在21米跨度的钢结构课程设计中，重点讨论了节点设计的关键要点，介绍了钢结构节点的基本概念和功能，包括连接不同构件、承受荷载以及传递力矩等作用，详细阐述了节点设计的基本原则，如强度、刚度、稳定性和耐久性，并强调了设计时需要考虑的因素，如荷载类型、材料性能、施工条件和环境影响，还讨论了不同类型的节点设计方法，包括焊接节点、螺栓连接节点、铆接节点和高强度螺栓连接节点等，并分析了各种方法的优缺点，通过案例分析，展示了如何在实际工程中应用这些设计要点，以确保钢结构的安全性和可靠性，21米跨度钢结构课程设计中的节点设计是确保结构安全和功能的关键步骤，需要综合考虑多种因素并进行科学的设计。

以下是一个跨度为21m的钢结构课程设计的大致内容：

一、设计资料

1. 荷载取值
   • 根据相关规范和实际使用情况确定荷载。例如活荷载可能取3kN/m2，自重荷载为2.5kN/m2，附加荷载为1.5kN/m2等。这是因为不同的使用功能（如厂房、仓库、体育馆等）会有不同的荷载要求，在没有更详细的使用功能说明时，可以参考常见取值。引用：[1]
   • 如果是屋架结构，屋面活荷载标准值可能为0.5kN/m2 - 0.7kN/m2，雪荷载标准值、积灰荷载标准值等也需要根据当地气候和使用环境确定。引用：[2][3]
2. 结构材料
   • 钢材可选用Q235B级或Q345B级等。例如Q345B钢具有较好的强度和韧性，适合用于承受较大荷载的结构构件。引用：[1]
   • 焊条的选择要与钢材相匹配，如对于Q235B级钢材可采用E43型焊条。引用：[2]

二、结构选型

1. 梁 - 柱结构体系
   • 如果选择双层梁柱结构，梁和柱的材质可以均为Q345B钢。这种结构具有较高的承载能力和稳定性，适合较大跨度的钢结构。引用：[1]
   • 梁的尺寸可能为400mm×800mm，截面采用H形钢，剖面系数为1.7，梁的长度为21m。柱的尺寸为600mm×800mm，截面采用H形钢，剖面系数为2.94，柱的长度为21m。引用：[1]
2. 屋架结构体系
   • 对于屋架结构，当采用无檩体系屋盖方案，屋面材料为大型屋面板时，可采用平坡梯形屋架。如果跨度L < 24m，可不考虑起拱，端部高度可取H = 1990mm，屋架的中间高度h = 3.040m（约l/6.8）。引用：[2]
   • 屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱的相关参数如截面尺寸（例如上柱截面为400mm×400mm）、混凝土标号（如C20）等也需要确定。引用：[2]

三、结构计算

1. 内力计算
   • 根据所选结构体系，计算在各种荷载组合作用下梁、柱或屋架杆件的内力（弯矩、剪力、轴力等）。
   • 例如对于梁，要考虑在自重、活荷载、附加荷载等作用下的内力情况，根据结构力学的方法进行计算。
2. 截面验算
   • 对梁、柱或屋架杆件的截面进行强度、稳定性等验算。
   • 对于梁的承载能力要满足设计荷载要求，如梁的承载能力为77.4kN/m，要通过计算验证所选截面是否能够承受设计荷载。引用：[1]
   • 柱的承载能力也需满足要求，柱的承载能力为232kN/m，要考虑柱在各种荷载组合下的受力状态进行验算。引用：[1]

四、结构连接设计

1. 连接方式
   • 结构连接可采用焊接和螺栓连接等方式。焊接连接能够提供较好的整体性，螺栓连接便于安装和拆卸。引用：[1]
   • 在设计连接节点时，要考虑节点的受力性能，保证结构的牢固和稳定。
2. 节点设计
   • 对于梁柱节点、屋架杆件节点等要进行详细的设计，包括节点板的尺寸、螺栓的数量和布置、焊缝的长度和厚度等。

五、结构施工与安装

1. 施工要求
   • 确保施工工人能够按照设计要求进行施工，提供必要的工具和材料。引用：[1]
   • 对于钢结构的制作，要保证构件的尺寸精度和质量。
2. 安装要点
   • 确保结构能够安全、稳定地安装到所需位置。例如对于大型的梁、柱构件，需要合理安排吊装顺序和设备。

钢结构设计荷载取值依据

钢结构材料选择标准

钢结构施工质量控制方法

钢结构节点设计要点