《钢结构》(钢屋架)课程设计任务书.docx

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1、1. 把握钢屋架荷载的计算；2. 把握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度、截面形式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度；3. 把握一般钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计及计算和构造；把握钢屋架施工图的内图 2 屋架形式及几何尺寸容和绘制。一、设计资料某单跨单层厂房，跨度L=24m ，长度 54m ，柱距 6m ，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面承受 1.56.0m 太空轻质大型屋面板。钢材承受Q235-BF ，焊条承受E43 型， 手工焊。柱网布置如图 1 所示，杆件容许长细比：屋架压杆 =150，屋架拉杆 =350。二、屋架形式及几何尺寸如图 2 所示

2、。三、荷载1. 永久荷载标准值大型屋面板0.50 +0.001本* 人学号后三位数kN/m 2例如：学号为 070807110190，则屋面板荷载为：0.50+0.001*190=0.69kN/m2防水层0.10kN/m2屋架及支撑自重0.15kN/m2悬挂管道0.05kN/m22. 可变荷载标准值屋面活荷载按学号选取参见下表；雪荷载0.30kN/m2屋面活荷载的取值 (kN/m2)学号个位1234567890活荷载0.500.520.540.560.580.600.620.640.660.68四、课程设计要求座节点、屋脊节点及下弦中心节点。 绘制钢屋架施工图，包括：1、屋架构造图、上弦和下弦

3、平面图、必要的剖面图和零件大图。五、课程设计进度安排序号设计论文各阶段内容地点起止日期布置设计任务；屋盖支撑布置，按比例绘出屋架构造及支撑布置图；1选择钢材及焊接材料；自选周一荷载计算内力计算、内力组合；2设计各杆件截面；同上周二3节点设计：设计一个下弦节点、一个上弦节点、支同上周三4同上周四2、屋架简图单线图3、各零部件具体编号，填写材料表4、设计说明。5完善施工图及计算书同上周五50055000005001234567891011 12B0042A60006000600060006000600060006图 1 柱网布置图钢构造课程设计指导书本指导书依据设计任务书提出的设计内容和要求指出了

4、设计中应考虑的原则和应留意的问题，对其中某些问题作了必要的说明。更为一般的设计原理、方法及参考数据，可查阅相关设计手册和规程标准。一、课程设计目的要求课程设计是一个重要的教学过程，是对学生学问和力气的总结。要求学生通过钢构造课程设计，进一步了解钢构造的构造型式、构造布置和受力特点，把握钢构造的计算简图、荷载组合和内力分析，把握钢构造的构造要求等。要求在指导教师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢构造的材料、连接和根本构件的根本理论、根本学问，进展整体钢构造设计计算，并绘制钢构造施工图。二、设计资料和任务参见课程设计任务书三、钢屋架设计计算3.1 材料选择依据荷载性质，钢材可承受 Q

5、235-BF ，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法承受焊接，焊条可选用E43 型，手工焊。3.2 屋架形式及几何尺寸因屋面承受大型屋面板，屋面坡屋 i110，故宜承受梯形屋架。屋架计算跨度应取 l。=l-2150=24000-300=23700mm 。屋架端部高度H 。与屋架中部高度及屋面坡度相关，当梯形屋架与柱铰接时，屋架端部高度取 1.62.2m。为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系承受节间为3m 的人字形式，屋面板传来的荷载， 正好作用在节点上，使之传力更好。屋架跨中起拱L500。3.3 支撑布置依据车间长度、屋架跨度、荷载状况以及吊车设置状况，

6、布置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ 2，其它编号均为GWJ l。四、荷载和内力计算4.1 荷载计算屋面活荷载与雪载一般不会同时消灭，可取其中较大者进展计算。荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。4.2 荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载4.3 内力计算按图解法、数解法、电算法均可计算屋架各杆内力。先求出单位

7、荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杆件内力。取其中不利内力正、负最大值作为设计屋架的依据。可列表计算。跨中四周斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。假设依据正确的施工方法，屋面板承受对称吊装，就不会消灭杆件内力的变号。五、杆件截面设计屋架跨度不大于 30m 时，上弦、下弦可不转变截面，按最大内力设计。上弦杆计算长度，在屋梁平面内，为节间轴线长度。在屋梁平面外，依据支撑布置和内 力变化状况按大型屋面板与屋梁保证三点焊，故取两块屋面板宽度，其计算长度大于屋架平面内计算长度，故截面宜选用两个不等肢角钢，短

