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1.5×6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷 载：①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2/m kN 为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.72/m kN ，雪荷载的基本雪压标准 值为S 0=0.352/m kN ，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 2/m kN (根据分组按附表取)。

③屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.42/m kN 水泥砂浆找平层 0.42/m kN 保温层 2/m kN (按附表取) 一毡二油隔气层 0.052/m kN 水泥砂浆找平层 0.32/m kN 预应力混凝土屋面板 1.452/m kN （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2/m kN 为单位；基本风压为0.50 2/m kN ，雪荷载为0.3 2/m kN ；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 50001—2010）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2010）》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：2注：括号内为三角形屋架跨度数值附图02.279几何尺寸作用下各杆件的内力值Aac e g e 'c 'a '+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BCDE F G F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.0 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值1几何尺寸作用下各杆件的内力值A a c e g g '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+1.570+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+1.090B C D E F G H G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.0 f . 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 起拱50Aa+4.73.000-8.72-13.53-15.26-14.71-14.71-8.87-5.44-2.46+0.02-1.08+6.88+3.7+1.11-1.08-1.0-1.0-1.0-0.5+11.53+14.65+15.17+15.17cegIB CDE F G HI 0.51.01.01.01.01.01.01.01.0h . 24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'+3.480.000-6.25-9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49-2.470.00-6.53-3.14+0.71+1.55+1.39+1.56+1.80+2.12+4.76+1.90-0.45-2.47-1.53-1.75-2.03-2.34-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.25B C D E F G H I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B '0.51.01.01.01.01.01.01.01.0I i 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235Q，焊条采用43Q或345EE或50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：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）。

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：① 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：x oxx i l =λ＜[]λ=150 yoy y i l =λ＜[]λ=150ANmin ϕσ=≤f② 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：A N=σ≤f x ox x i l =λ＜[]λ=350 yoy y i l =λ＜[]λ=350③端斜杆：选用两不等边角钢长肢相并，验算要求同上弦杆。

④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。

⑤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。

⑥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： ①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f h 和w l ，然后根据w l 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：wf f l h N 7.021⨯∆=ατ≤wf f②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： wf l h N7.021⨯∆=ατ∥ wf f l h P7.04⨯=σ2222.1∥τσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛f ≤w f f ③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+f h +5mm拼接角钢与上弦连接焊缝长度 wf w l h Nl 7.04⨯=拼接角钢长 202+=w l l④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⑤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》(GB50205—2001)7、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—2002)8、《钢结构》刘声扬主编，中国建筑工业出版社，2010。