钢结构课程设计梯形钢屋架设计.docx
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钢结构课程设计梯形钢屋架设计
课程设计
课题名称钢结构课程设计
学生姓名****
学号**********
系、年级专业城市建设系土木工程
指导教师********老师
2011年12月30日
邵阳学院课程设计任务书
年级专业
09级土木工程专业
学生姓名
****
学号
*****
题目名称
梯形钢屋架设计
设计时间
2012-6
课程名称
钢结构课程设计
课程编号
5
设计地点
教学楼1B103、1C403
一、课程设计目的
通过这次课程设计要使学生获得以下知识:
1、了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点。
2、掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析,掌握钢结构的构造要求等。
3、综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识,进行整体钢结构设计计算,并绘制钢结构施工图。
二、已知技术参数和条件
1.本课程设计为一梯形钢屋架设计,根据标准图集05G511《梯形钢屋架》,屋架跨度为15,18,21,24,27,30,33,36m;柱距为6,7.5,9m;荷载等级分为1,2,3,4,5共5个等级。
2.其他未尽事宜详见标准图集05G511《梯形钢屋架》。
三、任务和要求
1.完成设计计算书一份
内容:
(1)设计资料、设计依据
(2)选择钢屋架的材料,并明确提出对保证项目的要求;
(3)确定屋架形式及几何尺寸,屋盖及支撑布置;
(4)进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合,选择各杆件截面并进行验算;
(5)节点设计:
选择该榀屋架中有代表性的节点进行节点设计;(可选)
(6)填板设计。
(可选)
要求:
(1)书写工整(不能用圆珠笔或铅笔),表示要清楚,计算步骤明确,计算公式和数据来源应有依据;
(2)图表应用得当(应附有与设计有关的插图和说明)。
2.绘制钢屋架施工图
(1)屋架几何尺寸和内力简图;
(2)构件详图:
屋架正立面图,上、下弦平面图,端部侧面图、跨中及中间部位剖面图;
(3)零件或节点大样图;
(4)材料表;
(5)设计说明。
要求:
图纸应符合《建筑结构制图标准(GB/T50105—2001)》的要求。
四、任务分配
学生设计任务分配表一
序号
柱距(m)
屋架跨度(m)
荷载等级
指导老师
序号
柱距(m)
屋架跨度(m)
荷载等级
指导老师
1
6
15
1
**
25
6
27
5
**
2
6
15
2
26
6
30
1
3
6
15
3
27
6
30
2
4
6
15
4
28
6
30
3
5
6
15
5
29
6
30
4
6
6
18
1
30
6
30
5
7
6
18
2
31
6
33
1
8
6
18
3
32
6
33
2
9
6
18
4
33
6
33
3
10
6
18
5
34
6
33
4
11
6
21
1
35
6
33
5
12
6
21
2
36
6
36
1
13
6
21
3
**
37
6
36
2
***
14
6
21
4
38
6
36
3
15
6
21
5
39
6
36
4
16
6
24
1
40
6
36
5
17
6
24
2
41
7.5
15
1
18
6
24
3
42
7.5
15
2
19
6
24
4
43
7.5
15
3
20
6
24
5
44
7.5
15
4
21
6
27
1
45
7.5
15
5
22
6
27
2
46
7.5
18
1
23
6
27
3
47
7.5
18
2
24
6
27
4
48
7.5
18
3
1.每人单独设计一榀屋架。
柱距(m)、屋架跨度(m)、荷载等级按下面列表的序号选择(按班级、学号依次选题)。
学生设计任务分配表二
序号
柱距(m)
屋架跨度(m)
荷载等级
指导老师
序号
柱距(m)
屋架跨度(m)
荷载等级
指导老师
49
7.5
18
4
***
73
7.5
33
3
****
50
7.5
18
5
74
7.5
33
4
51
7.5
21
1
75
7.5
33
5
52
7.5
21
2
76
7.5
36
1
53
7.5
21
3
77
7.5
36
2
54
7.5
21
4
78
7.5
36
3
55
7.5
21
5
79
7.5
36
4
56
7.5
24
1
80
7.5
36
5
57
7.5
24
2
81
9
15
1
58
7.5
24
3
82
9
15
2
59
7.5
24
4
83
9
15
3
60
7.5
24
5
84
9
15
4
61
7.5
27
1
****
85
9
15
5
62
7.5
27
2
63
7.5
27
3
64
7.5
27
4
65
7.5
27
5
66
7.5
30
1
67
7.5
30
2
68
7.5
30
3
69
7.5
30
4
70
7.5
30
5
71
7.5
33
1
72
7.5
33
2
四、参考资料和现有基础条件(包括实验室、主要仪器设备等)
(1)姚谏夏志斌.《钢结构-原理与设计》.中国建筑工业出版社.第二版.2011.
