课程设计任务书_课程设计任务书一
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西南交通大学自考班课程设计任务书
——钢屋架设计
一、设计资料
1.某地区某金工车间，长18×Sm，跨度Lm，柱距Sm，采用无檩屋盖结构体系，梯形钢结构屋架，1.5m×Sm预应力混凝土大型屋面板，膨胀珍珠岩制品保温层（容重4kN/m3，所需保温层厚度由当地温度确定），卷材屋面，屋面坡度i。基本风压W，基本雪压S.活荷载q 2.某地区某车间，长18×S m，跨度L m，采用有檩屋盖体系，三角形屋架，屋面采用压型钢板0.15Kn/m2，不保温，屋面坡度i。基本风压W，基本雪压S.活荷载q 根据附表选择题目。
屋架均简支于钢筋混凝土柱子上，混凝土标号为C20，建造地点见附表。屋架所受荷载，包括恒载，活荷载，及风雪荷载等，均应该根分组表采用。
二、设计内容与要求
1.选择计算跨度，节间划分和腹杆形式，选用钢材以及焊条；
2.布置屋盖支撑，说明各支撑布置的必要性和作用，并按比例绘制出支撑布置图；
3.可用图解法或者查手册等方法求得半跨单位荷载作用下的杆力系数 4.荷载计算 5.杆力组合6.选择杆件截面，列表汇总 7.节点设计
8.施工图绘制（包括绘制平面布置图、支撑布置图和一榀钢屋架设计详图，详图中必须至少包含屋脊节点详图、跨中下弦节点详图和支座节点详图）
三、参考书
1.钟善桐，钢结构，2005版 2.彭伟，钢结构设计原理，教材
四、设计分组与参数（详附件表格）
五、其它补充技术资料
1）三角形屋架
三角形屋架上弦坡度一般为i =1/2~1/3，跨度一般为18~24m之间，适用于屋面坡度较大的有檩体系屋盖。三角形屋架与柱只能做成铰接，故房屋的横向刚度较低，且屋架弦杆的内力变化较大，在支座处最大，跨中较小，故弦杆用同一规格截面时，其承载力不能得到充分利用。2）梯形屋架
梯形屋架上弦坡度一般为i=1/8~1/20，跨度可达36m，适用于屋面坡度较小的屋盖体系。梯形屋架的外形接近于弯矩图，各节间弦杆受力较弱，且腹杆较短。梯形屋架与柱的连接可做成刚接也可做成铰接。当做成刚接时，可提高房屋的横向刚度，因此是目前工业厂房无檩体系屋盖中应用最广的屋盖形式。3）选型参数
常用屋架高度为：三角形屋架一般取h=(1/4~1/6)l。梯形屋架当上弦坡度为1/8~1/12时，跨中高度取h=(1/6~1/10)l，跨度大（或屋面荷载小）时取小值，跨度小（或屋面荷载大）时取大值。梯形屋架的端部高度，当屋架与柱铰接时取1.6~2.2 m，刚接时取1.8~2.4 m，端弯矩大时取大值，端弯矩小时取小值。
对于跨度较大的屋架，在横向荷载作用下将产生较大的挠度，有损外观并可能影响屋架的正常使用。为此，对跨度L≥15 m的三角形屋架和跨度L≥24 m的梯形屋架，当下弦无向上曲折时，宜采用起拱来抵消屋架受荷后产生的部分挠度。起拱高度一般为其跨度的1/500左右。4）屋盖支撑
钢屋盖和柱组成的结构体系是一平面排架结构，纵向刚度很差，在荷载作用下，存在着所有屋架同向倾覆的危险。此外，在这样的体系中，由于檩条和屋面板均不能作为上弦杆的侧向支承点，故上弦杆在受压时，极易发生侧向失稳现象，如图中虚线所示，其承载力极低。在屋盖两端或中部适当位置的相邻两榀屋架之间，设置一定数量的支撑，沿屋盖纵向全长设置一定数量的纵向杆件（系杆），将屋架连成一空间结构体系，形成屋架与支撑桁架组成的空间稳定体系。目的是保证整个屋盖的空间几何不变性，从而阻止屋架上．下弦侧移，大大减小其自由长度，提高屋架弦杆的承载力。同时，可保证屋盖结构安装时的稳定和方便。钢屋盖支撑主要由上弦横向水平支撑．下弦横向水平支撑．下弦纵向水平支撑．垂直支撑及系杆组成。
5、钢屋架节点设计的基本要求和构造要求 基本要求
