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1、钢结构课程设计任务书（钢屋架设计）21 设计题目某厂房钢屋架设计。2 设计目的课程设计是本课程教学的实践教学环节之一，通过设计使学生进一步掌握钢屋架的设计原理、方法、步骤，提高综合分析、解决问题的能力。3 设计条件某厂房总长度 90m，跨度根据不同的学号从附表中取，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m 。3.1 结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30，屋面坡度 i=L/10；L 为屋架跨度。地区计算温度高于-20 0C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为 8 度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为 2 台 150/30t（中级工作制） 。3.2 屋架形式及荷载：屋架形式、几
2、何尺寸及内力系数（节点荷载 P=1.0 作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：双号的同学用 Q345 钢，焊条为 E50 型。3.3 屋盖结构及荷载（1）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 kN/m 2水泥砂浆找平层 0.4 kN/m 2保温层 0.5 kN/m 2(按分组表确定)一毡二油隔气层 0.05 kN/m 2水泥砂浆找平层 0.3 kN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 kN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式 计算：Lq01.20.12+0.01118=0.318 KN/m22（2）可变荷载：屋面活荷载标准值： 0.7kN/m 2雪荷载标准值： 0.3
3、5kN/m 2积灰荷载标准值： 0.7 kN/m 2(按分组表确定)4 设计内容34.1 确定屋盖结构及支撑的布置图；4.2 选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；4.3 对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点；4.4 屋架施工图（1）手工绘制运送单元的施工图，用铅笔绘制白纸图。设计的节点应尺寸齐备、书写规范、满足构造要求；（2）施工图内容屋架简图（比例 1100） ，左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。 屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例） 。 侧面图，剖面图及零件详图。 注明全部零件的编号，
4、规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 材料表。 说明。5 设计要求5.1 设计内容完整、计算准确、保证经济；图纸整洁、布图合理；5.2 计算书须用打印并装订（A4） ，插图应按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合；5.3 图纸应符合房屋建筑制图统一标准和建筑结构制图标准的要求；5.4 屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见分组附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中；6 设计进度与考核：6.1 进度设计时间一周；6.2 考核根据设计内容的完整性、结构合理性、计算准确性以及图纸的质量、口试、考勤等方面为评分标准；7 参考资料1 夏志斌钢
5、结构原理与设计M北京：中国建筑工业出版社，2012.7.2 刘声扬钢结构原理与设计M北京：中国建筑工业出版社，2011.9.3 夏志斌，姚谏 .钢结构设计M北京：中国建筑工业出版社.2010.9.4 GB50017-2003 钢结构设计规范 S北京：中国计划出版社.2003.5 GB50009-2012 建筑结构荷载规范 S北京: 中国建筑工业出版社.2012.4附 图190 1350 290 2590 28902613 2864 31242530 2864 31241507.51507.51507.51507.51507.51507.5150Aa c e gB C D F Ga . 18 米
6、跨屋架几何尺寸 Aa+3.4700.00-6.21 -8.93 -9.102-9.102-6.502 -3.382 -0.690 -0.462+4.739 +1.84 -0.462-1.0 -1.0 +0.812-0.5+7.962 +9.279 +9.279c e gB C D E F G0.5 1.0 1.0 1.0 1.01.0 1.0b . 18 米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aa c e g e c a+2.5370.00-4.371 -5.636 -4.51 -3.357 -1.8500.0-4.754 -1.862 +0.615 +1.170+1.34 +1.581+3
