钢结构课程设计.pdf
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《钢结构课程设计》姓名:XXXXX学号:XXXXXXX年级:XXXX目录一、设计资料及次梁设计 (1)二、主梁计算 (3)三、加劲肋设计 (7)四、受剪螺栓的连接 (9)五、结构平面布置图 (10)六、主梁施工图 (11)七、次梁施工图及节点详图 (12)《钢结构》课程设计一、设计资料梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层(混凝土预制板与次梁上翼缘连接牢固)。
钢材采用Q235。
工作平台活荷载为6KN/m2。
二、平面布置三、焊接组合次梁的设计查《荷载规范》,钢筋混凝土自重按25KN/m3,素混凝土按24KN/m3,则平台板和面层的重力标准为0.1╳25+0.03╳24=3.22KN/m2次梁承受的线荷载标准值为q k=3.22╳2+6╳2=6.44+12=18.44 KN/m荷载组合按(3.18)即取由可变荷载控制的组合进行计算。
且平台活荷载标准值大于4KN/m2,因此取γQ=1.3,γG=1.2。
故次梁承受的线荷载设计值为q=1.2╳6.44+1.3╳12=23.33 KN/m最大弯矩设计值M max =18q l 2=18╳23.33×52=72.9KN ·m最大剪力设计值V max =12ql=12╳23.33╳5=58.33KN需要的净截面模量 W nxreq=M max γx f=322923.6mm 3=322.9cm 3梁的最小高度h min ≥l 25.1=500025.1=199.2mm梁的经济高度h e =2W x 0.4=319.6mmh e =7√W x 3—300=180mm取h w =200mm腹板高度t w ≥1.2V max h of v=1.2×58330200×125=2.8t w =√h o 3.5=4.0mm ‘取t w =6mm(h o /t w =33.3<80√fy250=80)不需要配横向加劲肋翼缘尺寸A 1=W xh w —16t w h w=322.9×103200—16×6×200=1414.6mm 2b=(13~15)h=(13~15)×216=72~43.2mm取翼缘宽度180mm ,厚度8mm A 1=180╳8=1440mm 2>1416.6mm 2 外伸的宽厚比(87/8=10.9<13√235/f y =13) 可按部分发展成塑性进行抗弯强度计算。
目录1.0 设计资料 (1)1.1 结构形式与布置 (2)1。
1。
1 桁架形式及几何尺寸 (2)1.1.2 屋架支撑布置 (2)1.2 荷载计算 (4)1。
2.1屋面活荷载选择 (4)1。
2.2屋架和支撑自重计算 (4)1。
2。
3荷载组合 (4)1。
3 杆件设计及内力计算 (6)1。
3.1 屋架计算简图 (6)1。
3。
2 杆件内力计算和杆件内力表 (6)1。
3.3 杆件设计 (7)(1)上弦杆 (7)(2)下弦杆 (8)(3)腹杆 (9)(4)竖杆 (11)(5)屋架杆件截面选择表 (11)1.4 节点设计 (12)1.4。
1 下弦节点“c” (12)1.4。
2 上弦节点“B” (13)1.4。
3 上弦节点“D” (14)1.4。
4 下弦节点“e” (15)1。
4.5 上弦节点“F” (16)1.4.6 下弦节点“g" (17)1。
4.7 屋脊节点“H” (18)1。
4。
8竖杆与上弦节点“C,E,G” (19)1.4。
9支座节点“A” (19)1.4.10支座节点“a” (21)参考文献 (22)致谢 (22)附录 (22)1。
0 设计资料某厂房总长度90m,跨度21m,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7度,设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。
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)如图1.11及下图所示。
21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.57+1.848+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.776-2.043-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090BCDE FGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.01.01.0 1.0 1.021米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值3。
