钢结构钢屋架课程设计计算书是针对钢结构钢屋架进行详细设计计算的文档。该文档包含了对钢材选择、截面尺寸、力学性能以及结构稳定性等方面的计算和分析。在设计过程中，首先根据建筑的功能要求、使用环境以及经济性等因素来确定钢屋架的类型、规格和尺寸。通过力学计算确定钢构件的承载力、刚度以及抗风压等性能指标，确保结构的安全性和可靠性。还需要进行稳定性分析和疲劳寿命预测，以评估结构的长期性能。结合施工图和相关规范，制定出详细的施工方案，指导实际的建造工作。整个设计过程需要综合考虑多种因素，以确保钢结构钢屋架能够满足工程需求并具有持久的使用寿命。

以下是一份钢结构钢屋架课程设计计算书的大致内容：

一、设计资料

1. 建筑概况
   • 某车间跨度为21(24，27，30)m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用6m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25 .
2. 材料选用
   • 学号为单号的同学用Q235B钢，焊条为E43型；学号为双号的同学用Q345钢，焊条为E50型 .

二、屋架形式及几何尺寸确定

1. 外形确定原则
   • 应满足适用、经济和制造安装方便的原则。腹杆和节点数尽量少，应使短杆受压，长杆受拉，杆件夹角宜在30 - 60°之间 .
2. 主要尺寸
   • 跨度：一般以3m为模数，如21m、24m、27m或30m等。
   • 高度：需综合考虑屋面坡度等因素。
   • 节间宽度：根据屋架的整体布局和受力要求确定。

三、荷载计算

1. 永久荷载
   • 包括20厚1:预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）、屋架和支撑自重等，其值为(+)kN/m2 .
2. 可变荷载
   • 屋面活荷载或雪荷载：两者取较大值，基本雪压等可参见教材P322 - 324，基本风压也需按规定取值，且风载在屋面夹角较小时为吸力，起卸载作用，一般不考虑 .
   • 积灰荷载：根据实际情况确定。

四、杆件内力计算

1. 计算假设
   • 节点均为铰接；所有杆件的轴线均位于同一平面内，且同心交汇于节点；荷载均作用于节点 .
2. 内力组合
   • 考虑以下几种组合：
     • 全跨永久荷载+全跨屋面活荷载或雪荷载（两者中的较大值）+全跨积灰荷载。
     • 全跨永久荷载+半跨屋面活荷载或雪荷载（两者中的较大值）+半跨积灰荷载。
     • 全跨屋架重+半跨屋面板和施工时活荷载（施工活荷载或雪荷载的较大值） .

五、杆件截面选择

1. 计算长度确定
   • 例如上弦杆件，在屋架平面内，为节间轴线长度$l_{ox}$lox?；在屋架平面外，根据支撑布置和内力变化情况取$l_{oy}$loy?。根据$l_{oy}$loy?与$l_{ox}$lox?的关系选择合适的角钢组合形式，如当$l_{oy}>2l_{ox}$loy?>2lox?时，截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并 .
2. 根据内力选择截面
   • 根据计算得到的杆件内力，按照钢结构设计规范中的公式计算所需的截面特性，如截面面积、惯性矩等，进而选择合适的角钢型号或其他截面形式。

六、节点设计

1. 节点设计原则
   • 节点强度一般应高于相连接的杆件的承载力；节点的传力路线明确，构造形式便于制作和安装；角钢的切断面一般与其轴线垂直，需要斜切时只能切肢尖 .
2. 各类节点设计
   • 下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等：
     • 确定节点板的尺寸，一般根据连接的杆件数量、杆件截面尺寸以及构造要求确定。
     • 计算焊缝长度和厚度，对于焊接节点，要保证焊缝能够传递杆件的内力。
     • 考虑节点处各杆件之间的空隙，在承受静力荷载时$a≥20mm$a≥20mm，在承受动力荷载时$a≥50mm$a≥50mm .

七、填板设计

• 根据杆件的长度和截面形式，按照钢结构设计规范要求确定填板的数量、尺寸和布置方式。

八、材料统计

1. 编制材料表
   • 对所有零件应进行详细编号，编号应按零件的主次、上下，左右一定的顺序逐一进行。
2. 统计内容
   • 包括构件所用钢材的钢号、材料规格，连接材料的强度指标、规格，焊条型号等。

九、图纸绘制

1. 屋架几何尺寸和内力简图（1:100）
   • 在图纸的左上角用合适的比例画出屋架简图，一半标出几何长度，另一半杆件的计算内力值。
2. 构件详图
   • 屋架正立面图（轴线图比例1:20，节点及杆件比例1:10），上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图。
3. 零件或节点大样图（1:5）
   • 详细展示节点和零件的构造细节。
4. 标注尺寸和说明
   • 标注各杆件和板件的定位尺寸和孔洞位置等，同时给出文字说明，包括所用钢材的钢号及保证项目、焊条型号、焊接方法和质量要求、图纸上未注明的焊缝和栓孔尺寸要求、油漆、加工和运输要求等 .

钢结构设计中荷载组合原则

钢结构节点设计的构造要求

钢结构施工时活荷载考虑

钢结构材料选用标准对比