钢屋架课程设计任务书。
一、设计题目：梯形钢屋架设计。
二、设计目的。
钢屋架课程设计是根据工业与民用建筑专业人才培养目标，对学生进行综合能力培养的主要实践性教学环节；也是学生应用所学的专业知识，分析解决工程实际问题的综合性训练。通过课程设计使学生掌握支撑的种类、作用和布置原则； 了解屋架外形选择和主要尺寸确定；掌握屋架的荷载和内力计算；熟练掌握屋架杆件截面设计和节点设计；掌握钢结构施工图的表达方式、制图规定及正确绘制施工图的基本技能。
三、设计资料。
某金工车间为单跨，无天窗厂房，纵向长度90m。跨度18～30 m，柱距6 m，采用梯形钢屋架，无檩方案，屋面采用1.5×6 m预应力大型屋面板。
100㎜厚沥青珍珠岩保温层，卷材防水，屋面坡度i=1/10屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱截面400×400㎜，混凝土标号为c20。车间有一台30/5t中级工作制的桥式吊车。
屋架钢材采用q235，焊条为e43，手工焊。
四、设计内容。
1.确定屋架形式和几何尺寸；
2.屋架支撑布置：包括上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆。完成支撑布置图；
3.进行荷载和内力计算：包括按荷载规范选取荷载，采用**法计算半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，进行杆件内力计算和内力组合；
4.杆件截面选择；
5.节点设计；包括屋脊节点，上、下弦拼接节点，上、下一般节点，支座节点等4-5典型节点。
6.完成计算书，绘制钢屋架施工图。
五、设计要求。
1．根据设计任务书的内容，要求学生计算书的内容清晰完整，计算准确，绘制支撑布置图和必要的节点详图。
2．钢屋架施工图绘制要确保图面质量，要求清晰准确地表达设计者的意图，并符合有关钢结构制图规定。绘图内容：屋架简图（注明屋架的几何尺寸、杆件内力、起拱）；屋架施工图。
编制材料表和图纸说明。
六、应交成果。
1、设计计算书一份；
2、钢屋架施工图一张。
七、编写要求。
1、设计计算书用蓝或蓝黑墨水笔书写，也可打印；
2、计算书纸张幅面为a4；
3、计算书封面统一设计，一律打印；
4、图纸图幅为1＃图，图纸应该用绘图笔绘制，也可用计算机绘制。
钢屋架课程设计指导书。
一、设计依据。
1、《钢结构设计规范》（gb50017—2003）
2、《建筑结构可靠度设计统一标准》（gb50068—2001）
3、《建筑结构荷载规范》（gb50009—2002）
4、《建筑结构制图标准》（gb/t50105—2001）
二、设计步骤。
一）确定屋架形式和几何尺寸。
屋架的外形主要有三角形和梯形，无檩屋盖常选用梯形，人字型腹杆的梯形钢屋架，杆件少，总长度较小，且下弦节点少，制造简单，因此被广泛应用。
屋架的跨度l依据使用和工艺要求确定的，同时考虑建筑模数的要求。缓坡梯形屋架的端部高度为1.8～2.
1m，中部高度h=（1/6～1/10）l，屋架中其它杆件的尺寸可根据几何关系求得。
二）屋架支撑布置。
钢屋架支撑有上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑，系杆。
上弦横向水平支撑在任何情况下一定要设置，一般布置在房屋或伸缩缝区段两端的第一或第二柱间，间距≤60m。
下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑在同一柱间，但在跨度≤18m时，无悬挂吊车或桥式吊车吨位不大时可不设置。
下弦纵向水平支撑只在厂房内设有托架或有较大吨位重、中级工作制吊车时才要求设置。
垂直支撑必须设置，梯形屋架的跨度≤30m时除在屋架两端各设置一道外，屋架中部加设一道，垂直支撑的形式由支撑高度决定。
对未设横向水平支撑的屋架应在上弦横向水平支撑的某些节点或垂直支撑处，沿房屋纵向通长设置系杆。能承受压力的是刚性系杆，一般布置在屋脊和支座位置，横向水平支撑在第二柱间时，第一柱间设刚性系杆，只能承受拉力的是柔性系杆。
绘制支撑布置图。
三）进行荷载和内力计算。
屋架的荷载有永久荷载和可变荷载，按荷载规范选取荷载数值，再将它们化成节点荷载作用于屋架上弦各节点上。然后采用**法计算半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，再乘以节点荷载即得各杆内力。并按三种情况进行内力组合：
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载；（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载；（3）全跨屋架和支撑重+半跨屋面板+半跨可变荷载。
四）杆件截面选择。
1. 确定屋架杆件的计算长度。
根据屋架支撑的布置情况，屋架杆件本身的刚度和杆端嵌固程度由下表查得：
注：l为杆件几何长度；为屋架弦杆侧向支点之间的距离。
2. 杆件截面设计。
首先是截面选择应满足用料经济，连接构造简单，有一定刚度等要求。为此尽量选用肢宽薄壁同时外表平整，最好使截面两个主轴稳定性相接近，即满足等稳定要求。应注意杆件规格不宜太多，一般为5～6种，当跨度大于24米的屋架可根据内力变化情况，改变截面一次。
一般上弦杆易采用两个不等边角钢短肢相连的梯形截面，也可采用两个等边角钢。下弦杆易采用两个不等边角钢短肢相连的梯形截面较好，支座斜杆和竖杆采用两个不等边角钢长肢相连。其它腹杆易采用两个等边角钢。
根据杆件受力不同对杆件进行计算，屋架上弦当为节点荷载作用时为轴心压杆，下弦一般为轴心拉杆，腹杆为轴心拉杆或轴心压杆。轴心拉杆应进行强度和刚度计算，轴心压杆刚度计算和整体稳定计算。
五）屋架结点设计。
屋架结点设计主要是确定结点连接的构造形式，计算连接焊缝的焊脚尺寸和长度，并确定节点板尺寸。节点设计应和屋架施工图绘制结合进行，先根据各腹杆杆力计算所需焊缝长度，节点板的大小应能包住这些焊缝，然后演算节点板和弦杆的焊缝。节点设计的一般原则和节点构造见教材，由于屋架各节点的受力不同分以下几种：
下弦一般节点、上弦一般节点、屋脊节点和下弦**节点、支座节点等。计算书中选4-5典型节点进行设计。
六）绘制施工详图。
施工图绘制的主要步骤和要求：
1. 在图中左上角以较小比例绘出屋架简图，注明屋架的几何尺寸；计算杆力和起拱要求。
2. 杆件轴线比例尺一般采用1：20～1：30；杆件截面宽度及节点板尺寸所用比例尺应比轴线扩大一倍，一般按1：10～1：15。
3. 根据所选的杆件截面绘出截面宽度。
4. 根据满足杆件在节点上近端距离大于20㎜的要求，截断杆件。在按照杆端连接焊缝的计算长度绘出节点板，节点板的尺寸大小应满足焊缝长度要求。
5. 绘制屋架上下弦杆的平面图及其它必要的破面图、侧视图、节点和零件大样详图。
6. 标注尺寸包括注明所有板件及杆件的定位尺寸、孔洞位置及对工厂加工、工地施工的所有要求。
7. 编制材料表及说明。编制材料表时要对所有不同类型和尺寸的零件逐一编号，施工图说明应包括所选的钢材标号、保证项目、焊条型号、焊接方法和对焊缝的质量要求、屋架的防腐做法以及图中没有表达或表达不清晰的内容。
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