鋼結(jié)構(gòu)鋼屋架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)鋼屋架進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算的文檔。該文檔包含了對(duì)鋼材選擇、截面尺寸、力學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算和分析。在設(shè)計(jì)過程中，首先根據(jù)建筑的功能要求、使用環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)性等因素來確定鋼屋架的類型、規(guī)格和尺寸。通過力學(xué)計(jì)算確定鋼構(gòu)件的承載力、剛度以及抗風(fēng)壓等性能指標(biāo)，確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。還需要進(jìn)行穩(wěn)定性分析和疲勞壽命預(yù)測(cè)，以評(píng)估結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期性能。結(jié)合施工圖和相關(guān)規(guī)范，制定出詳細(xì)的施工方案，指導(dǎo)實(shí)際的建造工作。整個(gè)設(shè)計(jì)過程需要綜合考慮多種因素，以確保鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)鋼屋架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書的大致內(nèi)容：

一、設(shè)計(jì)資料

1. 建筑概況
   • 某車間跨度為21(24，27，30)m，廠房總長(zhǎng)度102m，柱距6m，車間內(nèi)設(shè)有兩防烈度為6度，屋架下弦標(biāo)高為18m；采用6m×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，Ⅱ級(jí)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(qiáng)度等級(jí)為C25 .
2. 材料選用
   • 學(xué)號(hào)為單號(hào)的同學(xué)用Q235B鋼，焊條為E43型；學(xué)號(hào)為雙號(hào)的同學(xué)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(yīng)滿足適用、經(jīng)濟(jì)和制造安裝方便的原則。腹桿和節(jié)點(diǎn)數(shù)盡量少，應(yīng)使短桿受壓，長(zhǎng)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(shù)，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(jù)屋架的整體布局和受力要求確定。

三、荷載計(jì)算

1. 永久荷載
   • 包括20厚1:預(yù)應(yīng)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(fēng)壓也需按規(guī)定取值，且風(fēng)載在屋面夾角較小時(shí)為吸力，起卸載作用，一般不考慮 .
   • 積灰荷載：根據(jù)實(shí)際情況確定。

四、桿件內(nèi)力計(jì)算

1. 計(jì)算假設(shè)
   • 節(jié)點(diǎn)均為鉸接；所有桿件的軸線均位于同一平面內(nèi)，且同心交匯于節(jié)點(diǎn)；荷載均作用于節(jié)點(diǎn) .
2. 內(nèi)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(shí)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(jì)算長(zhǎng)度確定
   • 例如上弦桿件，在屋架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長(zhǎng)度$l_{ox}$lox?；在屋架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況取$l_{oy}$loy?。根據(jù)$l_{oy}$loy?與$l_{ox}$lox?的關(guān)系選擇合適的角鋼組合形式，如當(dāng)$l_{oy}>2l_{ox}$loy?>2lox?時(shí)，截面宜選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并 .
2. 根據(jù)內(nèi)力選擇截面
   • 根據(jù)計(jì)算得到的桿件內(nèi)力，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的公式計(jì)算所需的截面特性，如截面面積、慣性矩等，進(jìn)而選擇合適的角鋼型號(hào)或其他截面形式。

六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則
   • 節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度一般應(yīng)高于相連接的桿件的承載力；節(jié)點(diǎn)的傳力路線明確，構(gòu)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(shí)只能切肢尖 .
2. 各類節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
   • 下弦節(jié)點(diǎn)、上弦節(jié)點(diǎn)、再分式腹桿節(jié)點(diǎn)、支座節(jié)點(diǎn)、屋脊節(jié)點(diǎn)及下弦中央節(jié)點(diǎn)等：
     • 確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸，一般根據(jù)連接的桿件數(shù)量、桿件截面尺寸以及構(gòu)造要求確定。
     • 計(jì)算焊縫長(zhǎng)度和厚度，對(duì)于焊接節(jié)點(diǎn)，要保證焊縫能夠傳遞桿件的內(nèi)力。
     • 考慮節(jié)點(diǎn)處各桿件之間的空隙，在承受靜力荷載時(shí)$a≥20mm$a≥20mm，在承受動(dòng)力荷載時(shí)$a≥50mm$a≥50mm .

七、填板設(shè)計(jì)

• 根據(jù)桿件的長(zhǎng)度和截面形式，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定填板的數(shù)量、尺寸和布置方式。

八、材料統(tǒng)計(jì)

1. 編制材料表
   • 對(duì)所有零件應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)編號(hào)，編號(hào)應(yīng)按零件的主次、上下，左右一定的順序逐一進(jìn)行。
2. 統(tǒng)計(jì)內(nèi)容
   • 包括構(gòu)件所用鋼材的鋼號(hào)、材料規(guī)格，連接材料的強(qiáng)度指標(biāo)、規(guī)格，焊條型號(hào)等。

九、圖紙繪制

1. 屋架幾何尺寸和內(nèi)力簡(jiǎn)圖（1:100）
   • 在圖紙的左上角用合適的比例畫出屋架簡(jiǎn)圖，一半標(biāo)出幾何長(zhǎng)度，另一半桿件的計(jì)算內(nèi)力值。
2. 構(gòu)件詳圖
   • 屋架正立面圖（軸線圖比例1:20，節(jié)點(diǎn)及桿件比例1:10），上、下弦平面圖，端部側(cè)面圖、跨中及中間部位剖面圖。
3. 零件或節(jié)點(diǎn)大樣圖（1:5）
   • 詳細(xì)展示節(jié)點(diǎn)和零件的構(gòu)造細(xì)節(jié)。
4. 標(biāo)注尺寸和說明
   • 標(biāo)注各桿件和板件的定位尺寸和孔洞位置等，同時(shí)給出文字說明，包括所用鋼材的鋼號(hào)及保證項(xiàng)目、焊條型號(hào)、焊接方法和質(zhì)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(yùn)輸要求等 .

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載組合原則

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求

鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)活荷載考慮

鋼結(jié)構(gòu)材料選用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比