屋架钢结构设计
一、 设计资料
1. 某厂房总长度90m ，跨度为18m ，纵向柱距6m ，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=1/10。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，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
E43型。
3. 无檩体系：采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 二、 屋盖结构及支撑的布置图
厂房总长度90m>60m ，每隔60m 左右要增设一道横向支撑，且具有吊车荷载，所以需要设置三道上、下弦横向水平支撑，考虑屋面板起系杆作用，因而在上弦平面内在屋架的屋脊和支座节点处设置刚性系杆，在下弦平面内在屋架下弦的垂直支撑处设置柔性系杆。因为有锻锤，所以在屋架的下弦平面设置纵向支撑。跨度L=18m<30m,所以在跨度中点设置一道中间垂直支撑，且梯形屋架两端无论跨度大小都要设置垂直支撑。得梯形钢屋架支撑布置如图所示：
2
三、 荷载计算
屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取屋面活荷载0.7kN/2m 进行计算。
1. 屋架自重（包括支撑）按经验公式2)kN/m 0.011(0.12g L +=计算, L 为屋架跨度。
表3-1 荷载计算表
3
2. 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 全跨节点永久荷载及可变荷载：
kN F 3.6065.1)66.204.4(=??+= 2) 全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：
kN F 36.3665.104.41=??=
半跨节点可变荷载：
kN F 94.2365.166.22=??=
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 44.365.1382.03=??=
半跨节点屋面板自重及活荷载：
kN F 48.2465.1)98.074.1(4=??+=
1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。
四、 内力计算
4
F1F1F1
F F
F
F2F2F2
F2
F2
F3F3F4F4F4F4F4
屋架钢结构设计
表4-1 屋架杆件内力组合
5
6
五、 杆件截面设计
按腹杆最大内力N aB = -392.16KN,查表得选中间节点板厚度为10mm ，支座节点板厚度12mm 。
1. 上弦杆
整个上弦杆采用等截面，按最大内力FG N =-548.98KN 计算。
在屋架平面内：计算长度为节间轴线长度，即l ox =l=1507.5mm;大型屋面板与屋架上弦的焊接时，计算长度取两块屋面板的宽度，且不大于3m,取 l oy =3000mm ；2×l ox ≈l oy ,故截面宜选用两个不等肢角钢。
设60=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.807=?（由双角钢组成的T 型和十字形截面均属于b 类），则需要的截面积：
233164215
807.01098.548mm f N A =??==?
需要的回转半径：
2125.2560
5.1507mm l i ox
x ==
=
λ
，250603000
mm l i oy y ===λ
由附表得选2 L125×80×12，短肢相并,肢背间距a=10如下图所示，
上弦截面
A ＝2×23.4×100＝4680 mm 2 、i x =2.24cm 、i y =6.16cm
截面验算：x λ＝l ox / i x ＝1507.5/22.4=67.30<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y =3000/61.6=48.70<［λ］＝150(满足)
7
b/t=125/12=10.62＜0.56
b
l oy =0.56×3000/125=13.44
故yz λ≈y λ=48.70＜x λ=67.30
max λ=x λ=67.30 查附表得?＝0.767
由N/?A=548980/(0.767×4680)＝152.9N/2mm <215 N/2mm 满足 故上弦杆采用2 L125×80×12截面形式
2. 下弦杆
整个下弦杆采用等截面，按最大内力eg N =559.66KN 计算 l ox ＝3000mm l oy =18000/2=9000mm A=N/f=559.66×1000/(215×100)=26.03cm 2 由附表得选2 L125×80×12短肢相并
A ＝2×23.4＝46.8 cm 2，i x ＝2.24cm ，i y ＝6.16cm
n A /N ＝σ=559.66×103
/(46.8×102
)= 119.6N/ 2mm < 215(满足)
x λ＝l ox / i x ＝300/2.24=133.93<［λ］＝350(满足)
y λ＝l oy / i y =900/6.16=146.10<［λ］＝350(满足)
故下弦杆采用2 L125×80×12短肢相并,如下图所示：
下弦截面
3. 腹杆aB
杆件轴力： kN 16.923N -=
8
计算长度： mm l l oy ox 2530==
因为oy ox l l =，故采用等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L100×10。则: A ＝2×19.261＝38.522cm 2
15095.8205
.3253?===
x ox x i l λ 15097.5552
.4253
y ?==
=
y
oy i l λ b/t=100/10=10＜0.58b
l oy =0.58×2530/100=14.67
12.60)102530100475.01(97.55)475.01(2
24
224=??+?=+=t l b oy y yz λλ 因x λ>y λ，需求x ?，查表得x ?=0.668
则A x /N ?σ＝= 392.16×103/0.668×3852.2= 152.4N/ 2mm < 215 N/
2mm
满足条件
斜腹杆aB 截面
4. 腹杆Bc
