钢结构课程设计-某厂房钢屋架设计.doc

钢结构
课程设计任务书
（钢屋架设计）

1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-200C，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0.4kN/m2
水泥砂浆找平层0.4kN/m2
保温层0.5kN/m2(按分组表确定)
一毡二油隔气层0.05kN/m2
水泥砂浆找平层0.3kN/m2
预应力混凝土大型屋面板1.4kN/m2
屋架及支撑自重：按经验公式计算：
0.12+0.011×18=0.318KN/m22
（2）可变荷载：
屋面活荷载标准值：0.7kN/m2
雪荷载标准值：0.35kN/m2
积灰荷载标准值：0.7kN/m2(按分组表确定)

4设计内容

4.1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
①屋架简图（比例1∶100），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。
②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。
③侧面图，剖面图及零件详图。
④注明全部零件的编号，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。
⑤材料表。
⑥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
夏志斌．钢结构原理与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012.7.
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.
夏志斌，姚谏.钢结构设计[M]．北京：中国建筑工业出版社.2010.9.
GB50017-2003钢结构设计规范[S]．北京：中国计划出版社.2003.
GB50009-2012建筑结构荷载规范[S]．北京:中国建筑工业出版社.2012.

附图
1500×6=9000

a.18米跨屋架几何尺寸

b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

c.18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

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/m2
水泥砂浆找平层0.4KN/m2
保温层：0.5KN/m2
一毡二油隔气层0.05KN/m2
水泥砂浆找平层0.3KN/m2
预应力混凝土屋面板1.4KN/m2
钢屋架和支撑自重0.12+0.011×18m=0.32KN/m2
总计：3.37KN/m2
可变荷载标准值
雪荷载0.35KN/m2<屋面活荷载标准值0.70KN/m2，取0.70KN/m20.70KN/m2
积灰荷载0.70KN/m2
总计：1.4KN/m2
永久荷载设计值1.2×3.37KN/m2=4.04KN/m2
可变荷载设计值1.2×1.40KN/m2=1.96KN/m2
2、荷载组合
设计体型屋架时，应考虑以下三种组合：（预应力大型屋面板采用1.5m×6m）
组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载P=(4.04KN/m2+1.96KN/m2)×1.5×6m=54.00kN
组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载P1=4.04KN/m2×1.5×6=36