钢屋架钢课程设计

－、设计资料

梯形钢屋架长度为72m，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0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。

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级，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，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：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

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0.3kN/㎡

积灰荷载0.60kN/㎡

总计0.90kN/㎡

永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制）

可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡

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=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN

组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载

P=4.572×1.5×6=41.148 kN

屋架上弦节点荷载

1

P=1.26×1.5×6=11.34 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=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 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。

注：表内负责表示压力；正值表示拉力

四、杆件截面设计

腹杆最大内力，N=-585.77KN，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。

1.上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-1057.11KN

l=150.8cm

计算长度：屋架平面内取节间轴线长度Ox

屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取

上弦横向水平支撑的节间长度：Oy

l

=4500cm

因为3Ox

l≈Oy l，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图4

图4 上弦截面

设λ=60，查轴心受力稳定系数表，?=0.807

需要截面积*A=

f

N

.?

=

3

1057.1110

0.807215

?

?

=60932

mm

需要回转半径

*

x

i=

60

1508

=

λ

ox

l

=2.51 cm

*

y

i

=

4500

60

ox

l

λ

==7.50 cm

根据需要的*A、*x i、

*

y

i

查角钢型钢表，初选2 L 160?100?14，A=69402

mm，x

i=2.80cm ，y i=7.86m。

按所选角钢进行验算

x

λ=

x

ox

i

l

=

8

2

8

150

.

.=52.9＜[λ]=150

y

λ

=

y

oy

i

l

=

450

7.86

=57＜[λ]=150

由于

x y

λλ

<，只需求出

min y

??

=，查轴心受力稳定系数表，

x

?＝0.823

3

1057.1110

0.8236940

x

N

A

?

?

=

?

=185N/2

mm<215 N/2

mm所选截面合适。

2 .下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=1106.45kN

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox

l=4500mm

屋架平面外根据支撑布置取Oy

l

=13350mm

计算需要净截面面积*A=

3

1106.4510

215

N

f

?

==5146.32

mm

选用2 L140?90?14（短肢相并），见图5。

图5 下弦截面

A=69402

mm，

x

i=2.51cm，y i=6.93cm。

按所选角钢进行截面验算，取A

A=

n

（若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm，则可不计截面削弱影响）

3

1106.4510

6100

n

N

A

?

==181.4N/2

mm<215 N/2

mm

x

λ=

x

ox

i

l

51

2

450

.

==179.3<[λ]=250

y

λ

==

=

93

6

1335

.

i

l

y

oy192.6<[λ]=350 所选截面满足要求。

3. 端斜杆B a

已知N＝-585.77kN，Ox

l＝Oy l＝253.9cm

因为Ox

l＝Oy l，故采用等肢角钢，使

x

i＝y i

选用角钢2 L 100?12,见图6

图 6 端斜杆Ba

A ＝45602mm ，x i ＝3.03cm ，y i

＝4.64cm

截面刚度和稳定验算

x λ= =

=03

39253..i l x

ox =83.8<[λ ]=150

y

λ=

64

49

253..i l y

oy =

=54.7<[λ ]=150

由于1092535805803832110/..b /l .../t /b oy ?=<===14.73

5572192531047501754475012

24

224

.)...(.)t

l b .(oy y yz =??+=+

=λλ

==x min ??0.6624

3585.77100.66244560

x N A ??==?193.9N/2mm <215 N/2

mm 所选截面满足要求。 填板放两块，a ι

=84.6 cm ＜40x i =40×3.03=121.2 cm

4. 斜杆Bb

已知N=470.29kN

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度

Ox

l =0.8×l=0.8×2622=2097.6mm

屋架平面外根据支撑布置取Oy l

=2622mm 选用 2 L100?6，见图7。

图 7 斜杆Bb

土木工程专业钢结构课程设计

A=23862

mm，

x

i=3.10cm，y i=4.44cm。

3

470.2910

2368

N

A

?

==198.6N/2

mm<215 N/2

mm

x

λ=

x

ox

i

l

10

3

76

209

.

.

==67.7<[λ]=350

y

λ

==

=

44

4

2

262

.