杆件轴力： kN 83.285N =
计算长度： mm l oy 2613=;mm l ox 4.209026138.0=?= 采用等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L100×10。则:
9
A ＝2×19.261＝38.522cm 2
15054.6805
.304.209?===
x ox x i l λ 15081.5752
.43
.261y ?==
=
y
oy i l λ A /N ＝σ= 285.83×103/3852.2= 74.2N/ 2mm < 215 N/ 2mm
满足
斜腹杆Bc 截面
5. 腹杆cD
杆件轴力： kN 98.203N -= 计算长度： mm
l oy 2864=；
mm l ox 2.229128648.0=?=
采用不等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L80×10。则: A ＝2×15.126＝30.252cm 2
15068.9442
.212.229?===
x ox x i l λ 15058.7674
.34
.286y ?==
=
y
oy i l λ b/t=80/10=8＜0.58b
l oy =0.58×2864/80=20.76
40.78)10
286480475.01(58.76)475.01(2
24
224=??+?=+=t l b oy y yz λλ
10
因x λ>y λ，需求x ?，查表得x ?=0.590
则A x /N ?σ＝= 203.98×103/0.590×3025.2= 114.3N/ 2mm < 215 N/
2mm
满足条件
6. 腹杆De
杆件轴力： kN 63.113N =
计算长度： mm l oy 2864=;mm l ox 2.229128648.0=?= 采用不等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L80×10。则: A ＝2×15.126＝30.252cm 2
15068.9442
.212.229?===
x ox x i l λ 15058.7674
.34
.286y ?==
=
y
oy i l λ A /N ＝σ= 113.63×103/3025.2= 37.56N/ 2mm < 215 N/ 2mm
满足条件
11
斜腹杆De 截面
7. 腹杆eF
杆件轴力： kN 34.56N -= 计算长度： mm
l oy 3124=；
mm l ox 2.249931248.0=?=
采用不等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L70×8。则: A ＝2×10.667＝21.334cm 2
15089.11712
.292.249?===
x ox x i l λ 15067.943
.34
.312y ?==
=
y
oy i l λ b/t=70/8=8.75＜0.58b
l oy =0.58×3124/70=25.88
4.96)831247047
5.01(67.94)475.01(2
24
224=??+?=+=t l b oy y yz λλ 因x λ>y λ，需求x ?，查表得x ?=0.448
则A x /N ?σ＝= 56.34×103/0.448×2133.4= 58.95N/ 2mm < 215 N/ 2mm
满足条件
斜腹杆eF 截面
8. 腹杆Fg
杆件轴力： kN 88.55N -= 计算长度： mm
l oy 3124=；
mm l ox 2.249931248.0=?=
12
采用不等肢角钢相并，使y i i ≈x 。选用2L70×8。则: A ＝2×10.667＝21.334cm 2
15089.11712
.292.249?===
x ox x i l λ 15067.943
.34
.312y ?==
=
y
oy i l λ b/t=70/8=8.75＜0.58b
l oy =0.58×3124/70=25.88
4.96)831247047
5.01(67.94)475.01(2
24
224=??+?=+=t l b oy y yz λλ 因x λ>y λ，需求x ?，查表得x ?=0.448
则A x /N ?σ＝= 55.88×103/0.448×2133.4= 58.47N/ 2mm < 215 N/ 2mm
满足条件
斜腹杆Fg 截面
9. 竖杆Aa ：
kN 16.03N -=; cm 2.5919910.8l =?=ox ，cm oy 199l = 杆件内力较小，选用2L50×5，其几何特性为：
A ＝9.6062
c m ，cm 53.1i x =，cm 46.2i y =
15005.0411.53
159.2i l ox <===
x x λ 150 89.0846
.2199
i l oy <==
=
y
y λ
13
由于x y λλ<，只需求x ?。查表x ?＝0.529，则:
a a MP 215MP 35.95 6
.609295.030160
A N x <=?==
?σ 10.
竖杆Cc ：
kN 31.60N -=; cm 2.1832290.8l =?=ox ，cm oy 229l = 杆件内力较小，选用2L63×5，其几何特性为： A ＝12.2862
c m ，cm 94.1i x =，cm 96.2i y =
15043.941.94
183.2i l ox <===
x x λ 15036.7796
.2229
i l oy <==
=
y
y λ 由于x y λλ<，只需求x ?。查表x ?＝0.657，则:
a a MP 215MP 72.74 6
.1228657.060310
A N x <=?==
?σ 11.
竖杆Ee ：
kN 31.60N -=
cm 2.2072590.8l =?=ox ，cm oy 259l =
杆件内力较小，选用2L63×5，其几何特性为：
A ＝12.2862c m ，cm 94.1i x =，cm 96.2i y =
150106.81.94
207.2i l ox <===
x x λ 1505.8796
.2259
i l oy <==
=
y
y λ 由于x y λλ<，只需求x ?。查表x ?＝0.515，则:
a a MP 215MP 32.95 6
.1228515.060310
A N x <=?==
?σ
14
12.
