,蒋首超,林桂祥.钢结构抗火计算与设计.中国建筑工业出版社,1999 14, 周绥平译，陈惠发.钢框架稳定设计.世界图书出版社,1999 15, steel construction manual,AISC-ASD89,9th edition 美国钢结构学会,1989 16, steel construction manual,AISC-LRFD93,3th edition美国钢结构学会,1993 17, 渡边邦夫等.钢结构设计与施工.中国建筑工业出版社,2000 18, 罗福午等译,本格尼.高层建筑钢混凝土组合结构设计.中国建筑工业出版社,1999 (四) 杂志 钢结构邮发代号82-850 电话:010-********-3490 email:gyzj@https://www.360docs.net/doc/7211479973.html, 上海钢结构 空间结构0571-******* 建筑钢结构进展021-******** email:steelpro@https://www.360docs.net/doc/7211479973.html, 工业建筑邮发代号2-825 电话:010-********-3510 email:gyzj@https://www.360docs.net/doc/7211479973.html,
房屋钢结构设计计算书
房屋钢结构设计计算书专业：土木工程 学号：11541131 姓名：于长江
目录 (1)设计资料 (2)结构平面、立面布置图 (3)门式钢架计算简图及几何长度 (4)荷载计算 (5)构件截面尺寸初算 (6)钢架内力及支座反力系数在各个工况的计算 (7)内力组合 (8)节点计算
一、设计资料及参考文献 1、 结构形式 某厂房跨度为24m ，采用单跨双坡门式刚架结构。屋盖结构体系和墙面体系均为有檩体系，采用压型钢板夹心泡沫保温层作屋面板和墙面板。要求梁柱均变截面，基础混凝土强度等级为C30；钢材采用Q345B ，E43型焊条。设计使用年限50年，结构安全等级、抗震设防类别等根据规范确定。屋架及檩条、拉条等自重：按经验公式L q 011.012.0+=计算kN/m 2，屋面活荷载标准值：0.5kN/m 2。 跨度24米，坡度1/10，柱高6米，长度60米,柱距7.5米。 2、主要参考文献 1) 陈绍蕃. 钢结构（上、下册）．北京：中国建筑工业出版社，2005 2) 王国周等. 钢结构原理与设计.北京：清华大学出版社，2005 3) 钢结构设计规范（GB50017—2003）. 北京：中国计划出版社，2003 4) 房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）.北京：中国计划出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 二、结构平面、立面布置图、附属体系简图 1)结构平面图
2)立面布置图 正立面图
屋盖钢结构设计
第7章屋盖钢结构设计 1厂房结构的受力及荷载的传递 1.1无吊车厂房的荷载类型 荷载包括：竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载：恒荷载、活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊挂荷载、竖向风荷载、竖向地震荷载。 水平荷载：水平风荷载、水平地震荷载。 （1）恒荷载：主要是建筑物的自重。计算刚架或檩条时，结构自重由程序考虑，需要输入其他材料的自重荷载。比如计算刚架时，需要输入的恒载主要包括彩钢板、保温棉、檩条、拉条、系杆、支撑等自重荷载。 1）彩钢板面荷载=钢材容重X钢板厚度X基板宽度/成型后板宽度X放大 系数 如0.6mm厚V125型压型钢板自重荷载=78.5X0.0006X1/0.75X1.05=0.066kN/m2 2）保温棉自重=容重X厚度，保温棉材料一般为玻璃丝棉、岩棉、聚氨酯（多用于夹芯板） 玻璃丝棉容重约64kg/m3，岩棉容重约120kg/m3，聚氨酯容重约40kg/m3如75mm厚玻璃丝棉自重荷载=0.64X0.075=0.048kN/m2 75mm厚岩棉自重荷载=1.2X0.075=0.09kN/m2 3）檩条自重=单位长度重量/檩条间距，连续檩条应再乘以1.1 如C20020简支1.5米间距檩条自重=5.71kg/m/1.5=3.81kg/m2=0.038kN/m2
Z20020连续1.5米间距檩条自重=5.803kg/m/1.5X1.1=4.3kg/m2=0.043kN/m2 4）拉条自重=单位长度重量X拉条道数/柱距X放大系数 如7.5米柱距布置两道12圆钢拉条，自重荷载= 0.888kg/mX2/7.5X1.25=0.296kg/m2=0.003kN/m2 5）系杆重量=单位长度重量/系杆间距X放大系数 如114X3.0系杆，间距为6米，则自重 =8.213kg/m/6X1.2=1.64kg/m2=0.0164kN/m2 假设为玻璃丝棉，以上之和为0.17kN/m2；假设为岩棉，以上之和为0.22kN/m2故单层板加玻璃丝棉，屋面恒载可取0.2kN/m2左右；单层板加岩棉，则可取0.25kN/m2左右；双层板加玻璃丝棉，一般可取0.25kN/m2左右；双层板加 岩棉或岩棉夹芯板，一般可取0.3kN/m2左右。以上为经验数据，具体以计算为准。 （2）屋面均布活荷载：门规3.2.2 钢规范GB50017-2003 钢规范GB50017-2012(征求意见稿) 3.2.1设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。 (3)雪荷载：荷载规范7.1节