30m跨钢结构梯形屋架课程设计

钢结构课程设计

所在学院：工程学院

专业班级：09土木2班

指导教师：

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学号：***********

钢结构课程设计

一、课程设计介绍 (3)

1、设计资料 (3)

2、设计要求 (3)

3、主要参考资料 (3)

二、课程设计内容 (4)

1、设计资料 (4)

2、荷载计算 (4)

3、几何尺寸及杆力系数图 (4)

4、截面设计 (5)

4.1上弦杆 (5)

4.2下弦杆 (5)

4.3腹杆 (6)

5、屋架杆件选用表 (13)

6、节点设计 (14)

6.1下弦节点“C'” (14)

6.2上弦节点“B” (15)

6.3屋脊节点“K” (16)

6.4普通节点“C” (17)

6.5支座节点“A'” (17)

三、钢结构施工图 (20)

四、课程设计手算书 (21)

钢屋盖设计任务书（梯形屋架）

一、设计资料

某车间（或厂房）跨度L，长度96m，柱距6m，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地基本风压为0.55kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，柱截面400mm×400mm。其他设计资料如下：

二、设计要求

计算书：内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。

图纸：应符合制图规范及要求，表达应完整；绘制要求：主要图面应绘制正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图；在图的左上角绘制屋架简图，并注明杆件几何长度（左半跨）及杆件内力设计值（右半跨），图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明，如钢材型号、

（注：采用A1图纸594mm×841mm）附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。

三、主要参考资料

1. 戴国欣主编．钢结构（第三版）．武汉：武汉理工大学出版社，2007

2. 夏志斌，姚谏．钢结构—原理与设计．北京：中国建筑工业出版社，2004

3. 张耀春主编．钢结构设计原理．北京：高等教育出版社，2004

4. 汪一骏等．钢结构设计手册（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，2004

5. 建筑结构荷载规范（GB50009—2001 ）

6. 钢结构设计规范（GB50017—2003）

7. 建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）

钢结构课程设计

一、设计资料 1、结构形式

某车间（或厂房）跨度30m ，长度96m ，柱距6m ，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m ，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷载标准值为0.5kN/m 2，当地基本风压为0.50kN/m 2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，柱截面400mm ×400mm 。

2.荷载标准值（水平投影面积） ①永久荷载：

永久荷载标准值 0.4KN/m 2

屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011x30KN/m=0.45KN/m ②可变荷载：

屋面活荷载标准值 0. 50kN/m 2 雪荷载标准值 0.30kN/m 2 积灰荷载标准值 0.75kN/m 2 风压 0.55KN/m 2 二、荷载计算

根据《建筑结构荷载规范》，屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取雪荷载0.50kN/m2进行计算。

荷 载 计 算 表

荷载名称 标准值（kN/2

m ） 设计值（kN/2

m ） 屋架和支撑自重 0.12+0.011×30=0.45 0.45×1.35＝0.608 永久荷载总和 0.85 0.85x1.4=1.19 雪荷载 0.3 0.3×1.4＝0.42 积灰荷载 0.75 0.75×1.4＝1.05 可变荷载总和

1.25

1.25x1.2=1.5

三、几何尺寸及杆力系数图

四、截面设计

腹杆最大内力－269.2kN,查表7.4，选用中间节点板厚度为t=8mm ，支座节点板厚度10mm 1、上弦杆（整个上弦不改变截面，按照最大内力计算）

kN kN N 538985.23431.22max -=⨯-= cm l x 8.1500= cm l y 0.3000= 选用2L110×8，查附表可知A=34.482

cm cm 3.4 i x = cm 4.81 i y = 按所选角钢进行验算：

35.444.38

.150i l

ox

===

x

x λ ≤ [λ]＝150

37

.6281

.40

.300i l

oy

===y

y

λ≤ [λ]＝150满足长细比的要求。 查表可知

79

.0006.037.0797.0=⨯-=y

ϕ为b 类截面 双角钢T 型截面对称轴y 轴弯扭屈曲计算长细比yz λ

82.1511

30058.0

58.075.138110=⨯=<==b l t b y 则9.69)8.030011

475.01(37.62)475.01(224

2204=⨯⨯+⨯=+=t l b y

y

yz λλ 取9.69max =λ 则

75

.0006.09.0757.0=⨯-=ϕ 2222

3

/215/49.207/1048.34752.010538mm N f mm N mm N A N =<=⨯⨯⨯==ϕ

σ

填板厚度为8mm ，每节间放一块（满足l 范围内不少于两块），

cm cm i l x

a 1364.340404.75=⨯=<= 2、下弦杆(下弦也不改变截面，按照最大内力计算）

取kN kN N 24.527985.23982.21max

=⨯= cm l x 3000= cm l y 15000= 连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘距离约为100mm ，可不考虑螺栓孔削弱

对于风荷载，风荷载高度变化系数为1.25，屋面迎风面体型系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压设计值（垂直于屋面）为

迎风面：2

21/525.0/5.025.16.04.1m kN m kN w -=⨯⨯⨯-= 背风面：2

2

2

/4375.0/5.025.15.04.1m kN m kN w -=⨯⨯⨯-= 1w 和2w 垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的恒荷载，故将拉杆的长细比依