普通梯形钢屋架设计(2)-3说明书
摘要：本说明书针对内蒙古工业大学钢结构课设-普通梯形钢屋架（2）-3方案编制。屋架位于北京地区，抗震设防烈度8度，建筑面积324㎡，厂房长度54m ，跨度30m ，柱距6m 。包括屋架布置，荷载计算，内力计算，截面设计，节点设计等几个方面的计算设计。
关键词：钢屋架
1.设计资料
普通梯形钢屋架，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为30m ，柱距6m ，长度为54m 。，地震设计烈度为8度，1.5m ×6m 轻型混凝土保温屋面板。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，
设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。
表1
2.钢材和焊条的选用
根据当地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235B ，要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S ）、磷（P ）、碳（C ）三项化学成分的合格含量。焊条采用 E43型，手工焊。 3.屋架形式和几何尺寸
屋面材料为轻型混凝土保温屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。屋面坡度。10/1=i
屋架计算跨度。mm l l 2700015023000015020=?-=?-= 屋架端部高度取：mm H 18000=。 跨中高度：mm i l H 330010/12/3000018002
H 0
0=?+=?+
=
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m，屋架几何尺寸如图1
图1 30米跨屋架几何尺寸
4.屋盖支撑布置
根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。
图2 屋架上弦支撑布置
图3 屋架下弦支撑布置
图4 垂直支撑1-1
图5 垂直支撑2-2
符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆）
5．荷载和内力计算
5.1荷载计算
活荷载与雪荷载不同时出现，故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值：
SBS 改性沥青油毡防水层 0.3 kN/㎡ 20厚水泥砂浆找平层 0.4 kN/㎡ 冷底子油隔气层 0.05 kN/㎡ 轻型混凝土保温屋面板 1.4 kN/㎡ 屋架及支撑自重 0.12+0.11×30=0.45kN/㎡
总计 2 kN/㎡
可变荷载标准值:
活荷载 0.5kN/㎡ 可变荷载总和 0.5kN/㎡ 由可变荷载效应控制的组合： =(1.2×2＋1.4×0.5)×1.5×6 =27.9kN
由永久荷载效应控制的组合： =(1.35×2＋1.4×0.9×0.5)×1.5×6 =30.5 kN
荷载设计值P=max{27.9，30.5}=30.5KN 计算地区设防烈度为8度，对设计值放大10%
P=30.5×（1+10%）=31.581KN 5.2内力计算
通过结构力学求解器，建模求解，内力值如下
112
n
G GK Q Q K Qi ci Qik
i S S S S γγγψ==++∑1
n
G GK Qi ci Qik
i S S S γγψ==+∑
杆端 1 杆端 2
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
--------------------------------------------------------------------------------------------
1 230.784230 0.00000000 0.00000000 230.784230 0.00000000 0.00000000
2 536.877000 0.00000000 0.00000000 536.877000 0.00000000 0.00000000
3 696.639705 0.00000000 0.00000000 696.639705 0.00000000 0.00000000
4 756.281842 0.00000000 0.00000000 756.281842 0.00000000 0.00000000
5 744.409285 0.00000000 0.00000000 744.409285 0.00000000 0.00000000
6 744.409285 0.00000000 0.00000000 744.409285 0.00000000 0.00000000
7 756.281842 0.00000000 0.00000000 756.281842 0.00000000 0.00000000
8 696.639705 0.00000000 0.00000000 696.639705 0.00000000 0.00000000
9 536.877000 0.00000000 0.00000000 536.877000 0.00000000 0.00000000
10 230.784230 0.00000000 0.00000000 230.784230 0.00000000 0.00000000
11 -15.8000000 0.00000000 0.00000000 -15.8000000 0.00000000 0.00000000
12 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000
13 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000
14 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000
15 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000
16 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000
17 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000
18 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000
19 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000
20 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000
21 -721.329822 0.00000000 0.00000000 -721.329822 0.00000000 0.00000000
22 -721.329822 0.00000000 0.00000000 -721.329822 0.00000000 0.00000000
23 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000
24 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000
25 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000
26 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000
27 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000
28 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000
29 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000
30 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000
31 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000
32 -15.7900000 0.00000000 0.00000000 -15.7900000 0.00000000 0.00000000
