钢结构课程设计1
钢结构课程设计
班级：学号：姓名：
一、设计资料
1.某单层单跨工业厂房总长度90米，跨度L(取21 m)。厂房纵向柱距
6 m。
2.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6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。
3.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。根据设计要求，屋架采用的钢材、
焊条为： Q235钢，焊条为E43型。
4.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/m2
水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2
保温层 0.5KN/m2
一毡二油隔气层 0.05 KN/m2
水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2
预应力混凝土大型屋面板 1.45 KN/m2
屋架及支撑自重：
按经验公式L
12
= =0.351KN/m2
.0+
.0
q011
(2)可变荷载：
屋面活荷载标准值： 0.7 KN/m2
雪荷载标准值： 0.35 KN/m2
积灰荷载标准值： 1.0KN/m2 注：实际取屋面活荷载标准值与雪荷载标准值的较大值，保温层及积灰荷载取值参照学号。屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见附图1。
5.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，
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。 6. 内力计算考虑下面三种情况
（1）、满载（全跨静荷载加全跨活荷载）
（2）、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷
载400 N/m2）和全跨屋架自重。
（3）、在使用过程中全跨静荷载和半跨活荷载。 7.设计附图：
1990
1350
229025902890
3040
2613
28
64
31
24
25
30
2864
3124
33901507.51507.5
1507.51507.51507.51507.51507.5
150
A a
c e
g
h
B
C
D F G H 15007=10500
×
A
a
+4.
1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18
-7.684
-4.4
09
-1.572
+0
.71
3
.+580
8
+2.79
2
+0.32
8
-1.0-1.
0-1.
0-0.5+9.
744+11.
962+11.768
c
e
g
h
B
C D
E F
G H
0.5 1.0 1.0 1.
0 1.0
1.0
1.0 1.0
21米跨屋架几何尺寸 21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'+3.010
0.
000-5.310-7.339-6.861-5.319
-3.923
-2.1620.00
-5.641
-2.6
33
-0.047
+1
.91
3
+1
.367
+1
.57
+1
.848
+3.960
+1.222
-1.0
39
-1.
200
-1.
5
25
-1.
7
76
-2.0
43
-1.0-1.
0-1.00.000.
000.00-0.5
+6.663
+7.326
+5.884
+4.636
+3.081
+1.090
B
C D
E F G
H G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0
1.0 1.0
1.0
1.0 1.0 1.0
21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
二、 屋盖结构形式和支撑布置
布置屋盖支撑时应根据支撑布置原则，结合本设计具体情况，即厂房长度90 m>60 m ；跨度L ＝21m ；有桥式吊车且吊车平台较高等，考虑上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、垂直支撑应设几道和其位置；下弦纵向水平支撑是否需要设置；系杆如何设置，设刚性系杆还是柔性系杆布置屋架支撑，并进行编号， 钢屋架代号GWJ
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 刚性系杆 LG1 柔性杆件 LG2
6000
600
600
6000
6000 ×15
屋架上弦支撑布置图
6000 ×15 6000 600
600
6000
屋架下弦支撑布置图
三、 荷载内力计算 1. 荷载计算
按屋面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；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。计算可列表1进行。
表1 荷载标准值及设计值计算
序号 荷载名称
标准值 (KN/m 2 设计值 KN/m 2 备注 1 三毡四油（上铺绿豆砂）
防水层 0.4 0.48 1.2 2 水泥砂浆找平层
0.4 0.48 3 保温层 0.5 0.6 4 一毡二油隔气层 0.05 0.06 5 水泥砂浆找平层 0.3 0.36
6 预应力混凝土屋面板 1.45 1.74 7
屋架及支撑自重 0.351 0.4212 永久荷载总重 3.451 4.1412
8 屋面施工活荷载标准值
0.7 0.98 1.4 9 雪荷载标准值 0.35 0.49 10
积灰荷载标准值 1.00 1.4
可变荷载总重 1.7
2.38
取8、9项中之大
值
2.荷载组合
按三种情况进行组合：
垂直支撑1-1
柱顶处屋架垂直支撑
(1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载；
P =（4.1412+2.38）×6×1.5= 58.6908 KN (2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载；
P1=4.1412×6×1.5= 37.2708 KN P2=2.38×6×1.5= 21.42 KN
(3) 全跨屋架支撑自重+半跨屋面板重+半跨可变荷载重。
P3=1.2×0.351×6×1.5= 3.7908 KN P4=(1.2×1.45+2.38) ×6×1.5= 37.08 KN
3.杆件内力
杆件轴心力＝节点荷载×杆件内力系数。
对于上、下弦荷靠近支座的腹杆，仅需按组合(1)算出相应的内力选定为内力设计值。而靠近跨度中间部分的腹杆则需分别按三种组合求出相应的内力。经比较，其最不利的数值选定为内力设计值。具体计算可列表进行。下表给出了半跨荷全跨上弦节点单位荷载作用下的杆件内力系数。
表2 屋架杆件内力组合表
表中的杆件名称与下图中的对应
1990
1350
2290259028903040
2613
28
64
31
24
25
30
2864
3124
33901507.51507.51507.5
1507.5
1507.51507.51507.5
150
A a
c
e
g
h
B
C D F
G
H 15007=10500
×
四、 杆件截面选择
1、按腹杆最大内力N=-450.980 KN 查表选用中间节点板厚度 t=10mm, 荷载支座节点板厚度t=12mm.
