钢结构屋架课程设计

钢结构课程设计

计 算 书

题目：厂房27m钢屋架设计 专业班级：土木工程 学号： 姓名： 指导老师： 完成日期：

一、 设计资料：

(1) 某车间跨度为27m，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。

(2) 屋面采用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，屋面坡度为1:11，屋架端部高度为1.74m,屋架采用的钢材及焊条为： Q235B钢，焊条为E43型。 (3)荷载： 永久荷载：

改性沥青防水层 0.4kN/m2

20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.40kN/m2 80厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5kN/m2 悬挂管道 0.15N/m2

屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2 可变荷载：

基本风压： 0.35 kN/m2 基本雪压：（不与活荷载同时

第一章：设计资料

某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置

如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【 】＝150

屋架拉杆【 】＝350。

第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置

图2.1 柱网布置图

2.2屋架形式及几何尺寸

由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。

配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。

图2.2 屋架的杆件尺寸

2.3支撑布置

由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但

第一章：设计资料

某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置

如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【 】＝150

屋架拉杆【 】＝350。

第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置

图2.1 柱网布置图

2.2屋架形式及几何尺寸

由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。

配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。

图2.2 屋架的杆件尺寸

2.3支撑布置

由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但

第一章：设计资料

某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置

如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【?】＝150

屋架拉杆【?】＝350。

第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置

图2.1 柱网布置图

2.2屋架形式及几何尺寸

由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。

配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。

图2.2 屋架的杆件尺寸

2.3支撑布置

由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系

《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 ...............................................................

1:荷载计算

2 屋架杆件几何尺寸的计算

根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用人字式三角形屋架。屋面坡度为i=1：,屋面倾角α=arctg （1/）=°，sinα=，cosα=

屋架计算跨度 l 0 =l －300＝15000－300=14700mm

屋架跨中高度 h= l 0×i/2=14700/(2×=2940mm

上弦长度 L=l 0/2cosα≈7903mm

节间长度 a=L/4=7903/4≈1979m m

节间水平段投影尺寸长度 a ＇=acosα=1555×=1475mm

根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示

图1.屋架形式及几何尺寸

3 屋架支撑布置

屋架支撑

1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。

2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。

3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图2所示。 屋面檩条及其支撑

波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张

《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

南京工业大学课程设计用纸

三角屋架设计

1 设计资料及说明

1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。

2、屋面材料：规格长尺压型钢板。

3、屋面坡度i=1：3。活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。

4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。 5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。

7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。

2 屋架杆件几何尺寸的计算

根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487

屋架计算跨度 l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度 h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度 L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度 a=L/6=9329/

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 .............