房屋建筑钢结构设计(2)
钢结构课程设计(2)
目录一钢结构课程设计任务书 (1)二钢结构课程设计计算书 (3)1 支撑布置 (3)2 荷载计算 (4)3 内力计算 (6)4 杆件设计 (7)5 节点设计 (18)三附图1钢屋架施工图2钢屋架节点详图和材料表一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书一、设计资料 1、结构形式某厂房跨度为21m ，总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7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、 屋架形式及选材屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。
3、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/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式L=计算： KN/m212.0+.0q11悬挂管道： 0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：27.0mkN/雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取)二、设计内容1、计算书部分进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
简易实用二层钢框架结构建筑结构设计图纸
屋盖钢结构设计
屋盖钢结构设计第一节屋盖结构布置一、屋盖结构组成钢屋盖结构组成：屋面板、檩条、屋架、托架、天窗架、支撑等构件。
屋架的跨度和间距取决于柱网布置，柱网布置取决于建筑物工艺要求和经济要求。
屋架跨度较大：为了采光和通风，屋盖上常设置天窗。
柱网间距较大，超出屋面板长度：应设置中间屋架和柱间托架，中间屋架的荷载通过托架传给柱（图3－1）。
图3―1 屋盖结构组成屋架与屋架之间：布置支撑，增强屋架的侧向刚度，传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。
二、屋盖体系分类两种屋盖：无檩屋盖和有檩屋盖。
无檩屋盖：屋面荷载直接通过大型屋面板传递给屋架（图3－2）。
优点：屋盖横向刚度大，整体性好，构造简单，施工方便等；缺点：屋盖自重大，不利于抗震，其多用于有桥式吊车的厂房屋盖中。
有檩屋盖：当屋面采用轻型材料如石棉瓦、瓦楞铁、压型钢板和铁丝网水泥槽板等时，屋面荷载要通过檩条再传递给屋架（图3－3）。
优点：构件重量轻，用料省；缺点：屋盖构件数量较多，构造较复杂，整体刚度较差。
图3－2 无檩屋盖体系图3－3 有檩屋盖体系第二节屋盖支撑体系一、屋盖支撑作用主要作用：①保证屋盖结构的整体稳定；②增强屋盖的刚度；③增强屋架的侧向稳定；④承担并传递屋盖的水平荷载；⑤便于屋盖的安装与施工。
屋架——屋盖的主要承重结构。
需要用支撑连接屋架。
长的屋盖结构，在中间设置横向支撑。
横向支撑——屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在平面外的计算长度，减小动力荷载作用下的屋架平面外的受迫振动。
屋盖支撑将作用于山墙的风荷载、悬挂吊车水平荷载及地震作用传递给房屋的下部支承结构。
钢屋架安装：首先吊装有横向支撑的两榀屋架，将支撑和檩条与之连系形成稳定体系，然后再吊装其他屋架与之相连。
二、屋盖支撑布置五种屋盖支撑：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。
1．上弦横向水平支撑图3－4 屋盖支撑布置在屋盖体系中，一般都应设置屋架上弦横向水平支撑，包括天窗架的横向水平支撑。
钢结构设计原理题库及答案(2)
钢结构设计原理题库及答案(2)1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】A 强度破坏B 丧失稳定C 连接破坏D 动荷载作用下过大的振动2．钢材作为设计依据的强度指标是【 C 】A 比例极限f pB 弹性极限f eC 屈服强度f yD 极限强度f u3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于【 A 】A 5×104B 2×104C 5×105D 5×1064．焊接部位的应力幅计算公式为【 B 】A max min0.7σσσ∆=- B max min σσσ∆=- C max min 0.7σσσ∆=- D max min σσσ∆=+5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。