2、上弦杆
整个上弦杆不改变截面，按上弦杆FH 的最大计算内力设计值，按轴心受压构件设计截面。
根据钢结构基本原理可知，单轴对称截面的轴心受压构件在绕非对称主轴失稳时呈弯曲屈曲，但绕其对称轴失稳时通常呈弯扭屈曲。
弯扭屈曲换算长细比yz λ
()()
12
22
2
222220201412yz y z y z
y z e i λλλλ
λλλ??
????=
+++-- ??????
?
GB50017规范给出了双角钢截面换算长细比的简化公式，将直接用于设计中。
计算内力设计值：N=-714.854 KN 769.9 KN 计算长度：
屋架平面内取节点中心间轴线长度
1507.5ox l l mm == lox=1508mm
屋架平面外根据屋盖支撑布置和上弦杆内力变化取值
221507.53015oy l l mm
==?= loy=2Lx1508=
截面选择：由于2oy ox l l =，选用不等边角钢，短边相连。设80λ=，查表知为 b 类截面，查附表（b 类截面轴心受压构件的稳定系数?）得0.688?=。
需要的截面特性：27148544832.70.688215
N A mm f ?=
==? 1507.5
18.8480
ox
x l i mm λ
=
=
= 301537.6980oy y l i mm λ=== 根据需要的A 、 x i 、y i 查型钢表选用2∠125×80×12不等边角钢，短边相连，
截面特性：A= 234024680?=mm 2, x i =22.4mm, y i =61.5mm 截面验算：
[]1507.567.3015022.4ox x x l i λλ=
==<= []3015
49.015061.5
oy y y l i λλ===<=
11125301510.40.560.5613.512125
49.0
oy yz y l b t b λλ==<====由
则 可近似取
满足长细比要求，因.x y yz λλλ>=，由x λ=67.30查附表0.7672x ?=
22
714854
199.0/215/0.767223402N N mm f N mm A σ?=
==<=??
满足要求。 3.下弦杆
整个下弦杆不改变截面，按下弦杆eg 的最大计算内力设计值，按轴心受拉构件设计截面。
计算内力设计值：N=702.059 KN 计算长度：
150023000150046000ox oy l mm l mm =?==?=
截面选择：2702059
3265.4215N A mm f =
==
根据需要的A 、x i 、y i
查型钢表选用2∠110×70×10不等边角钢，短边相
连。
y
y
x
x 125
80
12 125 10
截面特性：A=3440m 2, x i =19.0mm, y i =54.6mm 截面验算：
[]3000157.8935019.0
ox x x l i λλ=
==<=
[]6000
109.8935054.6
oy y y
l i λλ==
=<=
22702059204.1/215/3440N N mm f N mm A σ=
==<=
满足要求。 4、斜腹杆
（1）端斜杆aB
计算内力设计值：N=-450.980 KN 计算长度：
25302350ox oy l l mm l l mm
====
截面选择：选用不等边角钢，，设80λ=， b 类截面查附表得0.688?=。 需要的截面特性：2450980
3048.810.688215
N A mm f ?=
==? 2530
31.62580
ox
x l i mm λ=== 253031.62580oy y l i mm λ=== 根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠125×80×8，长边相连
10
110
10
70 x
x
y
y
110
截面验算：
截面特性：A=3200mm 2, x i =40.1mm, y i =32.7mm
[]2530
63.0940.1ox x x l i λλ===< []253077.37150
32.7
oy y y l i λλ===<=
1122
2
2
144
1125253015.60.560.5611.38125
12523508
3.7(1) 3.7(1)6052.7852.7125oy oy yz l b t b l t
b t b λ==>==?=?
?+=??+=?由
则
满足长细比要求，因y x yz λλλ>>，由y λ=77.37查附表得0.705y ?=
22
450980
199.9/215/0.7053200
y N N mm f N mm A σ?=
==<=?
满足要求。
(2)腹杆Bc
计算内力设计值：N=340.876 KN 计算长度：
0.80.826132090.42613ox oy l l mm l l mm ==?===
截面选择：23408761585.5215N A mm f =
==
根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠75×8等边角钢。
80
80
125
10 8
y
y
x
x
截面验算：
截面特性：A=1150×2mm 2, x i =22.8cm, y i =35.0mm
[]2090.491.6822.8ox x x l i λλ===<
[]261374.6635.0oy y y l i λλ===< 22
340876148.21/215/11502N N mm f N mm A σ=
==<=?
