钢结构课程设计(2)
钢结构课程设计 (2)
钢结构课程设计介绍钢结构课程设计是指在学习钢结构相关知识的基础上，进行钢结构设计的实践活动。
钢结构作为一种常用的结构形式，具有高强度、轻质、可塑性好等优点，广泛应用于建筑、桥梁、塔楼等工程领域。
钢结构课程设计是学生综合运用所学知识和技能，设计实际工程项目的重要环节。
设计目标钢结构课程设计的主要目标是培养学生的设计能力和创造力。
通过设计实际的钢结构项目，学生将学到的理论知识与实际问题相结合，并深入了解钢结构的设计原理和施工流程。
设计过程中，学生需要考虑结构的强度、稳定性、刚度等方面，合理选择材料和构件，满足设计要求。
同时，还需要考虑经济性、安全性和可持续性等因素，将设计方案与实际情况相匹配。
设计内容钢结构课程设计内容一般包括以下几个方面：1. 结构形式选择根据设计要求和使用功能，选择适合的钢结构形式。
常见的钢结构形式包括钢框架结构、钢柱-钢梁结构、钢桥梁结构等。
2. 材料选择根据结构要求和使用环境，选择适合的钢材料。
常用的钢材包括碳素钢、低合金钢、高强度钢等。
根据设计要求和材料性能，选择适当的构件尺寸和连接方式。
3. 结构布置和计算根据使用功能和空间要求，确定结构布置。
使用相关设计规范和计算方法，对结构进行力学计算和稳定性分析，确定荷载、设计参数和结构尺寸。
4. 构件设计根据结构形式和计算结果，设计各个构件的尺寸和连接方式。
考虑构件的强度、刚度和稳定性等要素，进行构件的选择和细节设计。
5. 施工图设计根据设计要求和施工技术，绘制钢结构施工图纸。
包括工程平面图、剖面图、节点细部图等。
保证施工图的准确性和清晰度，方便施工人员进行施工。
设计步骤钢结构课程设计一般包括以下几个步骤：1.确定设计任务和要求，了解设计范围和使用功能。
2.进行结构形式选择，确定适合的钢结构形式。
3.选择材料，根据结构要求和使用环境，选择合适的钢材。
4.进行结构布置和计算，确定结构尺寸和参数。
5.进行构件设计，根据结构形式和计算结果，设计各个构件的尺寸和连接方式。
钢结构课程设计-杆件设计示例 2
屋架中的杆件，除跨中央的竖腹杆采用十字形截面外，其余杆件均采用双角钢组合的T形截面。
(一)、选择节点板厚
由腹杆最大内力N=-105.07kN，查下册教材P85表2.13知：本屋架支座节点板厚度取8mm，其余节点板与垫板厚度取6mm。注意：在节点设计中确定焊脚尺寸hf时，hf要满足：hfmin= =4.24mm(支座结点处)，或hfmin= =3.67mm(其他结点处)。因此所能选择的hfmin=5mm。考虑到要在角钢肢尖处施焊，所以角钢的最小厚度应为5mm。同时，考虑到屋架上、下弦杆要分别在屋脊结点和跨中央进行拼接，拼接时要用拼接角钢和弦杆角钢焊接，而拼接角钢要用安装螺栓定位，所以弦杆角钢的肢宽b不能小于45mm(见上册教材P72表3.8)。
3）、整体稳定性：由λmax=λx=115.8，查表得φmin=0.459，
则：N/(φmin×A)=138.37×10/（0.459×2×7.21）=209.1N/mm2＜f=215N/mm2
所以，2L90×56×5满足要求，而且比较经济。
（3）、填板设计
填板截面尺寸：-60×(56+20)×6=-60×76×6，取为-60×80×6。
（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。
六、钢材及焊条的选择
根据结构的重要性，荷载特征，结构形式，连接方法，钢材厚度和工作环境等因素采用Q235B级钢材，要求钢材具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和冷弯性能的合格保证，同时碳、硫、磷含量符合焊接钢材的要求。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量等级三级。
钢结构课程设计
目录一、设计资料 (1)二、荷载与内力计算 (2)1、荷载计算 (2)2、荷载组合 (2)3、内力计算 (3)三、杆件截面设计 (4)1、上弦杆 (4)2、下弦杆 (5)3、端斜杆aC (5)4、斜腹杆 eE (7)5、竖腹杆Eb (7)四、节点设计 (11)1、下弦节点“b” (11)（1）腹杆与节点板的连接焊缝 (11)（2）节点详图 (13)(3）下弦与节点板的连接焊缝 (13)2、上弦节点“E” (14)(1)腹杆与节点板的焊接缝 (14)（3）节点详图 (15)(3)上弦节点板的连接焊缝 (15)3.有工地拼接的下弦节点“c”。
(16)（1)拼接角钢的截面和长度 (16)（2）下弦杆与节点板的连接角焊缝 (17)（3)“Ic”杆与节点板的连接角焊缝 (17)（4)“gc"杆与节点板的连接角焊缝 (18)（5）节点详图 (19)4.屋脊节点“I" (19)（1）拼接角钢的截面和长度 (19)（2）腹杆与节点板的连接焊缝 (20)（3）节点详图 (20)(4）上弦杆与节点板的连接焊缝 (21)5。
支座节点“a” (22)(1）支座底板的尺寸 (22)（2）节点板的尺寸 (23)（3）加劲肋的尺寸 (25)（4）加劲肋与节点板的连接焊缝 (26)（5）加劲肋、节点板与底板的连接焊缝 (27)五、填板设计 (29)六、材料表 (30)附表 (31)一、设计资料1、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C25，柱顶截面尺寸为400mm×400mm.2、车间柱网布置：长度120m；柱距6m；跨度L=24m。
