中南大学钢结构课程设计
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
钢结构课程设计计算说明书(2024版)
一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
《钢结构设计原理》课程设计
辽宁工程技术大学本科生课程设计报告书教学单位专业班级土建09-3学生姓名刘海川学号0909120311指导教师《钢结构设计原理》课程设计一、设计目的1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识；2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3、为将来毕业设计打下基础。
二、设计要求必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。
三、设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。
四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。
五、已知条件跨度：14米 钢号：Q345 焊条号：E50 恒荷载标准值：88kN活载标准值：196kN 集中荷载个数：6个 集中荷载跨度C=2米六、其它说明1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4；2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F 是恒、活荷载通过次梁传到主梁上；F F F FFF/2F/2L3、主梁自重估计值均为m kN q /4=，且主梁钢板采用手工焊接；4、主梁允许最大挠度值[]400/1/=l v T ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为mm 2500。
七、设计过程㈠主梁设计1主梁自重标准值m kN q GK /4=，设计值为m kN m kN q /8.4/42.1=⨯=。
则主梁最大剪力（支座处）为kN kN ql F V 6.11732148.438026226max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=+⨯=最大弯矩（跨中）为m kN m kN FF F F ql Rl M ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯-⨯-⨯-⨯-⨯=-⨯-⨯-⨯--=4.444238033805380723808148.4214133035728222max采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度mm t f 16≥，故抗弯强度设计值2/295mm N f =。
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）。
钢结构课程设计任务书(附施工图)
钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书班级： 土木工程 学号： 姓名： 一、设计资料某厂房总长度90m ，跨度根据不同的学号从附表中取,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，屋架下弦标高为18m.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：同学用Q235钢，焊条为E43型；或用Q345钢，焊条为E50型。
二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置：所选跨度为24m ，积灰荷载1。
2，保温层0.65 KN/m 2钢材采用Q235。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接.。
屋架的计算跨度L 。
=24000-2×150=23700，端部高度：h=1990mm(轴线处)，h=2140(计算跨度处）。
屋架形式及几何尺寸见图一所示:135022902590289026082859311933702535285931293396150********Aac egB C D F G H 15008=12000×150815081508150815081508图一三、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:三毡四油（上铺绿豆砂)防水层 0。
4KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2保温层 0.65 KN/m2一毡二油隔气层 0。
05KN/m2水泥砂浆找平层 0。
3KN/m2预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2总计：3。