一、荷载计算永久荷载(设计值):预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重(0.12+0.011×16)×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载:施工荷载和雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合:5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度,取5等分,即每单跨3.2m,根据结构布置,存在两种形式的节点荷载,即6m×3.2m和6m×1.6m,分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件,计算出各节点的杆件内力,得出最大拉力杆件值为596.10;最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板厚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。
《钢结构设计原理》课程设计计算书姓名:××学号: U2009158××专业班级 :土木工程0905班指导老师:张卉完成时间: 2012 年 2 月 18 日第一部分钢结构课程设计任务书一、设计资料及依据根据学号 U200915851及次序 14 得已知条件:某车间跨度为 24m,厂房总长度 102m,柱距 6m,车间内设有两台 50/10t 中级工作制软钩桥式吊车,地区计算温度高于 -20℃,无侵蚀性介质,地震设防烈度为 6 度,屋架下弦标高为 18m;采用1.5 ×6 m 预应力钢筋混凝土大型屋面板,Ⅱ级防水,卷材屋面,桁架采用梯形钢桁架,两端铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为 450×450mm,混凝土强度等级为 C25,屋架采用的钢材为 Q235B钢,焊条为 E43 型。
屋架计算跨度:L0L 3002400030023700mm屋架端部高度: H 01900mm跨度: i 0110计算跨度处高度 :H1900 1200150 120001915mm屋架跨中高度 : h013100 m m 1900 1200010表 1 荷载标准值荷载类型荷载名称荷载标准值(2)kN m改性沥青防水层0.420 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层0.4150 泡沫混凝土保温层0.90永久荷载预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.40悬挂管道0.10屋架和支撑自重0.12+0.011x24=0.384基本风压0.40可变荷载积灰荷载0.7不上人屋面活荷载0.7基本雪压0.5二、屋架尺寸及支撑布置屋架形式及尺寸如图1:屋盖的支撑布置如图2:层架上弦(下弦)支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2图 2桁架支撑布置符号说明: GWJ—钢屋架; SC—上线支撑;XC—下弦支撑;CC—垂直支撑;GC—刚性系杆; LG—柔性系杆三、荷载计算屋面活载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活载大于雪荷载,故取屋面活载计算。
钢结构课程设计班级:姓名:学号:指导老师:201X年 12月 30日梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1) 题号72,屋面坡度1:10,跨度30m ,长度102m ,,地点:哈尔滨,基本风压:0.45kN/m 2,基本雪压:0.45 kN/m 2。
该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车,轨顶标高为8.000m 。
(2) 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm 厚泡沫混凝土保护层,卷材屋面,屋面坡度i=1/10。
屋面活荷载标准值0.7kPa ,血荷载标准值为0.1 kN/m 2,积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
屋架绞支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400mm ×400mm 。
(3) 混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B 级,焊条采用 E43型。
(4) 屋架计算跨度:l 0=30m-2×0.15m=29.7m(5) 跨中及端部高度:采用无檩无盖方案。
平坡梯形屋架,取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 210.20=',屋架的中间高度h=3.710(为lo/8)。