.

i

l

y

oy59.1<[λ]=350 所选截面满足要求。

填板放两块，a

ι

=87.4cm＜80x i=80×3.10=248cm

5.再分腹杆c1G

=

1

N1c N=-239.35kN，=2N1G N=-197.35kN，1

ι=4174mm

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox

l=0.8×l=0.8×2087=1669.6mm 屋架平面外根据支撑布置取

Oy

l

=1

ι（0.75+0.25

2

1

N

N）=4174（0.75+0.25

6

208

99

252

.

.）=4396mm 选用2 L100?6，见图8。

图8 再分腹杆c1G 图9 中竖杆Je

A=23862

mm，

x

i=3.10cm，y i=4.44cm。

x

λ=

x

ox

i

l

10

3

96

166

.

.

==53.9<[λ]=350

y

λ

==

=

44

4

6

439

.

.

i

l

y

oy99<[λ]=350

由于10

6

439

58

58

7

16

6

10/

.

.

b

/

l

.

.

.

/

t/

b

oy

?

=

<

=

==25.5

8105606439104750199475012

24

224

.)...()t

l b .(oy y yz =??+=+

=λλ

==yz min ??0.5182

3239.35100.51282386yz N

A ??==?195.6N/2mm <215 N/2mm 所选截面满足要求 填板放两块，a ι

=109.9cm ＜40x i =40×3.10=124cm 6.中竖杆Je

已知N ＝0，l l 9.00=＝0.9 ?335＝301.5cm

中间竖杆选用2 L75?6的角钢，并采用十字形截面，见图9 A=17.62cm ,4520.i x = cm,

91

25

3010..i l x o ox =

=

λ=103.6<[λ ]=150 所选截面满足要求 填板放五块，a ι

=60.3cm ＜400x i =40×2.45=98cm

其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2

土木工程专业钢结构课程设计

10

五、节点设计

用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值2

/

160mm

N

f w

f

=

各杆件内力由表2查得，最小焊缝长度不应小于

f

h8

1.下弦节点b见图10

图10 下弦节点b

（1）斜杆Bb与节点的连接焊缝计算：

N=470.29kN

设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5mm。所需焊缝长度为：

肢背：

160

6

7.0

2

10

29

.

470

3

2

3

?

?

?

?

?

=

w

l+12=245.3mm，取

w

l＝270mm

肢尖：

160

5

7.0

2

10

29

.

470

3

1

3

`

?

?

?

?

?

=

w

l+10=150mm，取`

w

l＝170mm

（2）斜杆Db与节点的连接焊缝计算：

N=390.51kN

设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5mm。所需焊缝长度为

肢背：

160

6

7.0

2

10

51

.

390

3

2

3

?

?

?

?

?

=

w

l+12=205.7，取

w

l＝250mm

肢尖：

160

5

7.0

2

10

51

.

390

3

1

3

`

?

?

?

?

?

=

w

l+10=126.2，取`

w

l＝150mm

（3）竖杆Cb与节点板连接焊缝计算：N = 52.49kN

因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸

f

h=5mm

焊缝长度

w

l≥40mm，取

w

l=60mm

（4）下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差

△N=784.17-311.25＝472.92KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为：

肢背： 16067.021092.47232

3

?????=w l +12=247mm ，取w l ＝270mm

肢尖：160

67.021092.4723

1

3

`

?????=w l +12=129，取`w l ＝150mm （5）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制 作装配等误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。如图11所示

图 11 节点板b 尺寸

2 .上弦节点B

图12 上弦节点B

（1）斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。 （2）斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，N=585.77kN 。

设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。所需焊缝长度为

肢背： 160107.021077.58532

3

?????=w l +20=194，取w l ＝200mm

肢尖：160

67.021077.5853

1

3

`

?????=w l +12=157，取`w l ＝180mm （3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦 节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。

假定集中荷载P 由槽焊缝承受，P=52.488kN ，焊脚尺寸为5mm 所需槽焊缝长度为:

w

f

f w f h P

l ???=7.02+10=16057.0210488.523????+10=56.9mm ,取w l =65mm 上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差 △N=583.14-0.0＝583.14kN

偏心距 e =100-24.3＝75.7mm

设肢尖焊脚尺寸8mm ，设需焊缝长度为470mm ，则

23

/7.114)