7、.158+0.540 -1.632 -1.305 -1.520 -.748-1.0 -1.0 +0.406 0.0 0.0-0.5+5.325 +5.312 +3.967 2.637 +0.93B C D E F G F E D C B A0.5 1.0 1.0 1.0 1.01.0 1.0c . 18 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值15006 = 90005一、荷载与内力计算：1、荷载计算屋面活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）防水层 0.4KN/m 2水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2保温层： 0.5KN/m 2一毡二油隔气
8、层 0.05KN/m 2水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2预应力混凝土屋面板 1.4KN/m 2钢屋架和支撑自重 0.12+0.01118m=0.32KN/m 2 总计：3.37KN/m 2可变荷载标准值雪荷载 0.35KN/m2 ,则由 查附表 1.20 得 =0.430 xyzx满 足310/6.1840234.06182 fmNAN6、斜腹杆(De) cmLlcmLlkNN oyoxDe 4.286,1.29486.8,71 选用 2 L565，详见下图：满 足9109xo11A25.42 10.84 cm ，i 1.72cm ，i 2.62cm2xy满 足2501.3719xoil满
9、足06248yo 满 足310/9.17.23 fmNANn7、斜腹杆(eF)(Fg)杆件内力： 二杆可以选择内力较大杆件进行计算。kNNkNFgeF 41.2659,34.218计算长度： , cmcmlx00 cmly4.3120内力较小，按 选择，需要的回转半径为：15。clicli yx 083.2154.3,67.1092.4 00 查型钢表(附录8)，选项截面的 和 比上述计算的 和 略大些。选用2L635，xiyxiy得截面几何特性：A=12.286cm 2, cmiciyx96.2,4.1， cmilxo 508.194.2，ccilxoy 1.056.237.28364815
10、bltboy 710)510(5.10)475.0( 2242 toyyz因为 ，只求 ：xx查附表1.20得 39.0x，222 /310/6148 mNmNmANxeF 12，所需截面合适。2223 /15/91.19.054 mNmNmNANxFg 5、中竖杆Aa杆： 05c=L l，-27k=yxAa选用 ，5L63 2.89cm， i 1.94m ， icm.14 8 yx满 足503509ilxo 满 足18.62y cmo 46.836520501563 bltboy 75=)7+(169.8=） t.47+（ = 222oyyz由于 ,则由 查附表 1.20 得 =0.533，
11、则：xyzx满 足310/25.41028.1530723 fmNAN6、 中 竖 杆 CcEe内力大小相同，选用长细比较大的竖杆 Ee 进行设计，可保证其-4kN= N他竖杆的安全。则：259.0cm=Ll 207.cm,=590.8Ll oyox选用 ，632 8， i 14， icm1 2A x58694.7xoi10205yol 8.236598.6.153 bltboy 96=)047+(19=） t047+（ = 2242oyyz13由于 ,则由 ，则：xyzx 0.51= 查 附 表 1.2得 满 足310/865.0423 fmNAN6、中竖杆 Gg杆件轴力： (压)，30k=
12、Gg计算长度: , cmLlo 1.26089.9选用 所示十字连接：562L42,8.1uicmA 满 足350.1065uol 满 足310/7428323n fmNAN各杆件的截面选择列出，计算结果详见表2。杆件截面选择表 表2计算长度/cm 回转半径/cm杆件内 力/KN 截 面 规 格面 积/cm2 oxLoyxiyimaxmax应力 /(N/mm2)上弦 -491.51短肢相并2L125X80X10 39.42 150.75 301.5 2.26 6.04 54.1 150 0.777 160.47下弦 429.95短肢相并2L125X80X7 28.19 300.00 600.0
13、0 2.298 6.04 130.55 250 - 177.7aB -351.11 长肢相并2L125X80X7 28.19 253.00 253.00 4.02 3.33 75.98 150 0.714 174.44Bc 255.91 T 形截面2L75X8 23.00 209.04 261.30 2.28 3.42 91.95 250 - 111.30cD -182.63 T 形截面2L75X8 23.00 229.12 286.40 2.28 3.42 100.49 150 0.430 184.66De 101.74 T 形截面2L56X5 10.84 229.12 286.40 1.72 2.62 133.21 250 - 92.9-48.11eF2334T 形截面2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 99.6-45.59Fg26.41T 形截面2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 93.91Aa -27.00 T 形截面2L63X5 12.29 199.00 199.00 1.94 2.89 103.35 150 0.533 41.25Cc