3、上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。
4、屋面坡度1﹕10。
5、钢材采用Q235B钢，焊条为E43XX系列，手工焊。
6、屋面荷载标准值见表1表1 荷载标准值7、屋架计算跨度:l=L –2×0。
15=24-2×0。
钢结构课程设计 (2)
钢结构课程设计引言钢结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式，以其强度高、重量轻、施工速度快等优势而受到广泛关注。
本文以钢结构课程设计为主题，介绍了钢结构设计的基本原理以及设计过程。
设计目标在进行钢结构课程设计时，我们通常有以下几个主要目标：1.安全性：钢结构设计必须满足强度和稳定性要求，确保在正常使用和临时荷载情况下结构的安全性。
2.经济性：在满足安全性要求的前提下，要尽量减少材料消耗和施工成本。
3.使用性：保证钢结构可以满足设计要求，具有良好的使用性能和承载能力。
设计流程在进行钢结构课程设计时，一般可以按照以下步骤进行：1.确定结构类型：根据项目需求和功能要求，确定使用钢结构的结构类型，如框架结构、悬挑结构、空间网壳结构等。
2.荷载分析：根据设计要求和相关规范，确定结构所受荷载的种类和大小，进行荷载计算和分析。
3.基本参数选取：根据荷载分析结果，结合结构类型和设计要求，选取钢结构的基本参数，如截面形状、材料规格等。
4.结构计算：根据选取的基本参数，进行结构计算，包括强度和稳定性的计算。
5.构造设计：根据结构计算结果，进行具体的构造设计，包括连接设计、节点设计等。
6.细部设计：根据构造设计结果，进行细部设计，包括焊接设计、防腐设计等。
7.施工图设计：根据细部设计结果，进行施工图设计，制定详细的施工图纸。
8.施工检查：根据施工图纸进行施工过程中的检查和监督，确保施工质量。
设计原理1.强度设计：强度设计是钢结构设计中最基本也是最重要的一部分。
在强度设计时，需要根据所受荷载计算结构的受力情况，以及确定构件的截面尺寸和材料规格。
2.稳定性设计：稳定性设计是指在承受荷载时，钢结构不会产生严重的侧扭、屈曲等稳定性失效。
稳定性设计中需要考虑结构整体的刚度和稳定性要求。
3.疲劳设计：由于钢结构常受到周期性载荷的作用，疲劳设计是一项很重要的设计工作。
在疲劳设计中，需要考虑荷载的频率和幅值等参数，以确保结构在使用寿命内不会发生疲劳破坏。
钢结构课程设计设计
钢结构课程设计设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握钢结构的基本概念、特点和应用范围，能够分析钢结构的受力情况和设计方法，培养学生的工程实践能力和创新意识。
具体分解为以下三个方面的目标：1.知识目标：（1）了解钢结构的定义、分类和特点；（2）掌握钢结构的受力分析方法；（3）熟悉钢结构的设计原则和计算方法。
2.技能目标：（1）能够运用钢结构的基本原理解决实际工程问题；（2）具备钢结构设计和施工的基本能力；（3）学会使用相关软件进行钢结构设计和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对钢结构的兴趣和热情，提高学习的积极性；（2）培养学生工程责任感和创新意识，提高综合素质；（3）培养学生团队协作和沟通交流的能力，增强团队意识。
二、教学内容根据教学目标，本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.钢结构的定义、分类和特点：介绍钢结构的定义，分析钢结构的特点和优势，探讨钢结构的分类及应用范围。
2.钢结构的受力分析：讲解钢结构的受力特点，分析受力状态下钢结构的应力、变形和稳定性问题。
3.钢结构的设计原则和计算方法：阐述钢结构设计的基本原则，介绍常用的钢结构计算方法，并通过实例进行分析。
4.钢结构的设计软件应用：介绍目前市场上常用的钢结构设计软件，讲解软件的基本操作方法和应用技巧。
5.钢结构工程案例分析：分析典型的钢结构工程案例，让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
三、教学方法为了实现教学目标，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解钢结构的基本概念、原理和计算方法，使学生掌握钢结构的相关知识。
2.案例分析法：分析典型的钢结构工程案例，让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
3.实验法：学生参观钢结构的实验设施，让学生亲身体验钢结构的制作和安装过程。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思考能力和创新意识。
5.软件操作演示法：讲解钢结构设计软件的基本操作方法和应用技巧，提高学生的实际操作能力。
钢结构课程设计(钢屋架节点放样图)
五、节点设计重点设计“E ”、“R ”、“B ”、“A ” “K ”五个典型节点，其余节点设计类同。
1．下弦B 节点先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸，即h f 和l w 。
然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f wt ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