屋架跨中起拱按500/0l 考虑,取60mm 。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图:梯形钢屋架支撑布置如下图:1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现,计算时取较大值进行计算,故取屋面活荷载0.7 kN/m2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算,跨度单位为米(m )。
荷载计算表如下:荷载名称标准值(kN/m 2)设计值(kN/m 2) 预应力混凝土大型屋面板 1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.480.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和 1.31.82设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合 (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载:kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=(3)全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重:kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载:kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=(1)、(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
钢结构课程设计设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握钢结构的基本概念、特点和应用范围,能够分析钢结构的受力情况和设计方法,培养学生的工程实践能力和创新意识。
具体分解为以下三个方面的目标:1.知识目标:(1)了解钢结构的定义、分类和特点;(2)掌握钢结构的受力分析方法;(3)熟悉钢结构的设计原则和计算方法。
2.技能目标:(1)能够运用钢结构的基本原理解决实际工程问题;(2)具备钢结构设计和施工的基本能力;(3)学会使用相关软件进行钢结构设计和分析。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对钢结构的兴趣和热情,提高学习的积极性;(2)培养学生工程责任感和创新意识,提高综合素质;(3)培养学生团队协作和沟通交流的能力,增强团队意识。
二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.钢结构的定义、分类和特点:介绍钢结构的定义,分析钢结构的特点和优势,探讨钢结构的分类及应用范围。
2.钢结构的受力分析:讲解钢结构的受力特点,分析受力状态下钢结构的应力、变形和稳定性问题。
3.钢结构的设计原则和计算方法:阐述钢结构设计的基本原则,介绍常用的钢结构计算方法,并通过实例进行分析。
4.钢结构的设计软件应用:介绍目前市场上常用的钢结构设计软件,讲解软件的基本操作方法和应用技巧。
5.钢结构工程案例分析:分析典型的钢结构工程案例,让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
三、教学方法为了实现教学目标,本节课将采用以下几种教学方法:1.讲授法:通过讲解钢结构的基本概念、原理和计算方法,使学生掌握钢结构的相关知识。
2.案例分析法:分析典型的钢结构工程案例,让学生了解钢结构在实际工程中的应用和优势。
3.实验法:学生参观钢结构的实验设施,让学生亲身体验钢结构的制作和安装过程。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的思考能力和创新意识。
5.软件操作演示法:讲解钢结构设计软件的基本操作方法和应用技巧,提高学生的实际操作能力。
课程设计梯形钢屋架施工图(土木工程专业)姓名:年级:学号:二〇一三年七月第一部分钢结构课程设计任务书某车间跨度24m,长度102m,柱距6m,车间内设有两台20/5t中级工作制吊车。
计算温度高于-20℃,地震设计烈度为7度,采用1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板,8cm厚泡沫混凝土保温层,卷材屋面,屋面坡度i=1/12,雪载为0.5KN/㎡,屋架铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400×400,混凝土标号为C20钢材标号:Q235F,焊条标号:E43系列,设计规范:《钢结构设计规范》G85012----2003二:设计要求1.计算书要求A画出屋架几何尺寸及内力图B按“永久荷载+可变荷载”的荷载组合,算出各杆内力:C选择各杆截面并将计算结果列表;D节点设计并画出主要节点构造简图。