16470(87.021014.5832mm N l h N w e f =-????=?=∑τ

2

2

3/3.104)16470(87.028.681014.5836mm N W M F f =-??????==σ

2222

22/160/1.1437.114)22

.13.104()()22.1(mm N mm N f f

<=+=+τσ （4）节点板尺寸：方法同前，如图13所示

图 13 节点板B 尺寸

3 .屋脊节点J 见图14

图14 屋脊节点J

（1） 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，

为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。

N=1057.11KN ，设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度为

=+???=167.04w

f

f w f h N

l mm 3111616087.041011.10573=+????，取w l =375mm 拼接角钢长度取2?375+50＝800mm

（2）弦杆与节点板的连接焊缝计算：上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定承受节点荷载

上弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算。N=1057.11?15%＝158.6kN ，设焊脚尺寸为8mm ，弦杆一侧焊缝长度为250 mm ，

23

/66)

16230(87.02106.1582mm N l h N w e f =-????=?=∑τ

22

3/6.127)16230(87.028.68106.1586mm N W M F f =-??????==σ

2222

22/160/7.12366)22

.16.127()()22.1(mm N mm N f f

<=+=+τσ （3）中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=0kN

此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm 焊缝长度w l ≥40mm ，取w l =60mm （4）斜杆J2与节点板连接焊缝的计算

N=150.38KN，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5mm，所需焊缝长度为：肢背：mm

l

w

6.

86

12

160

6

7.0

2

10

38

.

150

3

2

3

=

+

?

?

?

?

?

=，取

w

l=100 mm

肢尖：mm

l

w

8.

54

10

160

5

7.0

2

10

38

.

150

3

1

3

`=

+

?

?

?

?

?

=，取焊缝长度`

w

l=60mm

（4）节点板尺寸：方法同前，如图15所示

图15 节点板J尺寸

4 .下弦跨中节点e见图16

图16 下弦跨中节点e

（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：拼接角钢与下弦杆截面相同，传递内力N=957.91kN

设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm，则需焊缝长度为

=+???=167.04w

f f w f h N l mm 3.27516160

87.041091.9573

=+????，取w l =300mm 拼接角钢长度不小于2?300+12=612mm

（2）弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算。kN N 7.143%1591.957=?=

设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为

肢背：mm l w 3.831216067.02107.14332

3

=+?????=，取w l =90mm

肢尖mm l w 6.471216067.02107.14331

3

`

=+?????=：

，按构造要求，取焊缝长度`w l ≥48mm ， 取`w l =60mm

（4）节点板尺寸：方法同前，如图17所示

图 17 节点板e 尺寸

5 .端部支座节点a

图18 支座节点a

（1）为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸出肢的宽度，故可取为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同，厚度同端部节点板为14mm 。 支座底板计算：支座反力

[]kN R 26.5222/488.5225.09.18488.52=??+?=

取加劲肋的宽度为80mm ，考虑底板上开孔，按构造要求取底板尺寸为280mm

?400mm ，偏安全地取有加劲肋部份的底板承受支座反力，则承压面积为

25992012802280mm )(A c =+??=

验算柱顶混凝土的抗压强度：

223

/6.9/7.859920

1026.522mm N f mm N A R c n =<=?==σ (满足)

底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为

2

2βσα=M

式中σ--------底板下的平均应力， σ=8.7N/2mm

2α--------两边支承对角线长， 2α=mm .)/(416610021414022=+-

β--------系数，由22/αb 决定。2b 为两边支承的焦点到对角线2α的垂直距离。由相似三角形的关系，得 4

166100

1402.b ?=

=84.1mm

22/αb =0.46 ，查表得β＝0.0576

M=0.0576?8.7?166.42

＝13875.5mm N ?