竖杆Gg ：
kN 49N =
cm 2.2312890.8l =?=ox ，cm oy 289l =
杆件内力较小，选用2L63×5，其几何特性为： A ＝12.2862
c m ，cm 94.1i x =，cm 96.2i y =
1502.1911.94
231.2i l ox <===
x x λ 1506.9796
.2289
i l oy <==
=y
y λ a a MP 215MP 88.39 6
.122849000A N <===
σ
屋架钢结构设计
表5-1 屋架杆件截面选择表
15
16
六、 杆件截面设计
1. 下弦节点“c”
已知采用用E43型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值
160w f f Mpa =。
N D c =-203.98 ；N c B =285.83 ； N c C =-60.31
计算腹板与节点板的连接焊缝：
Bc 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取h f1=8mm ，h f2=6mm ，则所需焊缝长度（考虑起灭弧缺陷）：
mm f h N k l w
f f w 65.111160
87.021083.2857.07.0231=?????=?=肢背： 取130mm mm f h N k l w f f w 8.63160
67.021083.2853.07.023
2=?????=?=肢尖： 取80mm
腹杆cD 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取：h f1=8mm, h f2=6mm
mm f h N k l w
f f w 7.7916087.021098.2037.07.023
1=?????=?=肢背： l w1取90mm mm f h N k l w
f f w 5.45160
67.021098.2033.07.023
2=?????=?=肢尖： l w2取60mm Cc 杆因内力很小，焊缝尺寸可按构造确定为5mm 。
根据上面求得的焊缝长度，并按构造要求留出间隙及制作和装配误差，按比例绘制节点大样图，确定节点板尺寸为： 验算下弦杆与节点板的连接
内力差ΔN=480.22-209.29=270.93KN 。量得实际节点板长度为445cm ，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为10mm ，则计算长度l w =445-20=425cm 。肢背焊缝应力为：
223
/160/00.3110
4257.0231068.2762mm N mm N ?=??????=τ
17
480.22
下弦c节点
2. 上弦节点“B ”
“Bc ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“c ”相同。 已知： -392.16kN N =aB
设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 610和=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢短肢连接的角焊缝内力分配系数计算）：
mm f h N k l w f f w 2.15316087.021016.3927.07.0231=?????=?=肢背：，取170mm 。
mm f h N k l w f f w 5.87160
67.021016.3923.07.023
2=?????=?=肢尖：，取100mm 。
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
。mm h mm t h f f 6,6122
1
2121==?=?=
肢尖焊缝承担弦杆内力差kN N N N 22.37522.375021=+=-=，
mm e 602080=-=肢背采用塞焊缝，承受节点荷载kN F 31.60=。
2
2
1/24416022.1/4.19370
67.02/100031.607.02/mm
N mm N l h F w f f =??=????=?=δ
18
偏心力矩M==?e N 375.22×103×60=22.51×106N/mm 初选mm 102=f h ，则：
23
/99.80338
107.021025.383mm N f =????=τ
2
2
6/44.84338
107.021051.226mm N f =?????=δ 则肢尖焊缝强度为：
2222
22/160/54.10699.80)22
.144.84()(
mm N mm N f f f ?=+=+τβδ 都满足要求。
3. 屋脊节点G
N=49.00KN
弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般为
mm h t f 5++）mm 2751012=++=?，取30=?mm ，拼接角钢的这部分削弱，可
以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。拼接角钢与上弦连接焊缝在接头一侧的总长度（设mm h f 10=）。
mm f h N l
w
f f w
75.43160
107.049000
7.0=??==
∑ 共有四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度：
19
mm lw 94.30204
75
.43=+=
.取32mm 拼接角钢总长度为：mm l l w 8420322202=+?=+= 取拼接角钢长度为：100mm 。
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15％计算，并考虑此力产生的弯矩。设肢尖焊缝mm h f 10=，取节点板长度为400mm ，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为
mm l w 170)20102/400(=--=
焊缝应力为：
MPa N f 60.34170
010.7248980
50.15=????=
τ
MPa MPa M f 16027.73170010.7260
5489800.1562
<=??????=
σ
计算屋脊处弦杆与节点板的连接焊缝，取mm h f 5=，需要焊缝长度按公式：
mm h f h P N l f
w f f w 45.2352160
57.0849000
71.5sin 548980227.08sin 21=?+???-??=+?-=
α 按构造决定节点板长度。
屋脊节点
4. 支座节点
4.1支座节点“a ”
根据端斜杆和下弦杆杆端焊缝，节点板采用42512325??。为便于施焊，取底板上表面至下弦轴线的距离为130mm 。且在支座中线处设加劲肋9010-?，高度与节点板相同也为425mm 。
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在
20
节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度14mm 。 1) 支座底板的计算：
支座反力： kN R 34300.497=?= 柱采用的C30混凝土3.14=c f
则所需底板净面积为23239863.14/10343mm A n =?=