2屋架施工图要求①图面包括:A屋架几何尺寸及内力图B半跨屋架正面图,上、下弦平面图,屋架侧面图及部分零件图C材料表及说明部分。
②比例尺A 杆件轴线长度30分之一—40分之一B杆件截面积及节点板尺寸等15分之一—20分之一③图上各部件要求编号及注明清楚符合建筑绘图要求。
3每个同学应按上述要求完成一份计算说明书一份,屋架施工图一张三 提交成果(1)按上述要求提交计算说明书1份;(2)提交指定节点大样图(手工、铅笔绘制,A4) (3)提交屋架施工图(手工或CAD 制图,A3)装订要求:封面(格式附后)、计算书、节点大样图、屋架施工图顺序装订。
屋架计算跨度:03002400030023700mm L L =-=-= 屋架端部高度:01900mm H = 跨度:1210=i 计算跨度处高度: 19001200150120001915mm H =+⨯÷=屋架跨中高度:011900120003100mm10h =+⨯=表1 荷载标准值荷载类型荷载名称 荷载标准值(2kN m )永久荷载二毡三油上铺小石子 0.35 找平层(2cm 厚) 0.40 泡沫混凝土保温层(8cm 厚)0.50 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)1.40 悬挂管道 0.10屋架和支撑自重0.12+0.01x24=0.38可变荷载积灰荷载 0.55 活载(或雪载)0.5一、 屋架尺寸及支撑布置屋架形式及尺寸如图1:屋盖的支撑布置如图2:层架上弦(下弦)支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2图2桁架支承布置符号说明:GWJ—钢屋架;SC—上线支撑;XC—下弦支撑;CC —垂直支撑;GC —刚性系杆;LG —柔性系杆二、 荷载计算只有活荷载(或雪载),故取活载计算。
土建专业钢结构课程设计钢构造课程设计一、课程设计性质和任务《钢构造》是土木工程专业重要专业课,为了加强学生对基本理论理解和《钢构造》设计规范条文应用,培养学生独立分析问题和解决问题能力,必要在讲完关于课程内容后,安排2周课程设计,以提高学生综合运用能力。
课程设计又是知识深化、拓宽重要过程,也是对学生综合素质与工程实践能力全面锻炼,是实现本科培养目的重要阶段。
通过课程设计,着重培养学生综合分析和解决问题能力以及严谨、夯实工作作风。
为学生将来走上工作岗位,顺利完毕设计任务奠定基本。
课程设计任务是,通过进一步设计训练,使学生熟悉钢构造基本构件设计和构造设计基本原理和办法,具备普通钢构造设计基本技能;可以依照不同状况,合理地选取构造、构造方案,纯熟地进行构造设计计算,并学会运用各种设计资料。
二、课程设计基本规定课程设计是综合性很强专业训练过程,对学生综合素质提高起着重要作用。
基本规定如下:1、时间规定。
普通不少于2周;2、任务规定。
在教师指引下,独立完毕一项给定设计任务,编写出符合规定设计阐明(计算)书,并绘制必要施工图。
3、知识和能力规定。
在课程设计工作中,能综合应用各学科理论知识与技能,去分析和解决工程实际问题,使理论深化,知识拓宽,专业技能得到进一步延伸。
通过毕业设计,使学生学会根据设计任务进行资料收集、和整顿,能对的运用工具书,掌握钢构造设计程序、办法和技术规范,提高工程设计计算、理论分析、技术文献编写能力,提高计算机应用能力。
三、课程设计内容《钢构造》课程设计选题要符合教学基本规定,设计内容要有足够深度,使学生达到本专业基本能力训练。
对学习好、能力强学生,可恰当加深加宽。
题目:钢屋架设计采用平面钢屋架作为设计题目。
设计内容涉及:屋架内力计算、屋架杆件设计;节点设计;施工图绘制以及材料用量计算等。
完毕设计成果涉及:构造设计计算书一份,施工图1~3张(2号)。
普通钢屋架设计案例及设计指引参照题目:一、题目:普通梯形钢屋架设计(一)设计资料郑州某工业厂房,长度102m,屋架间距6m,车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车,屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。
钢结构课程设计院系:建筑工程学院姓名:班级:学号:指导老师:【设计资料】1、车间柱网布置图(L×240m)2、屋架支承于钢筋混凝土柱顶3、屋面板采用1.5m×6m的预应力大型屋面板(屋面板不考虑作为支撑用)4、柱距6m,厂房跨度L=21m,24m,27m,30m,33m5、柱网布置图(见附图)6、采用梯形钢屋架,A、B、C、D、E共五组,分四种不同荷载情况,共20个题目7、荷载2荷载分类情况8、设计要求(1)、设计屋面支撑布置(2)、计算屋架杆件内力(3)、选择杆件(4)、设计节点(5)、绘制屋架施工图9、内力计算考虑下列三种情况(1)、满载(全跨永久荷载加全跨可变荷载)(2)、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷和半跨活荷载(500N/m2)和全跨屋架自重(3)、在使用过程中全跨永久荷载和半跨可变荷载10、施工图绘制说明课程设计要求完成的施工图限于构件图和节点详图的绘制。