33 -378.514281 0.00000000 0.00000000 -378.514281 0.00000000 0.00000000
34 287.443176 0.00000000 0.00000000 287.443176 0.00000000 0.00000000
35 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000
36 -235.867180 0.00000000 0.00000000 -235.867180 0.00000000 0.00000000
37 170.800372 0.00000000 0.00000000 170.800372 0.00000000 0.00000000
38 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000
39 -128.238905 0.00000000 0.00000000 -128.238905 0.00000000 0.00000000
40 79.3859888 0.00000000 0.00000000 79.3859888 0.00000000 0.00000000
41 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000
42 -41.6360507 0.00000000 0.00000000 -41.6360507 0.00000000 0.00000000 43 3.56880435 0.00000000 0.00000000 3.56880435 0.00000000 0.00000000 44 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 45 31.4809424 0.00000000 0.00000000 31.4809424 0.00000000 0.00000000 46 -62.0079168 0.00000000 0.00000000 -62.0079168 0.00000000 0.00000000 47 111.969000 0.00000000 0.00000000 111.969000 0.00000000 0.00000000 48 -62.0079168 0.00000000 0.00000000 -62.0079168 0.00000000 0.00000000 49 31.4809424 0.00000000 0.00000000 31.4809424 0.00000000 0.00000000 50 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 51 3.56880435 0.00000000 0.00000000 3.56880435 0.00000000 0.00000000 52 -41.6360507 0.00000000 0.00000000 -41.6360507 0.00000000 0.00000000 53 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 54 79.3859888 0.00000000 0.00000000 79.3859888 0.00000000 0.00000000 55 -128.238905 0.00000000 0.00000000 -128.238905 0.00000000 0.00000000 56 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 57 170.800372 0.00000000 0.00000000 170.800372 0.00000000 0.00000000 58 -235.867180 0.00000000 0.00000000 -235.867180 0.00000000 0.00000000 59 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 60 287.443176 0.00000000 0.00000000 287.443176 0.00000000 0.00000000 61 -378.514281 0.00000000 0.00000000 -378.514281 0.00000000 0.00000000 --------------------------------------------------------------------------------------------
6.截面设计
腹杆最大内力N ＝-378KN ，查表7-4得，中间节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度选用12mm 。 6.1上弦杆
整个上弦采用等截面，按I-J 杆件的最大设计内力设计。
N ＝-761kN
上弦杆计算长度：
在屋架平面内：为节间轴线长度mm l l ox 15070== 在屋架平面外：mm l oy 3000=(取两块屋面板宽度) 选用 2 L110?12 A=50.42
cm x i =3.35cm ，y i
=4.96cm
x λ=x
ox
i l =150.7/3.35=45＜[λ]=150 y λ=y oy i l =300/4.96=60.5 ＜[λ]=150
双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按屈曲计算长细比
4.1710/30058.0/58.02.92.1/11/=?=<==b l t b oy
所以， =69.9>y λ
69.9=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.77=?则需要的截面积：
=??=A =5040
77.0107613?σN 196N/2mm ＜f=215N/2
mm
填板每节间放一块（满足1l 范围内不小于两块）a l =75.4<40i=40×3.35=134cm
6.2下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的de 杆计算。
N=756.3kN
cm l ox 300=，cm l l oy 15000==
选用2L 125×80×10，因,0x oy l l ??故用不等肢角钢，短肢相并。
A ＝39.42
cm ，cm 2.26 i x =，cm 11.6i y =
35013326.2300
i l ox <===
x x λ， 21524511
.61500i l oy <===y y λ ===
3940
756300A N σ192N/2mm ＜f=215N/2mm ，所以满足要求。 填板每节间放一块（满足1l 范围内不小于两块）a l =150<80i=80×3.98=318
6.3腹杆 6.3.1杆件B —a
N ＝-378kN mm l ox 2372= mm l oy 2372=
选用2L 100×63×10（长肢相连），查角钢规格表得
A ＝312
c m ，cm 18.3i x =，cm 72.2i y =
1505.743.18237.2i l ox <===
x x λ， 1508772
.22.237i l oy <===y y λ 双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按屈曲计算长细比
183.6/2.23748.0/48.03.61/3.6/=?=<==b l t b oy
22(1)
yz y oy l t λλ=+?
所以， =91.7>y λ
91.7=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.635=?则需要的截面积：
=??=A =3100
635.0103783?σN 192N/2mm ＜f=215N/2
mm
填板放3块，la=59.3cm<40i=71 6.3.2 杆件B —b
N ＝287kN mm l ox 1900= mm l oy 2372= 选用2L 70×5，查角钢规格表得
A ＝13.762
c m ，cm 94.1i x =，cm 96.2i y =
3505.1391.94190
i l ox <===x x λ， 3508096
.22.237i l oy <===y y λ
208 1376
287000A N ===
σN/2mm ＜f=215N/2
mm 填板每节间放1块 a l =119cm<40i=155.2cm 6.4杆件截面选用如表2
22(1)
yz y oy l t λλ=+?
