中南大学 钢结构课程设计
中南大学钢结构课设
一、设计资料1. 某单层单跨工业厂房，跨度18 m，长度102 m。
2. 厂房柱距6 m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400*400，钢屋架支承在柱顶。
3. 吊车一台150 T，一台30 T，吊车平台标高12.000 m4. 荷载标准值(1)永久荷载：屋面材料自重： 0.6kN/m2屋架及支撑自重：q=0.12+0.011L=0.12+0.011×18=0.318kN/m2 (2)可变荷载：屋面活荷载标准值：0.5kN/m2雪荷载标准值：0.6kN/m2积灰荷载标准值：0.4kN/m2 (3)风荷载：B 类地区，βz=1.0，基本风压：3.0kN/m25. 屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度：屋架几何尺寸图图1-1 屋架几何尺寸图6.钢材Q235 号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C 级螺栓可供选用。
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，最大运输长度16 m，运输高度3.85 m，工地有足够的起重安装条件。
8.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：02.279图1-2 屋架全跨单位荷载作用下各杆件内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FG F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.0 1.0 1.01.0 1.01.0图1-3 屋架半跨单位荷载作用下各杆件内力值二、设计计算1.屋架支撑系统的布置为提高结构整体刚度、发挥结构的空间作用；保证结构的几何稳定性及受压构件的侧向稳定；防止构件在动力荷载作用下产生较大的震动；承担和传递房屋所受水平荷载以及保障安装时的稳定和安全，在屋架中设置横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
钢结构加劲肋版
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构设计原理》课程设计任务书题目：钢框架工作平台设计姓名：班级：学号：建筑工程系一、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（GB/T50105－2001）（2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2010）（3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（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（GB50205-2001）2、参考书籍（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999（3）陈绍藩. 钢结构，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），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），机械工业出版社，2006二、设计资料某厂一操作平台，平台尺寸16.000×18.000m，标高2.50m （第一组），平台布置图如图1所示。
该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按4.0kN/m2考虑。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
三、设计内容要求（1）板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算）（2）选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）（3）选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）（4）柱的设计（截面设计、整体稳定性验算）（5）节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接）（6）计算说明书，包括（1）～（5）部分内容（7）绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详图（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。
(A2图纸一张)四、设计过程1.板的设计（1）板的选择选用8mm厚的压纹钢板，钢材牌号为Q235，其自重为66.8kg/m2。
中南大学 钢结构 课程设计
钢结构课程设计计算说明书一、设计资料1.设计条件某厂一操作平台，平台尺寸16.000×12.000m，标高4.00m，平台梁柱布置图如图1所示。
该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按2.0kN/m2考虑。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。
