鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)單層單跨鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)一時(shí)間安排：2011年6月18日～6月29日內(nèi)完成，6.28上午考試；6月29日下午答辯上午：8：30－11：30下午：14：00－17：00二設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：孫潮、黃冀卓、王志濱三考核方式：評(píng)閱計(jì)算書和圖紙、考試、答辯和點(diǎn)名以及進(jìn)度檢查相結(jié)合的考核方式第一節(jié)概述四設(shè)計(jì)目的及要求本課程設(shè)計(jì)的目的在于通過課程設(shè)計(jì)，鞏固已修課程基本知識(shí)和基本理論。培養(yǎng)獨(dú)立完成單跨單層鋼廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。在課程設(shè)計(jì)中要求學(xué)生做到：1、熟悉鋼屋蓋的組成和布置；2、掌握選擇屋架形式的原則和確定屋架的主要尺寸；3、了解屋蓋支撐的作用和分類，正確進(jìn)行支撐布置；4、進(jìn)行屋架桿件內(nèi)力計(jì)算的組合；5、正確確定屋架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度；6、進(jìn)行桿件的截面設(shè)計(jì)及屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；7、進(jìn)行柱身、柱頭及柱腳的設(shè)計(jì)。五設(shè)計(jì)資料：1、車間網(wǎng)柱布置(見附圖)：長(zhǎng)度：88.5m跨度：24m(屋架標(biāo)志跨度)檐高：6m2、屋架及支承：采用跨度24米10節(jié)間或12節(jié)間三角形屋架(見附圖)，屋架鉸支于鋼柱上；3、材料供應(yīng)無特別限制，角鋼最大長(zhǎng)度為15米；4、構(gòu)件運(yùn)輸單元長(zhǎng)度不得超過15米，高度不限；15×5700=885005、屋面材料：(1)彩色壓型鋼板：YX35—125—750，板厚0.6mm，尺寸如下圖。彩色壓型鋼板長(zhǎng)度不限，檁條最大間距1900mm(2)槽鋼檁條(自行設(shè)計(jì));6、墻面材料：(1)單層彩色壓型鋼板(同上)；(2)槽鋼墻梁—這里假設(shè)墻梁與檁條取相同截面，不另行設(shè)計(jì)。7、基礎(chǔ)砼等級(jí)C20，地基情況良好；8、荷載：見計(jì)算書六設(shè)計(jì)內(nèi)容步驟及進(jìn)度安排1、6.18上午布置任務(wù)2、布置屋架支撐(在計(jì)算書上畫出支撐布置簡(jiǎn)圖)(6.18下午)3、檁條設(shè)計(jì)(6.19上午)4、屋架設(shè)計(jì)：荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算(6.19下午)最不利內(nèi)力組合(6.20上午)桿件設(shè)計(jì)(6.20下午，6.21上午)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(6.21下午，6.22一天)——6.21上午檢查進(jìn)度5、柱子柱身設(shè)計(jì)計(jì)算(6.23-6.24兩天)6、柱頭柱腳設(shè)計(jì)(6.25一天)——6.25上午檢查進(jìn)度7、繪制一張1