（1）角钢屋架各汇交的杆件一般焊接于节点板上，组成屋架节点。杆件截面重心轴线汇交于节点中心，截面重心线按所选用的角钢规格确定，并取5mm的倍数。
（2）除支座节点外，屋架其余节点宜采用同一厚度的节点板，支座节点板宜比其他节点板厚2mm。
（3）节点板的形状应简单，如矩形．梯形等，以制作简便及切割钢板时能充分利用材料为原则。节点板的平面尺寸（长度．宽度），宜为5mm的倍数，可根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度作出大样图来确定，在满足传力要求的焊缝布置的前提下，节点板尺寸应尽量紧凑。在焊接屋架节点处，腹杆与弦杆．腹杆与腹杆边缘之间的间隙a不小于20mm，相邻角焊缝焊趾间距应不小于5mm；屋架弦杆节点板一般伸出弦杆10~15mm；有时为了支承屋面结构，屋架上弦节点板（厚度为t）一般从弦杆缩进5~10mm，且不宜小于（t/2+2）mm。（4）角钢端部的切断面一般应与其轴线垂直；当杆件较大，为使节点紧凑。（5）单斜杆与弦杆的连接应避免偏心弯矩。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15°。在单腹杆的连接处，应计算腹杆与弦杆之间节点板的强度。（6）支承大型屋面板的上弦杆，当屋面节点荷载较大而角钢肢厚较薄时，应对角钢的水平肢予以加强。 节点构造（1）下弦中间节点
弦中间节点，当弦杆无弯折时，其连接构造按有关规定进行。（2）上弦中间节点
支承大型屋面板或檩条的屋架上弦中间节点，为放置集中荷载下的水平板或檩条，可采用节点板不向上伸出．部分向上伸出和全部伸出的做法。 节点板不伸出的方案。此时节点板缩进上弦角钢肢背，采用横焊缝焊接，于是节点板与上弦之间就由槽焊缝和角焊缝传力。节点板的缩进深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1为节点板的厚度。
节点板部分或全部伸出的方案。当节点板伸出不妨碍屋面构件的安放时，可采用该方案。（3）弦杆拼接节点
当角钢长度不足．弦杆截面有改变或屋架分单元运输时，弦杆常需要拼接。前两者为工厂拼接，拼接点通常在节点范围之外；后者为工地拼接，拼接点通常在节点处。 工厂拼接
双角钢杆件采用拼接角钢拼接，拼接角钢宜采用与弦杆相同的规格（弦杆截面改变时，与较小截面的弦杆相同），并切去竖肢及角钢背直角边棱。切肢Δ=t+hf+5mm以便施焊，其中t为拼接角钢肢厚，hf为角焊缝焊脚尺寸，5mm为余量以避开肢尖圆角；切边棱是为使之与弦杆密贴，切去部分由填板补偿。单角钢杆件宜采用拼接钢板拼接，拼接钢板的截面面积不得小于角钢的截面面积。 工地拼接
屋架的工地拼接节点，通常不利用节点板作为拼接材料，而以拼接角钢传递弦杆内力。下弦中央拼接节点，拼接角钢长度l=2lw′+b，lw′为下弦杆一侧与拼接角钢连接焊缝的长度，b为间隙，一般取b=（10~20）mm。屋脊拼接节点的拼接角钢一般采用热弯形成，当屋面较陡需要弯折较大且角钢肢宽不易弯折时，可将竖肢开口（钻孔．焰割）弯折后对焊。拼接角钢长度l=2lw′+b，一般取b=（10~20）mm，当截面垂直上弦切割时所需间隙稍大，常取b=50mm左右。当为工地拼接时，为便于现场拼装，拼接节点需要设置安装螺栓。因此，拼接角钢与节点板应焊于不同的运输单元，以避免拼装中双插的困难。也可将拼接角钢单个运输，拼装时用安装焊缝焊于两侧。（4）屋架支座节点
屋架支座节点可做成铰接或刚接。 屋架铰接支座节点支承于混凝土柱或砌体柱的屋架，其支座节点常设计为铰接。屋架支座节点处各杆件汇交于一点，为保证底板的刚度．力的传递以及节点板平面外刚度的需要，支座节点处应对称放置加劲板，加劲板的厚度取等于或略小于节点板的厚度，加劲板厚度的中线应与各杆件合力线重合。为便于施焊，下弦角钢背与底板间的距离e一般应不小于下弦伸出肢的宽度，且不小于130mm；梯形屋架端竖杆角钢肢朝外时，角钢边缘与加劲板中线距离不宜小于50mm。