（1）BK 杆的内力N=90.23KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 633= N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 1471216067.0292.51649105.3117.07.022/7.0331=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取150mm 肢尖mm f h N N l wff w 701216067.0292.51649105.3113.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取80mm （2）2-13杆的内力N=243.97KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 901216067.022.655871097.2437.07.022/7.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取100mm 肢尖mm f h N N l w f f w 181216067.022.655871097.2433.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取60mm（1） 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
电大钢结构课程设计
电大钢结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握钢结构的基本概念、分类及特点；2. 使学生了解钢结构的连接方式、构件及体系；3. 引导学生掌握钢结构的设计原则和计算方法；4. 帮助学生了解钢结构施工过程中的关键技术。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决钢结构工程问题的能力；2. 提高学生进行钢结构设计和计算的能力；3. 培养学生查阅相关资料、规范，并进行钢结构施工图绘制的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钢结构工程产生兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重工程实践与理论相结合；3. 增强学生的团队合作意识，培养沟通与协作能力；4. 培养学生关注绿色建筑、节能减排的社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握钢结构基本知识的基础上，提高解决实际工程问题的能力。
课程目标具体、可衡量，为后续的教学设计和评估提供了明确的方向。
通过本课程的学习，学生将能够具备一定的钢结构设计和施工能力，为从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念与分类：介绍钢结构的基本定义、分类及特点，使学生了解不同类型钢结构的应用场景；- 教材章节：第一章 钢结构概述- 内容列举：钢结构定义、分类、特点2. 钢结构连接方式：讲解钢结构中常见的连接方式及其构造，分析不同连接方式的优缺点；- 教材章节：第二章 钢结构连接- 内容列举：焊接、螺栓连接、铆接、销连接等3. 钢结构构件及体系：介绍常见的钢结构构件及其作用，阐述不同体系的设计原理；- 教材章节：第三章 钢结构构件与体系- 内容列举：梁、柱、桁架、框架等构件；框架结构、网架结构、膜结构等体系4. 钢结构设计原则与计算方法：阐述钢结构设计的基本原则，教授相关计算方法；- 教材章节：第四章 钢结构设计原理- 内容列举：设计原则、计算方法、稳定性、强度、刚度等5. 钢结构施工技术：分析钢结构施工过程中的关键技术，包括施工准备、施工工艺及质量控制；- 教材章节：第五章 钢结构施工- 内容列举：施工准备、焊接工艺、螺栓连接工艺、涂装工艺等6. 钢结构工程案例：分析典型钢结构工程案例，使学生了解实际工程中的应用及注意事项；- 教材章节：第六章 钢结构工程案例- 内容列举：案例解析、工程经验、问题及解决方法本教学内容根据课程目标制定，确保了科学性和系统性。
钢结构课程设计
钢结构课程设计
钢结构课程设计是一项针对学生进行的实践性学习任务，旨在让学生通过设计、计算、施工等环节，全面掌握钢结构的基础理论知识和实践技能。
其主要内容包括以下几个方面：
1. 钢结构设计原理：学生需了解钢结构的设计原理，包括设计标准、荷载计算、结构分析、构造设计等方面的知识。
2. 钢结构构件设计：学生需要掌握钢结构各个构件的设计方法和技巧，包括梁、柱、框架、悬挂等构件的设计。
3. 钢结构施工管理：学生需要了解钢结构施工的管理和技术要求，包括安全施工、质量控制、材料选用等方面的知识。
4. 钢结构实验：学生需要进行一定的实验操作，掌握钢结构的实际应用和问题解决方法。
5. 钢结构成本控制：学生需要了解钢结构的成本控制方法，包括材料采购、施工管理、工期控制等方面的知识。
通过钢结构课程设计的实践学习，学生可以全面了解钢结构的设计、施工与管理，并掌握一定的实践技能，为以后从事相关工作打下坚实的基础。
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《钢结构》课程设计指导书(精)
