目录
一钢结构课程设计任务书 (1)
二钢结构课程设计计算书 (3)
1 支撑布置 (3)
2 荷载计算 (4)
3 内力计算 (6)
4 杆件设计 (7)
5 节点设计 (18)
三附图
1钢屋架施工图
2钢屋架节点详图和材料表
一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书
一、设计资料 1、结构形式
某厂房跨度为21m ，总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。
2、 屋架形式及选材
屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。
3、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/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2
保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2
预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2
屋架及支撑自重：按经验公式L
=计算： KN/m2
12
.0+
.0
q11
悬挂管道： 0.15 KN/m2
②可变荷载：
屋面活荷载标准值：2
7.0m
kN
/
雪荷载标准值： 0.35KN/m2
积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取)
二、设计内容
1、计算书部分
进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
2、图纸部分
绘制钢屋架施工图（包括桁架简图及材料表）。用铅笔绘制白纸图，尺寸及标注应齐备，满足构造要求。
三、设计要求
1、计算书可用铅笔等书写，插图应按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合；
2、图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求；
3、完成时间：一周。 附 图 一
13502290
2590
2890
261
3
286
4
312
4
2530
2864
3124
33
1507.51507.51507.51507.51507.51507.5150150
A a c e g
B
C D F G 150
07=10500×
图1.1 21米跨屋架几何尺寸
A
a
+4.1000.
000-7.472-11
.262-
12.18-
7.68
4
-4.40
9
-1.57
2
+0.7
13
+5.8
08
+2.7
92
+0.3
28-1.0
-1.0
-1.0
-0.5+9.744+11.962
+11.7
c e
g
h B C D
E F
G 0.5
1.
01.0
1
.01.0
1.0
1.0
1
图1.2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
A a c e g g 'e '
+3.0100
.000-5.3
10-7.339-6.861-5.319-3.-5.6
41
-2.6
33
-0.
047
+1.
913
+1.36
7
+3.960
+1.222
-1.039
-1.200
-1.525
-1.0-1.0-1.00.000.00
-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636
B C D E F G H G 'F 'E '0.51.01.01.01.01.01.01.0
图1.3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
二、钢结构课程设计计算书
1.支撑布置
桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤为2台5t ，布置下弦纵向水平支撑。
桁架下弦支撑布置图
垂直支撑
垂直支撑
图
桁架支撑布置图
符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;
GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆
2.荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面荷载计算。
①永久荷载标准值
三毡四油防水层：0.4 kN/m2
水泥砂浆找平层：0.4 kN/m2
保温层：0.65 kN/m2
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)
q=0.12+0.11L =0.12+0.011×21=0.351 0.351 kN/m2
悬挂管道：0.15 kN/m2
小计： 3.701 kN/m2
②可变荷载标准值：
屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.7 kN/m2
积灰荷载标准值： 1.0 kN/m2
小计： 1.7 kN/m2
设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：
2.1 全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨节点永久荷载及可变荷载：
F=（3.701×1.35+1.7×1.4）×1.5×6=66.39 kN/m2
2.2 全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载：
F1=3.701×1.35×1.5×6=44.97 kN/m2
半跨节点活荷载：
F2=1.7×1.4×1.5×6=21.42 kN/m2
2.3 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
全跨节点桁架自重：
F 3 =0.351×1.2×1.5×6=3.79 kN/m 2 半跨节点屋面板自重及活荷载：
F 4=（1.4×1.2+0.7×1.4）×1.5×6=23.94 kN/m 2
（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
图2.1 桁架计算简图
(c)
(b)
(a)
3.内力计算
根据设计任务书中老师给出的F=1 的桁架各杆件的内力系数，然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表3.1。
表3.1 桁架杆件内力组合表
4 杆件设计
4.1 上弦杆
整个上弦杆采用等截面，按FG ，GH 杆件的内力最大，作为最大设计值 N= -808.51kN=-808510N （受压） 上弦杆计算长度
a .在行架平面内，为节间轴线长度：l ox =150.75cm
b .在行架平面外，根据支撑布置内力变化情况，
DH 间的上弦杆取l oy =2×150.75=301.5cm AD 间的上弦杆取l ’oy =2×150.75=301.5cm