底板厚度215/5.138756/6?=f M =19.7mm, 取t=25mm

（2） 加劲肋与节点板的连接焊缝计算：偏安全地假定一个加劲肋的受力为支座

反力的1/4，则焊缝受力

N V 33

101314

1026.522?=?=

mm N Ve M .10987.57.451013163?=??== 设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度210mm ，

23

/39.80)

16210(67.02101312mm N l h N w e f =-????=?=∑τ

22

6

/63.113)

16210(67.0210987.56mm N W M F f =-?????==σ 222222/160/0.123)39.80()22

.163.113()()22.1(mm N mm N f f <=+=+τσ 加劲肋高度不小于210mm 即可

（3）节点板加劲肋与底板的连接焊缝计算：设底板连接焊缝传递全部支座反力R=522.26kN

节点板、加劲肋与底板连接焊缝总长度:

∑=--?+-?=mm )()(l

w

82420161004163002

设焊缝尺寸8mm ，验算焊缝应力

223/160/77.9282487.022.11026.52222.1mm N mm N l h R w e f <=????=?=∑σ，满足要求

（4）下弦杆、腹杆与节点板的连接焊缝计算：

①竖杆与节点板的连接焊缝计算： N=26.24KN ，焊缝尺寸可按构造确定，焊脚尺寸mm h f 5=，焊缝长度w l ≥40mm 。 ① 斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，同上

肢背：w l =170mm ，肢尖：`

w l ＝140mm

② 下弦杆与节点板连接焊缝计算：

N=311.25KN ，设焊缝尺寸8mm ，需要焊缝长度为

肢背：mm l w 4.1661216067.021025.31132

3

=+?????=，取w l =180mm

肢尖：mm l w 2.8912160

67.021025.31131

3

`

=+?????=，`w

l ＝110mm 六、施工图（见施工图纸）

18m跨厂房普通钢屋架设计.

《钢结构》课程设计任务书 1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计 2．目的 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、受力特点和构造要求等；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，进行钢屋架的设计计算。 3．设计资料 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架 为屋架及支撑自重，以kN/ 跨度，以m为单位，g k m2为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标 =0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑， 准值为s k 取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附 表取。 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0.6KN/m2 保温层0.45KN/m2(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 1.55KN/m2

屋架杆件的内力系数 1 02 .279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18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 e 'c 'a ' +2 . 5 3 7 . 0- 4 . 3 7 1- 5 . 6 3 6- 4 . 5 5 1- 3 . 3 5 7- 1 . 8 5 00 . 0 - 4 . 7 5 4 - 1 . 8 6 2 + . 6 1 5 + 1 . 1 7 + 1 . 3 4 4 + 1 . 5 8 1 + 3 . 1 5 8 + . 5 4 - 1 . 6 3 2 - 1 . 3 5 - 1 . 5 2 - 1 . 7 4 8 -1 . 0-1 . + 0. 4 6 0. 0. -0 . 5 +5 . 3 2 5+5 . 3 1 2+3 . 9 6 7+2 . 6 3 7+0 . 9 3 3 B C D E F G F 'E 'D'C' B 'A ' 0 . 51 . 01 . 01 . 01 . 01 . 01 . c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

钢结构梯形屋架课程设计

一、设计资料： 1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。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），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。 屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。 3.荷载标准值（水平投影面计） 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； =0.35KN/m2， ②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。 积灰荷载标准值： 0.7KN/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： 0.4KN/m2 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 二、结构形式与布置图： 屋架支撑布置图如下图所示。

12 12

符号说明：WGJ-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 A a +3. 4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502 -3.3 82 -0.690 -0.462 +4.739 +1.884 -0. 462 -1.0-1. 0+0. 812-0.5+7. 962+9.279 +9. 279c e g B C D E F G 0.5 1. 0 1. 0 1. 0 1.0 1.0 1. a.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 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： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层： 0.4KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m 2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m 2 总计：3.32KN/m 2 可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m 2<屋面活荷载标准值0.70KN/m 2，取0.70KN/m 2 0.70KN/m 2 积灰荷载 0.70KN/m 2 总计：1.14KN/m 2 永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m 2=3.984KN/m 2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m 2=1.96KN/m 2 2、荷载组合

钢结构课程设计任务书(2013.11)5

《钢结构》课程设计任务书 中国矿业大学银川学院 土木工程教研室 2013年11月

一、设计资料 1. 基本资料 某单跨单层厂房，跨度L=18m，长度42m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，梯形屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=1/10，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板（考虑屋面板对屋架在平面外的支撑作用）。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图1所示、屋架支撑系统布置图如图2所示。 图1 柱网布置图 （a）

