鋼結構課程設計27m項目旨在對不同類型的屋架進行對比研究，以確定其適用性、經濟性和結構性能。通過分析各種屋架形式（如三角形屋架、梯形屋架和箱形屋架）在實際應用中的表現，本研究提出了一種綜合評價方法，用于評估不同屋架形式的性能優劣。研究結果表明，箱形屋架因其良好的空間穩定性和承載能力，在現代建筑中被廣泛使用。研究還探討了材料選擇對屋架性能的影響，指出采用高強度鋼材可以有效提高結構的承載能力和耐久性。該研究為鋼結構屋架設計提供了有價值的參考和指導，有助于優化建筑設計和施工過程。

一、27m鋼結構課程設計相關知識

（一）設計資料方面

• 廠房基本參數
  • 常見廠房為單跨雙坡門式剛架，長度可能為90m，柱距7.5m，跨度27m，門式剛架檐高6m，屋面坡度為1:10 。廠房車間柱網布置也可能為30m * 240m，梯形屋架端部高度為1.99m，跨中高度為3.475m，屋架支承于鋼筋混凝土柱頂，柱距為6m 。有的梯形鋼屋架長度為72m，跨度為27m，車間內還可能設有兩臺中級工作制橋式吊車，所在地區冬季最低溫度等因素也會成為設計資料的一部分，例如冬季最低溫度為20，屋面采用1.5m * 6.0m預應力大型屋面板，屋面坡度為i = 1:10，上鋪120mm厚泡沫混凝土保溫層和三氈四油防水層等情況也存在于設計資料之中。

（二）結構形式與布置

• 屋架形式
  • 有梯形鋼屋架等形式，對于27m跨度的鋼結構屋架，會考慮到結構的受力、空間利用、經濟性等因素來選擇合適的屋架形式。同時要確定屋架的支撐布置，例如下弦橫向水平支撐布置等，這些布置與屋架的穩定性息息相關。

（三）荷載計算

• 屋面荷載
  • 屋面板采用100mm厚彩鋼復合板（外側基板厚度0.5mm，內側基板厚度0.4mm，夾芯材料選用玻璃絲棉）時，屋面板自重標準值按0.20kN/m2計算。除此之外，還可能有活荷載（如人員、設備等活動產生的荷載）、雪荷載（根據當地氣象條件確定）、風荷載（取決于當地的風力情況和建筑高度、體型系數等）等需要考慮。若有吊車，吊車荷載也是重要的荷載計算內容，像車間內設有兩臺中級工作制橋式吊車的情況，吊車運行、起吊重物等產生的荷載對結構設計影響很大。

（四）桿件設計

• 桿件截面選擇
  • 根據內力計算結果（軸向力、彎矩、剪力等），結合鋼材的強度、穩定性等要求選擇合適的桿件截面。例如鋼梁的截面尺寸根據承載要求和穩定性要求，計算鋼梁的截面高度、寬度和厚度，截面形式有H型鋼、工字鋼、槽鋼等，根據跨度、承載要求和施工條件選擇；鋼柱同理也要根據承載要求和穩定性要求確定截面高度、寬度和厚度。

（五）節點設計

• 節點連接方式
  • 有焊接、螺栓連接、鉚釘連接或者焊接與非焊接組合連接等方式。例如柱 - 柱節點連接兩根柱子時，根據連接方式的不同可分為焊接節點和螺栓連接節點等；板 - 板節點連接兩塊鋼板，根據板的厚度和連接方式的不同可分為焊接節點和鉚釘連接節點等；梁 - 梁節點連接兩根梁，根據梁的截面形式和跨度等條件的不同，可分為簡支節點和連續節點等；梁 - 柱節點連接梁與柱，根據梁和柱的截面形式和連接方式的不同，可分為多種類型。并且節點設計要遵循傳力明確、經濟合理、安全可靠的原則。

（六）課程設計目標

• 知識目標
  • 學生要能理解27m鋼結構的基本概念，掌握其結構特點和應用領域；能夠描述鋼結構的設計原則，了解影響鋼結構穩定性和承載力的因素；掌握27m鋼結構施工圖的識讀方法，能分析其中的關鍵信息。
• 技能目標
  • 學生能運用所學知識，分析27m鋼結構的設計要求，提出合理的結構設計方案；具備27m鋼結構施工圖的繪制能力，能根據實際需求完成施工圖設計等。

鋼結構設計中的穩定性考量

27米跨度鋼結構的經濟性分析

鋼結構課程設計案例解析

鋼結構屋架形式對比研究