满足要求。 (3)腹杆cD
计算内力设计值：N=-258.768 KN 计算长度：
0.80.828642291.22864ox oy l l mm l l mm
==?===
截面选择：选用等边角钢，设80λ=， b 类截面查附表得0.688?=。 需要的截面特性：22587681749.40.688215
N A mm f ?=
==? 2291.2
28.6480
ox
x l i mm λ
=
=
= 286435.880oy y l i mm λ=== 根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠75×8，截面验算： 截面特性：A=1150×2mm 2, x i =22.8cm, y i =35.0mm
[][]2291.2
100.515022.82864
81.8335.0
ox x x oy y y
l i l i λλλλ===<==
=
=<
10
8 75
75
75 y
y
x
x
442222752864
9.3750.580.5822.15875
0.4750.47575181.83184.1728648oy yz y oy l b t b b l t λλ==≤=?=????
?=+=?+= ? ? ??????由则
满足长细比要求，由x λ=100.5查附表得0.552x ?=
22
258768
203.82/215/0.55211502x N N mm f N mm A σ?=
==<=??
满足要求。
（4） 腹杆De
计算内力设计值：N=163.865 KN
根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠70×4 5.竖杆
（1）支座处竖杆Aa 计算内力设计值：N=-29.345KN 计算长度：
19901990ox oy l l mm l l mm
====
截面选择：选用等边角钢，设80λ=， b 类截面查附表得0.688?=。 需要的截面特性：229345
198.380.688215
N A mm f ?===?
1990
24.87580ox
x y l i i mm λ
==
=
=
1990
91.2821.8
ox
x l i mm λ
=
=
= 199061.9932.1oy y l i mm λ=== 根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠70×4
验算：
截面特性：A=557×2mm 2, x i =21.8mm, y i =32.1mm
[]199091.2821.8ox x x l i λλ=
==< []1990
61.9915032.1
oy y y l i λλ===<=
2222
44
70190017.50.580.5816.5470
7019904
3.9(1) 3.7(1)78
18.6418.670oy oy yz l b t b l t b t b λ==>==?=??+=??+=?由则 满足长细比要求，因y yz x λλλ>>.，由x λ=91查附表得0.612φ=
222934543.04/215/0.6125572N N mm f N mm A σ?=
==<=??
满足要求
（2）竖杆Gg
计算内力设计值：N=-58.691 KN 计算长度：
23122890ox oy l l mm l l mm
====
截面选择：选用等边角钢，设80λ=， b 类截面查附表得0.688?=。 需要的截面特性：258691
396.780.688215
N A mm f ?===?
2312
28.980ox
x l i mm λ
=
=
=
10
4 70
70
70 y
y
x
x
2890
36.1280
oy
y l i mm λ
=
=
= 根据需要的A x i y i 查型钢表选用2∠70×4 验算：
截面特性：A=557×2mm 2, x i =21.8mm, y i =32.1mm
[]2312106.115021.8ox x x l i λλ=
==<= []2890
90.0315032.1
oy y y l i λλ===<=
44222270289017.50.580.5823.95470
0.4750.47570190.03197.7128904oy yz y oy l b t b b l t λλ==<==????
?=+=?+= ? ? ?????
?由则
满足长细比要求，因y yz x λλλ>>.，由x λ=106.1查附表得0.517φ=
2258691
101.9/215/0.5175572N N mm f N mm A σ?=
==<=??
满足要求.
