18米跨度钢结构课程设计

上海理工大学

钢结构课程设计示例

附录A 梯形钢屋架设计示例

－、设计资料

某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为18m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。

屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.5kN/㎡，积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。

屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C20。

根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235B，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。

屋架的计算跨度：Lo=18000-2×150=17700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）,中部高度2900mm。

二、结构形式与布置

屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。

图A-1 屋架形式及几何尺寸

屋架支撑布置见图B-2所示。

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上海理工大学

普通钢屋架设计计算书

一、教学要求

1. 了解普通钢屋架设计的全过程；

2. 学习结构施工图的绘制和结构计算书的编制方法 3. 了解钢屋盖支撑体系的作用并能正确布置支撑；

4. 掌握钢屋架的内力计算、杆件截面选择，节点设计的方法； 5. 掌握焊接连接的构造要求。

二、屋架形式及主要尺寸的确定

（学号为306，跨度为30m，端部高度为1.95m，坡度为1/11）

图一 桁架形式及几何尺寸

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。构件编号采用汉语拼音字母，凡与支撑连接的屋架可编号为WJ1，其它编均为WJ2，屋架垂直支撑：CC1、CC2?，屋架上弦水平支撑：SC1、SC2?，屋架下弦水平支撑：XC1、XC2?，刚性系杆：GG1、GG2?，柔性系杆：LG1、LG2?。

图二 桁架支撑布置

四、屋架内力计算 1.计算的基本假定

节点均为铰接：所有杆线的轴线均位于同一平面内，且同心交汇与节点;荷载均作用于结点。

2.荷载计算

屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，由荷载条件知，基本雪压大于屋面活荷载，基本

一、设计资料：

1.某厂房总长度60m，跨度为18m.，柱距6m。车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m。计算最低温度-200C。采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。

二、结构形式与布置图：

屋架支撑布置图如下图所示。

1507.51507.55.7051DCAB229028641507.51507.51507.5F25903124G289050.A0.000-0.5-6.50219903001.01.01.1.01.001.2800 812+0.0-1.-0.69082150470+3.c962+7.e+9.279ag -0.41350ceg0-1.-3.3a279+9.620-1.+0.615406+0.620.00.344-0.5-4.7540-1.-1.80.00.5810.17+1+1+2.537c+5.325e+5.312g+3.967e'+1四、荷载计算与组合

1、荷载计算

预应力混凝土大型屋面板 1.

一、 设计资料

（1）某车间跨度为30m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材及焊条为：钢材采用Q345钢，焊条为E50型。

（2）屋架计算跨度

L。=30000-2×150=29700

(3)跨中及端部高度：本设计为无檩屋盖体系，采用平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度h’=2000mm，屋架的中部高度h=3500mm.

二、 结构形式与布置

屋架杆件的几何尺寸如图1所示

图1

屋架支撑布置见图2所示：

图2 三、荷载与内力计算

1、荷载计算 永久荷载： 改性沥青防水层

0.4kN/m2 0.4kN/m2 0.9kN/m2 1.4kN/m2

20厚1:2.5

设计某厂房钢屋架

一、 设计资料

梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。

二、 屋架形式和几何尺寸

屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取H0=2000mm，跨中高度H=3200mm

三、 屋盖支撑布置 （见图1） 四、 荷载计算

⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2

防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35 KN／m2

找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40 KN／m2 保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KN／m

钢屋架及支撑重 0.12+0.011×24=0.384KN／m2 合计

《钢结构课程设计》任务书和指导书

------ 钢屋架

一、设计目的

《建筑钢结构课程设计》是土木工程专业的一门专业拓展实践类课程，它是为配合《钢结构》课程而开设的一门专项课程设计，具有较强的实践性。本课程设计主要完成钢屋架结构设计，使学生初步了解结构设计的程序和方法；掌握设计计算的原理和手段；熟悉使用与结构设计相关的规范、规程、标准图和设计计算手册。通过本课程设计，能够促使学生理论联系实际，培养学生的实践能力和动手能力，学会编写结构计算书、绘制结构施工图，为学生将来的设计或施工管理等工作奠定基础。

二、设计基础

1、先修课程

（1）《土木工程制图及计算机制图》 ； （2）《房屋建筑学》 ； （3）《钢结构》 ；

2、基本要求

要求学生在进行本课程设计之前，通过以上专业及专业基础课的学习，能够掌握钢屋架的受力特点；了解屋盖结构的平面布置；了解各种支撑的作用及布置方式；了解屋盖结构平面、立面的关键尺寸；掌握屋盖结构的荷载类型及其计算；掌握钢屋架构件和节点的选型、设计计算以及构造；掌握钢屋架结构施工图的绘制方法。

三、设计任务

《钢结构课程设计》任务书和指导书

------ 钢屋架

一、设计目的

《建筑钢结构课程设计》是土木工程专业的一门专业拓展实践类课程，它是为配合《钢结构》课程而开设的一门专项课程设计，具有较强的实践性。本课程设计主要完成钢屋架结构设计，使学生初步了解结构设计的程序和方法；掌握设计计算的原理和手段；熟悉使用与结构设计相关的规范、规程、标准图和设计计算手册。通过本课程设计，能够促使学生理论联系实际，培养学生的实践能力和动手能力，学会编写结构计算书、绘制结构施工图，为学生将来的设计或施工管理等工作奠定基础。

二、设计基础

1、先修课程

（1）《土木工程制图及计算机制图》 ； （2）《房屋建筑学》 ； （3）《钢结构》 ；

2、基本要求

要求学生在进行本课程设计之前，通过以上专业及专业基础课的学习，能够掌握钢屋架的受力特点；了解屋盖结构的平面布置；了解各种支撑的作用及布置方式；了解屋盖结构平面、立面的关键尺寸；掌握屋盖结构的荷载类型及其计算；掌握钢屋架构件和节点的选型、设计计算以及构造；掌握钢屋架结构施工图的绘制方法。

三、设计任务

《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书

1.设计资料： ......................................................................................................................................... 2 2.结构形式与布置 ................................................................................................................................. 3 3.荷载计算 ............................................................................................................................................. 5 4.内力计算 ...............................................................

目录

1.设计资料： ................................................................3 2.结构形式与布置： ................................................................3 3.荷载计算 ................................................................7 3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 ............................................7 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 ............................................7 3.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: .............................................................................6 4.内力计算 .............

参考实例：

钢结构课程设计例题

－、设计资料

某一单层单跨工业长房。厂房总长度为90m，柱距6m，跨度为21m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。

屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。

屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。

根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。

屋架的计算跨度：Lo=21000－2×150=20700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。H=2000+1035=3035

二、结构形式与布置

屋架形式及几何尺寸见图1所示。

图1 屋架形式及几何尺寸

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三、荷载与内力计算

1.荷载计算

荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

永久荷载标准值

三毡四油（上铺绿豆砂）