2.设计要求(1)板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算）(2)选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）(3)选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）(4)柱的设计（截面设计、整体稳定性验算）(5)节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接）(6)计算说明书，包括（1）～（5）部分内容(7)绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。
(2#图纸一张),二、设计方案1、板的设计（1）确定铺板尺寸使用压花钢板，厚度取15mm ，密度为37.85/kg m（2）验算板的强度和挠度①铺板承受的荷载恒载标准值：37.859.815101 1.154/k g kN m -=⨯⨯⨯⨯=活载标准值： 3.01 3.0/k p kN m =⨯=荷载总标准值： 1.154 3.0 4.154/k k k q g p kN m =+=+=恒载设计值： 1.154 1.2 1.385/g kN m =⨯=活载设计值： 3.0 1.2 4.2/p kN m =⨯=荷载总设计值： 1.385 4.2 5.585/q kN m =+= 根据规范，6000421500b a ==>，1230.1250,0.0375,0.095,0.1422a a a β==== 因为1213,a a a a >>所以22max 10.1250 5.585 1.5 1.571x M M a qa kN m ===⨯⨯=②验算强度及挠度强度验算：322max max2266 1.5711034.91/215/1.215x M N mm N mm t σγ⨯⨯===<⨯ 满足设计要求挠度验算：[]434max 3334.15410150060000.1422 4.3014020610151500k q a v mm v mm Et β-⨯⨯==⨯=<==⨯⨯ 满足设计要求2、平台次梁设计（1）确定次梁截面假设平台次梁与平台主梁铰接，承受着铺板传递的均布荷载，位于中间的次梁承受着两侧铺板传递的荷载，所以选取中间的次梁进行计算，次梁受力如图所示恒载标准值： 1.154 1.5/20.866/k g kN m =⨯=活载标准值： 3.0 1.5/2 2.25/k p kN m =⨯=恒载设计值：0.866 1.2 1.039/g kN m =⨯=活载设计值： 2.25 1.4 3.15/p kN m =⨯= 次梁跨中最大弯矩：22max 112(1.039 3.15)637.70188M ql kN m ==⨯⨯+⨯= 次梁所需最小截面抵抗矩63max /37.70110/205183907x W M f mm ==⨯=根据规范次梁选用18I 热轧型工字型截面，经验算挠度不满足设计要求，故选用20a I 热轧型工字钢 截面特性：235.55A cm =42369x I cm =，3236.8x W cm =，3S 136.1x cm =，7w t mm =，单位重量27.91/kg m（2）验算强度及刚度①强度验算：32max 1[1.2(0.866227.919.810) 1.4 2.252]639.188M kN m -=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⋅ 6max max339.1810157.582151.05236.810x x M MPa f MPa W σγ⨯===<=⨯⨯ 3max 1[1.2(0.866227.919.810) 1.4 2.252]626.1222ql V kN -==⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯= 3max max max26.1210136.121.441252369107v x w V S MPa f MPa I t τ⨯⨯===<=⨯⨯ 强度满足设计要求②刚度验算：434max 5455(0.866227.919.810 2.252)600022.5384384 2.0610236910k x q l v mm EI -⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ max 6000[]2422.5250250l v mm v mm ===>= 因此，采用20I a 次梁的刚度符合要求，其截面形式见下图：3、平台主梁设计由简化力学模型可知，忽略掉连续梁对框架梁的荷载影响，可以简化为简支梁进行设计验算，而次梁的荷载又分为横载和活载两部分，故要考虑荷载的最不利布置情况。
中南大学钢结构 第六章受弯
第六章 受弯构件的计算原理
§6.3 梁的扭转
6.3.1 自由扭转
当作用在梁上的剪力没有通过剪力中心时梁不仅产生弯曲变形，还 将绕剪力中心发生扭转。 如果梁中的各纤维沿纵向伸长 或缩短不受约束，则为自由扭转。
z
y
A M
C
x M
B D
z
图6.3.1 工字形截面构件自由扭转
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
fy Mx f xWx R My Mx f xWnx yWny
（6.2.2）
（6.2.3）