表2 屋架杆件截面选用表
7.节点设计 7.1下弦节点“b ”
设 B-b 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 57和=，所需焊缝长度为：
肢背1l ：mm h f h N K l f w
f f 1367216077.02102873/227.023
111=?+?????=+?= 肢尖2l ：mm
h f h N K l f w
f f 955216057.02102873/127.023
222=?+?????=+?=
取mm l 1401=，mm l 1002=
设 D-b 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=，所需焊缝长度为：
肢背1l ：mm h f h N K l f w
f f 1038216087.02102353/227.023
111=?+?????=+?= 肢尖2l ：mm h f h N K l f w
f
f 706216067.02102353/127.023
222=?+?????=+?=
取mm l 1101=，mm l 702=
C-b 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点详图（见下图），下弦与节点板连接到焊缝长度为375mm ，采用mm h f 5=，焊缝承受节点左、右弦杆的内力差△N ＝N bc -N ab ＝536.9-230.8＝306KN 。验算肢背焊缝的强度：
()
2
23
1N/160/801037557.02103063/27.02mm mm N l h N K w f f <=-?????=??=τ
下弦节点“b ”
7.2上弦节点“B ”
斜杆B-b 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。斜杆B-a 与节点板连接焊缝计算：N=-378kN 。
设“B-a ”杆的肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和8mm 。所需焊缝长度为:
肢背1l ：mm h f h N K l f w
f
f 132102160107.02103783/227.023
111=?+?????=+?= 肢尖2l ：mm h f h N K l f w
f
f 858216087.02103783/127.023
222=?+?????=+?=取mm l 1401=，mm l 902=。
为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
。节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1 2121==?=?=
肢尖焊缝承担弦杆内力kN N 408=，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载kN F 6.31=。上弦与节点板间焊缝长度为450mm ，则
MPa f 84)
16450(87.02408000
=-???=
τ
MPa f 98188356
87.023*******
6=????=
σ
MPa 160MPa 11684)22
.198(2222<=+=+f
f f τβσ）（ 节点如图:
上弦节点B
7.3屋脊节点“K ”
弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。
N=-721kN 。设肢尖、肢背焊脚尺寸为 10mm 。则需焊缝长度为
mm l w 18020160
107.04721000
=+???=
,取mm l w 180=
拼接角钢长度取 400>2×180=480mm
上弦与节点板间的槽焊，假定承受节点荷载，验算略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝,
应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝mm h f
10=,节点板长度为
460mm ，节点一侧弦杆
焊缝的计算长度为mm l w 200)20102/460(=--=。
焊缝应力为：
MPa N f 6.38200010.72721000
0.15=????=
τ
MPa MPa M f
16098200010.72857210000.1562
<=??????=σ
MPa 160MPa 896.38)22
.198(2222<=+=+f f f τβσ）（
节点形式如图:
屋脊节点K
7.4支座节点“a ”
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度12mm 。 7.4.1支座底板的计算
支座反力： KN R 316=
设支座底板的平面尺寸采用mm mm 400280?，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为289600320280mm =?。验算柱顶混凝土的抗压强度：
MPa f MPa A R c n 6.95.389600
316000=<===
σ 式中：c f －混凝土强度设计值，对C20混凝土，MPa f c 6.9=。
支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：
2
2
2a M σβ=
式中：σ－底板下的平均应力，即σ=3.5MPa 。 2
a －两边支承之间的对角线长度，即mm a 190)6140()2
10140(22
2=-+-
=
2β－系数，由22/b a 查表确定。 2
b 为两边支承的相交点到对角线
2
a 的垂直距离。由此得：
5.0190
2
.95,2.95190135134222===?=
a b mm b 查表得
2β＝0.056。则单位宽度的最大弯矩为：
mm N a M ?=??==70761905.3056.022
22σβ
底板厚度：
14215
7076
66=?==
f M t ㎜，取t ＝20mm 所以底板尺寸为20320280??mm 。 7.4.2加劲肋与节点板的连接焊缝计算
焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图得焊缝长度475mm ，计算长度l w ＝475-12-15＝448（mm ）（设焊脚尺寸h f ＝8mm ），每块加劲肋近似的按承受R/4计算，R/4作用点到焊缝的距离为e ＝（140-8）/2＝66 mm 。则焊缝所受剪力V 及弯矩M 为：
mm kN Ve M kN R V ?=?=====
52146679,794
3164 焊缝强度验算
2
227.0222.167.02?
