中南大学钢结构基本原理课程设计(优秀)(Word)
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。
中南大学钢结构优秀课程设计
第2章设计计算书一、屋架支撑系统设置一、拟订尺寸 (4)二、桩在承台底面部署 (5)三、承台底面形心处位移计算 (6)四、墩身弹性水平位移§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：桩基础部署及桩身钢筋结构图一张第一篇设计资料1. 某单层单跨工业厂房，跨度24m,长度102m o2. 厂房柱距6m,钢筋混凝土柱，混凝土强度C20,上柱截面尺寸400X400mm, 钢屋架支承在柱顶。
3. 吊车一台50T, 一台20T,中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高 12 ・ OOOmo4. 荷载标准值： （1） 永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 水泥砂浆找平层 保温层 一毡二油隔气层 预应力混凝土大型屋面板 屋架（包含支撑）自重（2） 可变荷载屋面活载标准值 雪荷载标准值积灰荷载标准值6. 钢材选择Q235钢，角钢、钢板多种规格齐全，有多种类型焊条和C 级螺栓可 供选择。
0. 4 kN/m : 0. 3 kN/m : 0. 6 kN/m : 0. 05kN/m : 1. 4 kN/m : 0. 12+0. 011L=0.384kN/m 20. 7 kN/m : 0. 35 kN/m 20. 3 kN/m :5.屋架结构形式、计算跨度及儿何尺寸见图1（屋面坡度1:10） o图1梯形屋架示意图（单位：mm ）7.钢屋架制造、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16m,运输高度3. 85m,工地有足够起重安装设备。
设计计算一、屋架支撑系统设置屋架支撑种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
在本设计中，屋架支撑系统设计以下：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。
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
《钢结构设计原理课程设计》指导书
《钢结构设计原理课程设计》指导书（钢结构平台）土木工程与建筑学院《钢结构设计原理课程设计》指导书绪言课程设计目的要求《钢结构(1)程设计》是土木工程专业学生在学习《钢结构设计原理》课程后一个重要的综合实践性教学环节，目的是培养学生对钢结构的设计和应用能力。
通过基本的设计训练，要求学生重点掌握结构内力计算、构件和节点设计及绘制钢结构施工图等专门知识，从而加深对钢结构设计原理基本理论和设计知识的认识，提高对所学知识的综合运用能力。
第一节《钢结构设计原理课程设计》题目一、设计题目冶炼车间检修钢结构平台。
二、设计任务要求每位同学在一周内完成指定的课程设计内容，并提供相应计算书、施工图纸及相关总结报告：1）计算书（1）平台铺板设计；（2）平台梁（次梁、主梁）设计；（3）平台柱设计；（4）连接（次梁与主梁、梁与柱和柱脚）设计。
2）画出平台平面布置图、平台主梁施工图（包括与次梁连接和与柱连接节点详图）、平台柱施工图（包括柱脚大样），要求：（1）标注尺寸，要全部注明板件的定位尺寸和孔洞位置等；（2）施工图上还应有文字说明，说明的内容包括钢材的钢号、焊条的型号、加工精度要求、焊缝质量要求、图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸及防锈处理的要求等。
三、设计资料某冶炼车间检修平台，平台使用钢材材质、平面尺寸、活荷载见《钢结构设计原理》课程设计任务书。
不考虑水平向荷载。
柱间支撑按构造设置。
平台上三个有直径1 m检修洞口，位置不限。
平台顶面标高为6m，平台下净空至少4m，梁柱铰接连接。
平台平面内不考虑楼梯设置。
第二节钢结构平台设计一、平台钢结构的组成和布置1.1 平台钢结构的组成平台钢结构通常由铺板、主次梁、柱、柱间支撑及梯子和栏杆组成，不同类型的平台组成的方式一般不同。
轻型平台钢结构因作用荷载较小，一般由轧制型钢梁和铺板用焊接或螺栓连接组成，也常用三脚架、吊架、支承托等直接支承在厂房及其他结构上；中型普通操作平台一般由平台主梁、平台次梁及平台铺板等组成，平台梁常采用轧制型钢，当跨度较大时，可采用焊接工字形梁；重型操作平台除活载作用外，还可能直接承受动力荷载，因此，这类平台钢结构通常由独立的柱网、主梁及铺板等组成。
钢结构课程设计
钢结构课程设计土建专业中的《钢结构》课程是非常重要的专业课。
为了让学生更好地理解基本理论和应用《钢结构》设计规范条文的能力，提高学生的综合运用能力，我们需要在授课后安排2周的课程设计。
这也是深化知识、拓宽视野、全面锻炼学生综合素质和工程实践能力的重要过程。