《钢结构》课程设计指导书一、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（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〔1号或1号加长图〕。
（三）设计进度第一日：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；第九日：整理结构计算书；第十日：答辩。
（四）设计要求①计算书封面统一印刷，用纸统一购买，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图纸采用硫酸纸，按照制图规定绘制屋架施工图。
三、主要教学环节（一）设计步骤1．材料选择根据该地区的冬季计算温度和荷载性质，钢材采用235Q ，焊条采用43E 型，手工焊。
2．屋架形式及屋架几何尺寸的确定确定屋架的计算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。
配合屋面板1.5m 的宽度，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，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，可能采用再分式杆。
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。
《钢结构设计》课程设计
《钢结构设计》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握钢结构设计的基本原理，理解钢结构在建筑中的应用优势。
2. 使学生了解并掌握钢结构材料的力学性能、连接方式及构造要求。
3. 帮助学生了解钢结构设计的相关规范和标准，熟悉设计流程。
技能目标：1. 培养学生运用专业知识进行钢结构设计计算和分析的能力。
2. 提高学生运用CAD等软件绘制钢结构施工图的能力。
3. 培养学生解决实际工程中钢结构问题的能力，提高创新意识和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钢结构设计学科的兴趣，激发学习热情。
2. 引导学生关注钢结构在建筑行业中的发展，提高环保意识和责任感。
3. 培养学生严谨、认真、负责的工作态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生的钢结构设计能力，提高学生在实际工程中的应用水平。
学生特点：学生具备一定的力学基础和建筑结构知识，对钢结构设计有一定了解，但缺乏实际操作经验。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成钢结构设计任务，具备一定的创新意识和团队协作能力。
教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 钢结构基本概念：包括钢结构的特点、分类及在建筑中的应用。
教材章节：第一章 钢结构概述2. 钢结构材料：介绍常用钢材的力学性能、化学成分及加工工艺。
教材章节：第二章 钢结构材料3. 钢结构连接：讲解钢结构连接方式、构造要求及计算方法。
教材章节：第三章 钢结构连接4. 钢结构设计原理：阐述钢结构设计的基本原则、设计流程及规范要求。
教材章节：第四章 钢结构设计原理5. 钢结构构件计算：分析梁、柱、桁架等常见钢结构构件的计算方法。
教材章节：第五章 钢结构构件计算6. 钢结构施工图绘制：教授CAD等软件在钢结构施工图绘制中的应用。
教材章节：第六章 钢结构施工图7. 钢结构工程实例分析：通过实际工程案例，培养学生解决实际问题的能力。
钢结构课程设计任务书
钢结构课程设计任务书第一篇：钢结构课程设计任务书适用于建筑与土木工程系10土木专业钢结构课程设计任务书《钢结构设计原理》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，以提高学生的综合运用能力。
安排学生学期末完成一榀钢屋架设计。
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。
1、钢结构课程设计的目的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。
2、钢结构课程设计条件惠州郊区某机械加工厂单跨单层厂房，跨度18米，长36米柱距6米。
厂房设有一台中级工作制桥式吊车，屋面材料采用上下两层多波压型钢板，中间用20毫米厚矿渣棉板保温层，屋架两端支承于截面为400㎜×400㎜的钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度等级C20。
钢材选用Q235-A.F,焊条采用E4303型手工焊，檩条采用槽钢，允许挠度「υ」=1150。
杆件允许长细比：屋架压杆「λ」=150，屋架拉杆「λ」=350，支撑压杆「λ」=200 支撑拉杆「λ」=400。
荷载：压型钢板0.08KN/㎡（每层）20毫米厚矿渣棉板保温层0.08KN/㎡不上人屋面活荷载0.5KN/㎡3、钢结构课程设计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：时间要求：1周；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。