l oy =2l ox (l ’oy =3l ox ),故截面宜选用两个不等边角钢，短肢相并
腹杆最大内力N=510.06kN,查表9.6.4，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。
设λ=60查附录4得807.0=ϕ。 需要截面积：
2
2
87.4659/215807.0808510mm mm N N f N A =⨯==
ϕ
需要的回转半径：
51cm .26075
.150==
=
λ
x
x l i
cm 03.5605
.301==
=
λ
y
y l i
根据需要的As ，ix ，iy 查角
钢规格表，选用2 L140×90×12
A=52.80 cm 2 i x = 2.536 cm i y =6.81 cm
44.592.536
75.150===
x x x i l λ
27.446.815.301===y y
y i l λ （42.666.81
3.452''
===y y i l y λ）
满足长细比[]150=<λ要求，
截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于y x λλ> ，只要求44.59=x λ， 查表得，810.0=ϕ。
222/215/1895280810.0808510mm N mm N mm
N A N <=⨯=ϕ 由于支撑节间的间距不同，需验算AD 间的上弦杆在行架平面外的稳定性，已知F BC =F CD =495.99kN ，查表得φ=0.772
2
22
/215/68.1215280772.0495990mm N mm N mm N A N <=⨯=ϕ,所选截面满足稳定性要求。
4.2 下弦杆
整个下弦采用等截面，按最大内力所在的eg 杆计算： N max =794.04kN=794040 N （受拉）
l ox = 300cm ，由于跨中有通长系杆，两端有下弦纵向水平支撑，l oy =750cm 所需截面积为：
2221.3693215N/mm
794040mm N
f N A n ===
l oy =2.5l ox ，宜选用两个不等边角钢，短肢相并，选用2L125×80×12 A =46.70cm
i x =3.95cm i y =6.16cm
95.753.95
300===
x x x i l λ 图4.2 下弦杆截面图
75.1216.16
750
==
=
y
y y i l λ 满足长细比[]350=<λ要求。 4.3 端斜杆aB
杆件轴力：N=-510.06kN=-510060N （受压）
计算长度l ox =l oy =253cm 。因为l ox =l oy ，故采用不等边角钢，长肢相并，使i x =i y 。设λ=70，查附录4得，751.0=ϕ
2
2
96.3158/215751.0510060mm mm
N N f N A =⨯==
ϕ 需要的回转半径：
cm 61.370
253
==
=
=λ
x
y x l i i 根据需要的A ，i x ，i y 查角钢规格表，选用2L140×90×8 A=36.08cm 2 i y =3.63cm i x =4.50cm
22.564.50
253===
x x x i l λ， 70.693.63
253
==
=
y
y y i l λ 满足长细比[]150=<λ要求， 截面在x 和y 平面内皆属b 类，
由于x y λλ>，只求70.69=y λ，查附录4，得753.0=ϕ，
2
22/215/74.1873608753.0510060mm N mm N mm
N A N <=⨯==
ϕσ 所选截面合适。 4.4 腹杆 4.4.1 Bc 杆
N=385.54kN=385540N
图
杆截面图
2
2
21.1793215N/mm
385540mm N f N A n ===
由于l ox =0.8l=0.8×261.3cm=209.0cm ，l oy =261.3cm ，选用2L80×6 A=18.79cm 2，
i y =3.65cm ， i x =2.47cm
63.842.47
209.3===
x ox x i l λ， 59.713.65
261.3
==
=
y
oy y i l λ 满足长细比[]350=<λ要求，且
2
22/215/18.2051879385540mm N mm N mm
N A N <===
σ 所选截面满足要求。 4.4.2 Dc 杆
N=-292.67kN=-292670N
l ox =0.8×l=0.8×286.4cm=229.14cm l oy =286.4cm ，
设λ=100查附录4得55.0=ϕ
cm 29.2100229.14
===λx
x l i ,cm 86.2100
286.4===λy x l i
2
201.2475/21555.0292670mm mm
N N f N A =⨯==
ϕ 由于l ox =l oy =261.3cm ，选用2L100×6 A=23.86cm 2， i y =4.44cm ， i x =3.10cm
图4.4 Bc 杆截面图
92.733.10
229.14===
x ox x i l λ， 50.644.44
286.4
==
=
y
oy y i l λ 由于y x λλ>，只求92.73=x λ，查附录4，得768.0=ϕ，
2
22
/215/72.1592386768.0292670mm N mm N mm
N A N <=⨯==
ϕσ 所选截面满足。 4.4.3 De 杆
N=185.33kN=185330N
22862215N/mm
185330mm N f N A n ===
由于l ox =0.8l=0.8×286.4=229.12cm ，l oy =286.4m ，选用2L50×6 A=11.38cm 2， i y =2.48cm ， i x =1.51cm
74.1511.51
229.12===
x ox x i l λ， 48.1152.48
286.4
==
=
y
oy y i l λ 满足长细比[]350=<λ要求，且
2
22/215/86.1621138185330mm N mm N mm
N A N <===
σ 所选截面满足要求。 4.4.4 eF 杆
N=-104.35kN=-104350N l ox =0.8l=0.8×312.4cm=249.92cm l oy =312.4cm ，
设λ=140查附录4得345.0=ϕ
图
杆截面图
cm 79.1140249.92cm
===λox
x l i ,cm 23.2140
312.4cm ===λoy y l i
2281.1406/215345.0104350mm mm
N N f N A =⨯==
ϕ 选用2L70×6
