钢结构课程设计任务书和计算书

第一部分钢结构课程设计任务书

一、基本要求

1、每位同学务必按分组要求做，并在计算书中注明组别；

2、计算书参考教材中例题，但力计算图解法应用计算机绘制；

3、图纸不得相互拷贝，为1号图；

4、计算书中应有屋架支撑布置图；

5、课程设计成绩单列，不计入钢结构课程成绩；

6、课程设计应由学生本人于2016年7月10日前，交到指导老师。

二、课程设计题目

某车间梯形钢屋架结构设计

三、设计资料

1、车间柱网布置图（L×84m）。

2、屋架支承于钢筋混凝土柱顶（砼等级为C20），采用梯形钢屋架。

3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。

4、柱距6m。

5、荷载：

1)屋架自重＝（120+11L）N/m2，其中L为屋架高度；

2)基本荷载表：

四、设计要求

1、设计屋面支撑布置（要求对整间厂房进行布置，写入计算书）；

2、计算屋架杆件设计力（选取典型一榀屋架，写入计算书）；

3、设计杆件截面；

4、设计不少于5个的典型节点；

5、绘制屋架的结构施工图（1号图纸）。

五、力计算考虑下面三种情况

1、满载（全跨静荷载加全跨活荷载），——正常使用中;

2、半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷载400 N/m2）和全跨屋架自重,——在吊装过程中出现最不对称力。

3、全跨静荷载和半跨活荷载，——在使用过程中最不对称。

六、注意事项

1、学生在计算书封皮必须显示自己的组别。且在计算书工程概况中写清具体数值

（如2013土木工程03班25号同学的组别为：第二组—25）。

2、图纸、计算书必须由指导老师签字方能视为有效。

3、图纸容包括：

⑴屋架计算简图（力、尺寸）；

⑵半跨屋架正面图，上下弦杆俯视图，端竖杆、中央竖杆侧面图，屋架支座俯视图，必要的零件大样图；

⑶材料表；

⑷图纸说明

梯形钢屋架支撑布置如图所示：

第二部分、钢屋架设计计算

组别：丙—III—b—B、动载1、3，24×84m、C20混凝土。

由于采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度：L。=L-300=23700mm

屋架端部高度：H。=1800mm 计算高度：h=1813mm

屋架跨中高度: H =H。+(L。/2)i=1800+(23700/2) ×(1/11)= 2880mm

屋架高跨比：H/L。=2880/23700= 1/8.23

屋架坡度：i=1/11

1.荷载计算

为使屋面节点受荷，配合屋面板1.5米宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3米的下承式屋架。

在跨中腹杆的倾角满足要求，可不必采用再分式杆系。屋架跨中起拱L/500≈50mm,

几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）

动载取活载加雪荷载（1200N/m²）。屋架沿水平投影面积分布的自重，按经验公式

P＝(120＋11×L) = 0.384 N/m²。

永久荷载标准值：

预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.5 kN/m2

防水层0.38kN/m2

20厚1：3水泥砂浆找平层0.4 kN/m2

保温层0.97kN/m2

支撑重量0.08kN/m2

屋架自重（120+11×24）/1000

=0.384N/m2

可变荷载标准值：

屋面活载加雪活载 1.20kN/m2

以上荷载计算中，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。

永久荷载设计值：1.2×（1.5+0.38+0.4+0.97+0.08+0.384）＝4.457kN/m 2

可变荷载设计值：1.4×1.2＝1.68kN/m 2

荷载总重4.457+1.68=6.137 kN/m 2

2．力计算

23

59

3000

3000

2850

2448

2070

26

66

2340

26

66

289

4

312

8

312

8

2610

289

4

3000

2

880

F

I

a

b

c

d

e

135

51506

1506

1506

15061506

1506

1506

A B

C

D

E G

H

150

111

1800

1813

15050

屋架形式及几何尺寸

-505.1

895.4

704.5

289.0

39

3.9-55.2

-309.7

-55.2

21

1.0-139.4

-82

.233.6

-55.2

70.

6928.1

-55.2

F

I

a

b

c

d

e

0.0

-532.4

-532.4

-826.5

-826.5

-902.6

-932.2

-932.2

A

B

C

D

E

G

H

-27.6

屋架内力设计值

组合一：全跨恒荷载+全跨活荷载 P=6.137×1.5×6 = 55.231 kN 组合二：全跨恒荷载+半跨活荷载 P1=4.457×1.5×6 = 40.113 kN ；

P2=1.68×1.5×6 = 15.12 kN

组合三：全跨屋架自重+半跨屋面板荷载+半跨活荷载（0.4 kN ）

P3=1.2×0.384×1.5×6 = 4.147 kN;

P4=（1.2×1.5+1.4×0.4）×1.5×6 = 24.24 kN

由力学求解器计算屋架各杆件力，然后乘以实际的节点荷载。 计算简图如下