Mx、My ——梁截面内绕x、y轴的最大弯矩设计值； Wnx、Wny ——截面对x、y轴的净截面模量； x、y ——截面对x、y轴的有限塑性发展系数，小于； f ——钢材抗弯设计强度 ；
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 受弯构件的计算原理
根据局部稳定要求，当梁受压翼缘的自由外伸宽度与 其厚度之比大于 但不超过 时，塑性
发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取 x ＝1.0。
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面， 塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
第六章 受弯构件的计算原理
常用开口薄壁截面的剪力中心S位置
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
第六章 受弯构件的计算原理
2.弯曲剪应力计算
根据材料力学知识， 实腹梁截面上的剪应 力计6.2.4） I xt
图6.2.3 工字形和槽形截面梁中的剪应力
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
中南大学钢结构设计原理考题题库
粗制螺栓 d=20mm，孔径 d0=21.5mm。
中南大学钢结构设计原理考试必备
8.图示一用 M20 普通螺栓的钢板拼接接头，钢材为 Q235，ƒ＝215 N/mm2。试计算接头所
能承受的最大轴心力设计值
Nmax。螺栓
M20，孔径
21.5mm，
f
b v
=130N/mm2，
f
b c
=305
N/mm2。
9.用轧制工字钢 I36a（材料 Q235）做成的 10m 长两端铰接柱，轴心压力的设计值为 650kN， 在腹板平面承受均布荷载设计值 q＝6.24kN/m。试计算此压弯柱在弯矩作用平面内的稳 定有无保证？为保证弯矩作用平面外的稳定，需设置几个侧向中间支承点？ 已知：A=76.3cm2，Wx＝875cm3，ix＝14.4cm，iy＝2.69cm，f＝215N/mm2。
中南大学钢结构设计原理考试必备
2.已知一两端铰支轴心受压缀板式格构柱，长 10.0m，截面由 2I32a 组成，两肢件之间的 距离 300cm，如图所示，尺寸单位 mm。试求该柱最大长细比。 注：一个 I32a 的截面面积 A = 67cm2，惯性矩 Iy =11080cm4，Ix1 = 460cm4
中南大学钢结构设计原理考试必备
钢结构设计原理（含答案）
一、 填空题：
1.钢结构计算的两种极限状态是
和
。
2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是
和
。
3.高强度螺栓预拉力设计值与
和
有关。
4.钢材的破坏形式有
和
。
5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用
的方法来保证，而腹板的
局部稳定则常采用
的方法来解决。
6.高强度螺栓预拉力设计值与
中南大学《钢结构原理》课件第六章 受弯构件
•端部承压应力计算
•支承加劲肋与腹板角焊缝连接计算 中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件
①何为支撑加劲肋？ 在承受较大固定集中荷载N作用处（包括支座 处），设置的横向加劲肋。
中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件 ②腹板面外稳定性计算
N f As
注意：As计算范围
中南大学土木建筑学院
中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件
（6）腹板中间加劲肋的构造要求
•基本要求：具有足够的刚度，保证设肋除腹板在屈 曲式，基本无平面外位移
•具体要求：加劲肋的尺寸; 间距(横肋间距0.5~2.0h0); 加劲肋与翼缘和腹板的连接
中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件 （6）支承加劲肋计算
•何为支承加劲肋？
第五章 受弯构件
（4）加劲肋设置方法
无局部压应力
h0 t w 80 235 f y
不配加劲肋 按构造配横肋 应配横肋，并计算区格稳定性
有局部压应力
80 235 f y h0 t w 150 235 f y
250 h0 t w 150 235 f y
应配横肋与纵肋，并计算区格稳定性
中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件
腹板计算高度h0 •焊接板梁：取为腹板实际高度。
•型钢梁：连接处内弧起点间距离。
•高强螺栓连接板梁：取为最近螺栓间距 中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件
局部承压计算公式
c
F
lztw
f
中南大学土木建筑学院
第五章 受弯构件
4、复杂应力状态强度计算
（1）常见的复杂应力状态
第五章 受弯构件 （3）常用的加劲肋类型
中南大学_钢结构课程设计