《钢结构设计》课程设计教学大纲 一、课程名称：钢结构课程设计Design Course of Steel Structure 二、课程编号：08131081 三、学时：1周（16学时）学分：1 四、适用专业：土木工程 五、承担系、实验室(中心)：土木工程系 六、课程设计教学目的和任务 目的：①了解钢屋架设计的一般程序和内容，为毕业后从事实际设计工作奠定基础； ②巩固钢结构课程中所学内容〔例如材料性能及材料的选择，连接设计及计算，基本 构件的设计计算等〕，并应用于课程设计中； ③掌握钢屋架施工图的表达方法和制图规定； ④学习书写结构计算书； ⑤学习运用规范及有关技术资料。 任务：①材料选择； ②屋架形式及屋架几何尺寸的确定； ③屋架及屋盖支撑的布置； ④屋架的结构设计及编写计算书； ⑤绘制屋架施工图。 七、课程设计项目设置、类型与学时分配 （一）项目设置： （二）类型：综合 （三）学时分配 本课程设计采取一人一题的训练方式，共用1周时间，计16个学时，如下表：
八、课程设计与理论课的衔接与分工 钢结构课程设计是土木工程本科教育的一个重要教学环节，是检验和巩固土木工程理论课学习效果的一个有效方式。通过课程设计，可以使学生进一步加深对所学理论课程的理解和巩固；可以综合所学的钢结构设计计算的基本原理和相关的知识去解决实际问题；可以使学生得到工程实践的实际训练，提高其应用能力及动手能力。 九、每项设计的内容与基本要求 1、初选方案 ①根据设计资料确定屋架的计算跨度、跨中及端部高度 ②确定屋架结构形式及支撑的布置 ③绘制屋架形式及几何尺寸简图 ④绘制屋架上、下弦杆支撑布置图及垂直支撑布置图 2、内力计算 ①根据设计资料确定屋盖上的永久荷载和可变荷载 ②确定屋架节点荷载 ③确定屋架杆件的内力 ④进行屋架杆件内力组合，确定杆件的最不利内力 3、杆件截面选择及节点设计 ①根据内力计算的结果，确定屋架上、下弦杆以及端斜杆、腹杆、竖杆的截面尺寸 ②根据选定的截面以及内力计算的结果，进行屋架上、下弦节点及屋脊节点、支座节点设计 4、施工图绘制 根据设计计算的结果按照制图标准及设计规范绘制钢屋架施工图（含节点详图）。 十、课程设计考核评分标准 钢结构课程设计的成绩考核按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。参考评分标准如下： 1、优秀 ①工作努力，遵守纪律，表现好。 ②能按时优异地完成设计任务，能熟练地运用所学理论和专业知识，在某些方面有独特的见解。 ③设计概念清楚，图面表达清晰，书写工整，图纸齐全，符合要求。 2、良好 ①工作努力，遵守纪律，表现较好。 ②能按时独立完成设计任务，较熟练地运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析和解决问题的能力。 ③设计概念清楚，图面表达较清晰，书写工整，图纸齐全，符合要求。 3、中等 ①工作努力，遵守纪律，表现一般。 ②基本能按时独立完成设计任务，综合分析和解决问题的能力一般。
目录 一钢结构课程设计任务书 (1) 二钢结构课程设计计算书 (3) 1 支撑布置 (3) 2 荷载计算 (4) 3 内力计算 (6) 4 杆件设计 (7) 5 节点设计 (18) 三附图 1钢屋架施工图 2钢屋架节点详图和材料表
一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书 一、设计资料 1、结构形式 某厂房跨度为21m ，总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。 2、 屋架形式及选材 屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。 3、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/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2 保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2
屋架及支撑自重：按经验公式L =计算： KN/m2 12 .0+ .0 q11 悬挂管道： 0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：2 7.0m kN / 雪荷载标准值： 0.35KN/m2 积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取) 二、设计内容 1、计算书部分 进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。 2、图纸部分 绘制钢屋架施工图（包括桁架简图及材料表）。用铅笔绘制白纸图，尺寸及标注应齐备，满足构造要求。 三、设计要求
钢结构 课程设计任务书（钢屋架设计）
1 设计题目 某厂房钢屋架设计。 2 设计目的 课程设计是本课程教学的实践教学环节之一，通过设计使学生进一步掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提高综合分析、解决问题的能力。 3 设计条件 某厂房总长度90m ，跨度根据不同的学号从附表中取，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m 。 3.1 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，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制）。 3.2 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：双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。 3.3 屋盖结构及荷载 （1）永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 kN/m 2 保温层 0.5 kN/m 2(按分组表确定) 一毡二油隔气层 0.05 kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m 2 屋架及支撑自重：按经验公式L q 011.012.0+=计算： 0.12+0.011×18=0.318 KN/m 22 （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： 0.7 kN/m 2(按分组表确定) 4 设计内容
