钢结构课程设计指导书tjh

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1、钢结构课程设计指导书（梯形钢屋架）武汉理工大学道桥系钢结构课程设计指导书绪言课程设计目的要求课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导卜・，参考已学过的课木及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。第一节钢结构课程设计任务摘要一、设计题目某m跨度车间钢屋架设计。二、设计任务1、确定屋架形式及几何尺寸2

2、、屋盖及支撑的布置3、钢屋架的结构设计4、绘制钢屋架施工图及材料表三、设计资料某厂房跨度已知（18、21或24m）,长度为84mo屋而采用1.5X6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=l/10o屋面活荷载标准值0.7kN/m2,雪荷载标准值0.5kN/m2,积灰荷载标准值0.3kN/m2o屋架较接于钢筋混凝土柱上，上柱截面bXh=400X400mm,混凝土强度等级为C20。第二节钢屋架设计计算一、材料选择根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F,要求保证屈服强度、抗拉强度、

3、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用E43型，手工焊。二、屋架形式及几何尺寸因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋匚=1/10,故宜采用梯形屋架，无楝屋盖方案。屋架计算跨度应取L。=24000-300=23700mmo屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋而坡度相关，我国常将H。取为1.8〜2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mmo中部高度取H=2790mm（为几/&5）。为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为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。

4、屋架跨屮起拱1/500,可取50mmo三、支撑布置根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、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—1,见任务书附图。四、荷载和内力计算1.荷载计算屋面活荷载与雪载-•般不会同吋出现，可取其屮较大者进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包描支撑）可按经验公式计算。荷载计算屮，因屋而坡度较小，风荷载对屋而为吸力，对重屋盖可不考虑,所以各荷载均按水平投影面积计

5、算。2.荷载组合设计屋架吋，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载（3）全跨屋架与支撑111重+半跨屋面板口重+半跨屋面活荷载3.内力计算按图解法、解释法、电算法均可计算屋架各杆内力。这里要求用结构分析软件（ansys等）电算。有二种情况自由选择:1）二维计算。单片桁架计算内力。先求出单位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吋的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杆件内力。取其小不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。计算成果须列表，并分析阐述结构中各

6、杆件的受力分布特点。2）三维结构整体建模计算。荷载可以直接以而荷载的形式加载。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卜•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。计算成果须列表，并分析阐述结构屮各杆件的受力分布特点。五、杆件截面设计屋架跨度不大于30m时，上弦、下弦可不改变截而，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，根据支撑布置和内力变化情况（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

7、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（弦杆入=80〜100,腹杆100〜120）选择截面再进行验算。屋架所有的杆件述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：先根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，然后根据此焊缝长度的大小按比例绘出节点板的形状和大小，最后验算弦杆与节点板的连接焊缝。用作图法求节点板的形状和大小时，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，再考虑杆件之间应冇的间隙以及制作、装配

8、等误差，按比例绘出各杆件端部及腹杆焊缝的位置,在此基础上作出节点详图。节点板的形状应尽可能简单、规则，至少有两边平行。如矩形、梯形、直角梯形等。七、屋架总体布置图图纸是指导钢结构