锚栓直径取用d=25mm ，锚栓孔直径取用50mm ，则所需底板毛面积为：
205.263484/505014.3504223986mm A A A n =??+??+=+=
则按构造要求可采用底板面积为280×390=1092002mm ，垫板采用100×100×20，孔径50mm 。
实际底板净面积为2106837.5=50/4×50×3.14-50×4×2-109200=An mm 底板实际应力为214.3N/m m <3.21=5100106837.×343=q ，满足 端部加劲肋厚度取与中间节点板相同t=12mm
21a M σβ=
式中：σ－底板下的平均应力，即σ=4.51MPa ， 1a －两边支承之间的对角线长度 β－系数，由11/b a 查表确定。
mm a 2.167100212-140221=+=）（， 80.14mm =167.2
134 ×100=b 1 0.48=280.14/167.=/a b 11,查β=0.0548
所以底板单位宽度的弯矩为6909N/mm =167.2×2.6714.51×0.0548=21?=a M σβ 则=
f
M
6=
t 14.22mm =20569096? 取所需底板厚度为t ≈20mm,底板尺寸为280×390×20。 2) 加劲肋与节点板的连接焊缝计算：
一个加劲肋的受力为支座反力的1/4，则焊缝受力
N
1085.75=1000/4×343=R/4=V 3
? 50mm =100/2=e
N/mm
10 ×4.288=50× 85.75=M 6
验算焊缝应力：加劲肋尺寸取为400×100×10，设焊缝尺寸为6mm,
21米三角形钢屋架设计
钢屋架课程设计计算说明书 一、 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为5.2:1=i ，屋面倾角为() 801.215.2/1==arctg α，3714.0sin =α，9285.0cos =α。 屋架计算跨度： mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度： ()mm i l h 41405.22/207002/0=?=?= 上弦长度： mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度： mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度： mm a a 1725cos '==α 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。 图1 屋架形式及几何尺寸 二、 屋架支撑布置 1. 屋架支撑 （1）在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 （2）因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 （3）根据厂房长度为120m ，跨度为21m ，有中级工作制软钩桥式吊车等因素，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑，如下图所示。
图2 屋盖支撑布置 2. 檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用[20a 槽钢截面，由型钢表可查得，自重m kN m kg /23.0/63.22≈，4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面） 板荷载： m kN m m kN /465.0858.1/25.02=? 檩条和拉条： m kN /23.0 m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =?，未超过260m ，故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。） m kN q k /929.0858.15.0=?= 檩条均布荷载设计值： m kN q g q K Q K G /135.2929.04.1695.02.1=?+?=+=γγ m kN q q x /793.03714.0135.2sin =?==α m kN q q y /982.19285.0135.2cos =?==α （2）强度验算 弯矩设计值（见图3）：
钢结构设计注意事项
钢结构设计注意事项 一 拿到作业图不要盲目建模计算。先进行全面分析，与建筑设计人员进行勾通，充分了解工程的各种情况（功能、选型等）。 二 建模计算前的前处理要做好。比方荷载的计算要准确，不能估计。要完全根据建筑做法或使用要求来输入。 三 在进行结构建模的时候，要了解每个参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。 四 在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。不能随意加大配筋量或加大构件的截面。这一点要作为我们的设计理念之一来重视。
五 梁、柱、板等电算结束后要进行大量的调整和修改，这都要有依据可循（可根据验算简图等资料）。具体有以下集中修改或注意事项： a、梁： 1、梁的标高（是否确定梁底标高及梁上翻等问题） 2、梁的支座负筋不能太疏，要人为加密。 3、梁的跨数要核对。 4、尽量减少钢筋的种类和级差（≤2级） 5、有雨蓬等外挑构件处的梁要加强（可以将此处的箍筋加密、设置抗扭钢筋等措施） 6、钢筋在梁中的放置必须满足净距要求，特别是梁上部钢筋的净距（≥1.5d 或30mm）
7、碰到电算结果的井字梁（有主次关系）处，要分清主次关系，在主要梁支座处标出支座筋 8、搁在边梁上的连梁等，在靠边梁处的支座筋不宜过大，宜减小，从而减少对边梁的扭矩 9、有主次梁关系，从梁截面上也有区别，次梁适当放小。 b、柱： 1、满足轴压比要求（≤0.9） 2、大跨度的厂房等，柱子截面宜选用长方柱。 3、构造柱的设置（细查规范《建筑抗震设计规范》P72） c、板： 1、负筋不宜选用过细的钢筋，可以用较大直径的钢筋代替，可避免施工时被踩下；较大 直径钢筋不宜过疏，否则受力不力或容易开裂。
21米梯形钢屋架课程设计计算书要点
《钢结构设计》课程设计 姓名 学号 专业 指导老师
《钢结构》课程设计任务书
一、设计资料： 1、某工业厂房跨度为21m,厂房总长度72m，柱距6m。 2、采用1.5m×6.0m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.0m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4、钢材用Q345-B，焊条用E50 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。 图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L = 21m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 42mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 21 - 2 ? 0.15 = 20.7m 。 =h0+i? l0/2=2935mm。 跨中高度H 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示屋架。 图2