25 KN/㎡可变荷载标准值：=0.35KN/m2施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载1.2KN/㎡（学号700）总计:1。
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。
钢结构课程设计1(2024版)
（10）
式中
φy——轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小
头为准，按GB 50017规范的规定采用，计算长度
取侧向支承点的距离。若各段线刚度差别较大，
Байду номын сангаас
确定计算长度时可考虑各段间的相互约束；
N0——所计算构件段小头截面的轴向压力； M1——所计算构件段大头截面的弯矩； βt——等效弯矩系数，按下列公式确定：
当λρ≤0．8时
ρ=1
当0．8<λρ≤1．2时 ρ=1-0．9(λρ-0．8)
当λρ>1．2时
ρ=0．64-0．24(λρ-1．2)
式中λρ——与板件受弯、受压有关的参数，按下式计算。
式中 κσ——板件在正应力作用下的屈曲系数。
（3） （4）
β=σ2／σl为腹板边缘正应力比值，以压为正，拉为负， 1≥β≥-1；
第二种方法普遍适用于各种情况，并且适合上机计算；
第三种方法则要求有二阶分析的计算程序。
A查表法
(A)柱脚铰接单跨刚架楔形柱的μγ可由表1-2查得。表中系 数 相 当 于 把 GB 50018 规 范 附 表 A3.2 的 μ 系 数 乘
以
,0.85是考虑柱脚实际上有一定转动约
束，
则是将数值换算成以小头为准
符合下列要求：
当V ≤ 0.5Vd时 当0.5Vd < V ≤ Vd时
M ≤ Me
当截面为双轴对称时
Mf = Af(hw+t)f
式中 Mf——两翼缘所承担的弯矩； We——构件有效截面最大受压纤维的截面模量； Me——构件有效截面所承担的弯矩，Me=Wef； Af——构件翼缘的截面面积； Vd——腹板抗剪承载力设计值。
《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。
中南大学 钢筋混凝土铁路简支梁课程设计书
钢筋混凝土铁路简支梁设计第一部分课程设计任务书设计资料1、结构型式及基本尺寸采用分片形式T形截面。
2、桥上线路与人行道桥上线路为平坡、直线、单线铁路，道碴桥面；设双侧带栏杆的人行道。
3、材料混凝土：250号钢筋：T20MnSi及A3。
板内：受力钢筋φ10；分布钢筋φ8。
梁内：纵向受力钢筋φ20；箍筋及纵向水平钢筋φ8；架立筋φ14。
4、荷载活载：列车活载:中—活载；人行道活载：距梁中心2.45米以内10kPa；距梁中心2.45米以外4kPa；恒载：人行道板重1.75kPa;栏杆及托架重（集中作用于栏杆中心）0.76kN/m（顺桥）；道碴及线路设备重10kPa；道碴槽板及梁体自重，按容重25 kN/m3计算。
板自重可近似按平均厚度计算。
5、规范《铁路桥涵设计规范》TB2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3--2005梁体横截面图（单位：cm）二．设计计算内容第一部分 道碴薄板的设计和计算一．荷载计算与组合1.恒载（1）板的自重1q （按平均厚度f h ） )(5.85063)1512(2/121cm A =⨯+⨯= )(5.60745)1512(2/122cm A =⨯+⨯= )(5.52627)1524(2/123cm A =⨯+⨯= )(5.4816)5.2473195(2/124cm A =⨯---⨯= )(7010726cm A =⨯=（按矩形估算）)(5.3062705.4815.52625.6075.8502264321cm A A A A A A =++⨯++=++++=板平均高度 )(904.18452727635.3062cm L A h f =+++==)/(726.4100/25904.1811m KN r h q c f =⨯=⋅⋅= （2）道碴及线路设备重：)/(101102m KN q =⨯= （3）外挡碴墙重1Q251113024.5816 2.51612.26 2.5 6.1 1.8586.05()222A cm =⨯-⨯⨯-⨯-⨯⨯-⨯+⨯=（）4125586.0510 1.465()c Q A kN γ-==⨯⨯=51Q 作用点：140300701/216080(14036/3)44140(14022)1/23618(18436/3)61122/2(18461/3)A x •=⨯⨯+⨯⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯++⨯⨯+599.5x mm ⇒= 取为99mm 。
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。
中南大学结构力学课程设计报告
《结构力学程序设计实践》报告学院名称资源与安全工程学院专业班级城地专业0......学生学号020208....学生姓名李 ..指导老师蒋....2010年 12月 29 日目录一、指导书 (3)二、任务书 (4)三、课程名称 (6)四、课程教学目的 (6)五、实践步聚 (6)5.1 确定单榀刚架KJ－1的计算单元 (6)5.2 选取平面刚架KJ－1的计算简图 (7)5.3 KJ－1的荷载计算 (8)5.4上机操作过程 (9)5.5 输出软件计算数据 (9)六、分析计算结果 (24)一.《结构力学程序设计实践》指导书1.1 学时与学分课程性质：必修；学时：1周；学分：1.0。
