鋼結構課程設計
學號姓名
學校專業
梯形屋架設計
1設計資料
梯形屋架，建築跨度為18m，端部高度為1.99m，跨中高度為2.89m，屋架坡度i=1/10,屋架間距為6m，屋架兩端支撐在鋼筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土採用。
屋架上、下弦布置有水平支撐和豎向支撐（如圖1-1所示）。
屋面採用1.5×6m預應力鋼筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（）的保溫層，三氈四油鋪綠豆沙防水層，20mm厚水泥砂漿找平層，屋面雪荷載為，鋼材採用3號鋼。
2設計要求
2.1 屋面雪荷載取值：按分組序號，取用設計資料屋面雪荷載+0.1×分組序號（比如第1組，屋面雪荷載取值為： +0.1×1=，以此類推）。
2.2 設計中，應繪製出必要的節點詳圖等圖紙。
2.3 其他條件與設計資料相同。
3 荷載計算
3.1 永久荷載
預應力鋼筋混凝土大型屋面板
三氈四油防水層及及找平層（20mm
120mm厚泡沫混凝土保溫層
屋架自重和支撐自重按經驗公式（跨度l=18m）
3.2 可變荷載
屋面雪荷載：
3.3 荷載組合
永久荷載可變荷載為主要荷載組合，屋架上弦節點荷載為：
4 內力計算
桁架桿件的內力，在單位力作用下用**法求得表4-1。
5 截面選擇
5.1 上弦杆截面選擇
上弦杆採用相同截面，以最大軸力g-⑨桿來選擇：
在屋架平面內的計算長度，屋架平面外的計算長度。
選用兩個不等肢角鋼，長肢水平。
截面幾何特性（長肢水平雙角鋼組成t形截面，節點板根據腹杆最大內力選用板厚8mm）：
截面驗算：
大型屋面板與上弦焊牢，起縱橫向水平支撐作用，上弦杆其他節間的長細比和穩定驗算均未超過上述值。
5.2 下弦杆截面選擇
下弦杆也採用相同截面，以最大軸力⑧-o桿來選擇：
在屋架平面內的計算長度：，屋架平面外的計算長度：。
所需截面面積為：
選擇兩個不等肢角鋼，長肢水平。
截面幾何特點：
另兩個節點的下弦杆內力較小，但，故須驗算其屋架平面外的長細比：
5.3 支座豎桿截面選擇
杆軸力：
計算長度：，採用兩個等肢角鋼，組成t型截面
截面幾何特性：
， ，截面驗算：
5.4 支座斜桿截面選擇
杆軸力： 計算長度：
採用兩個不等肢角鋼，長肢相拼。
截面幾何特性：
截面驗算：
5.5 斜桿②③截面選擇
杆軸力： 計算長度：
所需截面:
選用兩個等肢角鋼，組成t形截面
截面特性：
5.6 豎桿③④截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形截面。
截面幾何特性：
截面驗算：
5.7 斜桿④⑤截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形型截面
截面幾何特性：
截面驗算：
5.8 斜桿⑤⑥截面選擇
杆軸力：
計算長度：
所需截面：
採用兩個等肢角鋼，組成t形型截面
截面幾何特性：
5.9 豎桿⑥⑦截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形截面
截面幾何特性：
截面驗算：
5.10 斜桿⑦⑧截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形截面
截面幾何特性：
截面驗算：
5.11 斜桿⑧⑨截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形截面
截面幾何特性：
截面驗算：
5.12 豎桿⑨⑩截面選擇
杆軸力：
計算長度：
採用兩個等肢角鋼，組成t形截面
截面幾何特性：
截面驗算：
各桿件截面選擇結果列表如下表5-1
6 節點設計
各節點的節點板厚一律取8mm。
6.1 下弦節點i設計
首先，計算腹杆與節點板連線焊縫尺寸，然後按比例繪出節點板形狀和尺寸，最後驗算下弦與節點板的連線焊縫。已知焊縫的抗拉、抗壓和抗剪的強度設計值：
設桿②③的肢背和肢尖焊縫分別是和，則所需焊縫長度為：
肢背： 取110mm
肢尖： 取80mm
設桿④⑤的肢背和肢尖焊縫分別是和，則所需焊縫長度為
肢背： 取100mm
肢尖： 取80mm
設桿③④的肢背和肢尖焊縫均為，則所需焊縫長度為
肢背： 取165mm
肢尖： 取165mm
根據上述腹杆焊縫長度，並考慮桿件之間應留有間隙，按比例繪出節點大樣圖。從而確定節點板尺寸為。
下弦與節點板連線的焊縫長度為385mm，，焊縫所受的力為左右兩下弦杆內力差所受較大的肢背處焊縫應力為：
6.2 下弦節點j的設計
設節點所有焊縫為，所需焊縫長度如下：