通过课程设计，我们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。
学生需要能够根据不同情况，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。
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。
在时间、任务和知识和能力要求上，我们需要使学生在教师指导下，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。
在课程设计工作中，学生需要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，学生将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。
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。
对研究好、能力强的学生，可适当加深加宽。
比如，钢屋架设计可以作为一个课程设计的选题。
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）。
以上就是《钢结构》课程设计的性质和任务、基本要求以及内容的介绍。
希望能够帮助学生更好地完成课程设计，提高综合素质和工程实践能力。
屋架平面布置图、剖面图、节点图、杆件标号及截面尺寸表等内容。
【中南大学 钢结构 基本原理】第4章 受拉构件和索——打印版
钢结构基本原理 Design Principles of Steel Structure
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11
4.2.3 双向拉弯构件的强度
设计时考虑截面削弱和强度设计值fd，上式可写成：
边缘纤维屈服准则：
N An
+ Mx Wxn
+ My Wyn
≤
fd
全截面屈服准则：
N An
+ Mx Wpnx
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6
4.2.1 拉弯构件的强度计算准则
1. 边缘纤维屈服准则
受力最大截面边缘的最大应力达到屈服时即认为 拉弯构件达到了强度的计算值，拉弯构件处于弹 性工作阶段。
2. 全截面屈服准则
构件最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都 达到屈服，该截面在拉力和弯矩共同作用下形成 塑性铰，拉弯构件进入塑性工作阶段。
于强度设计值fd，上式写成：
当
N An fd
≤ 0.13时 ， Mx Mpnx
≤
fd
当
N An fd
> 0.13 时 ， N An
+1 1.15
Mx Mpnx
≤
fd
钢结构基本原理 Design Principles of Steel Structure
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4.2.2 单向拉弯构件的强度
同理可得，当中和轴在翼缘内，绕强轴弯曲时：
N+
2+α +β
Mx = 1
Np α[2(1 + α ) + (1 + 2β )] Mpx
钢结构基本原理 Design Principles of Steel Structure
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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）。
钢结构基本原理教案
第2章
2.1 钢材的破坏形式
钢
材
所谓塑性材料是指由于材料原始性能以及在常温、静载并一次加荷的工作条件之下能在 破坏前发生较大塑性变形的材料。但钢材的塑性变形能力不仅取决于钢材的化学成份，熔炼 与轧制过程，也取决于所处的工作条件。即使原来塑性表现极好的钢材，在很低的温度之下 受冲击作用等情况下，也完全可能呈现脆性破坏。所以，不宜把钢材划分为塑性和弹性材料， 而应该区分材料可能发生的塑性破坏与脆性破坏。 1. 塑性破坏(也称为延性破坏) 破坏前有很大的塑性变形和“缩颈”现象，破坏的断口常为杯形(有与受力方向成 45°和 垂直的两部分组成)，45°断面呈纤维状，破坏前有明显预兆。 2. 脆性破坏 没有塑性变形或只有很小塑性变形即发生的破坏，断口平直，断面呈晶粒状。由于变形 极小易造成突然破坏。
Mn Cr+Mo+V Cu+Ni + + % 6 5 15
6. 耐久性：钢材在长期使用后的力学性能。 耐腐蚀性 耐老化(时效硬化) 耐长期高温 耐疲劳 普通钢材供应提供的材性保证： 三项保证：屈服点 fy(σs)、极限强度 fu(σb)、伸长率 5 四项保证：屈服点 fy(σs)、极限强度 fu(σb)、伸长率 5 、180°冷弯 五项保证：屈服点 fy(σs)、极限强度 fu(σb)、伸长率 5 、180°冷弯、冲击功 Akv 提供保证的材性越多，钢材的价格也越贵。
.1.