4.1 确定屋盖结构及支撑的布置图； 4.2 选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求； 4.3对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座 节点、屋脊节点及下弦中央节点； 4.4 屋架施工图 （1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。设计的节点应尺寸齐备、书写规范、满足构造要求； （2）施工图内容 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材料表。 ⑥说明。 5 设计要求 5.1 设计内容完整、计算准确、保证经济；图纸整洁、布图合理； 5.2 计算书须用打印并装订（A4），插图应按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合； 5.3 图纸应符合《房屋建筑制图统一标准》和《建筑结构制图标准》的要求； 5.4 屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见分组附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中； 6 设计进度与考核： 6.1 进度 设计时间一周； 6.2 考核 根据设计内容的完整性、结构合理性、计算准确性以及图纸的质量、口试、考勤等方面为评分标准； 7 参考资料 [1]夏志斌．钢结构原理与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012.7. [2]刘声扬．钢结构原理与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2011.9. [3]夏志斌，姚谏.钢结构设计[M]．北京：中国建筑工业出版社.2010.9. [4]GB50017-2003钢结构设计规范[S]．北京：中国计划出版社.2003. [5]GB50009-2012建筑结构荷载规范[S]．北京:中国建筑工业出版社.2012.
《钢结构》课程设计任务书、指导书（建筑工程专业方向） 土木建筑工程系
年月42014 《钢结构》课程设计任务书、指导书 一、设计题目 简支梯形钢屋架设计 二、设计原始资料 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90m，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；1。?i屋面坡度10 0。的吊车，计算温度高于-20C．车间内设有中级工作制、起重量?300KN3 ．材料4 型，手工焊。钢，焊条为E43钢屋架选用Q235-B ．荷载（标准值）5 2kN/m防水层0.35 2kN/m0.40砂浆找平层(厚20mm) 2)( 保温层 kN/m按附表取 2kN/m1预应力钢筋混凝土大型屋面板.344 （包括灌缝） 2kN/m屋架及支撑自重）（0.12+0.011l 2kN/m0.15悬挂管道 2kN/m0.50屋面活荷载 2)(按附表取屋面积灰荷载kN/m 2kN/m雪荷载0.35 )见附图(6．钢屋架计算简图及构件几何尺寸示意图 三、设计任务 ．绘制钢屋架结构支撑系统布置简图（包括上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑1
。）及系杆 ．设计该指定跨度的双坡梯形钢屋架，并绘制安装单元施工图及编制整榀屋架材料表。2 四、主要参考资料 2004高等教育出版社，张耀春.钢结构设计原理.北京:1. 1991:北京中国建筑工业出版社，钢结构2.欧阳可庆.. 2002中国建筑工业出版社，钢结构基本原理.北京:.3.沈祖炎、陈扬骥、陈以一 ,2001建筑钢结构设计.4.王肇民.上海：同济大学出版社 5.钢结构设计规范（GB50017-2003） 6.钢结构施工质量验收规范（GB50205-2001） 7.建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002） 8.建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 9.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001） 10.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001） 五、设计计算说明书要求 1．设计资料； 2．结构平面布置简图、支撑体系简图； 3．钢屋架计算简图及几何长度； 4．荷载计算、荷载组合、节点荷载及支座反力计算； 5．屋架内力计算： （1）单位节点荷载（P=1）作用于左半跨屋架的内力图； （2）利用结构的对称特点，当单位节点荷载（P=1）分别作用于屋架左半跨和右半跨
1.设计资料： ......................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.结构形式与布置 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.荷载计算 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.内力计算 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。附件：设计资料 1、设计题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间,长84m,跨度24m,柱距6m,车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车,轨顶标高18.5m,柱顶标高27m,地震设计烈度7度;采用梯形钢屋架,封闭结合,×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板m2,上铺100mm厚泡沫混凝土保温层容重为1KN/m3,三毡四油上铺绿豆砂防水层m2,找平层2cm厚m2,卷材屋面,屋面坡度i=1/10,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级C20,上柱截面400×400mm;钢材选用Q235B,焊条采用E43型;屋面活荷载标准值m2,积灰荷载标准值m2, 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件,完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容; 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下,能根据设计任务书的要求,搜集有关资料,熟悉并应用有关规范、标准和图集,独立完成课程设计任务书指导书规定的全部内容; 1需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图; 2梯形钢屋架设计要求：经济合理,技术先进,施工方便; 3设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂,统一用A4纸书写打印; A、按步骤设计计算,各设计计算步骤应表达清楚,写出计算表达式及必要的计算过程,对数据的选取应写明判断依据; B、计算过程中,必须配以相应的计算简图; C、对计算结果进行复核后,为保证施工质量且方便施工,应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据; 4梯形钢屋架施工图共两张,图纸绘制的要求：布图合理,版面整齐,图线清晰,标注规范,符合规范/图集要求;