圖幅鋼屋架施工圖(6.26～6.27兩天)8、繪制一張2

圖幅施工圖(包括結(jié)構(gòu)及支撐布置圖、柱身、柱頭及柱腳施工圖)(6.28一天，6.29上午半天)9、完成計(jì)算書一份(利用業(yè)余時(shí)間抄正，在答辯前完成)10、答辯(6.29下午半天)計(jì)算書用福州大學(xué)統(tǒng)一的計(jì)算書用紙，使用鋼筆(包括數(shù)字及圖)按下列統(tǒng)一規(guī)格書寫:……的設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)資料二鋼材和焊條的選用三屋架形式和幾何尺寸四屋架支撐布置五檁條設(shè)計(jì)計(jì)算六屋架設(shè)計(jì)：荷載計(jì)算內(nèi)力計(jì)算最不利內(nèi)力組合桿件設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)七柱子設(shè)計(jì)計(jì)算柱身設(shè)計(jì)柱頭柱腳設(shè)計(jì)扼要摘要如：荷載組合考慮的情況等13525七參考資料：1.本規(guī)范編寫組，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001，中國(guó)計(jì)劃出版社，2001。2.本規(guī)范編寫組，《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50105—2001,中國(guó)計(jì)劃出版社，2001。3.本規(guī)范編寫組，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017—2003，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003。4.本規(guī)范編寫組，《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018－2002，中國(guó)計(jì)劃出版社，2002。5.本書編寫組，《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.9。6.本書編委會(huì)，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.1。7.喻立安，《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖集—鋼結(jié)構(gòu)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.88.李和華，《鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.4。9.王安麟，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)實(shí)例圖集，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996.810.本書編寫組，《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.2一支撐布置1、上弦橫向支撐2、下弦橫向支撐3、下弦縱向支撐4、垂直支撐5、系桿第二節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟橫向水平支撐：第一柱間，間距≤60m剛性系桿：屋脊和兩端柔性系桿：上弦其他節(jié)點(diǎn)，下弦1-2個(gè)節(jié)點(diǎn)（有垂直支撐處）縱向支撐：三角形在上弦，梯形在下弦垂直支撐：和橫向支撐同一柱間，跨度L≤18m（三角，只設(shè)一道，否則兩道），跨度L≤30m（梯形，設(shè)三道，否則四道）二檁條設(shè)計(jì)（見課本P317例題）(一)檁條的截面形式——本設(shè)計(jì)采用槽鋼檁條qqxqyxxyy

(二)檁條拉條設(shè)置設(shè)置檁條拉條的目的：為了減小檁條沿屋面方向的彎曲變形，減小My以及增加抗扭剛度，設(shè)置檁條拉條以減小該方向的檁條跨度。

設(shè)置要求：檁條跨度L=4～6m時(shí)，至少跨中設(shè)一道拉條;L>6m時(shí)，設(shè)兩道;屋面有天窗時(shí)，天窗兩側(cè)檁條間布置斜拉條和直撐桿。

(三)檁條截面驗(yàn)算1強(qiáng)度驗(yàn)算見P38表1－42整體穩(wěn)定驗(yàn)算(如設(shè)置拉條，可不驗(yàn)算)沿屋面設(shè)置拉條時(shí)，由于拉條起側(cè)向支承作用，不必驗(yàn)算檁條的整體穩(wěn)定。3剛度驗(yàn)算按彈性方法計(jì)算，用標(biāo)準(zhǔn)荷載v[v]三屋架設(shè)計(jì)（見課本P345例題）(一)屋架桿件設(shè)計(jì)1桿件內(nèi)力計(jì)算(1)求節(jié)點(diǎn)荷載將荷載按集中荷載面積分配到節(jié)點(diǎn)上(2)按內(nèi)力系數(shù)表節(jié)點(diǎn)荷載作用下屋架各桿件的內(nèi)力(3)計(jì)算上弦節(jié)間荷載產(chǎn)生的局部彎矩M0－將上弦節(jié)間視為簡(jiǎn)支梁所得跨中彎矩上弦桿可按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)(4)內(nèi)力組合

組合原則－尋求每一根桿件可能的最不利受力情況屋架內(nèi)力系數(shù)組合表（見課本P349）三種組合：兩種使用階段+一種施工階段2桿件計(jì)算長(zhǎng)度(見課本P332)(1)弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度(a)分析原則：屋架桿件兩端并非鉸接，而有一定剛性，即有一定的彈性嵌固，拉桿受拉力使桿件變直而不彎曲，而壓桿使桿件變短且壓力降低桿件抗彎剛度。(b)桁架平面內(nèi)lox(c)桁架平面外l0y對(duì)于腹桿發(fā)生屋架外的變形，節(jié)點(diǎn)板抗彎剛度很小，相當(dāng)于板鉸(d)單角鋼或雙角鋼組成十字形截面(2)交叉腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度3容許長(zhǎng)細(xì)比[

