钢结构课程设计集中辅导精选文档.ppt

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1、钢结构课程设计集中辅导本讲稿第一页，共十九页主要内容主要内容设计成果设计成果 设计计算书格式设计计算书格式设计计算书内容及要求设计计算书内容及要求 屋架运送单元的施工图要求屋架运送单元的施工图要求 本讲稿第二页，共十九页设计成果设计成果（1）设计计算书一本。）设计计算书一本。（2）屋架运送单元施工图一张。）屋架运送单元施工图一张。本讲稿第三页，共十九页设计计算书格式设计计算书格式1、用、用A4纸打印；纸打印；2、要求按封面、目录、正文的顺序、要求按封面、目录、正文的顺序 装订。装订。本讲稿第四页，共十九页设计计算书内容及要求设计计算书内容及要求目录目录一、设计计算资料一、设计计算资料1二、屋架

2、几何尺寸的确定二、屋架几何尺寸的确定三、屋盖支撑布置三、屋盖支撑布置四、荷载计算四、荷载计算五、屋架杆件内力计算与组合五、屋架杆件内力计算与组合六、屋架杆件设计六、屋架杆件设计七、屋架节点设计七、屋架节点设计本讲稿第五页，共十九页一、设计计算资料一、设计计算资料根据所分配的题目条件，编写本人设计计算资料根据所分配的题目条件，编写本人设计计算资料。二、屋架几何尺寸的确定二、屋架几何尺寸的确定 确定屋架的计算跨度、屋架高度、屋架节点间距及腹杆布置，并按比确定屋架的计算跨度、屋架高度、屋架节点间距及腹杆布置，并按比例绘出。例绘出。屋架的计算跨度屋架的计算跨度=公称跨度公称跨度-0.3m；屋架端部高度

3、可取屋架端部高度可取2m，屋架跨中高度根据屋面坡度确定；，屋架跨中高度根据屋面坡度确定；对于梯形屋架和人字形屋架，当采用对于梯形屋架和人字形屋架，当采用长尺压型钢板屋面，长尺压型钢板屋面，H型钢檩型钢檩条时条时的屋架节点间距可取的屋架节点间距可取36m；屋架腹杆根据其布置原则（见指导书屋架腹杆根据其布置原则（见指导书P6）确定；）确定；单线图中要求表明各杆件几何尺寸；单线图中要求表明各杆件几何尺寸；屋架腹杆布置可参考下图屋架腹杆布置可参考下图本讲稿第六页，共十九页图图2 梯形屋架参考图梯形屋架参考图(a)、(c)上承式屋架；上承式屋架；(b)、(d)下承式屋架下承式屋架 本讲稿第七页，共十九页

4、图图3 人字形屋架参考图人字形屋架参考图(a)、(c)下承式屋架；下承式屋架；(b)、(d)上承式屋架上承式屋架本讲稿第八页，共十九页三、屋盖支撑布置三、屋盖支撑布置要求根据任务书的条件布置完整的支撑系统。如要求根据任务书的条件布置完整的支撑系统。如图图4 有檩屋盖的支撑布置有檩屋盖的支撑布置（a）屋架间距为）屋架间距为6m时；（时；（b）屋架间距为）屋架间距为12m时时 本讲稿第九页，共十九页图图5 无檩屋盖的支撑布置无檩屋盖的支撑布置（a）无天窗架的屋盖支撑布置；（）无天窗架的屋盖支撑布置；（b）有天窗架的屋盖支撑布置）有天窗架的屋盖支撑布置 本讲稿第十页，共十九页四、荷载计算四、荷载计算

5、 包括荷载取值与荷载汇集。包括荷载取值与荷载汇集。包括荷载取值与荷载汇集。包括荷载取值与荷载汇集。1.1.荷载取值荷载取值荷载取值荷载取值 作用于屋盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载。作用于屋盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载。作用于屋盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载。作用于屋盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载。永久荷载永久荷载永久荷载永久荷载：屋面材料自重（屋面板、保温隔热、防水、檩条等）：屋面材料自重（屋面板、保温隔热、防水、檩条等）：屋面材料自重（屋面板、保温隔热、防水、檩条等）：屋面材料自重（屋面板、保温隔热、防水、檩条等）、屋架及支撑、天窗及吊顶等结构的自重；、屋架及支撑、天窗及吊顶等结构