目录 一、设计资料 (1) 二、荷载与内力计算 (2) 1、荷载计算 (2) 2、荷载组合 (2) 3、内力计算 (3) 三、杆件截面设计 (5) 1、上弦杆 (5) 2、下弦杆 (6) 3、端斜杆aC (6) 4、斜腹杆eE (8) 5、竖腹杆Eb (8) 四、节点设计 (13) 1、下弦节点“b” (13) （1）腹杆与节点板的连接焊缝 (13) （2）节点详图 (15) (3)下弦与节点板的连接焊缝 (16) 2、上弦节点“E” (16) （1）腹杆与节点板的焊接缝 (16) （3）节点详图17 （3）上弦节点板的连接焊缝 (18) 3.有工地拼接的下弦节点“c”。 (18) （1）拼接角钢的截面和长度 (18) （2）下弦杆与节点板的连接角焊缝 (19) （3）“Ic”杆与节点板的连接角焊缝 (20) （4）“gc”杆与节点板的连接角焊缝 (20) （5）节点详图 (21) 4.屋脊节点“I” (21) （1）拼接角钢的截面和长度 (21) （2）腹杆与节点板的连接焊缝 (22) （3）节点详图 (22) （4）上弦杆与节点板的连接焊缝 (23) 5.支座节点“a” (24) （1）支座底板的尺寸 (24) （2）节点板的尺寸 (25) （3）加劲肋的尺寸 (27) （4）加劲肋与节点板的连接焊缝 (28) （5）加劲肋、节点板与底板的连接焊缝 (29) 五、填板设计 (32) 六、材料表 (34) 附表 (36)
一、设计资料 1、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C25，柱顶截面尺寸为400mm× 400mm。 2、车间柱网布置：长度120m；柱距6m；跨度L=24m。 3、上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向 系杆。 4、屋面坡度1﹕10. 5、钢材采用Q235B钢，焊条为E43XX系列，手工焊。 6、屋面荷载标准值见表1 表1 荷载标准值 7、屋架计算跨度: l=L – 2×0.15=24-2×0.15=23.7m,屋架形式和几何尺寸如图1所 o 示。
《钢结构》(钢屋架)课程设计任务书 课程设计任务书 《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书 一、设计任务的目的与要求： 本次课程设计的任务是设计一个钢屋架结构，要求学生运用所学的钢结构设计知识与技能进行设计，包括荷载计算、结构分析与设计、构件尺寸确定等。通过本次设计任务，旨在提高学生的综合应用能力，加深对钢结构设计原理的理解，并培养学生的团队合作和解决实际工程问题的能力。 二、设计任务的内容与流程： 1. 设计内容： 设计一个三层多跨度的钢屋架结构，用于承担一定的荷载和 风力荷载。要求设计满足结构安全、稳定和经济性的要求。 2. 设计流程： (1) 根据设计要求和建筑功能确定结构基本参数，包括跨度、层数、荷载类型和大小等。 (2) 进行荷载计算，包括使用现行规范确定荷载，并对各种 荷载进行组合计算。 (3) 进行结构分析与设计，包括确定结构的受力情况和选择 适当的材料和截面形式。 (4) 进行构件尺寸确定，包括对主要构件进行动静力分析， 确定其合理的尺寸和型号。
(5) 进行结构的耐久性设计，包括使用合适的防腐措施，保 证结构的使用寿命。 (6) 进行结构的施工图设计，包括绘制结构的剖面图、节点 连接图等。 三、设计任务的要求与评价指标： 1. 设计要求： (1) 结构安全可靠，满足国家规范要求的承载能力和稳定性 要求。 (2) 结构经济合理，材料使用充分，尺寸合理。 (3) 结构施工方便，构件可制造性好。 (4) 结构具有良好的耐久性，能满足设计寿命要求。 2. 评价指标： (1) 结构的安全性：承载能力满足设计要求，结构稳定性好。 (2) 结构的经济性：材料使用充分，构件尺寸合理。 (3) 结构的可施工性：结构构件制造方便，施工条件易于满足。 (4) 结构的耐久性：防腐措施合理，能满足设计寿命要求。 四、设计任务的开题与验收： 1. 开题内容： (1) 设计题目的背景与意义。
《钢结构课程设计》任务书和指导书 ------ 钢屋架 一、设计目的 《建筑钢结构课程设计》是土木工程专业的一门专业拓展实践类课程，它是为配合《钢结构》课程而开设的一门专项课程设计，具有较强的实践性。本课程设计主要完成钢屋架结构设计，使学生初步了解结构设计的程序和方法；掌握设计计算的原理和手段；熟悉使用与结构设计相关的规范、规程、标准图和设计计算手册。通过本课程设计，能够促使学生理论联系实际，培养学生的实践能力和动手能力，学会编写结构计算书、绘制结构施工图，为学生将来的设计或施工管理等工作奠定基础。 二、设计基础 1、先修课程 （1）《土木工程制图及计算机制图》； （2）《房屋建筑学》； （3）《钢结构》； 2、基本要求 要求学生在进行本课程设计之前，通过以上专业及专业基础课的学习，能够掌握钢屋架的受力特点；了解屋盖结构的平面布置；了解各种支撑的作用及布置方式；了解屋盖结构平面、立面的关键尺寸；掌握屋盖结构的荷载类型及其计算；掌握钢屋架构件和节点的选型、设计计算以及构造；掌握钢屋架结构施工图的绘制方法。 三、设计任务 （一）课程名称 人字形钢屋架设计 （二）设计资料 1、工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度96m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上；屋架跨度为32m，屋面离地面高度约20m，屋架间距12m。 2、屋面做法：屋面材料为压型钢板；屋面坡度为1/10，轧制H型钢檩条的水平间距为5.3m（端节点5.25m），无天窗 3、自然条件：基本风压0.5KN/m2，基本雪压0.20KN/m2。地面粗糙类别为B类，也可根据具体情况选取。 4、材料选用： （1）屋架钢材采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235B级镇静钢或沸腾钢。当工作温度等于或低于-200C时，应采用Q235B级镇静钢。 （2）焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1988中规定的E43型焊条。 （3）普通螺栓应采用性能等级为4.6级C级螺栓。锚栓采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235级钢制成。
1.设计资料 某车间跨度为24m ，厂房总长度102m ，柱距6m ，车间内设有两台50/10t 中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m ；采用1.5×6 m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm ，混凝土强度等级为C25。 屋架采用的钢材用Q345钢，焊条为E50型。 桁架计算跨度：m l 7.2315.02240=?-= 跨中及端部高度：桁架的中间高度： h =2.7m 23.7m 处两端的高度： 0h =1.713m 30m 轴线处高度： 0h =1.7m 桁架跨中起拱50mm(≈L/500) 2.结构形式及布置 桁架的形式和几何尺寸（图中杆件尺寸为未起拱前的尺寸） 桁架支撑布置