其主要内容如下:(1)屋架的索引图:用以表示各杆件的几何长度、内力设计值以及拱度(如果需要起拱的话);(2)屋架的正面图:用以表示各个杆件的编号、定位尺寸、缀(填)板的布置、各个节点的详图(包括节点板的几何尺寸、定位尺寸、各个杆件在节点板上的相互几何关系、焊缝几何尺寸),以及支撑连接件的位置等;(3)屋架的上、下弦平面图:分别对应于上、下弦的俯视图,用以表示上、下弦的支撑连接件的位置;(4)屋架的侧面图:一般绘制屋架的端侧面图和中竖杆的侧面图等;(5)屋架的剖面图:一般绘制屋架支座节点的水平剖面图、屋架垂直支撑所在的竖直剖面图等;(6)大样图:用以表示某些特殊零件的几何尺寸;(7)材料表:罗列所有杆件、节点板以及连接件的编号、截面形式、长度、数量和质量等;(8)说明:用以指出制作屋架的钢材、焊条型号、涂装方式以及未标明事项。
11、施工图绘制要点(1)屋架施工图的图面布置灵活多样。
(2)除了屋架索引图外,绘制施工图的其余部分都必须采用两种比例,即:用于杆件轴线方向尺寸绘制的比例一和用于垂直于杆件轴线方向尺寸绘制的比例二。
设计计算说明书一、设计题目:某机加工车间设计二、设计资料:1、车间基本参数:某公司因生产需要,拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间(设计使用寿命50年),车间建筑平面、剖面见下图车间采用排架结构,下部为排架柱和钢筋混凝土独立基础,上部采用钢屋架结构,屋架与排架柱铰接。
车间内设有一台A4工作制的软钩梁式吊车,屋架下弦距离牛腿顶面1.8m,轨道高度130mm。
排架柱采用混凝土师实腹矩形,吊车梁采用H形截面吊车梁,抗风柱为矩形截面钢筋混凝土柱。
车间屋面采用75mm厚彩色夹芯钢板,屋面檩天为卷不边C型钢(C180⨯70⨯20⨯2.5),檩条间距约为1.5m。
车间四周围护墙采用240mm 厚砖墙,内外各抹灰20mm厚,表面刷涂料,纵墙塑钢窗洞高1.8m,宽为2.4m,共上下两层。
2、车间荷载,材料自重,抗震设防等级()1屋面活荷载标准值:0.5KN/2m(不上人屋面,无积灰荷载)()2基本风压:0.45KN/2m()3基本雪压:0.30KN/2m()4屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重吧标准值:0.25KN/2m()5钢屋架及屋面支撑自重标准值:0.35KN/2m()6钢筋混凝土自重25KN/3m,砖及抹灰自重20KN/3m,回填土自重20 mKN/3()7抗震设防等级:6度3、荷载组合()1钢屋架:为简化计算,屋面暂不考虑风荷载作用:首先计算一榀典型简支屋架的内力系数,然后计算在下述三种荷载标准值下的杆件内力:全跨永久荷载,全跨屋面活荷载,半跨屋面活荷载,然后进行内力组合。
()2排架柱:不考虑车间的空间作用,将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁,两端与排架柱铰接,然后计算排架柱在各种荷载下的内力,最后进行内力组合。
4、地质情况经勘测地表土为人工填土1.2m 厚,不宜作为天然地基土,建议全部挖除;其下为粘土,地基承载力特征值ak f =200KPa,压缩模量s E =100MPa,适宜作为地基持力层,场地地下水静止水位埋深10.5m ,可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀,最大冻土深度可按0,5m 考虑。
钢结构课程设计指导pdf一、课程目标知识目标:1. 学生能理解钢结构的定义、分类及其在建筑领域的应用。
2. 学生掌握钢结构的基本构件及其受力特点,了解钢结构的设计原理。
3. 学生了解钢结构的连接方式,掌握焊缝、螺栓连接等基本知识。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,对简单钢结构进行受力分析和设计。
2. 学生通过课程实践,提高空间想象能力和动手操作能力,能够制作简单的钢结构模型。
3. 学生学会使用相关软件(如CAD等)进行钢结构设计和绘图。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对建筑结构学科的兴趣,激发探索精神,增强创新意识。
2. 学生在学习过程中,培养合作意识,提高团队协作能力。
3. 学生通过学习钢结构,认识到工程实践中的责任感和使命感,关注工程质量和安全问题。
课程性质:本课程为专业基础课程,旨在让学生掌握钢结构的基本知识,为后续专业课程打下基础。
