钢结构课程设计例题2

东华理工大学

2014 --2015 学年（二）学期课程设计安排表

课程设计名称：钢结构课程设计

系：建筑工程学院土木工程系专业：土木工程班级：12级结构方向班

制表人：高金贺系负责人签名： 2015 年 5 月 28 日

系：建筑工程学院土木工程系专业：土木工程班级：12级结构方向班

制表人：高金贺系负责人签名： 2015 年 5 月 28 日

系：建筑工程学院土木工程系专业：土木工程班级：12级结构方向

制表人：高金贺系负责人签名： 2015 年 5 月 28 日

说明：

（1）指导教师资格审核，要求讲师以上或者具有硕士学位的助教，一般助教不能单独指导；

（2）一个指导教师原则上指导学生人数在20人之内，经过教务处批准后最多指导一个自然班；（3）每个学生必须独立完成课程设计，选择同一课程设计题目的学生人数不超过5名。

（4）辅导超过1周且时间和地点变化的可用2个以上的辅导时间安排表。

（5）本表以教学班为单位，双面打印一式三份，教学科研部、系、辅导老师各一份，并在课程设计前二周交各系。

题目：普通梯形钢屋架设计

通过钢屋架课程设计，要求掌握：

A、钢屋架荷载的计算；

B、杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，杆件截面型式、截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度；

C、普通钢屋架节点设计的原则和要求，节点的设计及计算和构造；钢屋架施工图的内容和绘制。

课程设计要求完成的主要内容有：

A、完成计算书一份，内容包括：设计资料的结构形式与布置，荷载计算，杆件设计，节点设计。

B、绘制钢屋架施工图，图纸内容：屋架索引图，屋架正立面图，上、下弦杆俯视图，必要的剖面图（端竖杆、中竖杆、托架及垂直支撑连接处），材料表，施工图说明，标题栏（写明：题目、指导教师、班级、学号、姓名、日期）。

一、题目：设计某车间（无吊车、无天窗、无振动设备）

二、设计资料

某工业厂房，长度120m，屋架间距6m，屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度、保温层荷载标准值和屋面积灰荷载标准值按指定的数据进行计算。

1、柱距6m，梯形钢屋架跨度L ：（1）21m （2）24m (3)27m (4)30m (5)33m

2、屋架采用的钢材及焊条为：235

E型，手工焊。

Q钢，焊条为43

3、梯形钢屋架荷载标准值（水平投影面计）

（1）永久荷载：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m2

水泥砂浆找平层20mm厚 0.4 kN/m2

保温层 kN/m2(按分组表确定)

一毡二油隔气层 0.05 kN/m2

水泥砂浆找平层 0.3 kN/m2

预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m2

屋架及支撑自重：按经验公式L

.0+

=计算： KN/m2

12

.0

q011

悬挂管道： 0.15 kN/m2

（2）可变荷载：

屋面活荷载标准值： 0.7kN/m 2 雪荷载标准值： 0.35kN/m 2

积灰荷载标准值： kN/m 2(按分组表确定) 4. 柱网布置图（见附图） 5. 分组情况见附表

三、设计要求

1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。

2、合理布置支撑体系，主要考虑

（1）上弦横向水平支撑 （2）下弦横向水平支撑 （3）纵向水平支撑 （4）垂直支撑

（5）系杆（刚性或柔性）

并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号 3、荷载及内力计算

（1）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。

（2）屋面积灰荷载按指定值计算，积灰荷载属于可变荷载。 （3）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。 （4）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。

（5）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。

（6）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力） 4、杆件截面选择

（1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T 形截面或十字形截面，要根据y x λλ=的等稳条件选择合理的截面形式。

（2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆确定杆件截面及垫板数量。

（3）上弦杆，下弦杆，主斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可列表进行

（4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。

5、节点设计

（1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。

（2）节点设计与施工图绘制往往是同步进行的。

（3）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。

6、屋架施工图

（1）绘制1#施工图

（2）施工图应包括

①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。

②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。

③侧面图，剖面图及零件详图。

④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。

⑤说明。

四、内力计算考虑下列三种情况

1、满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载）

2、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和半跨活荷载和全跨屋架自重

3、在使用过程中全跨永久荷载和半跨可变荷载

五、施工图绘制说明

课程设计要求完成的施工图限于构件图和节点详图的绘制。其主要内容如下：

(1)屋架的索引图：用以表示各杆件的几何长度、内力设计值以及拱度(如果需要起拱的话)；

(2)屋架的正面图：用以表示各个杆件的编号、定位尺寸、缀(填)板的布置、各个节点的详图(包括节点板的几何尺寸、定位尺寸、各个杆件在节点板上的相互几何关系、焊缝几何尺寸)，以及支撑连接件的位置等；

(3)屋架的上、下弦平面图：分别对应于上、下弦的俯视图，用以表示上、下弦的支撑连接件的位置；

(4)屋架的侧面图：一般绘制屋架的端侧面图和中竖杆的侧面图等；

(5)屋架的剖面图：一般绘制屋架支座节点的水平剖面图、屋架垂直支撑所在的竖直剖面图等；

(6)大样图：用以表示某些特殊零件的几何尺寸；