（b） （c） 图2 屋架支撑布置图 （a）屋架上、下弦支撑布置图 （b）1-1剖面图；（c）2-2剖面图 2. 屋架形式及几何尺寸 如图3所示。 图3 屋架形式及几何尺寸 3. 屋面荷载及内力系数 （1）永久荷载（标准值） 三毡四油防水层0.40 kN/m2 水泥砂浆找平层0.40 kN/m2 保温层0.20 kN/m2 预应力混凝土屋面板（1.00 +0.001×本人学号后三位数）kN/m2 (例如：学号为070807110190，则屋面板荷载为：1.00+0.001×190=1.19kN/m2) 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 （2）可变荷载（标准值） 屋面活荷载：按学号选取（参见下表）；雪荷载：0.30kN/m2 屋面活荷载的取值 (kN/m2)

如图4所示。 图4 屋架内力系数 （a）全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 （b）半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1. 完成一份钢屋架计算书。用A4纸手写，加统一格式封皮装订，见附件1。计算书内容必须包括： （1）钢屋架荷载计算； （2）杆件内力的计算和组合； （3）杆件截面的选择和验算； （4）主要节点设计（至少完成一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点的设计，节点设计内容包括节点板、加劲肋及连接焊缝）。 2. 绘制一份钢屋架施工图。用空白的A2绘图纸手绘，采用统一的图签栏，如图5所示。建议杆件轴线比例采用1:20，节点（包括杆件截面、节点板和小零件）比例采用1:10。当屋架对称时，可仅绘制半榀屋架的施工图。施工图内容必须包括： （1）施工图的说明； （2）材料表； （3）屋架简图； （4）屋架立面图；

梯形钢屋架课程设计

《钢结构》课程设计 题目：武汉某车间钢结构屋架设计 院（系）：城市建设学院 专业班级：土木090 学生姓名： 学号： 指导教师：蒋华 2012年6月11日至2012年6月15日 华中科技大学武昌分校制

《钢结构》课程设计任务书

目录 一、设计资料 (5) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (5) 1、屋架几何尺寸 (5) 2、檩条布置 (6) 三、支撑布置 (6) 1、上弦横向水平支撑 (6) 2、下弦横向和纵向水平支撑 (6) 3、垂直支.撑 (7) 4、系杆 (7) 四、荷载与内力计算 (7) 1、荷载计算 (7) 2、荷载组合 (7) 3、内力计算 (8)

一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值 f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 c 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。 图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L = 30m > 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 60mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 30 - 2 ? 0.15 = 29.7m 。 =h0+i? l0/2=3585mm。 跨中高度H 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。

普通钢屋架设计实例

普通 1.屋架简图及几何尺寸 24m 跨度梯形钢屋架，端部高度2.0m ，跨中高度3.0m ,屋面坡度12/1=i ，屋架间距6m ，屋架两端与钢筋混凝土柱连接（房屋总长度60m ）。屋架上、下弦连有横向支撑和 竖向支撑。采用大型屋面板mm m m 120,65.1?泡沫混凝土保温层、防水层及找平层。屋面雪荷载为2 /40.0m kN 。柱用混凝土强度等级为20C ，钢材为235Q ，焊条采用425E （图2－1）。 2.屋架内力计算 大型屋面板 2 /68.14.12.1m kn =? mm 20厚防水层及找平层 2 /90.075.02.1m kN =? mm 80厚泡沫混凝土保温层 2/60.050.02.1m kN =? 屋架和支撑自重 2/42.035.02.1m kN =? 屋面雪荷载 2/56.040.04.1m kN =? 图2－1 屋架内力及几何长度 屋架上弦荷载计算： kN P 88.7463]56.042.060.090.068.1[=??++++= 半跨雪荷载时的荷载组合在本屋架计算中不起控制作用，故计算从略，只计算永久荷载加全跨可变荷载的荷载组合（表2－1）。