屋架刚接支座节点屋架支座节点设计成刚性连接时，为使支座节点板不致过大，屋架弦杆和斜腹杆的轴线一般汇交于柱的内边缘。采用安装焊缝加支托的刚接支座节点支座斜腹杆为上升式，的支座斜腹杆为下降式。安装时屋架端节点板与焊在柱翼缘上的竖直角钢相靠，在节点板另一侧加竖直肋板，屋架就位后再焊三条竖焊缝，竖直角钢下的短角钢为安装支托。上弦节点一般另加盖板连接，连接盖板的厚度一般为8~14 mm，连接角焊缝的焊脚尺寸为6~10 mm。
六.设计任务书内容排版顺序及格式
1、封面（统一采用任务书版式）
2、目录
3、课程设计报告书
3.1设计资料（参考任务书）
3.2荷载计算
3.2.1荷载标准值计算
3.2.2荷载标准值布置简图
3.3结构计算简图的确定（只需一榀屋架）
3.4内力计算（可电算，可手算，要求给出每一种荷载工况下的结构内力图）
3.5内力组合（要求给出内力组合计算过程）
3.6杆件与节点设计
3.6.1杆件强度设计计算
3.6.2杆件稳定承载力设计计算
3.6.3节点计算与设计
3.7图纸绘制
4、参考文献资料（除任务书指定外，可自行另行添加）
七、成绩评定
（1）课程设计的成绩构成课程设计的成绩由三部分构成，各部分成绩所占比例如下：设计成果（包括设计计算书和设计图纸）占70％；设计过程（包括设计态度和创新精神）占30％；
设计成果包括：概念是否清楚；设计条理是否清晰；设计方案是否正确、合理；设计方案的确定是否经过充分论证；设计参数的选择是否正确；设计计算部分是否完整、正确；设计图纸是否满足施工图的要求；设计计算书是否符合规范、内容是否完整、书写是否清楚、层次是否分明；文字是否流畅；手绘和计算机绘图是否合理搭配运用。
设计过程包括：设计的进度是否符合要求；能否按时完成规定的设计任务；对待设计技术问题是否具有严谨的科学态度；是否具有求实与探索创新精神；是否遵守任务书要求。
（2）课程设计的成绩评定标准
课程设计成绩分优（≥90）、良（80~89）、中（70~79）、及格（60~69）、不及格五个等级，最后成绩以具体分值给出。
1）优：设计思路清晰，结构方案良好。设计参数选择正确，选择依据充分，设计计算内容完整，正确无误。设计图纸满足工程制图要求，表达内容满足课程设计要求，正确无误。图面整洁，布局合理。设计计算书规范、完整，语言表达逻辑性强，书写清晰，有条理。设计态度端正。
2）良：设计思路清晰，结构方案合理。设计参数选择正确，选择依据较充分，设计计算内容完整、正确。设计图纸能满足工程制图要求，表达内容能满足课程设计要求。图面较整洁，布局较好。设计计算书规范、完整。语言表达逻辑性较强，书写清晰，有条理。设计态度端正。
3）中：设计思路较清晰，结构方案基本合理。设计参数基本正确，主要参数的选择有依据。设计内容完整，有少量错误。设计图纸主要内容满足工程制图要求，表达内容满足课程设计要求。图面基本整洁。设计计算书较规范，内容完整。语言表达有逻辑性，书写整齐。设计态度基本端正。4）及格：设计思路基本清晰，结构方案基本合理。主要设计参数选择正确。设计计算内容基本完整，有一些错误。设计图纸基本满足工程制图要求，表达内容基本满足课程设计要求。图画基本整洁。设计计算书基本规范，内容基本完整，语言表达有一定的逻辑性，书写整齐。设计态度基本端正。
5）不及格：设计思路不清晰，结构方案不合理。关键设计参数选择有错误。设计计算内容不完整，计算有明显错误。设计图纸基本满足工程制图要求，设计图纸表达内容不满足课程设计要求。设计计算书不规范，内容不完整。设计态度不端正。