在其它条件完全相同情况下，下列疲劳强度最低的是【A】A对称循环ρ=-1 B应力循环特征值ρ=+1C脉冲循环ρ=0 D以压为主的应力循环6．与侧焊缝相比，端焊缝的【B】A疲劳强度更高 B静力强度更高C塑性更好 D韧性更好7．钢材的屈强比是指【C】A比例极限与极限强度的比值 B弹性极限与极限强度的比值C屈服强度与极限强度的比值 D极限强度与比例极限的比值.8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为【B】A塑性破坏B疲劳破坏C脆性断裂D反复破坏.9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 C 】A 不经济B 弧坑处应力集中相互影响大C 计算结果不可靠D 不便于施工10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】A 平焊B 立焊C 横焊D 仰焊11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 A 】A 25.0,75.021==k kB 30.0,70.021==k kC 35.0,65.021==k kD 35.0,75.021==k k12．轴心受力构件用侧焊缝连接，侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是【 A 】A.两头大中间小B. 两头小中间大C.均匀分布D.直线分布 .13．焊接残余应力不影响钢构件的【B】A疲劳强度B静力强度C整体稳定D刚度14．将下图（a）改为（b）是为了防止螺栓连接的【D】A栓杆被剪坏B杆与孔的挤压破坏C被连构件端部被剪坏D杆受弯破坏15．规范规定普通螺栓抗拉强度设计值只取螺栓钢材抗拉强度设计值的 0.8 倍，是因为C 】A偏安全考虑B考虑实际作用时可能有偏心的影响C撬力的不利影响D上述A、B、C16．受剪栓钉连接中，就栓钉杆本身而言，不存在疲劳问题的连接是 【 D 】A 普通螺栓B 铆钉连接B 承压型高强度螺栓 D 受剪摩擦型高强度螺栓17．高强度螺栓的预拉力设计值计算公式e u 0.90.90.91.2P Af ⨯⨯=中，三个0.9∙不∙是【 D 】A 螺栓材料不均匀性的折减系数B 超张拉系数C 附加安全系数D 考虑拧紧螺栓时扭矩产生的剪力的不利影响。
《建筑钢结构设计》5-2 网架结构
2.2.2 温度作用
温度作用是指由于温度变化，使网架杆件产生附加温度应力， 必须在计算和构造措施中加以考虑。网架结构是超静定结构， 在均匀温度场变化下，由于杆件不能自由热胀冷缩，杆件会产 生应力，这种应力成为网架的温度应力。温度场变化范围是指 施工安装完毕(网架支座与下部结构连接固定牢固)时的气温与当 地常年最高或最低气温之差。另外工厂车间生产过程中引起温 度场变化，这可由工艺提出。 目前温度应力的计算方法有：采用空间杆系有限元法的精确计 算方法和把网架简化为平板或夹层板构造的近似分析法。
2.1.3 网架结构的形式与分类
主要有15种网架，根据其组成可划分为四大类。 1、由平面桁架系组成的网架结构，它是由平面桁架发展和演变 过来的。由于平面桁架系的数量和设置方位不同。这类网架又 可分成四种： (1)两向正交正放网架；(2)两向正交斜放网架； (3)两向斜交斜放网架；(4)三向网架。
2、由四角锥体组成的网架结构，它的基本单元是由4根 弦杆、4根斜杆构成的正四角锥体。由这些四角锥体排 列组成网架时，还要用上弦杆或下弦杆把相邻的锥顶连 接起来。根据锥体的组合方式和连接锥顶弦杆的方向不 同，这类四角锥体组成的网架又可分为六种： （1）正放四角锥网架；（2）正放抽空四角锥网架； （3）斜放四角锥网架；（4）棋盘形四角锥网架； （5）星形四角锥网架； （6）单向折线形网架，又称折板型网架。
H c tL /L (/E m A 2 /K e )
2.2.3 地震作用