其他杆件截面的选择见下表
表3 屋架杆件截面选择表
杆件
计算
内力
（KN ） 截面
规格 截面面积/mm 2
计算长度(mm)
回转半径（mm ）
长细比 容
许
长细
比
[λ]
稳定系数
应力σ（N/
mm 2） 名称 编号
l 0x l 0y i x i y
λx λy λyz φx φy 上弦杆 FH -714.854 2∠125×
80×12,
短边相并 4680
1507.5
3015
22.4 61.5
67.3
49.0
49
150
0.7672
\
199
下弦杆
eg 702.059 2∠110×
70×10,
短边相并
3440
3000.00 6000.0 19
54.6
157.9 109.9
\
350
\
\
199.9
腹杆aB -450.980
2∠125×
80×8,
长边相并
3200 2530.00 2530.0 40.1 32.7 63.00 77.00 60 150 \ 0.705 205.0 Bc 340.876 2∠75×8 2300 2090.40 2613.0 22.8 35 91.68 74.66 \ 350 \ \ 148.21 cD -258.768 2∠75×8 2300 2291.2 2864 22.8 35 100.50 81.83 84.17 150 0.552 \ 203.82 De 163.865 2∠70×4 1114 2291.2 2864 21.8 32.1 105.10 89.22 \ 350 \ \ 147.1 eF -92.262 2∠70×4 1114 2499.2 3124 21.8 32.1 114.60 97.32 84 150 0.466 \ 177.73 Fg
-37.283
2∠70×4 1114 2499.20 3124.0 21.8 32.1 114.60 97.32
97.32 150 0.467 \ 71.7
51.932 \ 350 \ \ 46.62 gH
-41.793
2∠70×4 1114 2712.00 3390.0 21.8 32.1 124.40 105.61
105.61 150 0.413 \ 90.84
73.637 \ 350 \ \ 66.1
竖杆Aa -29.345 2∠70×4 1114 1990.00 1990.0 21.8 32.1 91.28 61.99 78 150 0.612 \ 43.04 Cc -58.691 2∠70×4 1114 1832.00 2290.0 21.8 32.1 84.04 71.34 71.34 150 0.661 \ 79.7 Ee -58.691 2∠70×4 1114 2072.00 2590.0 21.8 32.1 95.05 80.69 80.69 150 0.588 \ 89.6 Gg -58.691 2∠70×4 1114 2312.00 2890.0 21.8 32.1 106.10 90.03 97.71 150 0.517 \ 101.9
四.节点设计
重点设计“a”“B”“e”“H”四个典型节点（如图下图），其余节点类同。
杆件内力（KN）
用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值2
160/
w
f
f N mm
，角焊缝的焊角尺寸和焊缝计算长度的限制和构造要求。经查表得，取5 mm的倍数
得各杆件截面中性轴距角钢背面的距离分别如下表
A B
C D
E F
G H
a c e g
-450.9
8
240.632
0.000
-438.538
-660.976 -
714.854
-58.691
-58.691
-58.691
-258.768
-92.262
70.2059
340.876
168.388
51.932
571.883 690.673
2850 3000 3000
11850
3000
73.637
73.637
-29.345
表4 截面中性轴距翼缘边缘的长度
杆件型号 ∠125×80×12 短边相并
∠110×70×10 短边相并
∠125×80×8 长边相并
2∠75×8
2∠70×4
中性轴距角钢背面距离
（单位：mm ） 20 20 40 20 20
1. 下弦节点“e ”
先计算腹杆焊缝长度，然后定出节点板的形状和尺寸，最后计算下弦杆与节点板之间的连接焊缝。
（1）D e 杆焊缝计算
N=-168.865 KN
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求： 板厚f 6h t t mm ≤≤时，，取f h 4,mm =则焊缝所需长度为
'
'
0.70.7168865
131.9,220.741600.30.3168865
56.5,0220.74160
w w
e f w w e f N l mm mm h f N l mm mm h f ?
=
==????=
==???肢背：取150肢尖：取7
（2）Ee 杆焊缝计算 N=-58.691 KN
2
L 70 × 4 2
L 70 × 4
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求设焊缝4f h mm =,则焊缝所需
长度为
f f '
'
mm 60240mm
0.70.758691
45.85,60220.74160
0.30.358691
19.65,220.74160
w w w e f w w e f h l h N l mm mm h f N l mm mm h f ≤≤=?=
==????=
==???焊缝长度 32=8肢背：根据构造要求取肢尖：根据构造要求取50
（3）Fe 杆焊缝计算
N=-92.262 KN
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求设焊缝4f h mm =,则焊缝所需
长度为
f f ''mm 60240mm
0.70.792262
72.08,90220.74160
0.30.392262
30.89,220.74160
w w w e f w
w e f h l h N l mm mm h f N l mm mm
h f ≤≤=?=
==????===???焊缝长度 32=8肢背：根据构造要求取肢尖：根据构造要求取50 (4) 下弦杆焊缝验算
下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻内力之差： △N=702.059-571.883=130.176 KN
根据节点放样，得节点板尺寸为400×320mm, 见图
22
60.750.75130176
29.95/160/20.720.76(40012)
w f w f f f h mm
N N mm f N mm h l τ=??=
==<=????-受力最大肢背焊逢应力验算：设
2．上弦杆节点“B ”
上弦杆节点“B ”
（1）aB 杆焊缝计算
N=-450.980 KN
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求设焊缝6f h mm =,则焊缝所需
长度为
''
0.650.65450980
218,220.76160
0.350.35450980
117,220.76160
w w e f w w e f N l mm mm h f N l mm mm h f ?=
==????=
==???肢背：取230肢尖：取130
（2）Bc 杆焊缝计算
N=340.876KN
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求设焊缝6f h mm =,则焊缝所需
长度为
''
0.70.7340876
177.5,220.761600.30.3340876
76.1,220.76160
w w
e f w w e f N l mm mm h f N l mm mm h f ?=
==????=
==???肢背：取190肢尖：取90
（3）上弦杆焊缝验算
考虑搁置檩条，节点板缩进上弦肢背2
73
t mm ≈，用槽焊缝按两条角焊缝计算，
C
58.6908
2 ∠ 125 × 80 × 12
2 ∠ 125 × 80 ×
8 2 ∠ 75 × 8
''"=5mm 62
f f f t
h h h mm =
==设，为了制造方便，通常取，焊缝设计强度应乘以折减系数0.8，节点板尺寸为500×310mm ，上弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻上弦杆内力之差，
△N=438.538 kN
肢背槽焊缝验算：
()()
()()
2
2
2
2
1''3
22/2 1.220.75438.53858.691/2 1.221
20.720.76(50012)1080.45/0.8128/f f f
w f K N F h l N mm f N mm τ?+??+?=
=
????-?