中南大学_钢结构课程设计第2章设计计算书一、屋架支撑系统的设置一、拟订尺寸 (4)二、桩在承台底面的布置 (5)三、承台底面形心处的位移计算 (6)四、墩身弹性水平位移δ的计算 (10)五、桩基检算 (12)六、配筋计算 (14)第3章电算结果一、原始输入数据 (17)二、电算输出结果 (18)三、手算电算结果对照表 (21)附录1：设计说明书一份附录2：桩基础布置及桩身钢筋构造图一张第二篇设计计算一、屋架支撑系统的设置屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
在本设计中，屋架支撑系统设计如下：1.1 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。
1.2 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
房屋长度较大，为102m，其两端横向支撑间距超过了60m，为增加屋盖的刚性，在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑。
1.3 房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度的要求较高，设置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。
1.4 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。
垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定。
在此屋架结构中，h/l=3085/6000=0.51，故取如下图垂直支撑形式：垂直支撑图样1.5 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。
屋架支撑系统设置如图2所示。
梯形屋架支撑布置图1—垂直支撑；2—系杆；3—上弦横向支撑；4—下弦横向支撑；5—下弦纵向支撑二、杆件内力的计算先定出屋架所有杆件的尺寸，画出屋架示意图如图3：屋架几何尺寸图2.1 荷载计算恒载设计值=恒载标准值⨯1.2活载设计值=活载标准值⨯1.4(1) 永久荷载设计值三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 20.4 1.20.48/kN m ⨯=水泥砂浆找平层 20.3 1.20.36/kN m ⨯=保温层 20.6 1.20.72/kN m ⨯=一毡二油隔气层 20.05 1.20.06/kN m ⨯=预应力混凝土大型屋面板 21.4 1.2 1.68/kN m ⨯= 屋架（包括支撑）自重 20.384 1.20.4608/kN m ⨯=合计 21q 3.7608/kN m = (2) 可变荷载设计值由于积雪时人不大可能大量拥上屋面等原因，对屋面均布可变荷载和雪荷载，只取其较大者。
中南大学钢结构课程设计
中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计任务书题目：钢框架主次梁设计姓名：班级：学号：一、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（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2010） （4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（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（GB50205-2001） 2、参考书籍（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，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），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），机械工业出版社，2006二、设计构件某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值2.02kN mm （单号）、5.02kN mm （双号），其中12班竖向梁跨度取值：学号1~10为8m 、学号11~20为10m ；学号21~为12m ；其中13班水平向梁跨度取值：学号1~10为9m 、学号11~20为11m ；学号21~为13m ；。
楼面板为120mm 厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。
其中框架柱为焊接H 型钢，截面尺寸为H600×300×12×18，层高3.5m 。
三、设计内容要求（1）设计次梁截面CL-1（热轧H 型钢）。
（2）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。
钢结构专业课程设计完整版
土建专业钢结构课程设计钢构造课程设计一、课程设计性质和任务《钢构造》是土木工程专业重要专业课，为了加强学生对基本理论理解和《钢构造》设计规范条文应用，培养学生独立分析问题和解决问题能力，必要在讲完关于课程内容后，安排2周课程设计，以提高学生综合运用能力。
课程设计又是知识深化、拓宽重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力全面锻炼，是实现本科培养目的重要阶段。
通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题能力以及严谨、夯实工作作风。