杆⑤-⑥
肢背：肢尖：
杆⑥-⑦
肢背：肢尖：
杆⑦-⑧
肢背：肢尖：
所有焊縫均按構造（節點板尺寸）確定，焊縫長度均需大於60mm。
下弦與節點板連線的焊縫長度為320mm，，焊縫所受的力為左右兩下弦杆內力差所受較大的肢背處焊縫應力為：
焊縫強度滿足要求。
6.3 下弦節點k的設計
下弦杆一般都採用同號角鋼進行拼接，為使拼接角鋼與弦杆之間能夠密合，並便於施焊，需將拼接角鋼的尖角削除，且截去垂直肢的一部分寬度（一般），拼接角鋼這部分削弱，可以靠節點板來補償。接頭一邊的焊縫長度按弦杆內力計算
設焊縫，則所需一條焊縫計算長度為:
拼接角鋼的長度取400mm>131.9×2=263.8mm
屋架分成兩個運輸單元，設定工地焊縫長度拼接，左半邊的弦杆和腹杆與節點板連線用工廠焊縫，而右半邊的弦杆與腹杆與節點板連線用工地焊縫。中間豎桿跟左半邊在工廠焊牢再出廠，為便於工地拼接，在拼接的角鋼與右半邊斜桿上，設定螺栓孔。作為安裝施焊前的定位之用。
下弦杆與節點板之間用焊縫滿焊。
斜桿⑧-⑨和豎桿⑨-⑩的內力均很小，肢背與肢尖焊縫，施焊長度均可按構造採用，至少60mm，採用390×290×8mm，所有焊縫均滿焊，焊縫長度均大於所需長度。
6.4 支座節點h設計
為了便於施焊，下弦焊與支座底板的距離取130mm，在節點中心設定加勁肋，加勁肋高度與節點板高度相等。
6.4.1 支座底板計算
支座反力：
支座底板的平面尺寸取，如僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則實承面積為：
驗算柱頂混凝土的抗壓強度：
式中——鋼筋混凝土軸心抗壓強度的設計值。
底板的厚度按屋架反力作用下的彎矩計算，節點板和加勁肋將底板分成4塊。每塊板是兩相鄰為固定支承而另兩相鄰邊自由的板，每塊板的單位寬度最大彎矩為：
式中 q——底板所受的均布反力，
——兩支承之間的對角線長度，
——係數，由查課本表5-6確定，為兩支承邊的相交點到對角線的垂線距離，由相似三角形的關係得：
查表5-5得
底板厚度： 取20mm
6.4.2 加勁肋與節點板的連線焊縫計算
加勁肋與節點板的鏈結焊縫計算與牛腿焊縫相似，假定乙個加勁肋的受力為屋架支座反力的四分之一，即：
焊縫受剪力，彎矩：，設焊縫，焊縫計算長度
焊縫應力為：
6.4.3 節點板，加勁肋與底板的連線焊縫計算
設焊縫傳遞全部支座反力r=229.5kn，其中每塊加
勁肋各傳，節點板傳
節點板與底板的連線焊縫，所需焊腳尺寸為
採用每塊加勁肋與底板的連線焊縫長度為：，所需焊腳尺寸為取
6.4.4 下弦杆與支座斜桿和豎桿焊縫計算
下弦杆肢背和肢尖焊縫均為，則所需焊縫長度為：
肢背：肢尖：
支座斜桿肢背焊縫長度為，肢尖焊縫長度為，則所需焊縫長度為：
肢背：肢尖：
支座豎桿肢背和肢尖焊縫均為，則所需焊縫長度為：
肢背：肢尖：
根據節點板尺寸所確定的焊縫長度均大於所需焊縫長度，全部焊縫滿焊。
6.4.5 上弦節點b設計
為了便於在上弦擱置屋面板，節點板的上邊緣可縮排上弦肢背8mm，用塞焊縫把上弦角鋼和節點板連線起來。槽鋼作為兩條焊縫計算，這時，強度設計值應乘以0.8的折減係數。
計算時可略去屋架上弦坡度的影響，且假定集中荷載f與上弦垂直（圖）
上弦肢背槽鋼焊縫的，節點板的長度為435mm，其應力為：
上弦肢間角焊縫的應力為：
腹杆與節點板連線焊縫已在下弦節點中計算，可不必再計算，節點板尺寸就是根據腹杆焊縫長度按比例繪製確定。上弦為了便於擱置屋面板，在角鋼再肢間設定肋板。
課程設計 鋼結構課程設計
中南大學土木工程學院土木工程專業 本科 鋼結構基本原理 課程設計任務書 題目 鋼框架主次梁設計 姓名 班級 學號 建築工程系 目錄一設計條件 2 二設計內容和要求 2 三設計次梁截面cl 1 3 3.1 次梁截面內力計算 不含次梁的自重 3 3.2 次梁截面選取 5 3.3 次梁截面的驗算 7 1 ...
鋼結構課程設計
鋼結構設計 課程實踐 計算書設計內容 輕鋼門式剛架結構計算與設計 設計時間 2015.5.16 2014.5.31 班級 土木2012 4 姓名 劉友賓 學號 3120510408 指導老師 包恩和 目錄一 設計資料 2 二 結構平面柱網及支撐布置 2 三 屋面構件 3 1.夾芯板 3 2.檁條 3...
鋼結構課程設計
華北理工大學輕工學院 qing gong college north china university of science and technology 2015年6月7日 目錄1.設計資料 1 2.屋架形式 尺寸 材料選擇 1 3 荷載和內力計算 1 3.1 荷載計算 1 3.2 荷載組合 3 ...