=<=‘（）（）
肢尖角焊缝验算：
()()
()()
2
2
2
2
2''''3
22
/2 1.220.25438.53858.691/2 1.221
20.720.76(50012)1027.38/160/f f w
w f K N F h l N mm f N mm τ?+??+?=
=
????-?
=<=‘（）（）
3．屋脊节点“H ” （1）上弦杆拼接计算
上弦杆常采用同钢号钢拼接，为了连接紧密和便于施焊，常需将拼接角钢的棱角削圆并切去垂直肢的一部分宽度△=t+f h +5mm=10+6+5=21mm.
拼接接头一侧的连接焊缝长度按上弦杆内力计算，设焊缝长度9f h mm =，每条焊缝所需长度为
714854
177.340.740.79160
w w
f f N l mm h f =
==????
取拼接角钢长度L=2（2w f l h +）+20=410.6 mm 取L=800mm
屋脊节点“H ”
（2）上弦杆与节点板连接焊缝计算
上弦杆与节点板之间的槽焊缝承受节点荷载，强度足够 上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝，按上弦杆内力的15％计算。 设6f h mm =，节点板的长度为430mm ，节点一侧的焊缝长度为
430/22012183w l mm =--=
焊缝应力验算：
2
2
22
2
2
2222
0.150.1571485469.76/220.76183
0.1560.15714854606137.22/220.76183137.2269.76132.36/160/1.22 1.22f f w f f w f f f N N mm h l N e N mm
h l N mm N mm
τσσττ?===????????=
==???????=+=+=< ? ?????
（3）gH 杆焊缝计算 N=73.637 KN
角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =，根据构造要求设焊缝4f h mm =,则焊缝所需长度为
714.854KN
g
73.637KN
73.637KN
714.854KN
KN
KN
2∠70×4
2∠70×4
2∠125×80×12
2∠125×80×12
'
'
0.70.773637
57.53,220.74160
0.30.373637
24.66,220.74160
w w e f w w
e f N l mm mm
h f N l mm mm h f ?=
==????=
==???肢背：取70肢尖：取40
（4）支座节点“a ”
支座节点“a ”
（1）支座底板计算
支座反力： R ＝7P=7×58.6908=410.84KN 所需底板净面积：
241084028730.114.3
n c R A mm f =
==
2∠125×80×8
2∠70×4
2∠110×70×10
M
加劲肋计算简图
钢结构课程设计
中南大学 《钢结构基本原理》 课程设计 设计名称：钢框架主次梁设计 专业班级：土木1112班 姓名：周世超 学号： 指导老师：龚永智 设计任务书 （一）、设计题目 某钢平台结构（布置及）设计。 （二）、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[S]（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准[S]（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范[S]（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范[S]（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[S]（GB50205-2001） 2、参考书籍
（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构[M]. 中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版）[M]. 中国建筑工业出版社，2005 （5）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）[M]. 机械工业出版社，2006 （三）、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示，结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为：楼面板—次梁—主梁—柱—基础，设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算，次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600X300X12X18，楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345，焊条为E50 柱网尺寸9 ×9，永久荷载5，活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为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，如不满足请自行调整 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
完整钢结构课程设计精
贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码：02443 题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级：2 0 1 3 级 专业：建筑工程 层次：本科 姓名：张伟 准考证号：21001181132 衔接院校：贵州大学 指导老师：张筱芸 完成日期： 2015. 4. 24
附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2， 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。
钢结构课程设计 普通钢屋架设计(18m梯形屋架)
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）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 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
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=30.07KN P2=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
西南科技大学钢结构课程设计 真正完整版跨度30米长102
钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号：2 指导老师： 2012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/m 2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 1.4 1.4×1.35=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=0.48 0.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.45 0.45×1.35=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 1.3 1.82 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。 4、内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:
钢结构课程设计论文