为学生将来走上工作岗位，顺利完毕设计任务奠定基本。
课程设计任务是，通过进一步设计训练，使学生熟悉钢构造基本构件设计和构造设计基本原理和办法，具备普通钢构造设计基本技能；可以依照不同状况，合理地选取构造、构造方案，纯熟地进行构造设计计算，并学会运用各种设计资料。
二、课程设计基本规定课程设计是综合性很强专业训练过程，对学生综合素质提高起着重要作用。
基本规定如下：1、时间规定。
普通不少于2周；2、任务规定。
在教师指引下，独立完毕一项给定设计任务，编写出符合规定设计阐明（计算）书，并绘制必要施工图。
3、知识和能力规定。
在课程设计工作中，能综合应用各学科理论知识与技能，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，使学生学会根据设计任务进行资料收集、和整顿，能对的运用工具书，掌握钢构造设计程序、办法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文献编写能力，提高计算机应用能力。
三、课程设计内容《钢构造》课程设计选题要符合教学基本规定，设计内容要有足够深度，使学生达到本专业基本能力训练。
对学习好、能力强学生，可恰当加深加宽。
题目：钢屋架设计采用平面钢屋架作为设计题目。
设计内容涉及：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。
完毕设计成果涉及：构造设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。
普通钢屋架设计案例及设计指引参照题目：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1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。
中南大学钢桥课程设计
钢桥课程设计计算书姓名___________学号___ ______学院___土木工程学院________专业班级___土木工程1305______2016年9月26日第一部分：设计依据一、设计规中华人民国铁道部2005年《铁路桥梁钢结构设计规》（TB10002.2-2005）；中华人民国铁道部2005年《铁路桥涵设计基本规》（TB10002.1-2005），以下简称《桥规》。
二、钢材杆件Q345qD。
高强螺栓20MnTiB钢。
螺母垫圈45号优质碳素钢。
焊缝力学性能不低于基材。
精制螺栓BL3。
铸件ZG25II。
琨轴锻钢35号。
三、连接方式工厂连接采用焊接。
工地连接采用高强螺栓连接。
人行道托架工地连接采用精制螺栓连φ。
接。
螺栓孔径一律为d=23mm。
高强螺栓杆径为22四、容许应力Q345qD的基本容许应力：σ；轴向应力[]=200Mpa弯曲应力[]=210Mpaσ；wτ；剪应力[]=120Mpa端部承压（磨光顶紧）应力[]=300Mpaσ。
c疲劳容许应力及其它的容许应力见《桥规》。
五、计算恒载计算主桁时（每线）：桥面 []1=11.00kN/m p ； 桥面系 []2=6.50kN/m p ； 主桁架 []3=14.50kN /m p ； 联结系 []4=2.80kN/m p ； 检查设备 []5=1.00kN/m p ；高强螺栓 6234=++3%0.714/p p p p kN m ⨯=（）； 焊缝 7234=++ 1.5%=0.357kN/m p p p p ⨯（）。
计算主桁恒载时，按桥面全宽恒载 1234567=++++++36.871/p p p p p p p p kN m =。
六、活载等级按“中华人民国铁路标准活载（中—活载）”。
标准活载的计算图式见《桥规》。
七、结构尺寸计算跨度76m L =； 桥跨全长77.10m q L =； 节间长度9.50m d =；主桁节间数8n =；主桁中心距 5.75m B =； 平纵联宽度0 5.30m B =； 主桁高度11.50m H =； 纵梁中心距 2.00m b =；斜杆倾角50.44θ=，sin 0.771θ=，cos 0.637θ=。
《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。
中南大学土木工程钢结构门式刚架厂房设计
中南大学毕业论文（设计）任务书毕业论文（设计）题目钢结构门式刚架厂房设计题目类型]1[工程设计题目来源]2[生产实际题毕业论文（设计）时间从2009.02.16（第一周）至2009.06.06（第十六周）1.毕业论文（设计）内容要求：(一) 建筑设计部分1、设计内容：参考厂房的功能布局和人流组织，设计该建筑的平、剖、立面及楼梯、屋面等相关详图。
2、图纸要求(1#图2张)(1) 总平面图(1:100)、设计说明及门窗表；(2) 屋顶平面图，绘出屋面排水组织等(1:100~1:200)；(3) 立面图两个，要求全面反映外貌(1:100~1:200)；(4) 剖面图(1:100~1:200)；(5) 节点详图和门窗明细表；(6) 一律用白色绘图纸绘制，线条粗细分明，清晰流畅，文字、数字书写工整图面整洁合理；轴线尺寸及主要标高标记清楚。
(二) 结构设计部分1、结构选型和结构布置根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求，以及场地地质条件、现场材料供应和施工技术等方面，合理进行结构方案和结构布置。
2、结构计算说明(1) 结构方案和结构布置选择的简要说明；(2) 选取一榀有代表性的抗侧力结构及柱下基础进行设计计算，内容包括：确定计算简图、进行荷载计算、内力分析和组合、截面设计和构造措施。