6、的自重；、屋架及支撑、天窗及吊顶等结构的自重；、屋架及支撑、天窗及吊顶等结构的自重；可变荷载可变荷载可变荷载可变荷载：屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪载、风荷载等。：屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪载、风荷载等。：屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪载、风荷载等。：屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪载、风荷载等。荷载荷载荷载荷载取值方法取值方法取值方法取值方法：可由已给设计资料，查相应荷载规范或者计算，得出具体的各种荷载可由已给设计资料，查相应荷载规范或者计算，得出具体的各种荷载可由已给设计资料，查相应荷载规范或者计算，得出具体的各种荷载可由已给设计资料，查相应荷载规范或者计算，得出具体的各种荷载标

7、准值。标准值。标准值。标准值。本讲稿第十一页，共十九页2.2.2.2.荷载汇集荷载汇集荷载汇集荷载汇集 将汇集后的面荷载化为节点荷载将汇集后的面荷载化为节点荷载将汇集后的面荷载化为节点荷载将汇集后的面荷载化为节点荷载 荷载标准值；荷载标准值；荷载标准值；荷载标准值；荷载分项系数，永久荷载荷载分项系数，永久荷载荷载分项系数，永久荷载荷载分项系数，永久荷载1.21.21.21.2，可变荷载，可变荷载，可变荷载，可变荷载1.41.41.41.4。本讲稿第十二页，共十九页五、屋架杆件内力计算与组合五、屋架杆件内力计算与组合 杆件轴力计算：杆件轴力计算：可用图解法或数解法计算内力系数，并上机用矩可用图解

8、法或数解法计算内力系数，并上机用矩阵位移法电算校核内力。阵位移法电算校核内力。局部弯矩的计算：局部弯矩的计算：局部弯矩的计算：局部弯矩的计算：当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部弯矩可近似地采用：端节间的正弯矩取弯矩可近似地采用：端节间的正弯矩取弯矩可近似地采用：端节间的正弯矩取弯矩可近似地采用：端节间的正弯矩取0.8 0.8 0.8 0.8 ，其他节间的正弯矩和，其他节间的正弯矩和，其他节间的正弯矩和，其他节间的正弯矩和节点负弯矩（包括屋脊节点）取节点负弯矩（包

9、括屋脊节点）取节点负弯矩（包括屋脊节点）取节点负弯矩（包括屋脊节点）取 。计算书中要求有详细的手算内力计算过程，并有打印的上机计算计算书中要求有详细的手算内力计算过程，并有打印的上机计算结果。结果。本讲稿第十三页，共十九页内力组合：内力组合：为求出屋架最不利杆力，需进行荷载组合。对于简支屋架一为求出屋架最不利杆力，需进行荷载组合。对于简支屋架一般应考虑下列三种组合：般应考虑下列三种组合：（1）全跨永久荷载）全跨永久荷载+全跨可变荷载；全跨可变荷载；（2）全跨永久荷载）全跨永久荷载+半跨可变荷载；半跨可变荷载；（3）全跨屋架、支撑及天窗架自重）全跨屋架、支撑及天窗架自重+半跨屋面板重半跨屋面板重

10、+半跨屋面活荷载。半跨屋面活荷载。通常，对于采用压型钢板等轻屋面的人字形或梯形屋架，需进行第通常，对于采用压型钢板等轻屋面的人字形或梯形屋架，需进行第一、第二两种荷载组合；对于采用大型混凝土板的梯形屋架，尚应进一、第二两种荷载组合；对于采用大型混凝土板的梯形屋架，尚应进行上述三种荷载组合。当施工中能保证屋面板对称布置时，梯形屋架行上述三种荷载组合。当施工中能保证屋面板对称布置时，梯形屋架也可只进行上述的前两种荷载组合。也可只进行上述的前两种荷载组合。本讲稿第十四页，共十九页六、屋架杆件设计六、屋架杆件设计 计算书中至少要有对上弦杆、下弦杆、支座腹杆、部分其它主要腹杆计算书中至少要有对上弦杆、下

