《钢结构》课程设计指导书
课程教学目标
钢结构课程设计是土木工程专业教学计划中一个重要的实践教学环节,通过课程设计使学生了解钢屋盖设计的一般程序和内容,为毕业后从事实际设计工作奠定基础;巩固钢结构课程中所学内容并应用于课程设计中;掌握钢屋架施工图的表达方法和制图规定;学习书写结构计算书;学习运用规范及有关技术资料.
教学内容基本要求及学时分配
(一)课程设计题目:梯形钢屋架
(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.
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,确定屋架尺寸,布置腹杆;
第二至三日:荷载计算,荷载组合,内力计算;
第四至五日:杆件截面设计计算;
第六日:节点设计计算;
第七至八日:绘制施工图;
第九日:整理结构计算书;
第十日:答辩.
(四)设计要求
①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.
②图纸采用硫酸纸,按照制图规定绘制屋架施工图.
主要教学环节
(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,焊条采用型,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,可能采用再分式杆.
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GWJ—2,其它编号为GWJ—1.

4.荷载和内力计算
①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.
②荷载组合:
使用阶段:全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨永久荷载+半跨可变荷载
施工阶段:全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷
③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于全跨及半跨各节点的各杆内力,即内力系数,然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力,并求出荷载组合下的杆件内力,取其中不利内力〔正,负最大值〕作为设计屋架的依据.具体计算如表1.
表一
杆件

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