三、支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度为72m, 因此需要布置三道横向水平支撑，如图4所示。 图 4 2、下弦横向和纵向水平支撑 屋架跨设置下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图5所示 图5 3、垂直支撑
钢结构设计步骤
钢结构设计步骤和设计思路 摘要：钢结构设计简单步骤和设计思路关键词: 钢结构结构设计步骤 (一) 判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 (二) 结构选型与结构布置 此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指 导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\"概念设计＼＂，它在结构选型与布置阶段尤其重要．对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概
念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间 的相互力学关系和简化近似设计方法。[２０] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载）,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中,不
钢结构设计规范
钢结构设计规范 第一章总则第条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。第条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。第条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》()）制订的。第条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。第条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。第条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。第二章材料第条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉号钢（沸腾钢或镇静钢）、钢、钢、钢或钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。第条下列情况的承重结构不宜采用号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－℃时的其它承重结构。二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高℃采用。第条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于ｔ的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于－℃时，对于号钢尚应具有－℃冲击韧性的合格保证；对于钢、钢、钢或钢尚应具有－℃冲击韧性的合
钢结构设计的八大要点
钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪
压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。
钢结构最新设计规范
钢结构设计规范GB50017-2003 第一章总则 第1.0.1 条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。 第1.0.2 条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。 第1.0.3 条本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84））制订的。 第1.0.4 条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。 第1.0.5 条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。 第1.0.6 条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。 第二章材料 第2.0.1 条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3 号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。 第2.0.2 条下列情况的承重结构不宜采用3 号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－ 20C时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于—30 C 时的其它承重结构。 二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于- 20 C时的重级工作制吊车梁、吊车桁架 或类似结构。 注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10 C采用。 第2.0.3 条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制焊 接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于-20 C时，对于3号钢尚应具有-20C冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有—40C冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。 第2.0.4 条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450 、ZG270-500 或ZG310-570 号钢。 第2.0.5 条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。 选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。 二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应。焊丝应符合现行标准《焊接用钢丝》的规定。
钢结构课程设计米钢屋架
