钢结构梯形屋架设计指导书

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1、钢结构课程设计指导书土木教研室2012.5钢屋架课程设计1.本课程设计总体要求⑴掌握单层厂房屋架荷载计算方法、搞清传力路径。⑵熟悉并学会运用《建筑结构荷载规范(GB50009—2001》、《钢结构设计规范（GB50017—2003）》等规范有关规定及相关资料。⑶运用课堂所学知识，通过本课程设计，初步建立单层厂房屋架总体概念，了解结构布置、结构选型、材料及强度确定，以及结构构造和构件间连接等基本要求。⑷加强计算能力训练，培养严谨、科学的工作态度，学习做到对计算内容负责，运用思路清晰，计算书规整便于检查。⑸结构设计图是表达设计意图的具体体现，应了解图纸的作用

2、、达到的深度和正确的表示方法。2.钢结构屋架设计：⑴掌握屋盖系统构件编号的方法；⑵完成钢屋架的结构布置；⑶能综合运用有关力学和钢结构课程所学知识，对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计、和节点设计；⑷掌握钢屋架施工图的绘制方法。设计方法、步骤一、选材及结构布置1、选择材料（提出使用钢材牌号及要求）、构件型式、连接方法及连接材料（焊条及螺栓型号）。2、屋盖支撑布置：自选比例尺在计算书内绘出屋盖支撑布置图，包括屋盖上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑及下弦纵向水平支撑布置图、垂直支撑（布置图中用虚线表明其位置，并作剖面图，示意其结构形式）、系杆（刚性及柔性）。布置

3、图中以编号的方式说明各构件的名称。例：钢屋架GWJ—xx垂直支撑CC—xx上弦支撑SC—xx刚性系杆GG—xx下弦支撑XC—xx柔性系杆LG—xx二、荷载计算与内力分析1．荷载计算（1）按屋面做法、各层材料的荷载标准值，求出永久荷载的设计值。（2）按雪荷载与屋面施工可变荷载取其中最不利值的原则，求出可变荷载的设计值。（3）适当划分计算单元，求出屋架节点荷载和节间荷载设计值。2．内力计算确定杆件内轴力1）计算半跨（或全跨）单位节点力作用下各杆件内轴向力——轴力系数求解方法自选，可用数解法（截面法、节点法）、图解法、利用建筑结构静力计算手册查出内力系数或使用

4、计算机程序计算等。2）杆件轴力=节点荷载×轴力系数。将轴力填写在屋架简图上。3．内力组合设计屋架时，应考虑一下三种组合：使用阶段组合一全跨永久荷载＋全跨可变荷载；组合二全跨永久荷载＋半跨可变荷载；施工阶段组合三全跨屋架及支撑自重＋半跨大型屋面板重＋半跨屋面活荷载。注：如果在安装过程中，在屋架两侧对称均匀铺设屋面板时，则可以不考虑组合三。三、杆件截面设计1、确定钢屋架各杆件计算长度（杆件几何长度参见图1），将结果填入表1。表1杆件截面校核表杆件内力N几何长度计算长度截面规格截面面积回转半径长细比容许长细比稳定系数校核结果名称编号上弦杆下弦杆腹杆2、确定屋架

5、节点板厚度（≥5mm）；根据杆件内力大小，参考表2规定选取。中间节点板受力小，板厚可比支座处节点板减少2mm。表2节点板厚度（Q235）三角形屋架端节间弦杆内力，其他屋架腹杆最大内力（kN）≤170171~290291~510511~680681~910911~1290支座节点板厚度（mm）1010121416183、合理选择杆件截面形式：（1）轴力杆件尽可能按等稳定性设计。优先选用等肢且肢宽壁薄的角钢，以增加截面的回转半径。（2）上、下弦杆截面选择要考虑其受力及其与支撑等构件的连接要求。有螺栓孔时，角钢肢宽应满足构造要求。放置屋面板时，上弦角钢水平肢宽

6、应满足搁置要求。（3)连接垂直支撑的竖杆，常用两个等肢角钢组成的十字型截面，使垂直支撑在传力时竖杆不致产生偏心；并且吊装时屋架两端可以任意调动位置而竖杆伸出肢不变。(4）钢屋架杆件截面规格总计不应超过5~6种，最小角钢规格为∟45×4或∟56×36×4，轻钢结构不受此限。避免使用肢宽相同而厚度相差不大的角钢规格。(5)跨度大于24m的屋架，弦杆可根据内力变化从适当节点处改变截面，但半跨内一般只改变一次，且只改变肢宽而不改变厚度，以方便拼接的构造处理。4、轴心受压杆截面设计(1）选择截面方法一：假定长轴比λ<[λ]，由整体稳定求出所需角钢截面积，然后由型钢

7、表初选角钢型号，确定角钢截面面积A。方法二：由经验或资料初选角钢型号，确定角钢截面面积A。(2）截面校核强度：稳定：刚度：(3）调整截面根据校核结果，调整型号使杆件截面设计达到安全可靠且经济合理。5、轴心受拉杆截面设计(1）选择截面：假定长轴比λ<[λ]，由强度条件求出所需截面积，然后由角钢表初选角钢型号，确定角钢面积A。(2）截面校核：强度：刚度：(3）调整截面（同压杆）四、节点设计1、计算连接焊缝。画出节点计算简图，根据钢屋架各杆件内力，计算各节点处杆件肢尖、肢背与节点板边接所需的焊缝厚度及长度。具体计算可参见教材或以下设计例题。2、确定节点板形状和

8、尺寸，此项可在施工图中完成。(1）节点处各杆件形心线应交于一点，尽可能避免产生偏