网架由地震引起的振动称为网架的地震反应，它包括内力、变形 和位移。网架的地震反应大小不仅与外来干扰作用(地震波)的大 小及其随时间的变化规律有关，还取决于网架本身的动力特性， 即网架的自振周期和阻尼。由于地震的地面运动为一种随机过程， 运动极不规则，网架又是空间结构，动力特性十分复杂，要正确 分析网架的动力反应比较困难，常作以下简化假定： (1)结构可离散为多个集中质量的弹性体系； (2) 结构振动属于微幅振动，即结构的振动变形很小，仍属于小 变形范畴。线性叠加原理可以适用； (3) 振动时结构的地基各部分作同一运动，即不考虑地面运动 的 相位差的影响；
钢结构学习书籍
钢结构书籍汇总1. 讲基本原理的：1.1 《钢结构基本原理》，沈祖炎、陈扬骥、陈以一主编，建筑工业出版社1.2 **《钢结构上册：钢结构基础》，陈绍蕃、顾强主编，建筑工业出版社1.3 **《钢结构——原理与设计》，夏志斌、姚谏编著，中国建筑工业出版社1.4 《美国钢结构设计手册上册》，同济大学钢与轻型结构研究室、钢桥与组合结构桥梁研究室译，同济大学出版社2. 讲钢结构设计的：2.1 **《钢结构设计手册》，内有①钢结构设计的基本规定与计算，②单层厂房钢结构设计，③钢结构设计计算图表。
中国建筑工业出版社出版2.2 《钢结构下册：房屋建筑钢结构设计》，陈绍蕃主编，建筑工业出版社2.3 **《现代钢桥》，吴冲主编，人民交通出版2.4 **《美国钢结构设计手册下册》，同济大学钢与轻型结构研究室、钢桥与组合结构桥梁研究室译，同济大学出版社2.5 **《钢桥》，徐君兰主编，人民交通出版3. 深入学习：3.1 *《钢结构设计原理(研究生教学用书)》，陈绍蕃著，科学出版社3.2 《钢结构学》，沈祖炎著，建筑工业出版社3.3 《钢结构稳定理论与设计》，陈骥编著，科学出版社3.4 *《钢桥一～十一分册》，日本小西一郎著，人民铁道出版社3.5 《钢桥的疲劳和断裂》，美国费希尔著，项海帆译，中国铁道出版社4. 规范：4.1**《公路钢结构桥梁设计规范》 JTG D64-20154.2**《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》 JTG/T D64-01-2015 4.3**《钢-混凝土组合桥梁设计规范》 GB 50917-30134.4**《钢结构设计规范》 GB 50017-20034.5《桥梁用结构钢》 GB/T 714-20154.6《碳素结构钢》 GB/T 700-20064.7《低合金高强度结构钢》 GB/T 15914.8《钢结构用高强度大六角头螺栓》 GB/T 12284.9《钢结构用高强度大六角螺母》 GB/T 12294.10《钢结构用高强度垫圈》 GB/T 12304.11《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 12314.12《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、质量及允许偏差》GB/T709-88 4.13《建筑钢结构焊接规程》 JGJ81-2002。
钢结构 2.1-2屋架结构的形式及布置
《钢结构设计》—— 第2章 中、重型厂房结构设计
梯形屋架(<36m)
• 弦杆受力较为均匀。 • 人字式按支座斜杆与弦杆组成的支承点在下弦或在上弦分
为下承式和上承式两种。一般情况下，与柱刚接的屋架宜 采用下承式；与柱铰接时则下承式或上承式均可。下承式 使排架柱计算高度减小，便于在下弦设置屋盖纵向水平支 撑；上承式使屋架重心降低，支座斜腹杆受拉，且给安装 带来很大的方便。
4
5
3
A
4 B
4 2
5
2
2
2
5
4 A
4 B
5
4
5
6
3
2—下弦横向水平支撑；3—纵向水(平b) 支撑；4—垂直支撑；5—系杆；6—温度伸缩缝
4
5
4
4
4
《钢结构设计》—— 第2章 中、重型厂房结构设计
(4) 垂直支撑 垂直支撑应设置在相邻两榀屋架和天窗架对应的竖直腹杆（或
斜腹杆）间，并于上、下弦横向水平支撑布置在同一开间，以确保 屋盖结构组成空间几何不变体系。
2.1.2.2 桁架的外形及腹杆形式
梯 形 屋 架
单斜式腹杆
人字式腹杆
再分式腹杆
《钢结构设计》—— 第2章 中、重型厂房结构设计
2.1.2.2 桁架的外形及腹杆形式
平 行 弦 屋 架
人字式腹杆
交叉式腹杆
《钢结构设计》—— 第2章 中、重型厂房结构设计
三角形屋架（<18m）
• 房屋的整体横向刚度较低； • 屋架弦杆受力不均，支座处内力较大，跨中内力较小，弦
《钢结构设计》—— 第2章 中、重型厂房结构设计
钢结构设计与计算（第2版）
钢结构设计与计算（第2版）