土木工程 2007 级《钢结构基本原理》教案
(1) 理论性强 钢材是理想弹塑性材料， 材料性能符合各门力学的基本假定 （材料是弹性、 各向同性和匀质） ， 计算结果与实验结果吻合得很好，所以各门力学的强度计算公式和相关结论几乎可以不加修 改直接应用于钢结构的计算。而混凝土和砌体结构都应实验研究为主，计算公式以经验公式 为多。 (2) 稳定问题突出 因为钢材的强度远比混凝土和砌体高，所以钢构件及其板件的尺寸都比较小，稳定问题就要 比较突出，所以本课程中有较大篇幅用于介绍整体稳定和局部稳定的计算原理。 (3) 连接需要专门设计计算 用型材和板材制作钢构件以及用基本构件组装成整体结构都少不了连接，所以钢结构要进行 专门的连接计算。 3. 学习方法 (1) 本课程的钢结构材料、连接和基本构件等内容，都是前述专业基础课程的基础上再 深入分析讨论，所以同学必须及时复习掌握基础课程的知识； (2) 钢结构构造复杂， 理论性强(特别是稳定理论)， 而同学对钢结构的感性认识普遍较少， 所以平时应该有意识地关注钢结构工程，尽可能参观、了解和学习； (3) 从机理上理解课程的内容和知识，加强课前预习与课后复习，特别习题练习是理解 掌握课程内容的重要环节； (4) 受课时限制，课堂上不能详细讲解例题，应认真自学教材中的例题，并学会利用参 考其它资料或书籍。
《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word文档
钢结构课程设计word文档一、课程目标知识目标：1. 让学生理解钢结构的基本概念、分类和特点；2. 掌握钢结构的设计原理、构造要求和连接方式；3. 了解钢结构在建筑领域的应用和发展前景。
技能目标：1. 培养学生运用理论知识进行钢结构设计和计算的能力；2. 提高学生运用CAD软件绘制钢结构施工图的能力；3. 培养学生分析、解决钢结构施工过程中常见问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钢结构工程的兴趣和热情，激发学生探索建筑领域新技术的欲望；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立正确的工程观念；3. 增强学生的团队协作意识，培养学生的沟通、交流能力。
本课程针对高中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养他们独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握钢结构的基本知识，具备一定的设计和施工技能，为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 钢结构基本概念：介绍钢结构的概念、分类及特点，让学生了解钢结构在建筑行业中的应用。
教材章节：第一章 钢结构概述2. 钢结构设计原理：讲解钢结构设计的基本原理，包括材料性能、构件截面、连接方式等。
教材章节：第二章 钢结构设计原理3. 钢结构构造要求：分析钢结构的构造要求，包括构件布置、节点设计、抗震措施等。
教材章节：第三章 钢结构构造要求4. 钢结构连接方式：介绍钢结构常用的连接方式，如焊接、螺栓连接等，并分析其优缺点。
教材章节：第四章 钢结构连接方式5. 钢结构施工图绘制：教授学生如何运用CAD软件绘制钢结构施工图，包括平面图、立面图、剖面图等。
教材章节：第五章 钢结构施工图绘制6. 钢结构施工过程中问题分析：分析钢结构施工过程中常见问题，并提出解决方案。
教材章节：第六章 钢结构施工过程中问题分析7. 钢结构应用与发展前景：介绍钢结构在建筑领域的发展趋势，激发学生对行业前景的关注。
建筑业趋势!中南大学钢结构设计原理复习纲要
钢结构设计原理复习纲要知识点1:钢结构的特点第1章绪论钢结构的特点1、强度高、塑性、韧性好2、材质均匀其实际受力和力学计算假定较符合3、重量轻4、密闭性能好5、钢结构制作简便，施工周期短6、耐热但不耐火7、耐腐蚀性差8、低温冷脆倾向知识点2:钢结构的设计方法钢结构的设计方法1.概率极限状态设计法结构的极限状态1.承载能力极限状态2.正常使用极限状态第二章钢结构的材料知识点1:建筑用钢的要求1.较高的抗拉强度和屈服点2.较高的塑性和韧性3.良好的工艺性能4.对环境良好的适应能力知识点2:钢材的破坏形式1、塑性破坏破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。
2、脆性破坏破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。