11、弦杆、支座腹杆、部分其它主要腹杆的详细设计计算过程，其余杆件可将计算结果列入表格。的详细设计计算过程，其余杆件可将计算结果列入表格。杆件截面设计步骤杆件截面设计步骤为：为：确定杆件的计算长度；确定杆件的计算长度；确定杆件截面形式；确定杆件截面形式；选择合适的截面尺寸；选择合适的截面尺寸；验算杆件强度、稳定和刚度。验算杆件强度、稳定和刚度。本讲稿第十五页，共十九页七、屋架节点设计七、屋架节点设计 计算书中至少要有对上弦集中荷载作用的节点、下弦主要节点、下弦计算书中至少要有对上弦集中荷载作用的节点、下弦主要节点、下弦拼接节点、支座节点、屋脊节点的详细设计计算过程，并附节点大样。拼接节点、支座节点、

12、屋脊节点的详细设计计算过程，并附节点大样。节点设计的一般步骤节点设计的一般步骤节点设计的一般步骤节点设计的一般步骤 （1 1 1 1）确定节点构造；）确定节点构造；）确定节点构造；）确定节点构造；（2 2 2 2）根据腹杆内力确定腹杆与节点板的连接焊缝；）根据腹杆内力确定腹杆与节点板的连接焊缝；）根据腹杆内力确定腹杆与节点板的连接焊缝；）根据腹杆内力确定腹杆与节点板的连接焊缝；（3 3）按比例画出屋架轴线；）按比例画出屋架轴线；）按比例画出屋架轴线；）按比例画出屋架轴线；（4 4）画出杆件轮廓线；）画出杆件轮廓线；）画出杆件轮廓线；）画出杆件轮廓线；（5 5）切断杆件；）切断杆件；）切断杆件；

13、）切断杆件；（6 6）根据计算结果布置焊缝；）根据计算结果布置焊缝；）根据计算结果布置焊缝；）根据计算结果布置焊缝；（7 7）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形；）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形；）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形；）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形；（8 8）标注尺寸；）标注尺寸；）标注尺寸；）标注尺寸；（9 9）节点验算：对不同节点验算弦杆与节点板的焊缝；对拼接节点，）节点验算：对不同节点验算弦杆与节点板的焊缝；对拼接节点，）节点验算：对不同节点验算弦杆与节点板的焊缝；对拼接节点，）节点验算：对不同节点验算弦杆与节点板的焊缝；对拼接节点，计算拼接角钢

14、长度、拼接焊缝，对支座节点计算支座底板、加劲肋等。计算拼接角钢长度、拼接焊缝，对支座节点计算支座底板、加劲肋等。计算拼接角钢长度、拼接焊缝，对支座节点计算支座底板、加劲肋等。计算拼接角钢长度、拼接焊缝，对支座节点计算支座底板、加劲肋等。本讲稿第十六页，共十九页标注尺寸标注尺寸标注尺寸标注尺寸：杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中心到节点：杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中心到节点：杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中心到节点：杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中心到节点板板板板 边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝及其尺寸。边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝及其尺寸

15、。边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝及其尺寸。边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝及其尺寸。本讲稿第十七页，共十九页屋架运送单元的施工图要求屋架运送单元的施工图要求用用1号图纸绘制屋架运送单元施工图号图纸绘制屋架运送单元施工图1张。张。屋架施工图的主要内容屋架施工图的主要内容：包括屋架单线图（简图）、屋架运送单：包括屋架单线图（简图）、屋架运送单元正视图、上弦及下弦杆俯视图、必要数量的侧视量以及若干零件大元正视图、上弦及下弦杆俯视图、必要数量的侧视量以及若干零件大样图、整榀屋架的材料表及说明。样图、整榀屋架的材料表及说明。绘图比例绘图比例：屋架施工图通常采用两种比例尺：杆件轴

16、线一般为屋架施工图通常采用两种比例尺：杆件轴线一般为1：201：30，以免图幅太大；节点（包括杆件截面、节点板和小零件），以免图幅太大；节点（包括杆件截面、节点板和小零件）一般为一般为1：101：15，可清楚地表达节点的细部构造要求。，可清楚地表达节点的细部构造要求。屋架起拱高度屋架起拱高度：当梯形屋架跨度：当梯形屋架跨度 L24m或三角形屋架跨度或三角形屋架跨度 L15m时，约为时，约为 施工图说明施工图说明：应包括所有钢材的牌号、焊条型号、焊接方法和质：应包括所有钢材的牌号、焊条型号、焊接方法和质量要求；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运输和加工要求量要求；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运输和加工要求等图中未表现的其他内容。等图中未表现的其他内容。要求零部件编号及尺寸标注完整。要求零部件编号及尺寸标注完整。本讲稿第十八页，共十九页本讲稿第十九页，共十九页