(3) 结构设计体会。
3、绘制结构施工图(1#图3～4张)(1) 基础平面布置图及单个基础的模板配筋图；(2) 结构平面布置图、立面图和屋面图；(3) 结构支撑布置图；(4) 钢构件详图、钢结构连接节点详图；(5) 檩条布置图。
(三) 施工组织设计完成工地堆场布置图，施工网络流程图(1#图1张)。
(四) 设计说明计算书1、建筑设计部分要求说明本设计的平面布局、立面造型、建筑高度确定的依据，采光、通风、交通与疏散设计，以及材料的选用与处理等。
2、结构设计部分要求说明结构选型和结构布置理由及设计依据，列出结构设计计算的各个主要过程及全部计算结果，并附有必要的图表。
钢结构设计计算书模板
《钢结构设计原理》课程设计计算书专业：土木工程姓名学号：指导老师：目录设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11.铺板设计1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 43.次梁设计3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 53.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 53.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 63.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 64.主梁设计4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 74.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 75.主梁内力计算5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 95.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 96.主梁稳定计算6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 116.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 136.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 137主梁加劲肋计算7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 147.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 147.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 157.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 157.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 158.钢柱设计8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 168.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 168.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 178.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 178.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 189.柱脚设计9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 219.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 219.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2110.楼梯设计10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2210.2踏步板计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2210.3梯段梁设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2311.斜支撑设计11.1支撑布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2511.2斜支撑刚度计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -251设计资料某机床加工车间，厂房跨度24m，长度96m.设计对象为厂房内的钢操作平台，其平面尺寸为×，室内钢结构操作平台建筑标高为。