学生特点:学生为高中二年级学生,具备一定的物理和数学基础,具有较强的学习能力和探索精神。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作相结合,注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过课程目标的具体分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续课程和未来职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 钢结构基础知识- 钢结构的定义、分类及其应用场景- 钢结构材料性能及力学性质2. 钢结构基本构件- 梁、柱、桁架等基本构件的受力特点- 构件连接方式及其力学性能3. 钢结构设计原理- 钢结构设计的基本原则和方法- 受力分析及构件尺寸的确定4. 钢结构连接技术- 焊接、螺栓连接等连接方式- 连接节点的构造和力学性能5. 钢结构施工技术- 钢结构施工工艺流程- 钢结构安装及施工质量控制6. 钢结构工程实例分析- 分析典型钢结构工程案例- 了解钢结构在工程实践中的应用教学内容安排和进度:第一周:钢结构基础知识、材料性能第二周:钢结构基本构件、受力特点第三周:钢结构设计原理、受力分析第四周:钢结构连接技术、连接节点第五周:钢结构施工技术、施工质量控制第六周:钢结构工程实例分析教材章节:第一章:钢结构概述第二章:钢结构材料第三章:钢结构基本构件第四章:钢结构设计第五章:钢结构连接第六章:钢结构施工与实例分析三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:- 通过生动的语言和实例,讲解钢结构的基础知识、设计原理和施工技术。
《钢结构设计》课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握钢结构设计的基本原理,理解钢结构在建筑中的应用优势。
2. 使学生了解并掌握钢结构材料的力学性能、连接方式及构造要求。
3. 帮助学生了解钢结构设计的相关规范和标准,熟悉设计流程。
技能目标:1. 培养学生运用专业知识进行钢结构设计计算和分析的能力。
2. 提高学生运用CAD等软件绘制钢结构施工图的能力。
3. 培养学生解决实际工程中钢结构问题的能力,提高创新意识和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钢结构设计学科的兴趣,激发学习热情。
2. 引导学生关注钢结构在建筑行业中的发展,提高环保意识和责任感。
3. 培养学生严谨、认真、负责的工作态度,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为专业核心课程,旨在培养学生的钢结构设计能力,提高学生在实际工程中的应用水平。
学生特点:学生具备一定的力学基础和建筑结构知识,对钢结构设计有一定了解,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合理论教学与实践操作,注重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成钢结构设计任务,具备一定的创新意识和团队协作能力。
教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每位学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 钢结构基本概念:包括钢结构的特点、分类及在建筑中的应用。
教材章节:第一章 钢结构概述2. 钢结构材料:介绍常用钢材的力学性能、化学成分及加工工艺。
教材章节:第二章 钢结构材料3. 钢结构连接:讲解钢结构连接方式、构造要求及计算方法。
教材章节:第三章 钢结构连接4. 钢结构设计原理:阐述钢结构设计的基本原则、设计流程及规范要求。
教材章节:第四章 钢结构设计原理5. 钢结构构件计算:分析梁、柱、桁架等常见钢结构构件的计算方法。
教材章节:第五章 钢结构构件计算6. 钢结构施工图绘制:教授CAD等软件在钢结构施工图绘制中的应用。
教材章节:第六章 钢结构施工图7. 钢结构工程实例分析:通过实际工程案例,培养学生解决实际问题的能力。
钢结构课程设计钢结构课程设计-、设计资料1、题号83的已知条件:梯形钢屋架跨度27m,长度72m,柱距6m。
屋面坡度i=1/10。
屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2,雪荷载标准值为0.5kN/m2,风荷载标准值0.45kN/m2。
该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车,轨顶标高为8.500 m。
冬季最低温度为-20℃,地震设计烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g。
采用1.5m×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm厚泡沫混凝土保温层,卷材屋面。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400 mm×400 mm,混凝土标号为C25。