上弦节间因屋面板 1.5m 宽，故有节间荷载引起的弯矩，端节间的正弯矩0 18.0M M =（0M 为简支梁计算出来的弯矩），其他节间的正弯矩和节点负弯矩均为016.0M M =。 节间屋面板的集中荷载为： kN P 44.3788.742 1 21=?= m kN Pd M .341.21485 .244.378.045.08.01=??=?= m kN Pd M .006.164 85 .244.376.045.06.01=??=?= 3.杆件截面的选择 上弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力来计算： m kN M kN N .006.16,882.5872max =-= 计算长度在屋架平面内cm l x 3010=，屋架平面外因有大型屋面板与屋架焊牢， cm l y 1510=。选用两个等肢角钢101402?L ，相并成T 形，截面几何特征： 19.6,34.4,746.54373.2722 ===?=y x i cm i cm A （节点板厚mm 12） 15039.2419 .6151,15035.6934.4301 00<===<===y y y x x x i l i l λλ 查附录 得b 类截面轴心受压构件的稳定系数956.0,755.0==y x ??。 双角钢在弯矩作用平面内最大纤维净截面模量为： 3 max 46.26973.1342cm W =?= 按照公式（2－ ）计算截面强度，查目录 中05.1=x γ。强度验算： 2 23 3/215/95.16310 46.26905.110160066.5474587882mm N mm N W M A N nx x x n <=???+=+γ

钢结构课程设计梯形钢屋架计算书

－、设计资料 1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度： Lo=27m－2×0.15m=26.7m 3、跨中及端部高度： 端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。 屋架中间高度h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时，应考虑以下三种组合： ①全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷 载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表一。

1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和内力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即： oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个不 等肢角钢，且短肢相并，如图四所示： 图四 上弦杆

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。

梯形钢屋架课程设计(2017年度)

长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：

时间：2017 年月日

目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)

长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书

一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。

图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2

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）

钢结构课程设计三角形屋架设计

1:荷载计算 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用人字式三角形屋架。屋面坡度为i=1：,屋面倾角α=arctg （1/）=°，sinα=，cosα= 屋架计算跨度 l 0 =l －300＝15000－300=14700mm 屋架跨中高度 h= l 0×i/2=14700/(2×=2940mm 上弦长度 L=l 0/2cosα≈7903mm 节间长度 a=L/4=7903/4≈1979m m 节间水平段投影尺寸长度 a ＇=acosα=1555×=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1.屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图2所示。 屋面檩条及其支撑 波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数

15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。 3.2.1 截面选择 试选用普通槽钢[8，查表得m =m,I x =101cm 4,W x =25.3cm 3,W y =5.8cm 3; 截面塑性发展系数为γx =,γy =。 恒载 ×=（kN/m ） 石棉瓦 ×=（kN/m ） 檩条和拉条 （kN/m ） 合计 g k =（kN/m ） 可变荷载 q k =×=（kN/m ） 檩条的均布荷载设计值 q=γG g k +γQ q k =×+×=m q x =qsin α=×=m q y =qcos α=×=m 3.2.2 强度计算 檩条的跨中弯距 X 方向： 2211 1.1554 2.31088x y M q l kN m ==??=? Y 方向： 2211 0.37940.1903232y x M q l kN m = =??=? （在跨中设了一道拉条） 檩条的最大拉力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处 662 33 2.310100.19010138215/1.0525.310 1.2 5.7910 y x x x y y M M f N mm W W ??=+=+===????б＜［б］γγ 满足要求。 3.2.3 强度验算 载荷标准值 ()cos y k k p q g q a =+??α=(0.469+0.467)0.7780.9487=0.691kN/m 沿屋面方向有拉条，所以只验算垂直于屋面方向的挠度： 3 354550.691400011384384 2.061010110361150 y x q l V l EI ?=?=?=???＜

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。

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计 、设计资料 (1) 题号80,屋面坡度1: 16，跨度30m ,长度96m ,柱距6m ,地点：哈尔 滨，基本风压：m 2 ,基本雪压：kN/m 2 (2) 采用x 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=1/16。屋面活荷载标准值，雪荷载标准值为 积灰荷载标准值为kN/m 。 (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：i °=30m-2X = (5) 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。 取屋架在轴线处的高度h 。1.972m 取屋架在30m 轴线处的端部高度h 。1.963m 1 29 7 屋架的中间高度h g il °/2 1.972 2.900m 16 2 屋架跨中起拱按l 0 /500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: kN/m 2 1503 50C0 3&Q0 c 灿3丄卫坐 a A 刚陛4迎伫空审迎

