目录
设计资料 (3)
结构形式与布置 (3)
钢屋架计算简图及几何长度 (5)
荷载统计计算 (5)
钢屋架内力系数的计算 (5)
内力组合和计算 (5)
杆件截面设计 (7)
屋架节点设计 (10)
参考文献 (16)
钢屋架设计计算书
1.工程概况
某个工业厂房，跨度为24m，厂房总长度75m，柱距7.5m，屋面坡度i=1:10，采用1.5×6 m太空轻质大型屋面板。结构采用排架体系，即钢屋架铰支于排架上。排架为混凝土柱，柱顶截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C30。钢屋架钢材采用Q235B，E43型焊条，手工焊。基本风压为0.6kN/㎡，基本雪压为0.30kN/㎡,积灰荷载为0.8kN/㎡。
2.结构形式与布置
（1）结构平面布置图
（2）钢屋架支撑体系布置简图
3.钢屋架计算简图及几何长度
由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡
度i=1：10。屋架坡度l=24m，每端支座中线缩进0.15m。计算跨度l0=l－2×0.15m=23.7m；端部高度取H0=2.00m，中部高度H=3.20m，起拱50mm。
选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图所示。
4.荷载统计计算
(1)屋面永久荷载（水平投影）
太空轻质大型屋面板（1.5m*6m）0.60kN/m2
防水层0.15kN/m2
屋面板排风设备平均重量0.060kN/m2
钢屋架及支撑自重q=0.12+0.011L=0.12+0.011*24=0.384kN/m2
合计 1.194kN/m2
(2)屋面可变荷载（水平投影）
屋面活荷载0.50kN/m2
雪荷载0.30kN/m2 取两者较大值：0.5kN/m2积灰荷载0.80kN/m2
合计 1.30kN/m2
（3）风荷载0.6kN/m2
由分析得到，荷载组合一共分为两种。其中一种是全部布满荷载和活荷载，另外一种是全部布满恒荷载和一半布满活荷载。
(1)全跨恒载+全跨活载
F=（3.6+0.7）×6×3.0=77.4kN
(2)全跨恒载+半跨活载
全跨节点永久荷载F1=3.6×6×3.0=64.8kN
半跨节点可变荷载F2=0.7×6×3.0=12.6kN
5.钢屋架内力系数的计算
由于，所以可仅建立半跨的计算模型，先计算半跨内力系数，然后利用半跨与全跨的关系求出全跨内力系数。杆件内力系数如图所示。
6.内力组合和计算
（1）荷载组合
a.全跨恒载+全跨活载（使用阶段）
P1=1.194×1.2×1.5×7.5=16.51kN P2=1.3×（0.5+1.0）×1.5×7.5=22.65kN
P=P1+P2=39.14kN
b.全跨恒载+半跨活载（使用阶段）
c.全跨恒载+全跨风载（使用阶段）
恒载P1=1.194×1.5×6=11.34kN 风载P3=0.55×1.5×6=4.80kN P=P1+P3=15.29kN
（2）屋架杆件内力计算表
图列出以下表格。
其中表内三种组合。第一种组合是全部布满荷载和活荷载，第二种组合是全部布满恒荷载和一半布满活荷载
杆件名称
内力系数第一种第二种组合
第三种
组合
计算杆件
内力全跨①
左半跨
②
右半跨
③
N1=39.14
×①
39.14
×②
+15.51
×③
39.14
×③
+15.51
×②
15.29×
①
上弦A
B
0 0 0 0 0 0 0 0
B
D
-8.614 -6.198 -2.416 -337.2 -131.7 -337.2 D
F
-13.46 -8.992 -4.468 -526.8 -205.8 -526.8 F
H
-15.19 -9.128 -6.06 -594.5 -451.3 -378.8 -232.2 -594.5 HI -14.71 -7.353 -7.353 -575.6 -401.8 -401.8 -224.9 -575.6
第一种组合
第三种组合全跨①左半跨②右半跨③N 1=39.14×①39.14×②+15.51×③39.14×③+15.51×②
15.29×①
ac 4.678 3.438 1.240
183.171.5183.1ce 11.4527.945 3.507
448.2175.1448.2eg 14.5679.288 5.279
570.2445.4350.7222.7570.2gi 15.1018.399 6.702
591.1432.7392.6230.9591.1aB -8.813-6.477-2.336
-344.9-134.8-344.9Bc 6.862 4.756 2.106
268.6104.9268.6cD -5.180-3.147-2.033
-202.7-79.2-202.7De 3.699 1.908 1.791
144.856.6144.8eF -2.467-0.720-1.747
-96.6-37.7-96.6Fg 1.125-0.435 1.560
44.07.254.317.254.3gH 0.012 1.544-1.532
0.536.7-36.00.236.7Hi -1.071-2.455 1.384
-41.9-74.616.1-16.416.1Aa
-0.550
-0.5500.000-21.5-8.4-21.5Cc,E
e,Gg
-1.000
-1.0000.000-39.1-15.3-39.1Ii
2.048
1.024
1.024
80.2
31.3
80.2
斜腹杆
竖杆第二种组合计算杆件内力
杆件名称
内力系数下弦
7.杆件截面设计
a.上弦杆，FH 腹杆最大的轴力为434.99kN ，又由于钢的型号为Q235，查表得中间板厚度为10mm ，fy=2352/mm N 。 （1）确定内力及已知条件
整个上弦采用等截面,按FH 杆件的最大设计内力设计，即N=-594.5kN ，Q235B 钢材f=215N/mm 2；压杆[λ]=150；/3
oy ox L L ；
（2）上弦杆计算长度：
屋架平面内（取节间轴线长度）：
屋架平面外（取支撑节点间距离）：
（3）截面选择
选用两个不等肢角钢，短肢相并,整体稳定系数Ф按b 类
由于腹杆最大内力N=-594.5kN ，查表可知，中间节点板厚度选用12mm ，制作节点板