1.2 教材（1）《结构力学》周竞欧主编同济大学出版社（2）《结构力学程序设计实践》指导书蒋青青编（3）《PK用户手册及技术条件》中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部1.3 《结构力学程序设计实践》课程的任务、性质与目的实践教学是理论联系实际、培养学生实验技能和实践能力的重要教学环节。
结构力学是一门与工程设计密切相关的重要学科，根据城市地下空间工程专业本科培养方案和教学计划安排，《结构力学程序设计实践》为三性实验（综合性、设计性、创造性）。
通过该实践教学，要求学生掌握结构力学的手工计算方法和电算方法，使学生熟悉结构力学电算的基本原理，正确分析结构的传力途径，学会使用结构CAD系列软件PKPM中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法，了解结构力学在地下空间工程中的用途，培养学生综合运用所学理论知识解决地下结构实际工程问题的动手技能，为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。
1.4 课程名称结构力学程序设计实践1.5 仪器设备在计算机房进行实验，每人一台计算机，采用中国建筑科学研究院编制的《微机结构CAD系统软件PKPM系列》中的PK平面框架计算软件进行实验。
1.6 教学方式与基本要求（1）指导教师讲清实际操作的基本原理、方法及要求。
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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）。
（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。
图1 结构平面布置图提示：（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。
如：说明：1：钢材用Q 235－B ，焊条采用E43型 3：未注明的角焊缝尺寸为6㎜4：未注明的焊缝长度为满焊5：未注明的螺栓为M20，孔经Φ20.56：构件表面彻底除锈，涂防锈漆和醇酸磁漆各二度。
图例：材料表4一、 设计计算简化要点：（1） 板面荷载按单向板分布；（2） 次梁与框架梁铰接连接，各次梁受力相同，可任取其中一根分析；根据荷载传力途径：楼面板－次梁－主梁－柱，依次计算各部分受力情况。
（3） 框架梁按连续梁设计，应考虑荷载的最不利位置。
1、 结构材料材质1、Q235钢，22/125,/215mm N f mm N f v ==2、E43焊条，2/160mm N f w f =A 、 楼面板部分楼面板为120mm 厚单向实心钢筋混凝土板。
楼面活载标准值：4520kN /m =⨯=q楼面板永久荷载标准值：4312kN /m =⨯=q楼面板自重已经包括在永久荷载里面，所以不计算。
楼面板荷载设计值：1.420 1.21242.4kN /m =⨯+⨯=q 楼面板荷载标准值：201232kN /m =+=qB 、 次梁部分1、次梁在主梁上方，按简支梁计算。
2、计算最大弯矩与剪力设计值22max1142.411641.3KN/m 88M ql ==⨯⨯= max1142.411233.222V ql kN ==⨯⨯=次梁弯矩图：次梁剪力图：3、确定次梁的截面尺寸选用截面模量最小值：63max641.3102840.75f 1.05215γ⨯===⨯xx dMW cm根据截面模量选用热轧H型钢 ,查附表可知：1224883001118164.4=====H mmB mmmmmmA cmtt4x337140029301084.11549.920.8====xxxWcmcmcmcmISi4、次梁验算4、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。
5、①抗弯强度检验（翼缘边缘的弯曲应力）：622max3641.310208/215/1.05293010σγ⨯===<=⨯⨯x xMN mm f N mmW满足6、②抗剪强度检验（腹板处的剪应力）：3322max4x w232.20101549.91046.02/125/714001011tτ⨯⨯⨯===<=⨯⨯XvN mm f N mm V SI满足7、③刚度检验8、44545532110001100041.4844384384 2.06107140010250250⨯⨯===<==⨯⨯⨯⨯kxq l lV mm mmEI满足故满足刚度要求。
综上所述，4883001118HM⨯⨯⨯型钢满足要求。