完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，绘制施工图。
《钢结构课程设计》教学大纲(正式版)
《钢结构课程设计》教学大纲课程英文名称: Steel Structure Design Course课程编码：课程要求：必修课课程类别：专业课适用专业：土木工程、港口航道及海岸工程学时数：一周学分：教学大纲说明(一) 课程的性质、教学目的与任务《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1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）课程教学的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1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）本课程与相关课程的关系本课程设计是建立在《建筑材料》、《材料力学》、《结构力学》、《房屋建筑学》及认识实习、生产实习基础上的一门相对独立的专业课程设计，该课程设计还是土木工程专业毕业设计必须具备的先修课。
钢结构设计课程设计
轻型门式刚架结构设计任务书
❝设计资料
❝（一）设计参数
❝（1）单层房屋采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，长度50m，柱距5m，檐口标高6m，屋面坡度1/10
❝（2）屋面和墙面都采用夹芯板，天沟为彩钢板天沟
❝（3）钢材采用Q235
❝（二）设计荷载
❝屋面恒载为0.22
/
KN m
❝活载为0.42
KN m
/
❝雪载为0.32
KN m
/
❝基本风压为0.552
KN m，地面粗糙度为C类
/
❝（三）荷载组合
❝ 1. 1.2恒载+1.4活载
❝ 2. 1.2恒载+1.4风载
❝ 3. 1.2恒载+ 1.4活载+ 1.4×0.6风载
❝ 4. 1.2恒载+ 1.4×0.7活载+ 1.4风载
❝（四）设计要求
❝ 1.确定屋面结构形式
❝ 2.计算门式刚架内力及变形
❝（1）确定梁、柱截面形式，初步估算截面尺寸
❝（2）梁、柱线刚度计算及梁柱计算长度确定
❝（3）荷载计算
❝（4）计算各工况下的内力，柱顶水平位移及横梁挠度
❝（5）荷载组合及内力组合（不考虑抗震作用）
❝（五）控制指标
❝ 1. 柱顶水平位移：H/600
❝ 2. 横梁挠度：无吊顶L/180
❝有吊顶L/240
❝（六）构件及连接节点设计
❝ 1.柱脚设计
❝ 2.梁、柱连接节点设计❝ 3.屋面梁拼接节点设计。
《钢结构》课程设计
《钢结构》课程设计一、设计题目设计一座单跨简支钢梁桥，桥面宽度为4米，跨度为16米。
要求对桥的各个部分进行详细的计算和设计，并确保桥梁的安全性和稳定性。
二、设计任务1. 确定桥梁的总体布置，包括桥面宽度、跨度、桥墩位置等；2. 选择合适的钢梁截面形式和尺寸；3. 对钢梁进行强度、刚度和稳定性计算；4. 设计合适的支座和基础结构；5. 绘制详细的施工图纸。
三、设计步骤1. 确定总体布置：根据设计任务要求，确定桥梁的跨度、桥面宽度和桥墩位置。
考虑到施工方便和安全性，可以采用常规的桥梁结构形式，如T型钢梁或工字钢梁。
2. 选择钢梁截面形式和尺寸：根据设计任务要求，选择合适的钢梁截面形式和尺寸。
可以采用标准化的钢梁截面形式，也可以根据需要进行非标设计。
需要注意的是，选择的截面形式应满足强度、刚度和稳定性的要求。
3. 计算钢梁的强度、刚度和稳定性：根据钢梁的截面形式和尺寸，进行详细的强度、刚度和稳定性计算。
可以采用理论公式或有限元分析方法进行计算。
确保钢梁在使用过程中不会发生屈服、过大变形或失稳现象。
4. 设计支座和基础结构：根据桥梁的总体布置和荷载情况，设计合适的支座和基础结构。
支座可以采用常见的橡胶支座或球形支座，基础结构应根据地质勘察资料进行设计，确保桥梁的安全性和稳定性。
5. 绘制施工图纸：根据设计结果，绘制详细的施工图纸。
图纸应包括各个部件的尺寸、材料、连接方式等详细信息，以便施工时按照图纸进行制作和安装。
四、注意事项1. 在设计过程中，应充分考虑桥梁的安全性和稳定性，确保桥梁在使用过程中不会发生安全事故；2. 在选择材料时，应考虑材料的力学性能、耐久性和经济性等因素；3. 在设计过程中，应注意各个部件之间的连接方式和构造细节，确保桥梁的整体性和可靠性；4. 在绘制施工图纸时，应保证图纸的准确性和清晰度，以便施工时能够准确按照图纸进行制作和安装。
钢结构课程设计解析与实例(第2版)
目录分析
1.2课程设计的基 本要求
1.1课程设计的目 的
1.3土木工程专业 课程设计体系和课
程设计内容
1.4课程设计的 成绩评定
1.5课程设计教 学质量的评估 指标体系
【知识与技能点】 2.1设计解析
2.2设计实例 思考题
【知识与技能 点】
3.1设计解析
3.2设计实例
思考题
【知识与技能点】 4.1设计解析
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钢结构课程设计解析与实例 （第2版）
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思维导图
本书关键字分析思维导图
结构设计
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版