钢材采用Q235B级,焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度:Lo=27000-2×150=26700mm3、跨中及端部高度:端部高度:h`=1900mm(轴线处),h=1915mm(计算跨度处)。
屋架的中间高度h=3250mm,屋架跨中起拱按Lo/500考虑,取50mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示,支撑布置见图2所示。
图1 屋架形式及几何尺寸符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑);CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)图2 屋架支撑布置三、荷载与内力计算1.荷载计算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放水层0.40kN/㎡找平层(20mm厚水泥砂浆)0.02×20=0.40kN/㎡保温层(80mm厚泡沫混凝土)0.08×6=0.48kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.42kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡总计 3.2kN/㎡`可变荷载标准值屋面活荷载0.70 kN/㎡屋面积灰荷载0.6kN/㎡总计 1.3kN/㎡永久荷载设计值 1.35×3.2=4.32kN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:①全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载:F=(4.32+1.82) ×1.5×6=55.26kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:F1=4.32×1.5×6=38.9 kN半跨节点可变荷载:F2=1.82×1.5×6=16.38 kN③全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重:F3 =0.42×1.35×1.5×6=5.10kN半跨大型屋面板重及活荷载:F4=(1.4×1.35+0.7×1.4) ×1.5×6= 25.83kN3.内力计算四、杆件截面设计腹杆最大内力,N=-564.943KN ,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。
1.上弦杆整个上弦杆采用相同一截面,按最大内力计算,N=-1124.83KN 计算长度: 屋架平面内取节间轴线长度Oxl =1507mm屋架平面外根据支撑,考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用,取上弦横向水平支撑的节间长度:Oyl =3⨯1507=4521mm根据屋架平面外上弦杆的计算长度,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,见图3图 3 上弦截面设λ=60,查轴心受力稳定系数表,ϕ=0.807 需要截面积*A =f N .ϕ=215*807.01124830=6483.0 2mm 需要回转半径*x i =mm l ox 1.2560507.1==λ *y i =λoy l =60521.4=75.4mm根据需要的*A 、*x i 、*y i 查角钢型钢表,初选 2 L 180⨯110⨯12,A=67142mm , x i =31mm ,y i =87.5mm 。
按所选角钢进行验算:x λ=x ox i l =311507=48.61<[λ]=150y =y i =5.87=51.36<[λ]=150 由于 x y λλ>,只需求出y ϕ,查轴心受力稳定系数表,y ϕ=0.847A ϕN =6714*847.01124830=197.8MPa<215MPa 所选截面合适。
2 .下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力计算,N=521.17KN 计算长度:屋架平面内取节点间轴线长度Oxl =3000mm屋架平面外根据支撑布置取Oyl =26700/2=13350mm计算需要净截面面积*A =215521170=f N =2424.052mm ,选2L180⨯110⨯12,因为 Oyl >Oxl ,故用不等肢角钢,短肢相并,见图4。
图 4 下弦截面A=67422mm , x i =31mm ,y i =87.4mm 。
x λ=x ox i l 77.96313000==<[λ ]=350y λ=7.1524.8713350==y oy i l <[λ]=350 所选截面满足要求。
3. 端斜杆B a已知N =-606.939kN , Oxl =Oyl =2456mm 。