钢结构是土木工程专业一门重要的专业课,为加强学生对钢结构基本理论的理解和对钢结构设计规范的应用,老师对我们进行为期1周左右的钢结构课程设计。通过这一实践教学活动,使我们掌握工程设计的思路方法和技术规范;提高我们工程设计计算、理论分析和图纸表达等解决实际工程问题的能力; 依据建筑工程专业教学大纲的要求结合我系培养计划，继《钢结构》课程结束后，进行为期一周的普通钢屋架课程设计。本次课程设计主要目的是提高学生的实际操作能力，使学生将其所学理论性极强的知识加以运用和理解。并通过讲解和指导使学生掌握实际设计工作的方法、步骤、内容和应注意的问题。 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构是土木工程的主要结构形式之一。 钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。 这学期主要学习了，轴心受力构件—拉杆、压杆受弯构件—梁偏心受力构件—拉弯杆（偏心受拉）压弯杆（偏心受压）材料、连接、基本构件结构设计 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。
钢结构的材料关系到钢结构的计算理论，同时对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。本章简要介绍钢材的生产过程和组织构成，重点介绍钢材的主要性能以及各种因素对钢材性能的影响；钢材的种类、规格及选择原则。 1.了解钢结构的两种破坏形式； 2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标； 3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素； 4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法； 5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格； 6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。 了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。理解受弯构件的工作性能,掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；了解受弯构件整体定和局部稳定的基本概念，理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；熟悉局部稳定的验算方法及有关规定。 下面谈谈我在学习过程中的一点体会。 一、学习要有明确的目标。在学习这门课之前，我就了解到，《钢结构设计原理》是多么重要的一门课，特别在毕业设计时,你现在不
钢结构课程设计
. . XX 工程学院 建筑钢结构 课程设计 班级： 学号： ：
目录 前言 (2) 某车间刚屋架设计 1.设计资料 (3) 2.荷载计算 (5) 3.荷载组合 (5) 4.内力计算 (6) 5.杆件设计 (7) 6.节点设计 (11) 参考文献 (19)
前言 本书意在完成钢结构设计课的作业，以及对自己两学期来钢结构设计课所学知识的一次检验。本书主要对一个单层厂房的屋盖进行设计验算，。编撰过程由于疏忽或个人知识面的局限性，难免会产生一些失误以及错误，望各位老师批评改正。
某车间钢屋架设计 1. 设计资料 １.１屋面类型 无檩屋面，屋面采用1.5X6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。 １.２杆件及连接 杆件采用Q235钢，钢材强度设计值f =215N/mm 2。角焊缝强度设计值 为 2/160mm kN f w f １.３屋架主要尺寸 Ⅰ.跨度30ｍ Ⅱ.屋架上弦坡度１/１０ Ⅲ.架端架高度1990ｍｍ Ⅳ.屋架跨中高度3340ｍｍ １.４其他设计资料 Ⅰ.厂房长度２４０ｍ Ⅱ.屋架支撑于钢筋混凝土柱顶 Ⅲ.柱距６ｍ Ⅳ.柱网布置如图
Ⅴ.架几何尺寸 Ⅵ.屋架支撑布置
2.荷载计算 预应力混凝土大型屋面板 1.0?1.4 kN/m2=1.4 kN/m2 屋架自重0.12+0.011?30=0.45 KN/m2 永久荷载 2.2 KN/m2 共 4.05 kN/m2屋面活载 1.0 kN/m2 3. 荷载组合 由永久荷载控制的荷载组合值为 q=1.35×4.05＋1.4×0.7×1.0=6.45KN／㎡ 由可变荷载控制的荷载组合值为 q=1.2×4.05+1.4×1.0=6.26KN／㎡ 故永久荷载控制的组合起控制作用。 Ⅰ.全垮永久荷载加全垮可变荷载 F=6.45×1.5×6=58.05KN Ⅱ.全垮永久荷载加半跨可变荷载
钢结构课程设计指导书(详细版)
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 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。要求在老师的指导下，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。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，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。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，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，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 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l／500 ，可取50mm。 三、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，宜布置三道上、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 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。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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。 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 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、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杯件内力．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。
钢结构课程设计参考示例
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与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 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 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 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
完整钢结构课程设计
