鋼結構課程設計指導書

1、鋼結構課程設計指導書一、題目某工業(yè)廠房總長90m，柱距6m，采用梯形鋼屋架、預應力混凝土大型屋面板，跨度根據(jù)不同的學號擬定，屋架支撐于鋼筋混凝土柱頂。柱截面為400×400，混凝土強度等級為C20，屋面坡度為。地區(qū)計算溫度高于-200C，無侵蝕性介質(zhì)，抗震設防烈度為8度，屋架下弦標高為18m。二、設計內(nèi)容1.作屋蓋結構及支撐的布置圖；2.選擇鋼材及焊接材料，并明確提出對保證項目的要求；3.對鋼屋架進行內(nèi)力、桿件截面尺寸的計算；設計一個下弦節(jié)點、一個上弦節(jié)點、支座節(jié)點、屋脊節(jié)點及下弦中央節(jié)點。4.繪制運送單元的施工圖，用鉛筆繪制白紙圖。設計的節(jié)點應尺寸齊備，滿足構造要求。三、設計步驟1

2、材料選擇根據(jù)不同地區(qū)的計算溫度和荷載性質(zhì)，鋼材采用Q235，焊條采用E43型，手工焊。2屋架形式及屋架幾何尺寸的確定 確定屋架的計算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。配合屋面板1.5m的寬度，為使屋架上弦只受節(jié)點荷載，腹桿體系采用節(jié)間為3m的人字形式，僅在跨中考慮到腹桿的適宜傾角，可能采用再分式桿。3. 屋蓋結構及荷載永久荷載： 三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.4 KN/m2 水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2 保溫層 KN/m2(按附表取) 一氈二油隔氣層 0.05 KN/m2 水泥砂漿找平層 0.3 KN/m2預應力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2屋架及支撐自重：按經(jīng)驗公式計算：

3、KN/m2可變荷載：屋面活荷載標準值： 雪荷載標準值： 0.35KN/m2積灰荷載標準值： KN/m2 (按附表取)保溫層及積灰荷載取值見附表。 4荷載和內(nèi)力計算荷載匯集：永久荷載包括屋架和支撐自重、大型屋面板自重、保溫層、防水層、找平層等自重；可變荷載包括屋面活荷、雪荷載，取兩者之間的大值，積灰荷載見附表。荷載組合：使用階段：全跨永久荷載全跨可變荷載 全跨永久荷載半跨可變荷載施工階段：全跨屋架和支撐自重半跨屋面板重半跨屋面活荷內(nèi)力計算不考慮起拱： 本設計采用圖解法計算內(nèi)力。應用圖解法求得單位荷載作用于全跨及半跨各節(jié)點的各桿內(nèi)力，即內(nèi)力系數(shù)，然后可求出當荷載作用于全跨及半跨各節(jié)點時的桿件內(nèi)力，

4、并求出荷載組合下的桿件內(nèi)力，取其中不利內(nèi)力正、負最大值作為設計屋架的依據(jù)。具體計算如表1。 表一桿件名稱桿內(nèi)力系數(shù)全跨永久荷載+全跨可變荷載N=P×全跨永久荷載+半跨可變荷載N=×+×或全跨屋架和支撐自重半跨屋面板重半跨屋面活荷N=×+×或計算內(nèi)力P=1在左半跨在右半跨全跨上弦桿1a下弦桿1b斜腹桿1m豎桿1n5桿件截面設計： 上弦：整個上弦不改變截面，是受壓桿件，按最大內(nèi)力即最大壓力設計，選用兩不等邊角鋼短肢相并。主要計算公式：=150 =150 下弦：整個下弦不改變截面，是受拉桿件，按最大內(nèi)力即最大拉力設計，選用兩不等邊角鋼短肢相并。主要計

5、算公式： =350 =350 端斜桿：選用兩不等邊角鋼長肢相并，驗算要求同上弦桿。 斜腹桿：選用兩等邊角鋼相并，設計內(nèi)力有拉力壓力時，按拉桿和壓桿分別驗算。 豎桿：若桿力很小，可按容許長細比選擇截面，再驗算。一般選用兩等邊角鋼相并。 屋脊處豎桿：選用兩等邊角鋼組成的十字形截面，一般受力較小，按容許長細比選擇截面。 6節(jié)點設計： 下弦節(jié)點： 這類節(jié)點的設計步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計算腹桿與節(jié)點板連接焊縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點板的形狀和大小，最后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。主要計算公式： 上弦節(jié)點；設計步驟同下弦節(jié)點，但上弦節(jié)點受節(jié)點荷載作用。主要計算公式： 屋脊節(jié)點（拼接上

6、弦節(jié)點）弦桿一般采用同號角鋼進行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合且便于施焊，需切肢削棱，切肢長度為t+5mm拼接角鋼與上弦連接焊縫長度 拼接角鋼長 下弦拼接節(jié)點：拼接角鋼計算同屋脊節(jié)點，下弦桿與節(jié)點板焊縫傳遞15%的下弦設計桿力，按側焊縫分別計算肢尖、肢背長度 支座節(jié)點 支座節(jié)點計算包括底板計算、加勁肋及其焊縫計算與底板焊縫計算三部分，計算原理與軸壓柱柱腳相同。 7書寫結構計算書四、設計要求1.計算書須用鋼筆或圓珠筆書寫，插圖應用鉛筆按一定比例繪制，做到眉目清晰，文圖配合；2.圖紙應符合房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB/T 500012001）和建筑結構制圖標準（GB/T 501052001）的

7、要求；3.屋架跨度、保溫層及積灰荷載取值見附表所示。請將自己的取值填入設計任務書中。附表 鋼屋架跨度、保溫層及積灰荷載的取值組 號1組前5人2組前5人3組前5人4組前5人5組前5+1人跨 度1821241821保溫層0.40.450.50.550.6積灰荷載0.70.80.91.01.1組 號1組后5人2組后5人3組后5人4組后5人5組后5+2人跨 度1821241821保溫層0.70.60.40.450.5積灰荷載1.31.31.21.21.0組 號6組前5人7組前5人8組前5人9組前5+1人跨 度24181821保溫層0.60.550.450.4積灰荷載0.91.01.11.2組 號6組后5人7組后5人8組后5人9組后5+1人跨 度24181821保溫層0.450.40.550.6積灰荷載1.21.11.00.9附 圖 a . 18米跨屋架幾何尺寸b . 18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值 c . 18米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值 d . 21米跨屋架幾何尺寸e