C、主梁部分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：主梁截面尺寸待定，因此先不计主梁自重荷载：集中恒载标准值：2011220kG KN=⨯=集中活载标准值：1211132kQ KN=⨯=集中恒载设计值： 1.21120264G KN=⨯⨯=集中活载设计值： 1.41211184.8Q KN=⨯⨯=此结构具有对称性，仅对以下五种具有代表性的荷载在形式进行分析：①连续梁受满布活载②1跨受满布活载③2跨受满布活载④1、2跨受满布活载⑤1、3跨受满布荷载通过上图比较可知：最不利弯矩为①+⑥组合中： max 510.400=⋅M KN m 最不利剪力为①+⑤组合中： max247.500KN=V考虑计算时未计自重，出于安全考虑取 1.1510.4561.44=⨯=⋅M KN m假设主梁钢板厚度16mm ≤， Q235钢的抗弯强度设计值得f =215N/2mm ,E=206×310N/2mm和l v ⎡⎤⎢⎥⎣⎦=250。
梁最大容许挠度为L/250.所需截面模量为63max 561.44102487.0f 1.05215γ⨯===⨯x x d M W cm 尺寸设计（1）.腹板高度1）.钢梁的最小高度（按最大挠度限值确定）min 35521511000.250459.9631.231.220610⨯⨯⎡⎤≥=⨯=⎢⎥⨯⨯⎣⎦fl l h mm E v 2）.经济高度经验公式7764.840cm 648.40mm ====h e综上计算，取腹板高度w h =0h =700m (2).腹板厚度 1）.抗剪要求w t =3max 1.2247.51.2 3.39mm 70012510⨯⨯==⨯w v V h f2）.局部稳定和构造因素7.563.5===w t mm 综上取w t =12mm ，选用腹板700×12。
(3).翼缘板截面尺寸（b ×t ）一般翼缘宽度取10mm 的倍数，厚度取2mm 的倍数翼缘宽度()b=(1/5,1/3)h 140,233.3=，取mm 200=b 又：322487101-700122152.867006x w w f w W t h A h mm ⋅⨯=-=⨯⨯=2152.810.76,16.200f A t mm t mm b ==== 初选截面732 ⨯200 ⨯12 ⨯16如图所示：()33846326333374211200730200127008.7761012122.39710/220016358350122 1.88102001635811456001170012216200 2.14310121222001612700148008.x x x x l y xx I mm I W mm h S mm S mm I mm A mm I i A =⨯⨯-⨯-⨯=⨯==⨯=⨯⨯+⨯÷=⨯=⨯⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯+⨯===6777610243.51148002.1431038.0514800yy mmI i mmA⨯=⨯===翼缘与腹板连接焊缝计算2max 31min max max min 160/,247.52001635811456001 1.841.41.5 1.546, 1.2 1.21214.4w f l f wx ff f f N mm V V KN S mm V S h mm I f h t mm h t mm====⨯⨯=⋅≥⋅=≥=⨯=≤=⨯=取10fhmm=。
钢结构在焊接时焊条采用E43系列，焊接方法为手工焊。
主梁截面验算主梁自重标准值：67.859.81480010 1.138/q kN m -=⨯⨯⨯=主梁自重设计值：1.2 1.2 1.138 1.37/q kN m =⨯=主梁（包括自重）所承受的最大弯矩与最大剪力按照近似计算：'22max max 'max max 11510.4 1.378517.7181211247.5 1.378252.9822M M ql kN m V V ql kN=+=+⨯⨯=•=+=+⨯⨯=(1)抗弯强度验算考虑部分发展塑性变形 取 1.05x γ=6226517.7110205.69/215/,1.05 2.39710x xM N mm N mm W σγ⨯===<⋅⨯⨯所以抗弯强度满足要求(2)抗剪强度验算36228252.9810 1.881045/125/8.7661012x x VS N mm N mmI t τ⨯⨯⨯===<⨯⨯所以抗剪强度满足要求 (3)局部承压强度验算 跨中集中力：448.8F kN =mm h a l z 3701453005=⨯+=+= 局部压应力：322448.810176.31/215/12370c w z F N mm N mm t l σ⨯===<⨯(4)折算应力验算12350205.69201.09368h mm σσ==⨯=Nhmax 011xw328252.9810114560027.52/8.7661012t τ=⨯⨯==⨯⨯N mmV SI翼缘与腹板相接处计算折算应力：2zs 2/195.81215σ==<==d mm N N f mm 满足（5）焊缝强度验算：3221811.4114560023.5160252.981.4108.7761010σ=<⨯==⨯⨯⨯⨯=x f w fV N NS mmmmh I f整体稳定验算：将次梁作为主梁的侧向支撑，则140002016200lb==>=，故需要验算整体稳定性。