8、肢相并。节点板厚度需按腹杆的最大内力选用。轴心拉杆，可按强度要求选择截面。对轴心压杆，可先假定长细比弦杆=80100， 腹杆 100120选择截面再进展验算。屋架全部的杆件还应满足长细比限值的要求。六、节点设计节点的设计一般步骤是：先依据腹杆的内力计算腹杆与节点板连接焊缝的焊脚尺寸和焊缝长度，然后依据此焊缝长度的大小按比例绘出节点板的外形和大小，最终验算弦杆与节点板的连接焊缝。用作图法求节点板的外形和大小时，应按角度准确画出各杆件的轴线和轮廓线，各杆件 的形心线应尽量与杆件轴线重合并取5mm 的整数，再考虑杆件之间应有的间隙以及制作、装配等误差，按比例绘出各杆件端部及腹杆焊缝的位置，在此根底上

9、作出节点详图。节点板的外形应尽可能简洁、规章，至少有两边平行。如矩形、梯形、直角梯形等。七、屋架施工图屋架施工图是指导钢构造构件制造和安装的技术文件，同时也是编制工程预算的依据和工程竣工后的存档资料。因此，务须做到清楚、明确，准确无误，表达详尽。1. 屋架施工图一般按运输单元绘制。当屋架对称时，可仅绘制半榀屋架。施工图上应包括屋架正面图、上弦和下弦平面图以及必要的侧面图、剖面图和零件图。2. 图纸的左上角用适当比例绘制屋架简图单线图，左半跨注明屋架杆件的几何轴线尺寸，右半跨注明杆件的内力设计值，并注明屋架跨中心的起拱高度屋架图上不必表示。 图纸正中为屋架正面和上、下弦平面图。右上角是材料表，把

10、全部杆件和零部件的编号、规格、长度、数量正、反及重量等均填于表中，以备配料和计算用钢量，并可供配备起重和运输设备时参考。3. 屋架施工图通常承受两种比例尺绘制。屋架杆件的轴线一般用1：201：30，而节点尺寸和杆件截面尺寸用 1：101：15 的比例尺绘制。对重要节点和特别零部件还可加大些， 以清楚地表达节点的细部尺寸。4. 施工图上应注明各零部件的型号和主要几何尺寸，包括加工尺寸宜取 5mm 的倍数 、定位尺寸、孔洞位置以及对工厂制造和工地安装的要求。定位尺寸主要有：节点中心至各 杆件杆端和至节点板边缘上、下和左、右的距离、轴线至角钢肢背的距离等。螺栓孔位 置要符合螺栓排列的要求。工厂制造和

11、工地安装要求主要包括：零部件切角、切肢、削棱、 孔洞直径和焊缝尺寸等均应在施工图中注明。工地安装焊缝和安装螺栓应标注其符号。5. 施工图中的各零部件应加以具体编号，其次序按主次、上下和左右排列。完全一样的零部件用同一编号，如两个零部件外形和尺寸完全一样，仅因开孔位置或切角等不同，使两 构件成镜面对称时，可承受同一编号而只须在材料表中用正、反字样注明，以示区分。6. 施工图上还应有文字说明。其内容主要有：钢材的钢号、焊条型号和焊接方法、质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸，防锈处理方法，以及运输、安装和制造要求等。此 外，对一些在施工图上难以用图而宜用文字表达清楚的内容亦可用文字加以说明。八、主要参考文献1 董军. 钢构造原理与设计. 北京：中国建筑工业出版社，20232 钢构造设计标准GB50017 2023. 北京：中国打算出版社，20233 建筑构造荷载标准北京：中国建筑工业出版社4 房屋建筑制图统一标准GB/T 500012023. 北京：中国打算出版社，20235 建筑构造制图标准GB/T 50105-2023 北京：中国打算出版社，20236 钢构造设计手册上册第三版 北京：中国建筑工业出版社，2023