人字形钢结构设计

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1、[键入文字]装订线本科生课程设计题目：学院专业学号姓名指导教师年月日[键入文字]简直人字形屋架设计一、设计题目设计普通人字形钢屋架，熟练掌握普通人字开钢屋架的设计步骤和施工图的绘制方法。二、设计内容1、屋盖结构体系；2、檩条和屋盖支撑的布置；3、屋架的形式和主要尺寸；4、钢材及焊条的选用；5、荷载、内力计算和内力组合；6、杆件截面选择；7、节点设计；8、钢屋盖施工图的绘制。三、设计资料1、长尺压型钢板屋面，H型钢或焊接工字钢檀条（间距3-6m）；2、屋架间距（柱距）为6m；3、屋面离地面高度约为15m。4、荷载（1）压型钢板：0.11-0.

2、15KN/㎡；（2）檩条：0.11KN/㎡；（3）屋架及支撑自重：gk=(0.12+0.11L)KN/㎡，L为屋架的标志跨度（m）；（4）风荷载为0.50KN/㎡和雪荷载为0.55KN/㎡，屋面活荷载标准值为0.5KN/㎡。[键入文字]5、材料（1）钢材采用Q235-B，焊条采用E43型；（2）屋架支撑于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土强度等级为C25。四、设计要求1、计算书（1）支撑布置体系及檩条设计(有檩屋盖)；（2）屋架设计详细步骤。计算书完整包括：设计资料、结构形式与布置、荷载计算、内力计算、杆件设计和节点设

3、计。2、施工图（1）绘制支撑布置图；（2）绘制钢屋架施工详图。图纸内容包括以下几项：1）屋架简图(一般布置在图面的左上角)；2）屋架正立面图(如果对称可只画半榀屋架，但中央屋脊节点和下弦中央节点必须画完整)；3）上、下弦杆俯视图，必要的剖面（如支座节点、端竖杆、中央竖杆、托架及垂直支撑连接处）；4）屋架支撑详图及零件详图；5）材料表；6）施工图说明；7）标题栏（题目、指导教师、姓名、学号、班级、日期和成绩等）。[键入文字]绘制要求：采用钢笔或CAD绘制，图面布置合理，文字规范，线条清楚并符合制图标准，达到施工图要求。五、参考资料（1）《钢结

4、构》（第二版），魏明钟主编，武汉理工大学出版社，2002；（2）《钢结构原理与设计》，王国周，瞿履谦主编，清华大学出版社，1993；（3）《钢结构》卢铁鹰主编，西南师范大学出版社，1993；（4）《钢结构》陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，1994；（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），中国计划出版社，2003。六、人字形钢屋架课程设计实例1、设计资料已知条件是人字形钢屋架跨度30m，地点在沈阳，屋面坡度为1：10，屋架间距为12m，厂房长度为60m，屋架支撑于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土强度等级为

5、C25。车间跨度30m，柱距为12m，屋面采用长尺寸压型钢板，轧制H型钢檩条，水平间距为5m,基本风压为0.55KN/㎡,雪荷载为0.5KN/㎡积灰荷载标准值0.4KN/㎡，屋面活荷载标准值为0.5KN/㎡，注意屋面活荷载和雪荷载不同时考虑。钢材采用Q235-B焊条为E43型。2、荷载、内力计算及内力组合1）永久荷载（水平投影面）压型钢板自重0.15×=0.151KN/㎡檩条自重：0.1KN/㎡屋架及支撑自重G=0.12+0.011×l=0.45KN/㎡恒载：0.701KN/㎡[键入文字]2)屋面活荷载标准值为0.5KN/㎡，与雪荷载一样，

6、所以不考虑雪荷载的作用。3)风荷载高度变化系数为1.25,屋面迎风面为-0.6，背风面为-0.5,所以负风压的设计（垂直于屋面）为迎风面ω1=-1.4×0.6×1.25×0.55=-0.578KN/㎡背风面ω2=-1.4×0.5×1.25×0.55=-0.481KN/㎡ω1和ω2垂直于水平面的分力已略超过或接近于荷载分项系数取1.0时的永久荷载，帮受拉杆件在永久荷载与风荷载联合作用下将受压，但此压力很小，这里不计算风荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在250以内。4）考虑屋面积灰荷载为0.4KN/㎡5)上弦节点集中荷载的设计值由可变荷

7、载效应控制的组合为:Q=(1.2×0.701+1.4×（0.5+0.4）)×5×6=63.036KN6)内力计算。跨度中央每侧各两根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力，见图1数解法求解内力系数1.求1-1截面的内力系数由0.5×2360×2000×sin84.3=0.5×2939×h得h=1598由∑M=0即F2×h2+F3×h=0得1598×F3+1990×F2=0由∑Y=F2×sin5.7-F3×sin36.9+0.5+3=0[键入文字]得F2

8、=6×F3+25求得F2=-2.952F3=3.676注意拉为正，压为负2.求2-2截面的内力系数由∑M=0得3×4850-0.5×4850-F1×1990=0得F1=6.093