钢结构课程设计2015

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1、钢结构课程设计任务指导书 一目的和任务： 钢结构是工业与民用建筑专业四大结构之一。建筑是反映国民经济水平的一大标志，随着改革开放的深入和国民经济的发展、国家经济综合实力的稳步提高，钢结构在建筑中的应用越来越多了，该课程在该专业中原本的重要性也越来越加强了。本课程设计旨在在给出的已知条件下，综合运用所学知识，作出正确的计算、绘出相应的施工图。 二设计内容： 本设计主要是设计一钢屋架，其应涵盖以下内容： （一）钢材和焊条型号选择 根据地区温度、荷载特征、连接方法等选择 （二）屋架形式及几何尺寸 1、屋架按其外形一般可分为三角形和梯形，三角形屋架一般用于中、小跨度（l=18~24m）的

2、轻屋面结构，腹杆多采用芬克式。梯形屋架在全钢结构厂房中运用较为广泛。 2、屋架的主要尺寸 1）跨度计算跨度=标志跨度—（300~400mm）。2）高度三角形屋架高度主要取决于屋面坡度，当i=1/2~1/3时，h=(1/4~1/6)l0。梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定，一般取h=(1/6~1/10)l。 (三)支撑布置 支撑分为上、下弦横向水平支撑，纵向水平支撑，垂直支撑和系杆等五种，应结合屋架形式，房屋的跨度、高度和长度，荷载情况及柱网布置等条件设置。 (四)檩条布置与计算(五)屋架内力计1、屋架的荷载和荷载组合永久荷载——包括屋面材料和檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚等结

3、构的自重；可变荷载——包括屋面活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载以及悬挂吊车和重物等荷载；可能遇到的最不利组合一般应考虑以下三种：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、天窗架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载在多数情况，用第一种荷载组合计算的屋架杆件内力即为最不利内力。但在第二和第三种荷载组合下，梯形屋架跨中附近的斜腹杆可能由拉杆转为压杆或内力增大，应予考虑。组合时屋面活载和雪载不会同时出现，取两者中的较大值计算。对风荷载，当屋面倾角α≤300时为产生卸载作用的风吸力，故一般不予考虑。但对瓦楞铁等轻型屋面和风荷载大于490N/m2时，

4、则应进行风吸力有可能使拉杆变压杆的计算。屋架和支撑自重g0可按下面经验公式取值：g0=βl(kN/m2,水平投影面)式中β——系数，当屋面荷载Q≤1kN/m2时，β=0.01；当屋面荷载Q=1~2.5kN/m2时，β=0.012；当Q>2.5kN/m2时，β=0.12/l+0.01l；l——屋架的标志跨度（柱网间轴线距离）。2、杆件内力计算计算假定：1）、节点均视为铰接；2）、各杆件轴线均在同一平面内且相交于节点中心。屋架杆件的计算内力均按荷载作用于屋架的上、下弦节点进行计算。对有节间荷载作用的屋架，可先将节间荷载分配在相邻的两个节点上，按只有节间荷载作用的屋架求出各杆件内力，然

5、后再计算直接承受节间荷载杆件的局部弯矩。作用于上弦节点的荷载Q可按各均布荷载对节点汇集进行计算：Q=∑γ(G、Q)qhksa+∑γG(qsk/cosα)sa式中γ（G、Q）——荷载分项系数。永久荷载为1.2，可变荷载取1.4；qhk——按屋面水平投影面分布的荷载标准值（雪荷载、活荷载、屋架自重等）；qsk——按屋面坡向分布的永久荷载标准值（屋面材料等）；s——屋架的间距；a——上弦节间的水平投影长度；α——屋面倾角。屋架杆件内力可根据屋架计算简图采用图解法或数解法计算。但对一般常用形式的屋架，各种建筑结构设计手册中均有单位节点荷载作用下的杆件内力系数，可查表应用。上弦杆承受节间荷

6、载时的局部弯矩，一般简化为按简支梁弯矩M0乘以调整系数计算：对端节间正弯矩取M=0.8M0；对其它节间正弯矩和节点负弯矩取M=±0.6M0；当仅有一个节间荷载作用在节间中点时，M0=Qa/4。3、屋架杆件的计算长度1）、屋架平面内计算长度lox对弦杆、支座斜杆和支座竖杆，其计算长度取构件的几何长度；对其它中间腹杆，其计算长度取几何长度的0.8倍。2）、屋架平面外的计算长度loy见书3)、斜平面的计算长度见书。（六）、杆件截面选择1、截面形式截面宜宽肢薄壁，对压杆应尽量使两主轴方向长细比接近，以达到等稳定性。1）、上弦杆：在一般支撑布置情况下，其计算长度常为loy=2lox，故为满

7、足λx=λy，需要ίy=2ίx，因此宜采用两个不等边角钢短肢相并的T形截面。当上弦有节间荷载时，为了提高杆件在屋架平面内的抗弯能力，宜采用两个等边角钢或两个不等边角钢长肢相并的T形截面；2）、下弦杆：为受拉杆件，一般由强度条件确定截面，但还须满足拉杆长细比的要求。下弦杆的loy通常都很大，且可能受有振动，故应优先考虑两个不等边角钢短肢相并的T形截面，以增加杆件的侧向刚度。3）、端斜杆：其在平面内和平面外的计算长度相等，故宜采用两个不等边角长肢相并的T形截面；4）、一般腹杆：宜采用