钢结构设计任务书2013GWJ.doc

袁芈芈螁螇芇莀薄肆芇 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书班级： 学号： 组别： 姓名： 一、题目某厂房总长度60m，跨度根据不同的组别从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。1.结构形式:钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，梯形屋面坡度i=L/10（ L为屋架跨度），三角形屋架坡度1:3。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，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:屋架跨度 m(根据分组按附表取)、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：1）Q235钢，焊条为E43型，无檩体系，梯形钢屋架，；2）Q345钢，焊条为E50型，有檩体系，梯形钢屋架；3）Q235钢，焊条为E43型，有檩体系，三角形屋架。有檩体系的同学要求选择檩条型号及计算。3.屋盖结构及荷载（1）无檩体系：采用1.56.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：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，以为单位；屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35，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 (根据分组按附表取)。屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 水泥砂浆找平层 0.4 保温层 (按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 水泥砂浆找平层 0.3 预应力混凝土屋面板 1.45（2）有檩体系：采用冷弯薄壁型钢檩条，彩色夹芯板作屋面板。荷载：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，以为单位；基本风压为0.50 ，雪荷载为0.3 ；二、设计内容1确定屋架形式及屋架几何尺寸；2屋盖支撑体系布置设计；3屋架设计计算：包括荷载及内力计算、杆件截面的设计、节点设计（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）；4编写结构设计计算书一份；5绘制屋架施工图一张1号或1号加长图。三、设计要求1.计算书须用钢笔书写，计算书封面统一印刷，用纸统一购买，有目录页并编写详细目录；正文要求书写工整，必要的图表不可缺少，注明所用参考文献；插图应用铅笔按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合；2. 按照制图规定绘制屋架施工图，图纸应符合房屋建筑制图统一标准（GB/T 500012010）和建筑结构制图标准（GB/T 501052010）的要求；3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中。附表 钢屋架跨度、保温层及积灰荷载的取值（单位：）组 号123456跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.40.450.50.550.60.65积灰荷载0.70.80.91.01.11.2组 号789101112跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.70.650.550.60.50.7积灰荷载1.31.31.21.21.01.3组 号131415161718跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.70.650.650.60.50.45积灰荷载0.70.80.91.01.11.2组 号192021222324跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.450.50.40.50.450.55积灰荷载1.31.31.21.21.01.3组 号252627282930跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.70.650.650.60.50.45积灰荷载1.31.01.21.21.31.1组 号313233343536跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.450.50.40.50.450.55积灰荷载1.20.90.80.71.21.0组 号373839404142跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.40.450.50.550.60.65积灰荷载1.31.01.21.21.31.1组 号434445464748跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.50.60.70.70.650.55积灰荷载1.11.21.31.21.31.1组 号495051525354跨 度18（12）21（15）24（18）18（12）21（15）24（18）保温层0.50.60.70.70.60.5积灰荷载不考虑不考虑不考虑不考虑不考虑不考虑组 号555657跨 度18（12）21（15）24（18）保温层0.450.50.4积灰荷载不考虑不考虑不考虑注：括号内为三角形屋架跨度数值 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值d . 21米跨屋架几何尺寸 e . 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 f . 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值g . 24米跨屋架几何尺寸h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值i . 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值j.12米跨三角形屋架全跨荷载作用下各杆件的内力值k.15米跨三角形屋架全跨荷载作用下各杆件的内力值l.18米跨三角形屋架全跨荷载作用下各杆件的内力值（四）设计进度第一日：布置设计任务，阅读设计任务书，借阅参考资料，屋盖支撑布置； 第二日：荷载计算，荷载组合，内力计算； 第三日：杆件截面设计计算；节点设计计算； 第四日：绘制施工图； 第五日：整理结构计算书；钢 结 构 课 程 设 计 指 导 书（一）设计步骤1材料选择根据该地区的冬季计算温度和荷载性质，钢材采用或，焊条采用或型，手工焊。2屋架形式及屋架几何尺寸的确定 确定屋架的计算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。配合屋面板1.5m的宽度，为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角。3屋架及屋盖支撑的布置 屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设置，当山墙采用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱间。下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置三道。凡与支撑连接的屋架编号为GWJ2，其它编号为GWJ1。4荷载和内力计算 荷载汇集：永久荷载包括屋架和支撑自重、大型屋面板自重、保温层、防水层、找平层等自重；可变荷载包括屋面活荷、雪荷载，取两者之间的大值，风荷载及积灰荷载不考虑。 荷载组合： 考虑全跨荷载：全跨永久荷载全跨可变荷载，在设计杆件截面的时候，将跨中斜腹杆均按压杆考虑并控制其长细比不大于150（按此处理后一般不必考虑半跨荷载作用的组合）。内力计算不考虑起拱： 本设计采用图解法计算内力。应用图解法求得单位荷载作用下的各杆内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用时的杆件内力，并求出荷载组合下的杆件内力。 5杆件截面设计： 上弦：整个上弦不改变截面，是受压杆件，按最大内力即最大压力设计，选用两不等边角钢短肢相并。主要计算公式：=150 =150 下弦：整个下弦不改变截面，是受拉杆件，按最大内力即最大拉力设计，选用两不等边角钢短肢相并。主要计算公式： =350 =350端斜杆：选用两不等边角钢长肢相并，验算要求同上弦杆。 斜腹杆：选用两等边角钢相并，设计内力有拉力压力时，按和压杆验算。 竖杆：若杆力很小，可按容许长细比选择截面，再验算。一般选用两等边角钢相并。 屋脊处竖杆：选用两等边角钢组成的十字形截面，一般受力较小，按容许长细比选择截面。 6节点设计： 下弦节点： 这类节点的设计步骤是：先根据腹杆的内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即和，然后根据的大小按比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。主要计算公式： 上弦节点；设计步骤同下弦节点，但上弦节点受节点荷载作用。主要计算公式： 屋脊节点（拼接上弦节点）弦杆一般采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合且便于施焊，需切肢削棱，切肢长度为t+5mm拼接角钢与上弦连接焊缝长度 拼接角钢长 下弦拼接节点：拼接角钢计算同屋脊节点，下弦杆与节点板焊缝传递15%的下弦设计杆力，按侧焊缝分别计算肢尖、肢背长度 支座节点 支座节点计算包括底板计算、加劲肋及其焊缝计算与底板焊缝计算三部分，计算原理与轴压柱柱脚相同。 7书写结构计算书，绘制屋架施工图（二）设计指导与答疑：1每日指导教师去一次设计教室答疑2指导教师根据情况进行集体答疑或讲课，若有需要在每个设计步骤开始前，系统地向学生讲述设计过程及重点。（三）设计的考评1依据：结构计算书、施工图及课程设计期间的表现；2成绩：按五级分制计算（优秀、良好、中等、及格、不及格）（四）参考文献1、教材 2、房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）3、建筑结构制图标准（GB/T50105-2001） 4、建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）5、钢结构设计规范(GBJ50017-2003) 6、钢结构工程施工质量验收规范(GB502052001) 7、建筑钢结构焊接规程(JGJ812002) 8、钢结构刘声扬主编 中国国建筑工业出版社 ，2010） 蚇羄膇蒀蝿螇肃蒀葿羃