目录
一、设计资料 (1)
二、屋架的形式及尺寸的确定 (1)
三、屋架、支撑及檩条布置 (2)
1.屋架、支撑布置情况 (2)
2.檀条的布置与计算 (3)
四、荷载组合与内力计算 (4)
1 .永久荷载 (4)
2 .可变荷载 (4)
3 .屋架荷载计算 (4)
4.屋架杆件的内力计算 (5)
（1）上弦杆在节点荷载下的局部弯矩 (5)
（2）屋架杆件内力计算 (5)
五、杆件的截面设计 (6)
1.上弦杆 (6)
（1）弯矩作用平面内的稳定验算 (7)
（2）弯矩作用表面外的稳定验算 (7)
2.下弦杆选择 (7)
3.腹杆选择 (8)
六、节点设计 (12)
1.屋脊节点F (12)
2.节点K (13)
3.下弦节点H (14)
4.上弦节点B (15)
5. 上弦节点C (15)
6.支座节点A (16)
钢结构课程设计
一、设计资料
某车间芬克式三角形普通钢屋架，车间为单跨厂房，全长120m 。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱距6m ，上柱截面尺寸为400×400mm ，混凝土强度等级为C20。车间内设有一台起重量30t 的中级工作制桥式吊车，吊车轨顶标高为+12.00m 。
屋架跨度： 21m
屋面坡度：1：2.5
屋面材料：波形石棉瓦 （0.2kN/m 2↓ ）
木丝板保温层 （0.24kN/m 2↓ ）
[10槽钢檀条 （0.1kN/m ） （檀条间距700~800mm ）
屋面活荷载：0.3kN/m 2（↓）
屋面雪载：0.70 kN/m 2（↓）
屋架材料：采用Q235-A ·F 或Q235-A 钢材（要求附加：保证冷弯试验性能和碳的极限含量），焊条采用E43系列型，手工焊。
二、屋架的形式及尺寸的确定
根据屋面所采用的屋面材料的排水需要采用芬克式三角形屋架（屋架形式如
图1所示），屋面坡度i=2.5，屋面倾角(=arctan 5.21
=21(48(, sin(=0.3714, cos(=0.9285.
屋架跨度：L=21000mm 计算跨度：mm L L 206004000=-=
图一 屋架杆件
屋架跨中高度： 取n=5 H=n 20600
=4120mm.
屋架上弦总长L=LO/(cos(×2)=20600/(2×0.9285)=11093.16mm. 根据构造要求上弦檀条的间距为700~800mm ，为尽量使屋架受节点荷载，将上弦划分为5
个节间，节间长度s=516
.11093=2218.6mm. 节间水平投影长度为Q=S ?
cos(=1848.86×0.9285=1716.67mm . 屋架各杆的几何尺寸如下表1所示：
表1 各杆件的几何尺寸
杆件 n=5
杆件长度(mm) L=k ?H
长度系数k
1~5
0.539 2220.68 6，7
0.215 885.8 8，9
0.602 2480.24 10，11， 13，14
0.580 2389.6 12，15 0.870 3584.4
16 1.050 4326
17 1.000 4120
三、屋架、支撑及檩条布置
1、屋架、支撑布置情况
根据厂房总长为120mm,超过伸缩缝的最大间距100mm,需在厂中部设置伸缩缝一道。此外，根据屋盖支撑的布置需求，在厂房两端第二车间和厂房中部伸缩缝两侧的第二开间设置四道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，在跨中设置一道垂直支撑。该芬克式三角形普通钢屋架支撑布置图如图二所示。
（a）上弦横向水平支撑布置图
（b）下弦横向水平支撑
(c) 1-1垂直支撑
图二
2、檀条的布置与计算
上弦节间距离为2218.6mm，根据檀条间距满足要求700-800mm，每节间放置两根檀条，檀条间距为2218.6/3=739.5mm，并在跨中放置一道拉条。
由于屋面活荷载与雪荷载一般不可能同时出现，故取值较大的雪荷载参加计算。拟采用[10型钢，查型钢表得，自重0.098KN/m，Wx=39.7cm4,Wy=7.8cm3,Ix=198 cm4.
图三檀条的计算简图
图三拉条支撑的布置
1-屋架 2-檀条 3-屋脊 4-撑杆 5-拉条 6-斜拉条
四、荷载组合与内力计算
1 .永久荷载
（GBJB-8T）附录，波形石棉瓦屋面重为0.2 KN/m2. 永久荷载查《建筑结构荷载规范》
波形石棉网瓦重 0.2×0.7395=0.1478 kN/m
木丝板保温层 0.24×0.7395=0.1775 kN/m
檀条和拉条重 0.1 kN/m
g k 0.4253 kN/m
2 .可变荷载
基本雪压s0=0.7 KN/m2,查《建筑结构荷载规范》（GBJB-8T）得积雪分布荷载Ur=1.0,则
qk=Sk×0.7395×cos(=Urs0×0.7395×0.9258=1.0×0.7×0.7395×0.9258 =0.48 kN/m.
檀条均布荷载设计值:
g+q=rGgkrQqk=1.2×0.4253+1.4×0.48=1.18 kN/m
3 .屋架荷载计算
屋架和支撑自重 gk=0.01L=0.01×21=0.21 KN/m2
檀条作用在屋架上弦的集中力 P=2×(g+q) ×l/2=2××1.18×6=7.08 KN 将节点荷载简化成节点荷载后，节点荷载设计值
P=3 ×7.08+0.21×6×1716.67=23.4 KN
4.屋架杆件的内力计算
（a）每节间一个集中荷载时的弯矩
（b）每节间两个集中荷载时的弯矩
图四上弦杆弯矩计算简图（1）上弦杆在节点荷载下的局部弯矩
M0=Pl=×7.08×1.717=4.05 KN?m
端节点M1=0.8 M0=3.24 KN?m
中间节间和中间节点 M2=0.6×4.05=2.43 KN?m