符号说明：SC —上弦支撑；XC —下弦支撑；CC —垂直支撑； GG —刚性系杆；LG —柔性系杆 3.荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于屋面夹角较小，风载为吸力，起卸载作用，一般不考虑响。沿 屋面分布的永久荷载乘以003.1121 12cos 12=+=α换算为沿水平投影面分布的荷 载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（w P =0.12+0.011?l ）计算，跨度单位为m 。 标准永久荷载： 永久荷载： 改性沥青防水层 1.003x0.4=0.401kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 1.003x0.4=0.401kN/m 2 80厚泡沫混凝土保温层 1.003x0.6=0.602kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.003x1.5=1.505kN/m 2
水工钢结构课程设计 简介 水工钢结构是指在水利工程、水电站、船舶等领域中应用的钢结构体系，在这些领域中占据着重要的地位。本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行水工钢结构的课程设计。 船型介绍 本文选取的船型为DL2400型，该船型为一种散货船，主要用于海洋运输领域中。该型船的总长为240m，型宽为32.26m，型深为18.0m，受承载能力限制，设计载货量为7,500吨，船舶排水量为19,500吨。船舶的建造符合中国海洋局制定的《船舶设计规范》（GB 50158-2013）的规定。 设计要求 在进行水工钢结构的课程设计过程中，需要遵循以下的设计要求： 1.满足船舶的必要强度要求，同时保证结构的安全可靠； 2.保证船体的刚度和稳定性； 3.最小化船体的自重； 4.合理利用材料，降低造价成本。 结构设计 框架结构设计 该型船采用通用梁双底槽式结构的强度布置，分舱垂向各设置一层纵向筋。当船底宽达20m-30m时，采用槽式结构的强度布置会比板式结构经济，而且该结构还比较稳定，可用于大型散货船的建造。
在本船设计中，采用316l不锈钢制作了水箱支架和水箱，这样设计既满足了强度要求，又降低了自重。 舱壳结构设计 舱壳是船舶的主要承重构件，为了保证船壳的安全可靠，需要把船体分成多个船舱，在每个船舱设置舱壁，舱壁的厚度应符合规范的要求。同时应保证船舶的良好的密封状态，防止船体进水。 结果分析 经过以上的水工钢结构的课程设计，得到的设计方案符合了相关的规范要求，同时还满足了设计要求，并且对于设计的材料和结构，进行了合理的优化，可以进一步减轻船体自重，降低造价成本。 结论 本文以某典型型船为例，结合相关的标准和规范，进行了水工钢结构的课程设计，并给出了相关结果分析和结论。这些优化措施，不仅可以降低设计成本，还能有效提高船舶的安全性和可靠性，使船舶在特定环境条件下更加适用。
钢结构课程设计
湘潭大学 课程设计说明书 题目：仓库三角形钢屋架设计 学院：土木工程与力学学院 专业：土木工程 学号： 2011800813 姓名：谭振峰 指导教师：尹志明 完成日期：
《钢结构》课程设计 指导书 一、本课程设计要求与目的： 要求同学们通过本课程设计，能掌握钢结构屋架的设计计算方法；以及钢结构绘图的一般做法规律。 二、设计资料： 某仓库跨度18m，长度36m，砖墙承重，每隔4m设有一砖半见方的砖柱墩，柱墩上设砼块以支承屋架，砼C20。屋面采用波形石棉瓦，油毡（0.05KN/m2）、屋面板（0.07+n/100 KN/m2）(n为学号的最后两位数)、檩条按0.1 KN/ m2考虑，不全部支于节点上。雪荷载按0.5 KN/ m2取用，不考虑积灰荷载。试设计一三角形芬克式屋架，坡度自定。钢材为Q235B，焊条E43型。 内容： （一）支撑布置 只布置上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、竖向支撑，并在下弦及上弦各布置三道系杆。 檩条、屋架设计 杆件截面选择、节点设计 结构施工图2#图纸一张
三角形钢屋架设计 1 设计资料及说明 设计一位于湘潭市郊区的单跨屋架结构（封闭式），主要参数如下： 1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m，S=4m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为4m。 2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。 3、屋面坡度i=1：3。恒载为0.3kN/m2 ,活（雪）载为。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。 5、钢材标号为Q235-B.F，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度 l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度 a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置
钢结构设计原理第三版课程设计 一、课程简介 本课程设计基于《钢结构设计原理（第三版）》的知识要点，通过实际案例的综合设计和计算，提高学生对钢结构设计原理的理解和应用能力。本课程设计重点包含以下主题：钢结构应力分析、钢结构构件设计、钢结构节点设计等方面。 二、课程设计要求 1.理解和掌握钢结构设计的基本原理和方法，能够进行框架 结构中最常见的柱、梁、板、节点的设计和计算； 2.通过计算实例，掌握简单钢结构节点的设计、校核与分析 方法，掌握常规构造下构件受力情况及构造形式的影响； 3.能够使用专业的软件进行钢结构设计，掌握钢结构计算分 析的基本流程； 4.对钢结构设计有最基本的审查能力，能够识别和纠正常见 的错误。 三、课程设计内容 本课程设计主要包含以下内容：
1. 钢结构应力分析 1.1. 钢结构的力学基础 介绍钢结构所需的一些基本力学知识，如工程应力、变形与应变， 以及节点转换等话题。 1.2. 钢结构各行业相关规范 列举目前在国内常用的钢结构设计规范，介绍各规范的适用范围、 强制性条款等方面的知识。 2. 钢结构构件设计 2.1. 钢结构构件基础设计 通过展开和截面设计等方法，基于极限状态下的需求设计目标，确 定设计参数及截面尺寸。 2.2. 暴露钢结构构件的设计 介绍钢结构构件在暴露环境下的设计，包括防锈厚度规范、锚杆制作、环境参数等方面的知识。 3. 钢结构节点设计 3.1. 节点的类别与形式 对钢结构的节点进行分类和定义，掌握各类节点的设计和分析方法。
3.2. 节点设计与计算 通过实际的设计案例，介绍节点设计的最优化原理和方法，以及节点计算的步骤和过程。 四、课程设计计划 1. 教学方式 采用学生自学、指导教师辅助和网络课堂互动的教学方式。 2. 课程内容安排 章节主要内容学时 第一章钢结构的力学基础和规范 3 第二章钢结构构件设计 6 第三章钢结构节点设计9 3. 完成时间 设计周期共计10周，第1-2周为整理钢结构设计的基本知识，第3-5周为完成构件设计，第6-10周为完成节点设计。 4. 课程评估要求 课程完成后参与计算机模拟实例和验算小测验，测试成绩占总分的40%，论文答辩占总分的60%。
