钢结构设计-钢屋盖设计任务书(梯形屋架)

钢结构课程设计

学生姓名：XXXX

学号：XXXX

所在学院： XXXXX

专业班级：XXXXXX

指导教师： XXXXX

钢屋盖设计任务书（梯形屋架）

一、设计资料

某车间（或厂房）跨度L，长度90m，柱距6m，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷载标准值为0.7kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，其他设计资料如下：

二、设计要求

计算书：内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。

图纸：应符合制图规范及要求，表达应完整；绘制要求：主要图面应绘制正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图；在图的左上角绘制屋架简图，并注明杆件几何长度（左半跨）及杆件内力设计值（右半跨），图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明，如钢材型号、

（注：采用A1图纸594mm×841mm）附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。

四、主要参考资料

1. 戴国欣主编．钢结构（第三版）．武汉：武汉理工大学出版社，2007

2. 夏志斌，姚谏．钢结构—原理与设计．北京：中国建筑工业出版社，2004

3. 张耀春主编．钢结构设计原理．北京：高等教育出版社，2004

4. 汪一骏等．钢结构设计手册（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，2004

5. 建筑结构荷载规范（GB50009—2001 ）

6. 钢结构设计规范（GB50017—2003）

7. 建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）

目录

1、设计资料 (1)

2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置 (1)

3、荷载和内力计算 (3)

3.1荷载计算 (3)

3.2荷载组合 (4)

3.3内力计算 (4)

4、杆件截面计算 (6)

4.1上弦 (6)

4.2下弦 (7)

4.3端斜杆 (8)

4.4斜腹杆 (8)

4.5竖杆 (9)

5、节点设计 (10)

5.1下弦节点 (10)

5.2上弦节点 (11)

5.3屋脊节点 (11)

5.4支座节点 (12)

6、致谢 (14)

7、参考资料 (15)

1. 设计资料

厂房总长度 米，跨度为 米，纵向柱距 米。 钢筋混凝土柱，屋架形式为梯形，柱的混

凝土强度等级为 ，梯形屋面坡度10/1 i ， 屋架跨度，地区计算温度高于 ℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为 度，屋架下弦标高为 米，厂房内桥式吊车为 台 中级工作制），锻锤为 台 。屋架采用的钢材 焊条为： 钢，焊条为 型。屋架结构及荷载，荷载标准值：采用无檩体系，采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋面。 ①屋架及支撑自重：q=0.12+0.011L=0.12+0.011×24=0.384KN/m 2

②屋架活荷载：取施工荷载：0.7KN/m 2 积灰荷载：2

0.8KN/m ③屋面各构造层荷载标准值：32

/m KN （其中保温层去0.42

/KN m ）

2. 屋架形式,尺寸,材料选择及支撑布置

桁架的形式及几何尺寸

本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。 ①. 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm ； ②. 端部高度取H=1990mm ， ③. 中部高度取H=3190mm 。

屋架简图

屋架上弦横向支撑布置屋架下弦横向支撑布置

1-1

2-2

屋架竖向支撑布置

3.荷载和内力计算 3.1荷载标准值

（1）永久荷载

屋面构造层的荷载标准值：3KN/m 2（其中保温层荷载标准值为0.4KN/m 2

）

屋架极支撑自重：按经验公式 L q 011.012.0+= ，L 为屋架跨度，以m 为单

位，q 为屋架及支撑自重，以2m KN 为单位，则：2

384.024011.012.0m KN =⨯+

保温层 0.402

m KN

合计 3.3842

m KN

（2）可变荷载

施工荷载 0.702

m KN

积灰荷载 0.82

m KN

合计 1.52

m KN

3.2荷载组合

全跨永久荷载设计值+全跨可变荷载设计值

屋架上弦节点荷载 1F =（1.245.5565.1)5.14.1384.3=⨯⨯⨯+⨯KN

风荷载：风压高度变化系数为1.0，迎风面的体形系数为-0.6，背风面的体形系数为-0.5，所以负风的设计值（垂直屋面）为

迎风面：21m /k 42.00.15.06.04.1N =⨯⨯⨯=ω 背封面：22m /k 35.05.00.15.04.1N =⨯⨯⨯-=ω

1ω和2ω垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比依然控制在350以内。

3.3内力计算

内力计算

单位：力(默认),力矩(默认)

杆端内力值 ( 乘子 = 1)

-----------------------------------------------------------------------------------------------

杆端 1 杆端 2

----------------------------------------

------------------------------------------

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1 123.980243 0.00000000 -0.00000000 123.980243 0.00000000 0.00000000

2 248.109696 0.00000000 0.00000000 248.109696 0.00000000 0.00000000

3 223.634158 -0.00000000 0.00000000 223.634158 -0.00000000 -0.00000000

4 94.5485301 -0.00000000 0.00000000 94.5485301 -0.00000000 -0.00000000

5 -55.4500000 0.00000000 -0.00000000 -55.4500000 0.00000000 0.00000000

6 -27.7250000 -0.00000000 0.00000000 -27.7250000 -0.00000000 -0.00000000

7 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000

8 -209.309588 0.00000000 -0.00000000 -209.309588 0.00000000 0.00000000

9 -209.309588 -0.00000000 0.00000000 -209.309588 -0.00000000 0.00000000

10 -252.473102 0.00000000 -0.00000000 -252.473102 0.00000000 0.00000000

11 -252.473102 -0.00000000 0.00000000 -252.473102 -0.00000000 -0.00000000

12 -170.980051 0.00000000 0.00000000 -170.980051 0.00000000 0.00000000

13 -170.980051 -0.00000000 0.00000000 -170.980051 -0.00000000 -0.00000000

14 -0.00000000 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.00000000 -0.00000000

15 -232.369938 -0.00000000 0.00000000 -232.369938 -0.00000000 -0.00000000

16 146.853880 -0.00000000 0.00000000 146.853880 -0.00000000 -0.00000000

17 -55.4500000 -0.00000000 0.00000000 -55.4500000 -0.00000000 -0.00000000

18 -76.0708026 -0.00000000 0.00000000 -76.0708026 -0.00000000 0.00000000

19 5.93924752 -0.00000000 0.00000000 5.93924752 -0.00000000 0.00000000

20 -55.4500000 0.00000000 -0.00000000 -55.4500000 0.00000000 0.00000000

21 57.4471468 0.00000000 0.00000000 57.4471468 0.00000000 0.00000000

22 -111.418044 0.00000000 -0.00000000 -111.418044 0.00000000 0.00000000

23 -55.4500000 0.00000000 -0.00000000 -55.4500000 0.00000000 0.00000000

24 170.813817 0.00000000 -0.00000000 170.813817 0.00000000 0.00000000

25 -213.675029 0.00000000 -0.00000000 -213.675029 0.00000000 0.00000000