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中南大学土木工程学院土木工程专业（本科）《钢结构基本原理》课程设计任务书题目：钢框架主次梁设计姓名：班级：学号：目录一、设计条件 (3)二、设计要求和内容 (3)三、设计次梁截面CL-1 (4)3.1次梁荷载设计 (4)3.2次梁内力计算 (5)3.3次梁截面设计 (6)3.4次梁验算 (6)四、框架主梁内力组合计算及截面设计 (7)4.1主梁荷载计算 (7)4.2主梁截面设计 (10)4.3主梁截面验算 (11)五、设计框架柱 (15)5.1 确定框架柱所承受的荷载 (15)5.2 框架柱截面初选 (15)5.3 框架柱截面验算 (16)六、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 (17)6.1 设计资料及示意说明 (17)6.2 选定焊缝尺寸 (17)6.3 焊缝强度验算 (18)七、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点 (19)7.1 拼接点内力计算 (19)7.2 梁翼缘板拼接设计 (20)7.3 腹板拼接设计 (22)7.4 净截面强度计算 (24)八、次梁与主梁工地拼接节点设计 (26)8.1 设计说明 (26)8.2 连接计算 (26)8.3 加劲肋与主梁的角焊缝设计计算 (27)九、心得体会 (28)十、参考文献 (28)一、设计条件某多层图书馆二楼书库楼面结构布置图如图，结构采用横向框架承重，楼面活荷载标准值4.0 kN/mm 2，其中竖向梁跨度取值为12m 。
楼面板为100mm 厚单向实心钢筋混凝土板，荷载传力途径为：楼面板－次梁－主梁－柱－基础。
设计中仅考虑竖向荷载和活载作用，框架梁按连续梁计算，次梁按简支梁计算。
其中框架柱为焊接H 型钢，层高3.5m 。
二、设计要求和内容（1）设计次梁截面CL-1（热轧H 型钢）。
（2）设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。
（3）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，短梁段长度一般为0.9～1.2m 。
（4）设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点，要求采用高强螺栓连接。
（5）设高计次梁与主梁工地拼接节点，要求采用强螺栓连接。
（6）绘制主梁与柱连接节点详图，次梁与主梁工地拼接节点，短梁段及主梁体连接节点详图，梁体截面详图(2#图纸一张)，KL-1钢材用量表，设计说明等。
（7）计算说明书，包括构件截面尺寸估算、荷载计算、内力组合、主次梁截面设计、主次梁强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算，节点连接计算。
6000BLL-16000K L -112000CL-1LL-1LL-13LL-1K L -1CL-1K L -19000图1 结构平面布置图CL-16000K L -1CLL-1CL-1LL-1CL-1K L -112000LL-1K L -1LL-1K L -19000212000LL-19000LL-160005DCL-1LL-1CL-1K L -1LL-1K L -11LL-16000K L -19000CL-16000LL-1LL-14LL-1K L -1ACL-1K L -1CL-1K L -1CL-1K L -1CL-1K L -1提示：（1）取其中一榀框架进行计算，如轴线3，计算中要考虑活荷载的不利布置。
（2）框架梁与柱为固结，次梁与框架梁之间为铰接。
（3）绘图注意事项1、平面布置图。
2、主梁施工详图.主要绘制主梁的正面图、平面图以及必要的侧面图和剖面图，特殊零件的大样图。
比例尺：轴线方向：1:20~1:30 ，以免图幅太大；杆件截面、节点详图1:10~1:15，或更大（原则清楚表达节点的细部制造要求）。
3、要全部注明的各零件（杆件和板件）的定位尺寸，孔洞的位置，以及对工厂加工和工地施工的所有要求。
定位尺寸主要为主、次梁的轴线位置；螺栓孔位置要满足型钢线距表和螺栓容许的排列距离要求；对加工及工地施工的其他要求包括零件切刨、孔洞直径和焊缝尺寸等；焊缝要区分工厂焊缝和工地焊缝，以及适应运输单元的划分和拼装。
4、施工图中应注明各零件的型号和尺寸，对各零件进行详细编号，并附有材料表。
型钢要注明型号和长度。
钢板要注明宽、长和厚度。
零件按主次、上下、左右一定顺序逐一编号。
编号与原则：完全相同的零件给予相同的零件数字编号，否则给予不同的编号。
5、说明：包括钢材的标号、焊条型号、焊接方法和质量要求。
图中未注明的焊缝和螺孔尺寸以及油漆、运输和加工要求等图中未表现的其它内容。
三、设计次梁截面CL-13.1次梁荷载设计由于次梁与框架梁之间可以视为铰接，为了简化计算，可以将次梁两侧的楼面荷载及楼面板自重加入计算，荷载如下：1>楼面板为100mm厚单向实心钢筋混凝土板。
楼面活载标准值：q k=4.0×6=24 kN/m2>根据楼板材料可知楼面板永久荷载标准值：g k=25×0.1×6=15kN/m3>荷载设计值：q d=1.4×24=33.6kN/mg d=1.2×15=18kN/m楼面板荷载设计值：q=33.6+18=51.6kN/m3.2次梁内力计算1.次梁架于主梁上，相当于简支梁结构，计算简图如下2.计算最大弯矩与剪力设计值M max=18ql2=18×51.6×92=522.45kN/mV m ax=12ql=12×51.6×9=232.2kN次梁弯矩图：次梁剪力图：次梁计算简图次梁弯矩图次梁剪力图3.3次梁截面设计选用Q235钢，f=215N/mm2，f v=125N/mm2W x=M maxγx f d=522.45×1061.05×215=2.314286×106mm3根据截面模量选用热轧H型钢，查附表后选择HM488×300×11×18型钢，截面特性如下：3.4次梁验算由于选择的是热轧H型钢，不用验算局部稳定。