](課本3334桿件的截面選型P334(1)選型要求(2)截面型式及選擇用等肢雙角鋼截面或不等肢雙角鋼截面短肢相并用等肢雙角鋼截面或不等肢雙角鋼截面長(zhǎng)肢相并(b)下弦桿：用等肢雙角鋼截面或不等肢雙角鋼截面短肢相并(c)腹桿用不等肢雙角鋼截面長(zhǎng)肢相并或等肢雙角鋼截面采用等肢雙角鋼截面連接垂直支撐得豎桿受力較小的腹桿考慮連接方便，安裝屋架方便，采用十字布置雙角鋼截面。用單角鋼截面，有偏心，設(shè)計(jì)強(qiáng)度折減5屋架桿件構(gòu)造的一般原則(P336)(1)在一榀屋架中，所用角鋼規(guī)格不宜超過5～6種(2)普通鋼屋架：角鋼厚度4mm，最小角鋼規(guī)格454、56364，輕鋼、薄鋼屋架不在此限，鋼板厚度5mm梯形屋架、平行弦屋架的節(jié)點(diǎn)把腹桿內(nèi)力傳給弦桿，節(jié)點(diǎn)板厚度由腹桿最大內(nèi)力(一般在支座處)決定，三角形屋架支座處的節(jié)點(diǎn)板要傳遞端節(jié)間弦桿的內(nèi)力，因此節(jié)點(diǎn)板厚度由上弦端節(jié)間內(nèi)力決定。通常根據(jù)上述內(nèi)力確定支座節(jié)點(diǎn)板厚度，考慮中間節(jié)點(diǎn)板受力較小，比支座節(jié)點(diǎn)板厚度減2mm。整榀屋架中間節(jié)點(diǎn)板厚度相同。(3)節(jié)點(diǎn)板厚度：由桿件軸力，材料強(qiáng)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定P336(4)填板(P335)作用：由兩個(gè)角鋼組成的T形或十字形截面的桿間，為了保證兩個(gè)角鋼共同工作，兩角鋼需有一定的連系而加設(shè)綴板(墊板)(5)屋架跨度L>24m時(shí)，弦桿可根據(jù)內(nèi)力改變一次截面，保持角鋼厚度，改變肢寬，以便于連接，T字鋼可改變腹板高度。填板布置：在桿件的兩側(cè)向支承點(diǎn)之間，綴板不少于兩塊，且每節(jié)間不少于兩塊，若桿件太短無法放置時(shí)，至少放一塊，壓、拉桿相同。6屋架桿件截面選擇及驗(yàn)算(P354)通常列表計(jì)算，選出截面再作一次調(diào)整，以使角鋼規(guī)格不超過5～6種，對(duì)于有節(jié)間荷載的弦桿，在表外計(jì)算。內(nèi)力小的腹桿及支撐桿件，由[]選擇截面，對(duì)于一些腹桿可能受拉，亦可能受壓時(shí)，[]應(yīng)按壓桿取值。(二)桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(見例題P353)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：確定節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，計(jì)算焊縫、確定節(jié)點(diǎn)板形狀和尺寸。1節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求(1)桁架桿件重心線與桿件軸線重合，各桿軸線匯交形成節(jié)點(diǎn)中心(2)桿端截?cái)嗵幰酥鼻校粜栊鼻?，只能切肢尖，不允許切肢背(3)節(jié)點(diǎn)板形狀：簡(jiǎn)單、傳力合理、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造緊湊(a)力求規(guī)整，一般至少有兩對(duì)邊平行；(b)傳力均勻，避免凹角，以免形成應(yīng)力集中；(c)使連接焊縫盡可能中心受力；(d)板邊與腹桿交角150(5)各桿端凈距a15～20mm(直接承受動(dòng)力荷載a50mm)，以不使焊縫過于密集而使節(jié)點(diǎn)板變脆。(6)避免構(gòu)造上的偏心2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的程序畫出各桿軸線畫出各桿外形投影線重心線與軸線重合確定桿端位置根據(jù)腹桿軸力計(jì)算其與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸在腹桿外形投影線上標(biāo)出角鋼肢背/肢尖焊縫長(zhǎng)度(位置)根據(jù)桿端凈距a15mm，直接受動(dòng)力荷載為50mm預(yù)先列表計(jì)算，