1.设计资料： ................................................................ 错误！未定义书签。 2.结构形式与布置 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.荷载计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 4.内力计算 .................................................................. 错误！未定义书签。 附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A 、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B 、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C 、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。 单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 1.设计资料：（1）某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m ，柱顶标高27m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2 ），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3 ），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2 ），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 （2）屋架计算跨度 )(7.233.0240 m l =-= （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度 mm h 19000=中部高度
钢结构设计原理的课程设计报告
XX 工学院 课程实训 课程名称：钢结构设计原理专业层次：土木工程（卓越）
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，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）。 4）该车间所属地区西安。 5）采用梯形钢屋架。 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2 ②二毡三油防水层400N/m2 ③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2 ④支撑重量70N/m2 考虑活载：活载700N/m2
6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、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L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （为L 0/7.4）。 屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸
三、支撑布置 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。 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 4、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，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=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（ P=0.12+0.011 跨度）计 w 算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层
钢结构课程设计
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分
析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2
钢结构课程设计心得
钢结构课程设计心得 篇一：钢结构课程设计心得体会1 钢结构课程设计心得体会 两周的课程设计结束了，通过这次课程设计，我不仅巩固了以前所学到的知识，而且掌握了许多以前没有学懂的知识。在设计的过程中也遇到了不少的问题，不过经过一遍遍的思考以及和老师同学们的讨论都一一得到了解决，基本达到了再实践中检验所学知识的目的。古人有云：“过而能改，善莫大焉”。说的就是错误并不可怕，人类能不断的进化发展，靠的便是一个个错误，在错误面前不骄不躁，不断思考，不断改正，才能不断的获取新的知识。虽然改正错误的过程是冗长而艰辛的，但是在改正错误的过程中我也发现了成功的真谛，用汗水浇灌收获的果实才是最令人感觉幸福而满足的。遇到困难也需迎难而上，
披荆斩棘，诗云：“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香。”如果中途荒废，那样便永远不可能成功，以后步入社会仍然适用。课程设计是一门专业设计课，它不仅仅教会了我很多专业方面的知识，也教给了我很多运用知识的能力，曾经有一个马拉松运动员把具体很远的路程划分为一段段百米间隔，通过实现一个个小的目标，最终在不知不觉中实现了远大的目标。同时，课程设计让我感触很深。使我对以往所学的抽象的理论有了一个逐渐清晰的认识，包括整体稳定性计算，局部稳定性计算等，也发现了以前忽视的小细节，比如节点的设计要求和钢材之间的接法。 我认为这次课程设计不仅仅充实我的专业知识，更重要的是教给我很多学习的方法以及处事的道理。而这是以后最实用的。在步入社会以后，也要勇于接受社会的挑战，实践总结，再实践，再总结，在 这个循环的过程中不断的充实自
己，提高自身，实现个人的不断进步。 回顾这次课程设计，至今仍感受良多，从最初的一脸茫然，到最后的加班加点甚至通宵达旦，回忆起来，苦楚多多，不过回头看看一份洋洋洒洒的课程设计，心中仍是喜悦异常，痛并快乐着。。。。。。从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 感谢在课程设计过程中老师给予的讲解和帮助以及和我讨论亦给予我很大帮助的同学们，谢谢你们的帮助和支持！
钢结构课程设计
课程设计 课程名称：钢结构设计 设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计学院：土木工程学院 专业：土木工程 年级：大学三年级 姓名：郭锐 学号：19 指导教师：王鹏 日期：2016年12月
课程设计任务书 土木工程学院学院土木工程专业 3 年级姓名：郭锐学号：13325 课程设计题目：昆明地区某工厂金工车间钢屋架设计 课程设计主要内容： （一）设计资料 昆明地区某工厂金工车间，长度90m，柱距6m，车间内设有两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10~1/12。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400m m，混凝土C20，屋面活荷载0.50 kN/m2，屋面积灰荷载0.75 kN/m2，屋架跨度、屋架计算跨度、屋面做法和屋架端高按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）21m（2）24m 2、屋面计算跨度（1）L0＝L （2）L0＝L-300mm 3、屋面做法（1）有保温层（2）无保温层 4、屋架端高（1）h0=1.8m （2）h0=1.9m （3）h0=2.0m h=2.1m （4）0 （二）设计要求 1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。 2、合理布置支撑体系，主要考虑 （1）上弦横向水平支撑 （2）下弦横向水平支撑 （3）垂直支撑 （4）系杆（刚性或柔性） 并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号 3、荷载及内力计算
