钢结构

1攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：钢结构设计原理课程设计—18—m跨钢屋架设计学生姓名：彭永洪学号：200910904028所在院系：土木工程学院专业：土木工程班级：2009级房屋建筑2班指导教师：周春利职称：2011-年12月29日攀枝花学院教务处制2课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名：年月日3攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目钢结构设计原理课程设计——m跨钢屋架设计1、课程设计的目的使学生在掌握钢结构设计的基本原理基础上，进一步学习整体房屋钢结构房屋的特点和基本设计方法，能确定合理的计算简图，正确地进行内力分析，并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理，为以后的工程实践打下必要的基础。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）（1）设计内容1.作屋盖结构支撑的布置图；2.选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；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。（2）设计要求1.计算书须用钢笔或碳素笔书写，插图应用铅笔按一定比例绘制，做到眉目清晰，图文结合；2.图纸A3或A3加长，应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）》的要求；3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请将自己的题号及对应的取值填入设计任务书中。4.用手绘或CAD绘制运送单元的施工图。设计的节点应尺寸齐备，满足构造要求。（3）设计题目见附件3、主要参考文献［1］《钢结构设计原理》张耀春主编周绪红副主编高等教育出版社［2］《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中国计划出版社［3］《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社4、课程设计工作进度计划屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置0.5天荷载和内力计算0.5天截面选择2天节点设计2天绘制施工图2天指导教师（签字）日期年月日教研室意见：年月日学生（签字）：接受任务时间：年月日4附件一、题目某厂房总长度90m，跨度L＝18m(按选题表取)，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。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C25，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，不考虑地震设防，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），锻锤为2台5t。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：题号为单号的同学用Q345钢，焊条为E50型；双号的同学用Q235钢，焊条为E43型。3、屋盖结构及荷载无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.8kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.5kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载1.1kN/m2(按选题表取)。③屋面各构造层的荷载标准值：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0.4kN/m2(按选题表取)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1.45kN/m2二、选题表（在自己所选题号上涂黑！）跨度182124积灰荷载保温层0.40.50.60.70.40.50.60.70.40.50.60.7题号1234567891011120.61314151617181920212223240.72526272829303132333435360.83738394041424344454647480.94950515253545556575859601.06162636465666768697071721.17374757677787980818283841.2三、几何尺寸及内力值51、18米跨199013502290259028902613286431242530286431241507.51507.51507.51507.51507.51507.5150AacegBCDFG（1）18米跨屋架几何尺寸Aa+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.462+4.739+1.884-0.462-1.0-1.0+0.812-0.5+7.962+9.279+9.279cegBCDEFG0.51.01.01.01.01.01.0（2）18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值（3）18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BCDEFGF'E'D'C'B'A'0.51.01.01.01.01.01.06第二篇设计计算一、屋架支撑系统的设置屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。在本设计中，屋架支撑系统设计如下：二、杆件内力的计算2.1荷载计算(1)永久荷载设计值三毡四油（上铺绿豆砂）防水层1.0050.4=0.402kN/m2水泥砂浆找平层1.0050.4=0.402kN/m27保温层1.0050.4=0.402kN/m2一毡二油隔气层1.0050.05=0.050kN/m2水泥砂浆找平层1.0050.3=0.3015kN/m2预应力混凝土屋面板1.0051.45=1.457kN/m2屋架（包括支撑）自重0.12+0.011L=0.318kN/m2合计3.350kN/m2(2)可变荷载设计值对屋面均布可变荷载和雪荷载，只取其较大者。屋面活载：0.8kN/m2积灰荷载：1.1kN/m22.2荷载组合a.全跨永久荷载+全跨可变荷载F=（1.353.35+1.40.70.8+1.40.91.1）1.56=60.19a种荷载组合屋架受力图b.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时：KNkNFF18.3665.135.32.1)(66.4065.135.335.12,11,1对结构有利时：kNF15.3065.135.30.13,1半跨节点可变荷载设计值：)(29.2165.1)1.19.08.0(4.1)(53.1965.1)1.19.08.07.0(4.12,21,2kNkNFF8b种荷载组合屋架受力图c.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面材料+半跨活载(按可变荷载为主的组合)全跨桁架自重设计值：对结构不利时：kNkNFF86.265.1318.02.143.365.1318.02.12,31,3半跨屋面板自重及屋面活荷载设计值：kNF35.2865.1)8.04.1475.14.1(4(a)(b)为使用阶段荷载情况，（c）为施工阶段荷载情况。2.3内力计算各种荷载组合下，屋架杆件内力计算，计算F=1分别作用在左右跨、全跨时个杆件产生的内力，得到单位节点荷载作用下各杆的内力系数，其他荷载组合可按下表进行杆件内力的计算，只有当左右半跨内力系数的正负号不同时，第二种荷载组合才可能起控制作用。屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数（F=1）第一种组合第二种组合第三种组合计算内力全跨左半跨右半跨1FFFii,2,1131,2,1FFiiFFi4,11FFi4,31123kNkNkNkNkNkN上弦杆AB000000000BC-6.221-4.371-1.850-374.44-374.44CD-6.221-4.371-1.850-374.44-374.44DE-8.993-5.636-3.357-541.29-541.29EF-8.993-5.636-3.357-541.29-541.29FG-9.102-4.551-4.551-547.85-547.85下弦杆ac3.4702.5370.933208.86208.86ce7.9625.3252.637479.23479.23eg9.2795.3123.967558.50558.50斜腹aB-6.502-4.754-1.748-391.36-391.36Bc4.7393.1581.581285.24285.249杆cD-3.382-1.862-1.520-203.56-203.56De1.8840.5401.344113.40113.40eF-0.690+0.615-1.305-45.4-16.05FF1,21,1，-55.83FF2,22,1，15.46FF42,3，-39.36FF41,3，｛55.83-41.53Fg-0.462-1.6321.170-30.40-50.65FF2,22,1，21.63FF2,23,1，-47.58FF41,3，31.58FF4,2,3，｛31.58-50.65竖腹杆Aa-0.5-0.50-30.10-30.10Cc-1-10-60.19-60.19Ee-1-10-60.19-60.19Gg+0.812+0.406+0.40648.8748.87三、杆件截面设计3.1节点板厚选择支座斜杆最大内力设计值N=-547.85KN，经查表：选取中间节点板厚t=10mm，支座结点板厚t=12mm。3.2上弦杆（压弯构件）（1）整个上弦杆采用同一截面，免去不同截面杆件间的拼接。截面按受力最大的部位F-G节间选用，最大内力为：NN547850max计算长度：屋架平面内取节点中心间轴线长度：cmllox75.150屋架平面外根据屋盖支撑布置和上弦杆内力变化，取cmlloy5.3012截面选择：由于lloxoy2，选用不等边角钢，短边相连。设λ=60，查附表得f=0.807，需要的截面特性：mmfNA291.2189310807.0547850，cmlioxx51.26075.150cmlioyy02.5605.301根据需要的A、ix、iy，查型钢表，选用2L110×70