第一部分钢结构课程设计任务书 一. 课程设计题目 某车间梯形钢屋架结构设计 二. 设计资料 一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。柱顶截面尺寸400×400ｍ，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。 厂房柱距选择为12m 屋架为梯形钢屋架（属无檩体系），跨度为24米带钢屋架挡风板。 无檩体系屋面做法及永久荷载标准值 防水层为三毡四油上铺小石子0.35kN/m2 找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20＝0.40 kN/m2 保温层为泡沫混凝土，选取80厚度：0.5 kN/m2 预应力大型屋面板重 1.40 kN/m2 可变荷载标准值 雪荷载0.50 kN/m2 屋面活荷载0.60 kN/m2 积灰荷载0.50 kN/m2 三.结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示（下弦支撑采用与上弦支撑同样布置） 图1.屋架形式及几何尺寸
第二部分、钢屋架设计计算 采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板 屋架计算跨度：L。=L-300=23700mm 屋架端部高度：H。=2000mm 计算跨度处高度: h＝2015ｍｍ 屋架高跨比： H/L。=3860/23700=1/6.14 层架上弦（下弦）支撑布置图 垂直支撑1-1 垂直支撑2-2 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） 图2 屋架支撑布置图
1.荷载计算 屋架几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。因为活载加积灰荷载加雪荷载（2000N/m2）大于活荷载（700 N/m2），所以动载取2000 N/m2。屋架自重，P＝(120＋11×L) N/m2。 永久荷载标准值： 二毡三油加绿豆砂0.35kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.4kN/m2支撑和钢屋架自重（120+11×30）/1000＝0.38 管道设备自重0.10 kN/m2 总计 3.13 kN/m2 可变荷载标准值： 屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2总计： 1.10 kN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 永久荷载设计值：1.2×3.13＝3.76kN/m2 可变荷载设计值：1.4×1.10＝1.54kN/m2 2荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合 组合一：全跨恒荷载－全跨活荷载 屋架上弦节点荷载P＝（3.76+1.54）×1.5×12＝95.4 kN/m2 组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P1=3.76×1.5×12＝67.68 kN/m2ｐ2＝1.54×1.5×12＝27.72 kN/m2 组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重＋半跨屋面活荷载
钢结构设计资质要求
轻型房屋钢结构工程设计专项资质标准 一、总则 （一）本标准所指轻型房屋钢结构工程，包括网架、网壳、单层刚架、排架、多层框架、索膜结构、压型拱板等钢结构工程。 （二）轻型房屋钢结构工程设计专项资质等级分为甲、乙两个级别。 二、标准 （一）甲级 1、资历和信誉 （1）具有独立企业法人资格； （2）企业有良好的社会信誉并有相应的经济实力，企业注册资本金不少于100万元人民币； （3）近五年内完成“轻型房屋钢结构工程规模划分表”中1级工程设计不少于3项。 2、技术条件 （1）企业主要技术负责人或总工程师，应具有大学本科及以上学历，不少于6年从事钢结构工程设计经历，并主持过1级轻型房屋钢结构工程设计3项，具备注册工程师执业资格或高级专业技术职称； （2）专业配备齐全、合理。主要专业技术人员不少于“主要专业技术人员配备表”中的规定。其中，非注册人员应参加过1级轻型房屋钢结构工程设计不少于1项，或2级轻型房屋钢结构工程设计不少于2项，具备中级及以上专业技术职称。 3、技术装备及管理水平 （1）具有完善的工程计算机辅助设计系统，固定的工作场所； （2）企业管理组织机构健全，具有完善的标准体系、质量体系、安全保障及环保措施。 （二）乙级 1、资历和信誉 （1）具有独立企业法人资格； （2）企业有较好的社会信誉并有一定的经济实力，企业注册资本金不少于50万元人民币。 2、技术条件 （1）企业主要技术负责人或总工程师，应具有大学本科及以上学历，不少于6年从事钢结构工程设计经历，并主持过2级轻型房屋钢结构工程设计不少于3项，具备注册工程师执业资格或中级及以上专业技术职称； （2）专业配备齐全、合理。主要专业技术人员不少于“主要专业技术人员配备表”中的规定。其中，非注册人员应参加过2级轻型房屋钢结构工程设计不少于2项，具备中级及以上专业技术职称。 3、技术装备及管理水平 （1）具备必要的工程计算机辅助设计系统和固定的工作场所； （2）有完善的质量保证管理体系和技术、经营、人事、财务、档案等管理制度。
21米屋架钢结构设计.
黄山学院 21米跨工业厂房梯形屋架设计 一、设计资料 1.某单层单跨工业厂房总长度90米，跨度L(取21 m)。厂房纵向柱距 6 m。 2.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6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。 3.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）如附图所示。根据设计要求，屋架采用的钢材、 焊条为： Q235钢，焊条为E43型。 4.荷载标准值（水平投影面计） (1)永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 保温层 0.45KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.45 KN/m2 屋架及支撑自重： 按经验公式L .0+ = =0.351KN/m2 .0 12 q011 (2)可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.7 KN/m2 雪荷载标准值： 0.35 KN/m2 积灰荷载标准值： 1.2KN/m2 注：实际取屋面活荷载标准值与雪荷载标准值的较大值，保温层及积灰