桁杂上眩衣 挥石査怪6000 桁架下弦支撐布置图 O § -, 「 g S O 4 — 1 1 8 g S

垂直支擢IT 垂直支撑27 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 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g k（0.12 0.011l）kN/m2计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下: 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： F （4.361 1.82） 1.5 6 55.629kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： F1 4.361 1.5 6 39.249kN 半跨节点可变荷载:

钢结构屋架设计

普通钢屋架设计 --------焊接梯形钢屋架设计 －、设计资料 1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。 2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm， 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。 3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。 4、荷载标准值（按水平投影面计）： （1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m 水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2 保温层0.5 KN/ m2 一毡二油隔气层0.05 KN/ m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2 屋架及支撑自重0.384KN/m2 （2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2 荷载标准值 0.35 K N/ m2 积灰荷载标准值 1.3KN/ m2 5．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示 由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。 6、钢材Q235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，最大的运输长度16m， 运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。 二、设计内容 一）、屋盖的支撑系统布置 （1）屋架上弦支撑系统的具体布置 对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。上弦支撑具体布置图如下 （2）下弦平面支撑系统布置 同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。其具体支撑布置如下：

钢屋架钢课程设计

－、设计资料 梯形钢屋架长度为72m，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0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。 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级，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，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：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

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0.3kN/㎡ 积灰荷载0.60kN/㎡ 总计0.90kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡ 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=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 P=4.572×1.5×6=41.148 kN 屋架上弦节点荷载 1 P=1.26×1.5×6=11.34 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=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 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。

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

钢结构学习心得

《钢结构设计原理》学习总结与体会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; 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, 你现在不熟悉,以后设计会带来很多麻烦, 而我不是那种只满足及格的学生。但想起那计算题,我就气,本身正在学结构力学,而且还学得不错,谁知把一些题给弄糊涂了. 二、学习要有兴趣。在我看来，学那一门课都一样，有兴趣才能

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/㎡

第28讲普通钢屋架设计(2)

第28讲 普通钢屋架设计（2） 1、屋架杆件平面内计算长度怎样取值？ 答： 上下弦杆、支座斜杆和支座竖杆在屋架平面内的计算长度取节间距离，即l 0x =l ，其他腹杆，计算长度取l 0x =0.8l 。 2、屋架杆件平面外计算长度怎样取值？ 答： ⑴弦杆: l oy =l 1 （侧向支撑点间距离）； ①有檩屋盖：取水平支撑节点间长度；取檩条间距（檩条与横向水平支撑节点用板连牢时） ②无檩屋盖：两块大型屋面板的间距； ⑵ 腹杆: l oy =l （节间长度） 3、何谓“等强设计”？ 答： 压杆对截面两主轴具有相等或接近的稳定性， 。 4、为什么梯形钢屋架上下弦杆宜采用不等肢角钢短肢相并的截面形式，而中间腹杆宜采用等肢角钢相并的截面形式？ 答： 当无局部弯矩且为一般支撑布置情况时，屋架平面外计算长度为屋架平面内计算长度的两倍，即 ，要使 ，须使 ，因此宜采用不等肢角钢短肢相并的截面 形式。中间腹杆，屋架平面外计算长度 ，要求 ，因此中间腹杆宜采用等肢角钢相并的截面形式。 5、简述梯形屋架中杆件垫板的作用和布置原则。 答： 保证组成屋架杆件的两个单枝共同工作。 布置原则：由双角钢组成的T 形或十字形截面的杆件，为了保证两个角钢共同工作，应每隔一定距离在两角钢相并肢之间焊上垫板，垫板厚度与节点板厚度相同，垫板的宽度一般取50~80mm ，垫板的长度比角钢肢宽大15~20mm ，以便与角钢连接。在十字形双角钢杆件中垫板应横竖交错放置。垫板间距，对压杆取d l ≦40i ，拉杆取d l ≦80i ，在T 形截面中i 为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中为一个角钢的最小回转半径。在杆件的两个侧向固定点之间至少设置两块垫板，如果只在杆件中央设置一块垫板，则由于垫板处剪力为零而不起作用。 ox y 02l l =y x λλ=y x 2i i =ox y 025.1l l =y x 1.25i i ≈()x y yz λλλ=