设计
专业
土木工程
课程设计பைடு நூலகம்
设计
任务
知识
技能
课程设计
课程设计
第章
解析
门式
实例
楼盖
内容摘要
本书是“高等院校土木工程专业课程设计解析与实例丛书”之一，书中对土木工程专业课程设计体系中结构 设计模块的组合楼盖设计、普通钢屋架设计、平台钢结构设计、轻型门式刚架结构设计和钢框架结构设计共五个 钢结构设计进行了分析说明，解析了上述钢结构的设计方法、设计内容及基本要求，并列举了相应的课程设计实 例。本书可供高等院校土木工程专业及相关专业师生作为课程设计的教学辅导与参考书，也可作为土木工程专业 毕业生通向新工作岗位的一座必要桥梁。
钢结构课程设计计算书(2)
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=30.07KNP2=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+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内力计算：首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。
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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。
2、图纸部分绘制钢屋架施工图（包括桁架简图及材料表）。
用铅笔绘制白纸图，尺寸及标注应齐备，满足构造要求。
三、设计要求1、计算书可用铅笔等书写，插图应按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合；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；3、完成时间：一周。
附 图 一1350229025902890261328643124253028643124331507.51507.51507.51507.51507.51507.5150150A a c e gBC D F G 15007=10500×图1.1 21米跨屋架几何尺寸Aa+4.1000.000-7.472-11.262-12.18-7.684-4.409-1.572+0.713+5.808+2.792+0.328-1.0-1.0-1.0-0.5+9.744+11.962+11.7c egh B C DE FG 0.51.01.01.01.01.01.01图1.2 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 '+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.0-1.0-1.00.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636B C D E F G H G 'F 'E '0.51.01.01.01.01.01.01.0图1.3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、钢结构课程设计计算书1.支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。
其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤为2台5t ，布置下弦纵向水平支撑。
桁架下弦支撑布置图垂直支撑垂直支撑图桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆2.荷载计算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，故取屋面荷载计算。
①永久荷载标准值三毡四油防水层：0.4 kN/m2水泥砂浆找平层：0.4 kN/m2保温层：0.65 kN/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： 1.4 kN/m2屋架及支撑自重：(按经验公式)q=0.12+0.11L =0.12+0.011×21=0.351 0.351 kN/m2悬挂管道：0.15 kN/m2小计： 3.701 kN/m2②可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.7 kN/m2积灰荷载标准值： 1.0 kN/m2小计： 1.7 kN/m2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：2.1 全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载：F=（3.701×1.35+1.7×1.4）×1.5×6=66.39 kN/m22.2 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=3.701×1.35×1.5×6=44.97 kN/m2半跨节点活荷载：F2=1.7×1.4×1.5×6=21.42 kN/m22.3 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重：F 3 =0.351×1.2×1.5×6=3.79 kN/m 2 半跨节点屋面板自重及活荷载：F 4=（1.4×1.2+0.7×1.4）×1.5×6=23.94 kN/m 2（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