荷载取值参照学号。屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见附图1。 5. 钢屋架的制造、运输荷安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装， 工地有足够的起重安装条件。 屋架几何尺寸及屋架全跨上弦节点单位荷载作用下构件内力系数见附图。 6. 内力计算考虑下面三种情况 （1）、满载（全跨静荷载加全跨活荷载） （2）、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷 载400 N/m2）和全跨屋架自重。 （3）、在使用过程中全跨静荷载和半跨活荷载。 7.设计附图： 1990 1350 2290 259028903040 2613 28 64 3124 25 30 2864 3124 33901507.51507.51507.5 1507.51 507.51 507.5 1507.5 150 A a c e g h B C D F G H 15007=10500 × A a +4. 1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18 -7.684 -4.4 09 -1.572 +0 .71 3 .+580 8 +2.79 2 +0.32 8 -1.0-1. 0-1. 0-0.5+9. 744+11. 962+11.768 c e g h B C D E F G H 0.5 1. 0 1. 0 1. 0 1.0 1.0 1.0 1.0 21米跨屋架几何尺寸 21米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值 A a c e g g' e' c' a'+3.010 0. 000-5.310-7.339-6.861-5.319 -3.923 -2.1620.00 -5.641 -2.6 33 -0.047 +1 .91 3 +1 .367 +1 .57 +1 .848 +3.960 +1.222 -1.0 39 -1. 200 -1. 5 25 -1. 7 76 -2.0 43 -1.0-1. 0-1.00.000. 000.00-0.5 +6.663 +7.326 +5.884 +4.636 +3.081 +1.090 B C D E F G H G 'F ' E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、 屋盖结构形式和支撑布置 布置屋盖支撑时应根据支撑布置原则，结合本设计具体情况，即厂房长度90 m>60 m ；跨度L ＝21m ；有桥式吊车且吊车平台较高等，考虑上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、垂直支撑应设几道和其位置；下弦纵向水平支撑是否需要设置；系杆如何设置，设刚性系杆还是柔性系杆布置屋架支撑，并进行编号， 钢屋架代号GWJ
钢结构设计步骤与思路
钢结构设计步骤与思路 钢结构设计步骤与思路作者：佚名 时间：2008-7-30 浏览量： 判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。[20] 钢结构通常有框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。 结构选型时,应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRc柱,核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。[19] 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力
21米三角形钢屋架设计
钢屋架课程设计计算说明书 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡 度为 i 1:2.5，屋面倾角为 arctg 1 /2.5 21.801 ，sin 0.3714， cos 0.9285。 屋架计算跨度： 1。 l 300 21000 300 20700 mm 屋架跨中高度： h 1。i/2 20700 / 2 2.5 4140 mm 上弦长度： L l 0 / 2cos 11147 mm 节间长度： a L/6 1858mm 节间水平段投影尺寸长度： 1 a a cos 1725mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示 1.屋架支撑 （1）在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支 撑。 （2）因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计 三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 屋架支撑布置 图1屋架形式及几何尺寸
（3）根据厂房长度为120m,跨度为21m，有中级工作制软钩桥式吊车等因 素，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑，如下图所示 8000 8M0 MM 5XB0D0 6300 &000 勺噩| | | | | | 500 图2屋盖支撑布置 2.檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用［20a槽钢截面，由型钢表可查得，自重22.63kg /m 0.23kN/m， 3 3 4 W X 178cm ,W y 24.2cm , I x 1780cm 。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面）
钢结构设计方法与思路
钢结构设计简单步骤和设计思路 (一) 判断结构是否适合用钢结构（这个问题实际上一般和结构选型联系在一 起）。钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。（材料的选用还应考虑：材料的综合成本，施工周期，是否就地取材，以及使用环境） (二) 结构选型与结构布置此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。[20] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震
钢结构设计常见38个问题解析
钢结构设计常见38个问题解析 1、门式刚架问答一看弯矩图时，可看到弯矩，却不知弯矩和构件截面有什么关系？ 答：受弯构件受弯承载力Mx/(γx*Wx)+My/(γy*Wy)≤f其中W为截面抵抗矩根据截面抵抗矩可手工算大致截面 2、就是H型钢平接是怎样规定的？ 答：想怎么接就怎么接, 呵呵. 主要考虑的是弯矩和/或剪力的传递. 另外, 在动力荷载多得地方, 设计焊接节点要尤其小心平接: 3、“刨平顶紧”，刨平顶紧后就不用再焊接了吗？ 答：磨光顶紧是一种传力的方式，多用于承受动载荷的位置。为避免焊缝的疲劳裂纹而采取的一种传力方式。有要求磨光顶紧不焊的，也有要求焊的。看具体图纸要求。接触面要求光洁度不小于12.5，用塞尺检查接触面积。刨平顶紧目的是增加接触面的接触面积，一般用在有一定水平位移、简支的节点，而且这种节点都应该有其它的连接方式（比如翼缘顶紧，腹板就有可能用栓接）。 一般的这种节点要求刨平顶紧的部位都不需要焊接，要焊接的话，刨平顶紧在焊接时不利于融液的深入，焊缝质量会很差，焊接的部位即使不开坡口也不会要求顶紧的。顶紧与焊接是相互矛盾的，所以上面说顶紧部位再焊接都不准确，不过也有一种情况有可能出现顶紧焊接，就是顶紧的节点对其它自由度的约束不够，又没有其它部位提供约束，有可能在顶紧部位施焊来约束其它方向的自由度，这种焊缝是一种安装焊缝，也不可能满焊，更不可能用做主要受力焊缝。4、钢结构设计时，挠度超出限值，会后什么后果？ 答：影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。 5、挤塑板的作用是什么？ 答：挤塑聚苯乙烯（XPS）保温板，以聚苯乙烯树脂为主要原料，经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材。具有独特完美的闭孔蜂窝结构，有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料。挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料。挤塑板具有卓越持久的特性：挤塑板的性能稳定、不易老化。可用30--50年，极其优异的抗湿性能，在高水蒸气压力的环境下，仍然能够保持低导热性能。挤塑板具有无与伦比的隔热保温性能：挤塑板因具有闭孔性能结构，且其闭孔率达99％，所以它的保温性能好。虽然发泡聚氨酯为闭孔性结构，但其闭孔率小于挤塑板，仅为80％左右。挤塑板无论是隔热性能、吸水性能还是抗压强度等方面特点都优于其他保温材料，故在保温性能上也是其他保温材料所不能及的。挤塑板具有意想不到的抗压强度：挤塑板的抗压强度可根据其不同的型号厚度达到 150--500千帕以上，而其他材料的抗压强度仅为150--300千帕以上，可以明显看出其他材料的抗压强度，远远低于挤塑板的抗压强度。挤塑板具有万无一失的吸水性能：用于路面及路基之下，有效防水渗透。尤其在北方能减少冰霜及受冰霜影响的泥土结冻等情况的出现，控制地面冻胀的情况，有效阻隔地气免于湿气破坏等。 6、什么是长细比? 回转半径：根号下（惯性矩/面积）长细比=计算长度/回转半径 答：结构的长细比λ＝μl/i，i为回转半径长细比。概念可以简单的从计算公式可以看出来：长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值。从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况，构件本身的长度和构件的截面特性。长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的，因为长细比越大的构件越容易失稳。可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式，里面都有与长细比有关的参数。对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求，这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。对稳定要求越高的构件，规范给的稳定限值越小。 7、受弯工字梁的受压翼缘的屈曲，是沿着工字梁的弱轴方向屈曲，还是强轴方向屈曲？ 答：当荷载不大时，梁基本上在其最大刚度平面内弯曲，但当荷载大到一定数值后，梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形，最后很快的丧失继续承载的能力。此时梁的整体失稳必然是侧向弯扭弯曲。 解决方法大致有三种： 1、增加梁的侧向支撑点或缩小侧向支撑点的间距 2、调整梁的截面，增加梁侧向惯性矩Iy或单纯增加受压翼缘宽度（如吊车梁上翼缘）
21米跨度钢结构课程设计
1 设计资料 屋面采用1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，15mm 厚1：2.5水泥砂浆保护层，SBC120聚乙烯丙纶双面复合防水卷材防水层，水泥与5%107胶粘结层，20mm 厚1：3水泥砂浆基层，塑料袋装珍珠岩80厚，上压一层芦苇的保温层，SBC120聚乙烯丙纶单面复合防水卷材隔气层，20mm 厚1：3水泥砂浆找平层，屋面雪荷载为0.45KN/m 2 2 荷载计算 2.1 永久荷载 预应力钢筋混凝土大型屋面板：2/68.14.12.1m kN =? 保护层：2/36.03.02.1m kN =? 防水层：2/007.0006.02.1m kN =? 基层：2/480.040.02.1m kN =? 保温层：2/422.036.02.1m kN =? 隔气层：2/003.00025.02.1m kN =? 找平层：2/480.040.02.1m kN =? 屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=21m ） 2/1.35211.12.11.12.1m kg l P w ≈?+=+= 2/4212.0351.02.1m kN =? 总计：g=3.852/m kN 2.2 可变荷载 屋面雪荷载：q=2/63.045.04.1m kN =? 2.3 荷载组合 永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为： kN q g F 32.4065.1)63.085.3(65.1)(=??+=??+=
3 内力计算
4 截面选择 4.1 上弦杆截面选择 上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨或H-⑩杆来选择：kN N 767.489max -= 在屋架平面内的计算长度cm l ox 8.150=，屋架平面外的计算长度cm l oy 5.301=。 选用两个不等肢角钢10801002??L ，长肢水平。 截面几何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚10mm ）： 2334.34cm A = cm i cm i y x 78.4,35.2== 15017.6435 .28 .150<=== x ox x i l λ 785.0=x ? 15010.6378 .48 .150<== = y oy y i l λ 790.0=y ? 截面验算： 22min /215/72.1814 .34337854.0489767 mm N f mm N A N =<=?= ? 大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。 4.2 下弦杆截面选择 下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-Q 杆来选择：kN N 260.481max += 在屋架平面内的计算长度：cm l ox 300=，屋架平面外的计算长度：cm l oy 300=。 所需截面面积为：24.2238215 481260 mm f N A n ===
钢结构设计入门及简易方法
钢结构设计入门及简易方法 【摘要】 给大家推荐一个用于钢结构设计的资料。虽说不是大师的杰作，却不逊于大师的文章。大师的作品对于具有一定专业水平的人是很有用途的，而对 于初学者却过于高深莫测。该资料特别适合刚从事钢结构设计的人员。 【关键词】 钢结构适用范围及选型、钢结构设计简单步骤和设计思路 一、钢结构适用范围及选型 1.钢结构适用的范围 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：超高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛，做结构选型及布置应该根据工程的具体要求来进行。 2.钢结构的选型 在钢结构设计的整个过程中，都应该被强调的是"概念设计"，它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 钢结构通常有框架、平面（木行）架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。 结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 3.钢结构构件的截面选取 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。