梯形钢屋架课程设计---简支梯形钢屋架设计

北京建筑工程学院

土木与交通工程学院

《钢结构》课程设计任务书

班级

姓名

学号

日期

指导教师

2012年6月

梯形钢屋架课程设计任务书

一、设计题目

简支梯形钢屋架设计

二、设计资料

工程名称：某机加工车间

1 结构平面布置

某地区单层单跨工业厂房机加工车间，屋架跨度及厂房长度见附表，柱距6m，屋架下弦标高16.5m。

2 排架结构体系

钢筋混凝土柱（混凝土强度等级为C20，上柱截面400×400）；

钢屋架铰支于柱上；

1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板；

屋面坡度10

i。

=

/1

3 车间内设有中级工作制、起重量≤300KN的吊车，计算温度高于-200C。

4 材料

钢屋架选用Q235-B·F钢，焊条为E43型。

5 荷载（标准值）（屋面构造层做法也可自定）

二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m2

(硫化型橡胶油毡,PVC建筑防水塑料油膏)

砂浆找平层(厚20mm) 0.40 KN/m2

泡沫混凝土保温层(厚80mm) 0.48 KN/m2

预应力钢筋混凝土大型屋面板1.4 KN/m2

（包括灌缝）

屋架及支撑自重（ 0.12+0.011l） KN/m2

悬挂管道（奇数） 0.15 KN/m2

吊顶（奇数） 0.55 KN/m2

活荷载或施工荷载：见附表

屋面积灰荷载：见附表

雪荷载： 0.40 KN/m2

6、钢屋架形式示意图（未表示起拱）

图1 钢屋架形式示意图

三、设计任务

要求设计钢屋架并绘制施工图。掌握钢屋架荷载的计算；掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度；掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计及计算和构造；掌握钢屋架施工图的内容和

绘制。具体要求：

1、计算说明书

确定屋架几何尺寸(参考标准图集)，选择钢材和焊条；

布置屋盖支撑：应包括钢屋架结构支撑系统布置简图（上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑及系杆）；

钢屋架计算简图及几何长度；

荷载计算与组合；

杆件内力计算及组合；（利用结构对称性，P=1）

杆件截面设计；

节点设计（五个典型节点：支座、屋脊、下弦跨中、上下弦一般节点）

2、施工图绘制：绘制运送单元施工图，该施工图内容应包括：

钢屋架正面图；

上、下弦杆平面图；

端竖杆和正中竖杆的侧面图；（以上各图轴线比例1:30，杆件截面及节点比例1:15）屋架简图，按1:100比例绘制；（注明起拱尺寸，左半部分注上杆件几何长度，右半部分注上杆件内力）

特殊节点板大样图（按1:10～1:5比例）；

整榀钢屋架材料表（计入焊缝重量2%）；

图纸附注，应说明钢屋架选用的钢材种类、焊缝型号、焊接方法和质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸，图中所用的单位，及对防护措施、运输和加工要求等在图中未表明的其它内容。

3 图标：按统一规格

注：（1）没有计算的节点，可参照相同类型已计算的节点绘制。

（2）图中所用零件要按主次、上下、左右一定顺序逐一编号。

（3）弦杆同支撑连接的螺栓孔位置，根据支撑布置简图和所绘屋架位置确定。

（4）材料表中各部分尺寸要与图中几何轴线尺寸相闭合。

4 施工图及计算书均要求图面清晰、字迹工整、准确无误。

四、参考资料

（1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），中国计划出版社，2003。

（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），中国建筑工业出版社。

（3）现行教材

（4）《钢结构》，钟善桐，武汉大学出版社，2001。

（5）梯形钢屋架，05G511，中国建筑标准设计研究院

五、成果形式要求：

1、手写结构计算说明书一份，A4纸最低不少于10页；计算说明书应首先说明自己所选

序号及结构主要参数；

2、硫酸纸制图一张，用绘图笔手绘；

3、装订：封面与封底采用学院统一标准，图纸须按照A4纸大小标准折叠，标题栏在最上面

且面向外，上交前学生自己试一下图纸是否能够顺利展开。

装订次序：封面、诚信声明、任务书、计算说明书、图纸、封底。

附表

北京建筑工程学院

土木与交通工程学院

《钢结构》课程设计指导书

班级

姓名

学号

日期

指导教师

2011年6月

2 钢屋架课程设计指导书

由于钢结构具有承载力高、抗震性能好、自重轻和建设周期短等优点，因而在重型或大型厂房、大跨度的公共建筑中，已愈来愈多地使用钢屋盖结构。钢屋盖的承重结构体系通常有平面钢桁架体系、空间桁架、网架和悬索等。

2.2.1屋盖结构体系

1.无檩设计方案

在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层，如图 2.1(a)所示。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。

2.有檩设计方案

在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等，如图2.1(b)所示。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。

2.2.2屋盖支撑

钢屋架在其自身平面内为几何形状不变体系并具有较大的刚度。但这种体系在垂直于屋架平面的侧向(即屋架平面外)的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。为了充分保证房屋的安全、适用和满足施工要求，在屋盖系统中必须设置必要的支撑体系，把平面屋架相互连接起来，使之成为一个稳定而刚强的整体结构。

屋盖支撑的作用主要包括以下几方面：

(1)保证桁架结构的空间几何形状不变。平面桁架能保证桁架平面内的几何稳定性，支撑系统则保证桁架平面外的几何稳定性。

(2)保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。桁架上弦和下弦的水平支撑与桁架弦杆组成水平桁架，桁架端部和中央的垂直支撑则与桁架竖杆组成垂直桁架，都有一定的侧向抗弯刚度。因而，无论桁架结构承受竖向或纵、横向水平荷载，都能通过一定的桁架体系把力传向支座，只发生较小的弹性变形，即有足够的刚度和整体性。

(3)为桁架弦杆提供必要的侧向支承点。水平和垂直支撑桁架的节点以及由此延伸的支撑系杆都成为桁架弦杆的侧向支承点，从而减小弦杆在桁架平面外的计算长度，减小其长细比，并提高其受压时的整体稳定性。