图2.1 桁架计算简图(c)(b)(a)3.内力计算根据设计任务书中老师给出的F=1 的桁架各杆件的内力系数，然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表3.1。
表3.1 桁架杆件内力组合表4 杆件设计4.1 上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG ，GH 杆件的内力最大，作为最大设计值 N= -808.51kN=-808510N （受压） 上弦杆计算长度a .在行架平面内，为节间轴线长度：l ox =150.75cmb .在行架平面外，根据支撑布置内力变化情况，DH 间的上弦杆取l oy =2×150.75=301.5cm AD 间的上弦杆取l ’oy =2×150.75=301.5cml oy =2l ox (l ’oy =3l ox ),故截面宜选用两个不等边角钢，短肢相并腹杆最大内力N=510.06kN,查表9.6.4，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。
设λ=60查附录4得807.0=ϕ。
需要截面积：2287.4659/215807.0808510mm mm N N f N A =⨯==ϕ需要的回转半径：51cm .26075.150===λxx l icm 03.5605.301===λyy l i根据需要的As ，ix ，iy 查角钢规格表，选用2 L140×90×12A=52.80 cm 2 i x = 2.536 cm i y =6.81 cm44.592.53675.150===x x x i l λ27.446.815.301===y yy i l λ （42.666.813.452''===y y i l y λ）满足长细比[]150=<λ要求，截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于y x λλ> ，只要求44.59=x λ， 查表得，810.0=ϕ。
222/215/1895280810.0808510mm N mm N mmN A N <=⨯=ϕ 由于支撑节间的间距不同，需验算AD 间的上弦杆在行架平面外的稳定性，已知F BC =F CD =495.99kN ，查表得φ=0.772222/215/68.1215280772.0495990mm N mm N mm N A N <=⨯=ϕ,所选截面满足稳定性要求。
4.2 下弦杆整个下弦采用等截面，按最大内力所在的eg 杆计算： N max =794.04kN=794040 N （受拉）l ox = 300cm ，由于跨中有通长系杆，两端有下弦纵向水平支撑，l oy =750cm 所需截面积为：2221.3693215N/mm794040mm Nf N A n ===l oy =2.5l ox ，宜选用两个不等边角钢，短肢相并，选用2L125×80×12 A =46.70cmi x =3.95cm i y =6.16cm95.753.95300===x x x i l λ 图4.2 下弦杆截面图75.1216.16750===yy y i l λ 满足长细比[]350=<λ要求。
4.3 端斜杆aB杆件轴力：N=-510.06kN=-510060N （受压）计算长度l ox =l oy =253cm 。
因为l ox =l oy ，故采用不等边角钢，长肢相并，使i x =i y 。
设λ=70，查附录4得，751.0=ϕ2296.3158/215751.0510060mm mmN N f N A =⨯==ϕ 需要的回转半径：cm 61.370253====λxy x l i i 根据需要的A ，i x ，i y 查角钢规格表，选用2L140×90×8 A=36.08cm 2 i y =3.63cm i x =4.50cm22.564.50253===x x x i l λ， 70.693.63253===yy y i l λ 满足长细比[]150=<λ要求， 截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于x y λλ>，只求70.69=y λ，查附录4，得753.0=ϕ，222/215/74.1873608753.0510060mm N mm N mmN A N <=⨯==ϕσ 所选截面合适。
4.4 腹杆 4.4.1 Bc 杆N=385.54kN=385540N图杆截面图2221.1793215N/mm385540mm N f N A n ===由于l ox =0.8l=0.8×261.3cm=209.0cm ，l oy =261.3cm ，选用2L80×6 A=18.79cm 2，i y =3.65cm ， i x =2.47cm63.842.47209.3===x ox x i l λ， 59.713.65261.3===yoy y i l λ 满足长细比[]350=<λ要求，且222/215/18.2051879385540mm N mm N mmN A N <===σ 所选截面满足要求。