水工钢结构第四版课程设计 一、课程设计背景和意义 1.1 背景 水工钢结构是水工工程领域中的重要课题，其在水坝、桥梁、码头、船舶等水工工程中具有重要的应用价值。近年来，随着水工工程建设的不断推进和钢结构技术的不断发展，水工钢结构的应用范围也在不断扩大。 水工钢结构课程是工程结构专业和水利工程专业中的重要课程之一。通过学习该课程，学生能够掌握水工钢结构的基本概念、设计原则、计算方法和设计规范等知识，并能够运用所学知识进行实际工程的设计和施工。 1.2 意义 水工钢结构课程设计是培养工程结构专业和水利工程专业学生综合能力的重要环节。通过课程设计，学生能够深入了解水工钢结构的实际应用情况和设计要求，掌握工程设计过程中的方法和技巧，提升工程实践能力和创新思维能力，为未来从事相关专业的工作打下坚实的基础。 二、课程设计内容 2.1 课程设计目标 本次课程设计旨在让学生通过实际工程案例学习水工钢结构的设计过程，掌握一定的设计方法和技巧，提高工程实践能力和创新思维能力。 2.2 课程设计内容 本次课程设计主要涵盖以下内容：
•案例分析：选取实际的水工钢结构案例，分析其设计要求和难点，掌握工程设计过程中的方法和技巧。 •设计计算：根据案例要求，进行设计计算，掌握计算方法和流程。 •图纸绘制：根据计算结果，绘制设计图纸，包括结构图、质量表、零件图等。 •课程报告：按照要求编写课程报告，包括设计步骤、计算结果、图纸说明等内容。 2.3 课程设计要求 •设计要求：选取难度适中的实际案例，按照设计要求和规范进行设计计算。 •计算要求：计算过程严谨、计算结果准确、符合规范要求。 •图纸要求：图纸清晰、规范、标注准确。 •报告要求：报告内容详实、逻辑清晰、结论准确。 2.4 课程设计流程 •第一周：确定课程设计内容和要求，选取案例，分组开展课程设计。 •第二周：进行案例分析和设计计算，明确设计方案和计算方法。 •第三周：绘制设计图纸，规范标注，确保图纸准确完整。 •第四周：完成报告撰写和汇报，评估课程设计效果。 三、课程设计评估 3.1 评估指标 本次课程设计的评估指标包括以下方面：
水工钢结构设计课程设计 一、课程设计背景 随着建筑结构工程的不断发展，水工钢结构已成为构建重要水利水电工程的重要手段，具有结构坚固、寿命长、施工便利、适应性强等优点。在水工钢结构设计方面，需要学生掌握相关知识，了解结构的构成和设计原理，才能更好地进行实际操作。 本课程设计旨在通过对水工钢结构设计的相关知识进行学习和掌握，并结合实际项目进行设计实践，让学生深入理解各种结构构造的设计原理、施工细节等方面的知识。 二、课程设计目标 本课程设计旨在使学生能够： 1.掌握水工钢结构的设计原理，包括载荷计算、结构分析、构造设计、 材料选用等方面的知识； 2.明确钢结构构造的类型及其特点，了解并分析各类结构的适用范围； 3.学会使用结构设计软件进行模拟计算与结构设计； 4.了解水工钢结构设计相关标准的制定及其适用性。 三、课程设计内容 课程涵盖水工钢结构设计相关知识的基本原则、设计方法、结构设计软件、标准制定及实践操作等方面的内容，具体包括：
1. 水工钢结构设计原理 1.1 载荷计算：设计荷载、水压力等相关原理； 1.2 结构分析：应力、变形 和位移等相关原理； 1.3 构造设计：钢筋混凝土、钢结构及混合结构等相关原理； 1.4 材料选用：构件材料、钢材规格及特点等相关原理。 2. 钢结构构造类型及其特点分析 2.1 钢框架结构； 2.2 钢桁架结构； 2.3 钢拱架结构； 2.4 钢索架结构； 2.5 桥梁结构。 3. 结构设计软件的使用 3.1 模拟计算软件； 3.2 结构设计软件。 4. 水工钢结构设计标准制定 4.1 国际标准； 4.2 国家标准； 4.3 行业标准。 5. 实践操作 5.1 实地考察； 5.2 结构设计实践。 四、课程设计方案 1. 授课方式 本课程采用“理论课+实践课”的方式进行教学。 2. 教学计划 本课程设计共分为两个部分，每个部分包括理论讲授和实践操作。 第一部分：基础理论与设计 1.载荷计算； 2.结构分析；
钢结构原理课程设计 I. 课程设计背景 钢结构广泛应用于建筑、桥梁、机场、体育场馆以及发电、石油、 化工等领域。钢结构具有强度高、抗震、抗风、可重复使用、施工方 便等特点，成为现代建筑设计的主要结构材料之一。因此，钢结构原 理课程的学习和设计是建筑、土木工程专业学生的必修课程之一。 II. 设计目的 本课程设计旨在深入了解钢结构原理，培养学生的钢结构设计能力，并结合真实案例进行分析和综合设计，提高学生的实际应用能力。 III. 设计要求 1.选择一座建筑进行设计，该建筑需符合国家现行建筑标准 和规范。 2.应用所学知识，运用有关计算方法进行分析和设计。 3.将设计成果通过报告等形式进行汇报，注重表达和组织语 言，突出重点。 IV. 设计步骤 1. 确定建筑物的结构类型 根据设计要求，确定建筑的结构类型，包括建筑物的高度、跨度、 荷载类型等。结合建筑物的地理位置、气候条件、地质状况以及选材 和建造成本等因素，初步确定建筑物的结构类型。
2. 制定设计方案 根据已确定的结构类型，设计合理的钢结构方案，包括结构体系、杆件、节点等方面的设计。制定详细的设计方案，并做好相应的材料和陆上装置的选用。 3. 进行结构分析和计算 根据设计方案，进行结构受力分析和计算，确定各构件的荷载和材料，计算钢结构的承载力和刚度，确定整个建筑物的结构稳定性。 4. 结果分析和效果评估 将分析结果和计算数据进行整理，并结合实际情况进行效果评估，通过结构安全性分析、经济性分析等角度进行对设计方案的效果进行评估。 5. 制定最终设计方案 将评估的结果进行分析和比较，制定最终的钢结构设计方案。应对设计方案进行完善，做好施工图设计及施工统筹安排。 V. 设计成果 设计成果包括以下三个方面： 1.设计报告：制定全面的设计报告，介绍设计过程、设计方 法、分析计算结果、方案效果和应用意义等。 2.设计图纸：提交详细的设计图纸，包括总体布架图、结构 节点图、构件尺寸图以及施工工艺图等。
杆件设计示例 （以艾塗慕的设计资料和内力为例） －、设计资料 （略） 二、钢材及焊条的选择 根据结构的重要性，荷载特征，结构形式，连接方法，钢材厚度和工作环境等因素采用Q235B 级钢材，要求钢材具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和冷弯性能的合格保证，同时碳、硫、磷含量符合焊接钢材的要求。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量等级三级。 三、屋架的形式、几何尺寸 1.屋架形式：梯形屋架，跨度L=24m ，跨中高度h= 2.4m ，坡度i=1/9。荷载Ⅴ 2.几何尺寸：几何尺寸计算结果见表1。 四、荷载组合和内力计算 1.荷载组合和内力计算：结果见表 2. 2.几何尺寸及内力：如图所示。 五、支撑布置 由于厂房长度120米，厂房内又有中级工作制桥式吊车，故需在厂房两端和中间开间设置上、下弦横向水平支撑和垂直支撑。因屋架跨度L=24m ＜30m,所以应在屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在上、下弦水平支撑节间端部设置系杆。