因为Oxl =Oyl ,故采用不等肢角钢,长肢相并,使x i =y i,选用角钢2 L 140⨯90⨯10A =4452.22mm ,x i =44.7mm ,y i=87.4mm截面刚度和稳定验算:x = 94.547.44==x i <[λ ]=150yλ=66.654.372456==yoy i l <[λ ]=150 因为x y λλ> 只需求y ϕ,查表得y ϕ=0.76443.1782.4452764.010939.6063=⨯⨯=A N y ϕMPa<215 MPa 所选截面满足要求。
4斜腹杆bD杆件轴力:N=- -398.799 kN=--398799N计算长度: mm l ox 4.22222778*8.0==,mm l oy 2778= 因为ox oy l l ≠,故采用不等肢角钢,长肢相并,使x i ≈y i 。
设60=λ,查Q235钢的稳定系数表,可得807.0=ϕ,则需要的截面积为245.2298215807.0398799mm f N A =⨯==ϕ 需要的回转半径:mm i x 04.37604.2222==, mm i y 3.46602778==根据需要A ,x i ,y i 查角钢规格表,选用2L100⨯7,肢背间距a=12mm,则A=27.5922cm ,x i =3.09cm,y i =4.53 cm 按所选角钢进行验算:[]15092.719.304.2222=<===λλx ox x i l []15032.613.452778=<===λλy oy y i l 满足长细比要求。
由于y x λλ>,只需求x ϕ。
查表x ϕ=0.740,则MPa MPa A N x 21532.1955.2759*740.0398799<==ϕ 故所选截面合适。
5斜腹杆cF杆件轴力:N=- -154.057 kN=--154057N计算长度: mm l ox 2.24193024*8.0==,mm l oy 3024=因为ox oy l l ≠,故采用不等肢角钢,长肢相并,使x i ≈y i 。
设60=λ,查Q235钢的稳定系数表,可得807.0=ϕ,则需要的截面积为291.887215807.0154057mm f N A =⨯==ϕ 需要的回转半径:mm i x 32.40602.2419==, mm i y 4.50603024==根据需要A ,x i ,y i 查角钢规格表,选用2L90⨯6,肢背间距a=12mm,则A=21.2742cm ,x i =2.79cm,y i =4.13cm 按所选角钢进行验算:15071.869.272.2419<===x ox x i l λ 15022.733.413024<===y oy y i l λ 满足长细比要求。
由于y x λλ>,只需求x ϕ。
查表x ϕ=0.643,则MPa MPa A N y 21562.1124.2127643.0154057<=⨯=ϕ 故所选截面合适。
6受拉腹杆Dc,Bb 杆的确定试取Dc ,Bb 杆的截面分别与Cf,bD 相同,即腹杆Dc 截面为2L70⨯6,Bb 杆截面2L100⨯6,对两杆进行强度和刚度验算: ① 强度验算:Dc 杆:A=16.322cm ;MPa MPa A N 21512.18616328.303742<==;故可以。
Bb 杆:A=23.8642cm ;MPa MPa A N 2156.2054.23864.490577<==;故可以。
② 刚度验算Dc 杆:mm l ox 4.2222=;mm l oy 2778=;x i =2.15cm,y i =3.33cm15036.1035.214.2222<===x ox x i l λ15042.833.332778<===yoy y i l λ刚度足够;Bb 杆:mm l ox 8.20248.0*2531==;mm l oy 2531= x i =3.1cm,y i =4.51cm15032.65318.2024<===x ox x i l λ15012.561.452531<===yoy y i l λ 刚度足够。
7、竖杆EcN=-117.455kN=-117455Nmm l l ox 8.19808.0==,mm l l oy 2476==由于杆件内力较小,按150][==λλ选择,需要的回转半径为cm l i ox x 32.115008.198][===λ cm l i oy y 65.11506.247][===λ 查型钢表,选截面x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大些。
选用2∟50×5,其几何特性为选用2∟50×5,其几何特性为 A=9.6062cm ,x i =1.53cm,y i =2.53cm1505.1293.158.1980<===x ox x i l λ 15087.973.252476<===y oy y i l λ因为y x λλ<,只需求y ϕ,查表得y ϕ=0.572MPa MPa A N x 21576.2136.960572.0117455<=⨯==ϕσ屋架杆件截面选择表11五、节点设计各杆件的内力由 查得。