鋼結構鋼屋架課程設計計算書是針對鋼結構鋼屋架進行詳細設計計算的文檔。該文檔包含了對鋼材選擇、截面尺寸、力學性能以及結構穩(wěn)定性等方面的計算和分析。在設計過程中，首先根據建筑的功能要求、使用環(huán)境以及經濟性等因素來確定鋼屋架的類型、規(guī)格和尺寸。通過力學計算確定鋼構件的承載力、剛度以及抗風壓等性能指標，確保結構的安全性和可靠性。還需要進行穩(wěn)定性分析和疲勞壽命預測，以評估結構的長期性能。結合施工圖和相關規(guī)范，制定出詳細的施工方案，指導實際的建造工作。整個設計過程需要綜合考慮多種因素，以確保鋼結構鋼屋架能夠滿足工程需求并具有持久的使用壽命。

以下是一份鋼結構鋼屋架課程設計計算書的大致內容：

一、設計資料

1. 建筑概況
   • 某車間跨度為21(24，27，30)m，廠房總長度102m，柱距6m，車間內設有兩防烈度為6度，屋架下弦標高為18m；采用6m×6m預應力鋼筋混凝土大型屋面板，Ⅱ級防水，卷材屋面，桁架采用梯形鋼桁架，兩端鉸支在鋼筋混凝土柱上，上柱截面尺寸為450×450mm，混凝土強度等級為C25 .
2. 材料選用
   • 學號為單號的同學用Q235B鋼，焊條為E43型；學號為雙號的同學用Q345鋼，焊條為E50型 .

二、屋架形式及幾何尺寸確定

1. 外形確定原則
   • 應滿足適用、經濟和制造安裝方便的原則。腹桿和節(jié)點數盡量少，應使短桿受壓，長桿受拉，桿件夾角宜在30 - 60°之間 .
2. 主要尺寸
   • 跨度：一般以3m為模數，如21m、24m、27m或30m等。
   • 高度：需綜合考慮屋面坡度等因素。
   • 節(jié)間寬度：根據屋架的整體布局和受力要求確定。

三、荷載計算

1. 永久荷載
   • 包括20厚1:預應力混凝土大型屋面板（包括灌縫）、屋架和支撐自重等，其值為(+)kN/m2 .
2. 可變荷載
   • 屋面活荷載或雪荷載：兩者取較大值，基本雪壓等可參見教材P322 - 324，基本風壓也需按規(guī)定取值，且風載在屋面夾角較小時為吸力，起卸載作用，一般不考慮 .
   • 積灰荷載：根據實際情況確定。

四、桿件內力計算

1. 計算假設
   • 節(jié)點均為鉸接；所有桿件的軸線均位于同一平面內，且同心交匯于節(jié)點；荷載均作用于節(jié)點 .
2. 內力組合
   • 考慮以下幾種組合：
     • 全跨永久荷載+全跨屋面活荷載或雪荷載（兩者中的較大值）+全跨積灰荷載。
     • 全跨永久荷載+半跨屋面活荷載或雪荷載（兩者中的較大值）+半跨積灰荷載。
     • 全跨屋架重+半跨屋面板和施工時活荷載（施工活荷載或雪荷載的較大值） .

五、桿件截面選擇

1. 計算長度確定
   • 例如上弦桿件，在屋架平面內，為節(jié)間軸線長度$l_{ox}$lox?；在屋架平面外，根據支撐布置和內力變化情況取$l_{oy}$loy?。根據$l_{oy}$loy?與$l_{ox}$lox?的關系選擇合適的角鋼組合形式，如當$l_{oy}>2l_{ox}$loy?>2lox?時，截面宜選用兩個不等肢角鋼，短肢相并 .
2. 根據內力選擇截面
   • 根據計算得到的桿件內力，按照鋼結構設計規(guī)范中的公式計算所需的截面特性，如截面面積、慣性矩等，進而選擇合適的角鋼型號或其他截面形式。

六、節(jié)點設計

1. 節(jié)點設計原則
   • 節(jié)點強度一般應高于相連接的桿件的承載力；節(jié)點的傳力路線明確，構造形式便于制作和安裝；角鋼的切斷面一般與其軸線垂直，需要斜切時只能切肢尖 .
2. 各類節(jié)點設計
   • 下弦節(jié)點、上弦節(jié)點、再分式腹桿節(jié)點、支座節(jié)點、屋脊節(jié)點及下弦中央節(jié)點等：
     • 確定節(jié)點板的尺寸，一般根據連接的桿件數量、桿件截面尺寸以及構造要求確定。
     • 計算焊縫長度和厚度，對于焊接節(jié)點，要保證焊縫能夠傳遞桿件的內力。
     • 考慮節(jié)點處各桿件之間的空隙，在承受靜力荷載時$a≥20mm$a≥20mm，在承受動力荷載時$a≥50mm$a≥50mm .

七、填板設計

• 根據桿件的長度和截面形式，按照鋼結構設計規(guī)范要求確定填板的數量、尺寸和布置方式。

八、材料統(tǒng)計

1. 編制材料表
   • 對所有零件應進行詳細編號，編號應按零件的主次、上下，左右一定的順序逐一進行。
2. 統(tǒng)計內容
   • 包括構件所用鋼材的鋼號、材料規(guī)格，連接材料的強度指標、規(guī)格，焊條型號等。

九、圖紙繪制

1. 屋架幾何尺寸和內力簡圖（1:100）
   • 在圖紙的左上角用合適的比例畫出屋架簡圖，一半標出幾何長度，另一半桿件的計算內力值。
2. 構件詳圖
   • 屋架正立面圖（軸線圖比例1:20，節(jié)點及桿件比例1:10），上、下弦平面圖，端部側面圖、跨中及中間部位剖面圖。
3. 零件或節(jié)點大樣圖（1:5）
   • 詳細展示節(jié)點和零件的構造細節(jié)。
4. 標注尺寸和說明
   • 標注各桿件和板件的定位尺寸和孔洞位置等，同時給出文字說明，包括所用鋼材的鋼號及保證項目、焊條型號、焊接方法和質量要求、圖紙上未注明的焊縫和栓孔尺寸要求、油漆、加工和運輸要求等 .

鋼結構設計中荷載組合原則

鋼結構節(jié)點設計的構造要求

鋼結構施工時活荷載考慮

鋼結構材料選用標準對比