知识点3:钢材的主要性能1、强度：屈服强度、极限抗拉强度2、塑性：伸长率3、冷弯性能：判定钢材塑性和质量的综合指标4、冲击韧性：判定钢材强度和塑性的综合指标知识点4:影响钢材性能的因素1、化学成分：硫（热脆）、磷（热脆）2、钢材硬化：强度提高、塑性降低3、温度影响：正温和负温影响趋势4、应力集中：钢材变脆5、反复荷载：疲劳破坏（脆性断裂）知识点5:钢的种类和规格1、碳素结构钢：代表Q2352、低合金高强度钢：代表Q345、Q390和Q4203、钢材的牌号：例如：Q235、Q235和Q235 有何区别第三章 连接知识点1:钢结构连接方法和焊缝形式1、焊接连接：手工电弧焊、焊条与钢材适应2、普通螺栓连接：精制螺栓、粗制螺栓3、高强螺栓连接：摩擦型、承压型4、焊缝形式：对接焊缝、角焊缝5、焊缝等级：一级、二级和三级焊缝知识点2:角焊缝的构造1、最大焊脚尺寸：减小残余应力和残余变形2、最小焊脚尺寸：避免产生淬硬组织导致母材开裂3、侧面角焊缝最大计算长度：60(静）、40(动）4、侧面角焊缝最大计算长度： 不小于8和405、搭接连接要求：参见教材20页3.3.2.6知识点3:角焊缝连接计算1、轴心力作用下（参考例3.3）)193(33-=∑wf f e f bh N β)213(2)203(2322311--=--=NN k N N N k N知识点3:角焊缝连接计算1、轴心力作用下（参考例3.3） 对于校核问题:xcheng)153()143(222111-≤=-≤=∑∑wf e w f wf e w f f h l N f h l N ττ知识点3:角焊缝连接计算2、N 、M 、V 共同作用x∑∑+=2,6we e w x Af l h Mh l N σ ew yA f hl N ∑=,τw f A f f A f f ≤+⎪⎪⎭⎫⎝⎛2,2,τβσ 知识点4:焊接应力和焊接变形1、焊接应力产生原因：不均匀加热与冷却2、对结构性能的影响：静力强度：无影响 结构刚度：降低 稳定承载力：降低 低温工作：变脆 疲劳强度：降低知识点5:螺栓连接的构造要求1、螺栓排列：并列、错列2、螺栓排列：需要考虑受力、构造和施工要求3、端距要求：不应小于2d04、中距要求：最小中距3d05、排列要求：参见教材52页知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式（1）螺栓杆被剪断（2）孔壁的挤压破坏（3）板件被拉断以上破坏形式予以计算解决σσM τ知识点5:普通螺栓抗剪连接破坏形式（4）板件端部被剪断（拉豁) （5）栓杆弯曲破坏这两种破坏构造解决知识点6:普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算知识点6:普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算)373(1-=nFN F )443()433(11221111122111122111112211-+⋅=⋅+⋅=-+⋅=⋅+⋅=∑∑∑∑∑∑∑∑========n i ni ii n i ni ii Ty n i ni ii ni ni iiTx yx x T r x yx r T N yx y T r y yx r T N知识点6:普通螺栓抗剪连接计算普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算())453(min21121-≤++b FTy Tx N N N N)323(42-=bv vb vf d n N π)333(bc b c -=∑f td N{})343(min min -=bc b v b N N N ，知识点7:高强螺栓连接计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算知识点7:高强螺栓抗剪连接计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算)373(1-=nF N F知识点7:高强螺栓抗剪连接计算高强螺栓群偏心力作用下抗剪计算教材例3.13、例3.14、例3.16 、例3.16 知识点8:高强螺栓抗拉连接计算)443()433(11221111122111122111112211-+⋅=⋅+⋅=-+⋅=⋅+⋅=∑∑∑∑∑∑∑∑========ni ni i ini ni i iTy ni ni i ini ni i iTx y xx T r x y xr T N y xy T r y y xr T N ())803(21121-≤++bv F Ty Tx N N N N 摩擦型连接：())813(m in21121-≤++b F Ty Tx N N N N 承压型连接：第四章 轴心受力构件知识点1:轴压构件的屈曲形式及其它1、弯曲屈曲：双轴对称工字型截面2、扭转屈曲：双轴对称十字型截面3、弯扭屈曲：单轴对称T 型截面4、格构式柱：换算长细比5、柱横隔：设置原因知识点2:实腹式轴压构件稳定验算（1）强度验算（2）刚度验算参见例题4.2（3）整体稳定验算第五章 受弯构件知识点1:受弯构件的强度验算1.强度验算：包括正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的折算应力。
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。
钢结构课程设计 (69)word精品文档12页
一、课程设计（论文）目的《钢结构基本原理》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，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、已知技术参数和条件某厂房总长度90m，跨度根据不同的组号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。