(2)钟善桐.《钢结构》.中国建筑工业出版社.第一版.1998.
(3)《建筑结构荷载规范(GB50009-2001)》.中国建筑工业出版社.2001.
(4)《钢结构设计规范(GB50017-2003)》.中国建筑工业出版社.2003.
(5)《梯形钢屋架(05G511)》.中国计划出版社.2005.
(6)郭成喜.《钢结构设计原理》科学出版社.第一版.2009.
五、进度安排
5月28日布置设计任务书,阅读设计任务书及设计例题,熟悉标准图集;
5月29日根据标准图集确定屋盖平面布置及各支撑布置,选取标准图集中对应屋架;
5月30日~6月2日屋架内力计算及组合;
6月3日~6月5日屋架杆件验算,节点设计,填板设计;
6月6日~6月8日一榀屋架施工图纸绘制;
6月9日检查复核,整理计算书及图纸;
6月10日上交课程设计成果。
六、教研室审批意见
教研室主任(签字):
2012年5月21日
七|、主管教学主任意见
主管主任(签字):
2012年5月21日
八、备注
指导教师(签字):
学生(签字):
注:
1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;
2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
邵阳学院课程设计评阅表
学生姓名*******学号*******
系城市建设系专业班级09级土木工程专业房建方向
题目名称梯形钢屋架设计课程名称钢结构
一、学生自我总结
通过本次设计,我了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点。
掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析,掌握钢结构的构造要求。
知道了综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识。
但是由于自己学的有限,加上时间匆忙,本次设计有很多的不足,如上弦杆富余过多,杆件选择不是很明确。
在以后的学习中还要更加努力,扫掉知识中的盲点,真正掌握钢结构设计的精髓。
学生签名:
年月日
二、指导教师评定
评分项目
计算准确
过程完整,条理清楚
作图规范
提交成果按时
平时成绩
综合成绩
权重
0.4
0.2
0.1
0.1
0.2
单项成绩
指导教师评语:
指导教师(签名):
年月日
注:
1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
普通梯形屋架设计
1、设计资料
哈尔滨某厂房金工车间跨度15m,长度90m,柱距9m,车间内设有30/5t中级工作制桥式吊车。
屋面坡度i=1/10,屋架两端铰支于钢筋混凝土柱柱顶。
无天窗,抗震设防烈度为7度,地面粗糙度类别为B类,结构重要性系数为
,基本风压
。
屋架采用Q235B,焊条采用E43,手工焊,混凝土强度等级C20。
2、屋架形式及几何尺寸
屋架计算跨度
端部高度取
跨中高度
屋架高跨比
屋架图尺寸图
3、支撑布置
参考标准图集05G511《梯形钢屋架》,如下:
`
屋架上弦支撑
屋架下弦支撑
4、荷载计算(荷载数据参照标准图集05G511《梯形钢屋架》)
永久荷载标准值p=1.1KN/m²x9.0m=9.90KN/m
可变荷载标准值p=0.7KN/m²x9.0m=6.30KN/m
屋架自重p=0.6KN/m²x9.0m=5.40KN/m
荷载组合1.2x9.90+
5、杆件截面选择
根据标准图集计算各杆件的内力,计算结果如下图:
屋架杆件内力图
(1)杆件截面选择
上弦杆:
整个上弦不改变截面,按最大设计内力设计。
最大设计内力N=—190.3KN,计算长度:
,根据腹杆最大内力N=—132.9KN,取中节点板厚
,支座节点板厚度
。
假设
,由附录查得
(b类),需要的截面面积:
As=190.3x1000/0.493x215=17.95cm²
需要的回转半径为:
,
根据需要的
查角钢规格,选用2L90X56X7的截面短边相连;As=19.66cm²
,ix=1.57cm,iy=4.60cm。
验算:
λx=151/1.57=96.18<[λ]=150,λy=302/4.60=65.65<[λ]。
因为λx>λy,所以取λx来计算查表,查得φ=0.582.
N/φf=190.3x10³/0.582x215=152N/mm² 满足要求。 下弦杆: 也采用不变截面,最大设计内力为N=+188.6kN, 需要的净截面: An=N/f=188.6x10³/215=877.2mm²=8.772cm² 选用2L75X50X8的截面短边相连: As=18.94cm²,ix=1.40cm,iy=3.91cm。 验算: 是连接支撑的栓孔中心至节点板边缘距离不小于100mm时,对下弦截面的削弱可以 不考虑,因而 , σ=N/An=188.6x10³/1894=99.6N/mm² λx=150/1.40=107<[λ]=350,λy=750/3.91=192<[λ]=350. 满足要求。 端斜杆: 设计内力N=-132.9kN, 。 需要的净截面: An=N/f=132.9x10³/215
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