（1）屋面恒载计算。 （2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。 （3）屋面积灰荷载属于可变荷载。 （4）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。 （5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。 （6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。 （7）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力） 4、杆件截面选择 （1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。 （2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆件确定杆件截面及填板数量。 （3）设计小组内每位同学所计算的上弦杆，下弦杆，斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可按同组内其他同学计算成果统一列表取用。 （4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。 5、节点设计 （1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。 （2）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。 6、屋架施工图 （1）用铅笔绘制1#施工图 （2）施工图应包括 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，以及起拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（轴线比例1：20，杆件、节点比例1：10）。 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（一榀屋架的材料用量）。 ⑥说明（钢号、焊条型号、起拱要求、图中未注明的焊缝尺寸和油漆要求等）。 指导教师（签字）：
定稿：钢结构课程设计指导书
《钢结构》课程设计指导书 中国地质大学长城学院
一、课程教学目标 钢结构课程设计是土木工程专业教学计划中一个重要的实践教学环节，通过课程设计使学生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、教学内容基本要求及学时分配 （一）课程设计题目：梯形钢屋架课程设计 （二）设计内容： 1．确定屋架形式及屋架几何尺寸 2．屋盖支撑体系布置设计 3．屋架设计计算：包括荷载及内力计算、杆件截面的设计、节点设计。 4．编写结构设计计算书一份； 5．绘制屋架施工图一张〔3号图纸〕。 （三）设计进度（周六、周日除外） 第一日：布置设计任务，阅读设计任务书，借阅参考资料，屋盖支撑布置，确定屋架尺寸，布置腹杆； 第二至三日：荷载计算，荷载组合，内力计算； 第四至五日：杆件截面设计计算； 第六日：节点设计计算； 第七至八日：绘制施工图（电子绘制）； 第九日：整理结构计算书； （四）设计要求 1．计算书封面统一格式，有目录页并编写详细目录；正文要求书写工整，必要的图表不可缺少，注明所用参考文献。 2．按照制图规定绘制屋架施工图。 一、主要教学环节 （一）设计步骤 1．设计计算资料 2．屋架形式及屋架几何尺寸的确定
3．屋架及屋盖支撑的布置 屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设 置，当山墙采用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱间。下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置三道。凡与支撑连接的屋架编号为GWJ —2，其它编号为GWJ —1。 4．荷载和内力计算 ① 荷载汇集：永久荷载包括屋架和支撑自重、大型屋面板自重、 保温层、防水层、找平层等自重；可变荷载包括屋面活荷、雪荷载，取两者之间的大值，风荷载及积灰荷载不考虑。 ② 荷载组合： 使用阶段：全跨永久荷载＋全跨可变荷载 全跨永久荷载＋半跨可变荷载 施工阶段：全跨屋架和支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷 ③ 内力计算〔不考虑起拱〕： 本设计采用图解法计算内力。应用图解法求得单位荷载作用于全 跨及半跨各节点的各杆内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于 2 2 1 1 1—1 2—2 屋架上弦支撑布置 G W J —2 G W J —2 G W J —1 G W J —1 G W J —2 G W J —2 图1
钢结构课程设计参考答案[1]
一、设计题目 18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度7度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。 2、荷载标准值如下： （1）、永久荷载（沿屋面分布） 屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2 钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2 （2）、可变荷载 屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2 基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2 三、要求设计内容 1、屋盖结构布置 2、屋架杆件内力计算和组合 3、选择杆件截面型号，设计节点 4、绘制施工图 四、课题设计正文 （一）屋盖结构布置： 上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：
屋架支撑布置 1-1剖面图 （二）、屋架杆件内力计算和组合 1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载 2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图： 上弦集中荷载
上弦节点荷载 上弦集中荷载及节点荷载表 3、上弦节点风荷载设计值如图所示。 （1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为： 上弦节点风荷载 W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN 4、内力计算 （1）杆件内力及内力组合如下表： （2）上弦杆弯矩计算。 端节间跨中正弯矩为 M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×12.04kNm×3/√10×1.555m） =3.553kNm 中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为
钢结构课程设计
钢结构课程设计计算书 专业：土木工程 班级：土木094 姓名：王忠涛 学号：099044411 指导教师：贾冬云 安徽工业大学 建筑工程学院 土木工程系
《钢结构设计》课程设计计算书 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用三角形桁架式钢屋架即芬克式屋架，屋架下弦标高为9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5m~2.2m。屋面恒荷载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)水平投影标准值为0.50kN/㎡。屋面活荷载标准值为0.30kN/㎡。不考虑积灰荷载、风荷载。雪荷载0.4kN/㎡，不考虑全垮积雪不均匀分布情况。结构重要性系数为γ0=1.0。屋架采用Q235B钢，焊条采用E43型。 2.屋架形式和几何尺寸 屋架形式采用芬克式屋架屋面坡度1/3 屋架几何尺寸如下图： 屋架形式和几何尺寸 3.支撑布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆，上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连；下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑设置在同一柱间内。支撑的布置见下图。 上弦支撑布置图
下弦支撑布置图 纵向支撑布置图 檩条布置图 4.荷载计算 （1）永久荷载标准值： 屋面恒荷载标准值G k=0.50 kN/m2 屋面活荷载标准值Q k=0.30 kN/m2。 屋面雪荷载标准值S k=0.4 kN/ m2。 （2）上弦的集中荷载和节点荷载永久值。 檩条支承于上弦节点，屋架坡度为a=arctg1/3=18.4o′，檩距为1.975m。 上弦节点恒荷载水平投影标准值：P1=0.5×7.2×1.975=7.11 KN； 上弦节点雪荷载水平投影标准值：P2=0.4×7.2×1.975=5.69KN。 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图