纵向柱距6m。
1.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、焊条为：组号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）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；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.6kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.45kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同组号按附表取。
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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》课程设计计算书班级：土木***班指导老师：***姓名： ***学号：**********20**年**月目录第一部分课程设计题目一、设计规范及参考书籍 (3)二、设计构件 (3)三、设计内容要求 (4)第二部分设计计算过程一、结构简化 (5)二、设计次梁CL-1 (5)三、设计主梁KL-1 (7)四、设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点 (14)五、设计框架主梁短梁段与梁体工地拼接节点（采用高强螺栓） (16)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（GB5009－2001）（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（2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社（3）王国周等. 钢结构－原理与设计，清华大学出版社（4）罗邦富等. 钢结构设计计算手册（第三册），中国建筑工业出版社（5）李和华. 钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社二、设计构件某多层图书馆二楼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0509）、0510），楼面板为150mm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。
（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）绘制主梁与柱连接节点详图，短梁段及梁体连接节点详图，短梁段与梁体制作详图，KL-1钢材用量表，设计说明(1#图纸一张)。
（6）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。
设计计算过程一、结构简化1、次梁：次梁架于主梁之上可简化为简支梁，简图如下：2、主梁：忽略连续梁对框架主梁的荷载影响，只考虑次梁传递的荷载，主梁受自重恒载、次梁传递的集中恒载、次梁传递的集中活载，将框架主梁简化为三跨连续梁。
简图如下：二、设计次梁CL-11、设计荷载计算（1）恒载: 150mm单向钢筋混凝土楼板g c=0.15m×25N/m3=3.75KN/m2（2）活载: 楼面活载标准值q ck=6KN/m2则有恒载标准值： qk恒=3.75kN/m2×4.5m=16.875kN/m活载标准值：qk活=6kN/m2×4.5m=27kN/m荷载设计值：q=1.2qk恒+1.4qk活=58.05KN/m次梁中：最大弯矩设计值：M max=18ql2=18×58.05×92=587.76KN/m2最大剪力设计值：V max=12ql=12×58.05×9=261.23KN2、截面选取若次梁厚度h<16mm,则其截面模量为：W x=M maxx d=587.76=2603588.04mm3可根据截面模量选取次梁，选用 Q235热轧轻型工字梁I65，其截面特征为：I x=101412cm4 W x=3120.4cm3 S x=1809.4cm3I xS x=56.05cmA=152.80cm2 ℎ=650mm b=200mm t=19.2mm r=22.0mm t w=12.0mm r1=9.0mm ρ=119.94kg/m3考虑梁的自重：q1=58.05+1.2ρg=58.05+1.2×119.94×9.8×10−3=59.46kN/m最大弯矩：M max=18q1l2=18×59.46×92=602.03kN/m2最大剪力：V m ax=12q1l=12×59.46×9=267.57kN3、强度验算（1）抗弯强度验算σ=M xγx W x=602.03×1061.05×3120.4×103=183.75N/mm2<f d=215N/mm2满足要求. （2）抗剪强度验算τ=VS xw x=267.57×103=39.78N/mm2<f d=215N/mm2满足要求.（3）支座处局部压应力验算支反力为267.57kNt=19.2mm r=22.0mm，有ℎy=r+t=19.2+22.0=41.2mm 集中荷载在腹板计算高度上分布长度为：l z=a+5ℎy=170+5×41.2=376mm局部压应力：σc=Vt z l z =267.57×10312.0×376=59.30N/mm2<f d=215N/mm2满足要求。