又混凝土板覆盖在受弯构件的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向变形，故不用验算次梁的整体稳定性。
综上分析可知，次梁验算需要对强度和刚度进行验算。
<1>抗弯刚度强度检验σ=M maxγx W x =522.45×1061.05×2820×103=176.44N/mm2<f=215N/mm2，满足<2>抗剪强度检验τ=V max S xI X t w =232.20×103×1549.918×10368900×104×11=47.49N/mm2<f v=125N/mm2，满足<3>刚度检验v=5384q k l4EI x=5×51.6×90004384×2.06×105×68900×104=31.06mm<l250=36mm，满足综合上述计算结果，次梁选择HM440×300×11×18型钢满足要求。
四、框架主梁内力组合计算及截面设计4.1主梁荷载计算由简化力学模型得知，忽略连续梁对框架梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载。
而次梁的荷载又分为永久荷载和活荷载两部分，需要考虑荷载的最不利布置情况，框架梁按连续梁计算。
主梁力学简化模型图：因主梁的尺寸未知，计算时暂时忽略主梁的自重荷载，验算时再考虑主梁的自重。
集中恒荷载标准值：G k=15×9=135kN集中活荷载标准值：Q k=24×9=216kN集中恒荷载设计值：G=135×1.2=162kN集中活荷载设计值：Q=216×1.4=302.4kN由于此楼面的结构具有对称性，故仅需对以下五种荷载形式进行分析：1.连续梁受满布活荷载弯矩图：剪力图：2.连续梁1跨受满布活荷载弯矩图：剪力图：3.连续梁2跨受满布活荷载弯矩图：剪力图：4.连续梁1、2跨受满布活荷载弯矩图：剪力图：5.连续梁1、3跨受满布活荷载弯矩图：剪力图：4.2主梁截面设计通过以上计算，以及弯矩图比较可知：最不利弯矩组合产生的最大弯矩为5中M max =847.8kN ∙m 最不利剪力组合产生的最大弯矩为5中V max =270kN （1）梁高的确定由于计算时未考虑梁的自重，出于安全考虑，取M =1.1×847.8=932.58kN ∙m 。
假设主梁钢板厚度≤16mm ，Q 235钢的抗弯强度设计值为f =215N/mm 2，E =2.06×105N/mm 3，以及[lv]=400。
则所需截面模量为：W X=M max γx f d=932.58×1061.05×215=4131cm 3梁的最小高度（按最大挠度限值确定）：ℎmin ≥5fl 31.2E [l v ]=5×215×1200031.2×2.06×105×400=802.8mm 梁的经济高度经验公式ℎs =7×√W x 3−300=7×√4.131×1063−300=823.2mm所以取腹板高度ℎw=800mm，加上翼缘厚度可使梁高度满足上述要求。
（2）腹板尺寸的确定取腹板高度为ℎw=800mm，根据抗剪要求和剧本稳定和构造因素确定腹板厚度。
抗剪要求：t w≥1.2V maxℎw f v=1.2×270×103800×125=3.24mm局部稳定和构造因素：t w=√ℎw3.5=√8003.5=8.1mm综上，取t w=14mm，选用腹板—800×14。
（3）翼缘板截面尺寸的确定翼缘宽度一般取10mm的倍数，厚度取2mm的倍数。
根据翼缘所需要的截面惯性矩确定翼缘板尺寸：bt=2(I x−I w)ℎw2=W xℎw−16ℎw t w=4.131×106800−16×800×14=3297.1mm2考虑翼缘板的稳定性和构造要求，近似可取：b 2t ≤15√235f y综上，可得b=√3297.1×30=314.5mm，故取b=360mmt≥b360=36030=12mm，取t=18mm故翼缘板可选用—360×18。
综上，初选主梁截面为—836×360×14×18，如下图。
4.3主梁截面验算（1）截面特性计算I x=112×360×8363−112×(360−14)×8003=2.7656×109mm4 W x=I xℎ2⁄=2.7656×109418=6.6163×106mm3S x=360×18×409+400×200×14=3770320mm3S l =360×18×409=2650320mm 3I y =1×800×143+2×1×18×3603=1.40151×108mm 4A =2×360×18+800×14=24160mm 2 i x =√I x =√2.7656×109=383.33mmi y =√I y A =√1.40151×10824160=76.16mm（2）翼缘与腹板连接焊缝计算 采用E 43焊条，f f w =160N/mm 2V =V max =270kNS l =360×18×409=2650320mm 3ℎf ≥11.4f f w ∙V ∙S lI x=1.16mm ℎfmin ≥1.5√t max =1.5×√18=6.36mm ℎfmax ≤1.2t min =1.2×14=16.8mm综上，取ℎf =10mm ，钢结构在焊接时采用E 43焊条，焊接方法为手工焊。