佚名
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2006(36)B03
【摘要】由包头钢铁设计研究总院与中国钢结构协会房屋建筑钢结构分会共同组
织编写，主编柴昶、宋曼华，主审武人岱。
本书依据最新的设计规范进行修讯以实例形式介绍钢结构各种基本构件、构件连接，以及框排架、变截面门式刚架、多层框架、屋盖、吊车梁、柱及支撑体系的设计计算方法。
此外还列入压型钢板、蜂窝梁、圆管与方管薄壁屋架、钢-混凝土组合楼盖、圆形与矩形钢管混凝土柱等结构，以及矮肩粱、插入式柱脚、托板与法兰连接、突变截面梁的主拉应力疲劳等项计算，并增加了钢结构设计的基本要求、用钢量参考指标以及新的钢材规格与相关技术标准索引等内容。
【总页数】1页(P23-23)
【关键词】设计计算方法;钢结构设计;第2版;钢-混凝土组合楼盖;矩形钢管混凝土柱;变截面门式刚架;建筑钢结构;设计研究;基本构件;设计规范
【正文语种】中文
【中图分类】TU391;TS211.8
【相关文献】
1.钢结构设计规范中框架柱计算长度系数的分析计算 [J], 张艳霞;邹积麟
2.工业炉CAD系统—工业炉设计辅助计算系统的开发（之IV）：钢结构计算 [J], 董补全;李世友
3.钢结构计算机辅助设计系统（STCAD）的设计及程序实现 [J], 顾铭
4.STS有关参数取值问题的探讨——采用钢结构分析与设计软件STS的框排架平面模型计算钢结构厂房钢架 [J], 曹立迎
5.本期问题:钢结构设计必须提供防火计算书吗? [J], 邹安宇;刘卫国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.7.1网壳结构形式 ➢ 网壳按组成层数分为单层网壳（图3.54）和双
层网壳（图3.55）
图3.54 单层柱面网壳
ppppt课件
2
➢ 按曲面外形分类则有 ✓ 球面网架（图3.56） ✓ 柱面网壳（图3.54）
图3.56 单层球面网壳
ppt课件
3
日本名古屋网壳穹顶
➢ 稳定性计算：可采用非线性有限单元法，在荷 载作用下进行全过程分析，取第一个临界点作 为极限承载力，极限承载力除以K系数后作为稳 定容许承载力；
ppt课件
12
第三章 作 业
1、空间大跨钢结构按几何形状、组成方法及受力特点分类 方法及各类结构形式的受力特点；
2、网架结构高度及网格尺寸如何确定； 3、例举四种常见的网架结构节点形式； 4、螺栓球节点连接构造及分别承受拉压力时的传力路径； 5、单层网壳与双层网壳在计算单元、节点构造上的区别； 6、几何线性和非线性计算方法的区别。
ppt课件
10
➢ 双层网壳温度变形未受约束或者约束力不大时 可不考虑温度变化影响；不符合上述条件时， 网壳应考虑温度应力的影响。设计中考虑的温 度应力情况一般有两种：1）整个网壳有温度变 化；2）双层网壳上下层有温度差△t。
➢ 网壳结构的稳定性计算应考虑结构的非线性；
➢ 外荷载按静力等效原则将节点所辖区域内的荷 载集中作用在节点上；
ppt课件
4
✓ 双曲扁网壳（图3.57）
图3.57 双曲扁网壳
ppt课件
5
✓ 扭曲面网壳（图3.58）
图3.58 扭曲面网壳
ppt课件
6
✓ 单块扭网壳（图3.59）
图3.59 单块扭网壳
ppt课件
7
✓ 双曲抛物面网壳（图3.60）
图3.60 双曲抛物面网壳
ppt课件
8
✓ 切割或组合形成曲面网壳（图3.61，图3.62）
➢ 双层网壳假定节点为铰接，杆件承受轴力，空 间二力杆单元；
➢ 单层网壳假定为刚接，除轴力外还需承受弯矩 和剪力，空间梁柱单元
ppt课件
11
网壳的设计及计算
➢ 整体稳定性对结构几何形状的变化敏感，网壳 计算主要是考虑几何非线性的有限单元法；
➢ 考虑与不考虑几何非线性的有限单元法的区别 在于前者考虑网壳变形对内力的影响。
图3.61 球面切割网壳 图3.62 平板组合球面网壳
ppt课件
9
3.7.2网壳的一般计算原则
➢ 网壳结构在直接和间接作用下的内力、位移及 整体稳定计算除工作荷载之外，还应根据具体 情况包括地震、温度变化、支座沉降及施工安 装荷载等效应。
➢ 风网荷壳载 结： 构复 具杂 有体很系强体的型非系线数性需性结能合，风抗洞 震试 分验 析； 宜 采用时程分析法,也可采用振型分解反应谱法， 如采用振型分解法，宜至少取前20阶振型进行 计算；
ppt课件
13
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！