（4）支座处折算应力验算：√σ2+σc2−σσc+3τ2=√183.752+59.302−183.75×59.30+3×39.782=176.44N/mm2<f d=215N/mm2可知折算应力满足要求。
（5）刚度验算w l =5q k l3384EI x=5×59.30×90003384×2.06×105×101412×104=2.69×10−3<[wl]=1250=4×10−3可知刚度验算满足要求。
（6）稳定性验算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。
（7）局部稳定性由于选择的是工字型钢，不许验算局部稳定。
三、设计主梁KL-11、设计荷载计算集中恒载标准值：G k=(15.00+1.0414)×9=144.37kN集中活载标准值：G k=24.00×9=216kN集中恒载设计值：G=(15.00+1.0414)×9×1.2=173.25kN集中活载设计值：Q=24.00×9×1.4=302.4kN（注：主梁截面尺寸待定，因此先不计入主梁自重荷载。
）荷载分析：此结构具有对称性，仅对以下六种具有代表性的荷载在形式进行分析：（1）次梁传递集中力恒载（2）连续梁受满布活载（3）1跨受满布活载（4）2跨受满布活载（5）1、2跨受满布活载（6）1、3跨受满布荷载2、不同荷载组合下的内力图(注：以下内力图由Structural Mechanics结构力学求解器求得) A:（1）+（2）B:①+③C:①+④D:①+⑤E:①+⑥由以上图可知：最不利弯矩为：M max=756.63kN/m2最不利剪力为：V max=−316.73kN3、界面选取设计初钢梁自重未知，考虑安全因素，取：M=1.02M max=771.76主梁所需的截面抵抗矩： W x=Mγx f d =771.76×1061.05×215=3.42×106mm3选用工字形截面，则：（1）确定腹板尺寸：腹板高度：主梁最小高度（由最大扰度限值确定）δ=l400=9000400=22.5mmℎmin≥5fl31.2E[lδ]=5×215×9000231.2×2.06×105×20=677.39mm主梁的经济高度：ℎe=7×√W x3−300=754.65mm 取腹板高度：ℎw=760mm由抗剪强度要求t w≥1.2V maxℎw f v =1.2×316.73×103760×125=4.01mm由局部稳定性与构造要求 t w =√ℎw 3.5=√7603.5=7.88mmt w =7+0.003ℎw =7+0.003×760=9.28mm综上，取t w =10mm 选用腹板 760×10（2）确定翼缘尺寸：每个翼缘所需的截面面积A f =W xℎw −t w ℎw 6=3.42×106760−10×7606=3233.33mm 2翼缘板的宽度： b f =A f t=3233.3315=215.56mmb f =(15,13)ℎ=(15,13)×760=(152,253.33)mm综合上述取： b f =290mm t f =14mm（3）主梁截面尺寸特征：惯性矩： I x =b f ℎ312−(b f−t w )ℎ0312=290×(760+14×2)312−280×760312=1.582×109mm 4截面模量：W x =I xℎ/2=1.582×109788/2=4015407mm 3面积： A =2×270×14+760×10=15160mm 2（4）确定焊缝尺寸f f w =160N/mm 2 V =V max =316.73kNS 1=290×14×380=1542800mm 3ℎf ≥11.4f f w VS 1I x =316.73×103×15428001.4×160×1.582×109=1.38mmℎfmax ≥1.5√t max =1.5√14 =5.61mmℎfmax≤1.2t min=1.2×10=12mm钢结构在焊接时焊条采用E43系列，焊接方法为手工焊。
4、主梁验算主梁自重标准值：（用Q235钢材）q自=(2×270×14+760×10)×10−6×7.85×9.8=1.17kN/m主梁自重设计值：q=1.2q自=1.40kN/m主梁（包括自重）所承担的最大的弯矩与最大剪力近似按下式计算：M max1=M max+18ql2=756.63+8.505=765.14kN/m2V max1=V max1+q1l2=316.73+7.56=324.29kN（1）整体稳定验算：将次梁作为主梁的侧向支撑，则l1 b =4500290=15.52≤16√235f y=16故主梁的整体稳定不必验算。
（2）局部稳定性验算翼缘处：bt =14014=10≤15√235f y=15腹板处：ℎwt w =76010=76≤114√235f y=114故次梁不会发生局部失稳。