连接横向支撑的屋架编号为WJ-1， 其余屋架为WJ-2（见支撑布置图）。 六、杆件设计 屋架中的杆件，除跨中央的竖腹杆采用十字形截面外，其余杆件均采用双角钢组合的T 形截面。 (一)、选择节点板厚 由腹杆最大内力N=-251.8kN ，查下册教材P 85表2.13知：本屋架支座节点板厚度取10mm ，其余节点板与垫板厚度取8mm 。注意：在节点设计中确定焊脚尺寸h f 时，h f 要满足：h fmin =m ax 1.5 1.510t ==4.74mm(支座结点处)，或h fmin =m ax 1.5t =1.58=4.24mm(其他结点处)。因此所能选择的h fmin =5mm 。考虑到要在角钢肢尖处施焊，所以角钢的最小厚度应为5mm 。同时，考虑到屋架上、下弦杆要分别在屋脊结点和跨中央进行拼接，拼接时要用拼接角钢和弦杆角钢焊接，而拼接角钢要用安装螺栓定位，所以弦杆角钢的肢宽b 不能小于45mm(见上册教材P 72表3.8)。 (二)、杆件设计 1、上弦杆 整个上弦杆采用相同一截面（因本屋架的跨度L=24m ，因此也可考虑改变弦杆的截面， 24000 5925 A B C D I b E F G H a c e d 150 1083 5925 2400 1741 37.0 -31.0 -15.5 227.3 332.2 150 1 9 屋架尺寸(mm)和内力图(kN)
土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《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2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、课程设计基本要求 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2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。通过毕业设计，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、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目：
1.1基本质料 某工程为单层单跨钢结构厂房，跨度为21m，总长度为80m，纵向柱距8m，采用角钢梯形屋架，屋架坡度i=1:10,檩条间距1.5m,屋面板为带保温层的压型钢板夹芯板，屋架构件钢材选用Q235，焊条采用E43型，手工焊。屋架形式及几何尺寸如下图1.1所示，屋架与钢筋混凝土柱铰接，钢筋混凝土柱上柱截面400mm×400mm，混凝土强度等级C25。基本风压0.45KN/㎡，檐口标高12m，其他荷载标准值为：屋面均布活荷载0.5KN/㎡，雪荷载0.35KN/㎡，积灰荷载0.55KN/㎡，屋面板自重0.35KN/㎡，檩条自重0.15KN/㎡，管道荷载0.15KN/㎡。 图1.1 屋架形式及几何尺寸 要求：根据所给设计质料，进行屋架支撑布置和屋架杆件、节点设计，并绘制屋架施工图。 1.2支撑布置 车间总长80M,大于60m，共设置三道上、下弦横向水平支撑；在设置横向水平支撑的同一柱间，分别在屋架的两端和跨中共设置垂直支撑三道；在垂直支撑平面内的屋架上下弦节点处设置通长的刚性系杆。支撑布置如图1.2所示。
(a)屋架上弦平面支撑布置图 （b）屋架下弦平面支撑布置图 （c）1-1屋架端部垂直支撑布置图（d）2-2屋架跨中垂直支撑布置图1.3荷载标准值计算 （1）永久荷载标准值：（水平投影）
保温层的压型钢板屋面板自重： 0.35×1.507/1.5=0.351 KN/㎡ 檩条自重: 0.15 KN/㎡ 屋架和支撑自重：（0.12+0.011×21）=0.351 KN/㎡ 管道荷载自重： 0.15 KN/㎡ 永久荷载标准值合计： 1.002 KN/㎡（2）可变荷载标准值：（水平投影） 因屋面坡度小于30°，此时屋面上的风荷载为风吸力，且风荷载值不是很大，故风荷载不参与组合。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，从设计质料可知屋面活荷载大于雪荷载，故可变荷载仅考虑屋面活荷载和积灰荷载；屋面活荷载标准值0.5 KN/㎡，组合值系数取0.7 KN/㎡；积灰荷载标准值0.55 KN/㎡，组合值系数取0.9。 （3）荷载设计值 由分析可知由可变荷载效应控制，且屋面活荷载为主导可变荷载，则： 永久荷载设计值为：1.2×1.002=1.2024 KN/㎡ 可变荷载设计值为：1.4×0.5+1.4×0.55×0.9=1.393 KN/㎡ （4）荷载组合 屋面采用压型钢板屋面，因此屋架考虑以下2种荷载组合： ①跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架在全跨永久荷载+全跨可变荷载P作用下的计算简图如下： 全跨永久荷载和全跨可变荷载作用 全跨节点荷载设计值 P=（1.2024+1.393）×1.5×8=31.1448 KN ②全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架在全跨永久荷载+半跨可变荷载作用下的计算简图如下：
钢结构原理与设计上册课程设计 一、课程设计背景 钢结构作为一种优良的建筑结构，具有重量轻、刚度高、施工速度快等优点，在现代建筑中得到了广泛应用。因此，钢结构原理与设计上册课程作为学生学习钢结构知识的重要课程，具有重要的意义。 本次课程设计旨在通过对钢结构原理与设计的深入研究和探索，提高学生对钢结构的认知和理解程度，使学生能够在实际工作中熟练应用钢结构理论知识。 二、设计内容和目标 1. 设计内容 本次课程设计涉及的内容包括： 1.钢结构基本原理和概念 2.钢结构裁切制作技术及主要工艺流程 3.钢结构零件焊接与接头设计 4.钢结构工程设计案例分析 2. 设计目标 本次课程设计的主要目标是： 1.让学生了解钢结构的概念和基本原理 2.掌握钢结构裁切制作技术及主要工艺流程 3.学会钢结构零件焊接与接头设计 4.熟练掌握钢结构工程设计分析
三、设计步骤和流程 1. 搜集相关资料 在课程设计之前，需要学生通过网络、图书馆等渠道、收集和整理相关的钢结构原理与设计的资料和文献，以便了解和掌握相关知识。 2. 钢结构裁切制作技术及主要工艺流程 通过实际操作来学习钢结构裁切制作技术及主要工艺流程，先安排一节理论课和一节实验课，让学生了解钢结构的制作及工序，并在实验中掌握使用钢剪切割、二氧化碳气体保护焊等技术。 3. 钢结构零件焊接与接头设计 在理论课上，讲解钢结构零件焊接与接头设计的基本概念、要求及方法。在实验课上，由教师指导，学生根据实际构件进行接头设计和焊接操作。 4. 钢结构工程设计案例分析 通过分析实际的钢结构工程案例，让学生了解和理解工程实践中如何应用钢结构原理和设计知识。 四、设计效果和评估 通过本次课程设计，预期达到如下效果： 1.提高学生的钢结构基本原理和概念的理解程度 2.掌握钢结构裁切制作技术及主要工艺流程 3.掌握钢结构零件焊接与接头设计 4.熟练掌握钢结构工程设计分析 为了评估学生的课程学习效果，可以采用作业、实验、考试等多种方式进行评估。同时，学生也可以通过课程反馈等方式提出自己的意见和建议。