??? ?
???+???? ???w f w f l h M l h V
＝2
23
2344887.0222.1105214644887.021079???? ????????+???? ??????
＝19.4N/mm 2＜w f f ,满足要求。 （3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
设焊缝传递全部支座反力N R 316000=，其中每块加劲肋各传N R 79000/4=，节点板传递N R 158000/2=。
节点板与底板的连接焊缝长度mm l w 536)12280(2=-?=∑，所需焊脚尺寸为
mm f l R h w
f w f 2.222
.11605367.0158000
22.17.02/=???=??≥
∑，取mm h f 6=。 每块加劲肋与底板的连接焊缝为 mm l w 236)1220(2160140=--+=∑ 所需mm f l R h w
f w f 45.222
.11602367.079000
22.17.04/=???=??≥
∑,所以取mm h f 6=。
8.节点板计算
节点板在受压腹杆的压力作用下的计算
所有无竖杆相连的节点板，受压腹杆杆端中点至弦杆的净距离c 与节点板厚度t 之比，均小于或等于10y f /235。所有与竖杆相连的节点板，c/t 均小于或等于15y f /235，因而节点板的稳定均能保证。
（2）所有节点板在拉杆的拉力作用下，也都满足要求，因而节点板的强度均能保证。此外，节点板边缘与腹杆轴线间的夹角均大于15°，斜腹杆与弦的夹角均在30°～60°之间，节点板的自由边长度与厚度之比均小于60y f /235，都满足构造要求，节点板均安全可靠。
参考文献:
【1】钢结构/戴国欣主编.武汉理工大学出版社，2011,11 【2】《梯形钢屋架》图集
题目：建筑钢结构设计（2）-3
学生姓名：张祥
学院：土木工程学院
系别：建筑工程系
专业：土木工程专业（建筑工程方向）班级：土木11-1班
指导教师：曹玉生（教授）
轻钢结构是一种年轻而极具生命力的钢结体系安，已广泛应用于一般工农业、商业、服务性建筑，如办公楼、别墅、仓库、体育场馆、娱乐、旅游建筑和低、多层住宅建筑等领域。 轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45*4和L56*36*4的角钢制作的轻型钢结构，主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构，现已基本上不大采用，所以钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。 另一种是《门式钢架轻钢房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙（也可以有条件的采用砌体外墙）的单层实腹门式钢架结构，这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消，所以轻钢含义主要是指后一种。随着现代化进程的不断发展钢结构工程也得到快速发展，越来越多的现代化建筑拔地而起。 下面就轻钢结构工程的相关安装步骤做一个简单的说明：
一：预埋件 预埋柱脚螺栓现浇混凝土承台，独立基础预埋柱脚螺栓的地位应正确布置，保障其结构强度、垂直度，螺栓外露长短要满意双螺帽和调动高低请求。基础抗剪键应留意留有灌浆口，并保障灌浆强度。 二：设计与施工 轻钢结构工程设计及施工轻型钢结构工场制作几何尺码务必按设计请求加工，防止几何尺码误差过大而形成受力本质的变迁。结构施工要留意侧向刚刚度，并掌握其侧向偏偏向，特别是钢架侧向线刚刚度差，掌握误差较为主要。 三：防腐 防腐措施轻型钢结构采用抛丸除锈要取得Sa2.5级，正常在抛丸4h内涂漆。
四：屋面设计-墙面构造 屋面设计屋面建筑应与旱季主导风向相同，宜采用躲藏暗扣式屋面板流动形式，彩钢压型板公母扣须正确配对。 处理好轻型钢结构中的冷桥，屋面支架与檩条连接处加布防腐木垫，割裂冷桥，屋面保温层连接应采用双层错缝搭接或者拆筘形式叠接，墙面保温层板缝应采用胶粘结挤压连接。 安徽宏俊钢结构有限公司是一家集钢结构加工制作、设计和施工安装于一体的综合性企业,具有国家钢结构专业承包贰级资质。公司主要从事钢结构、轻钢厂房、钢网架、彩钢压型板、彩钢复合板等产品的设计、制作、施工及配套产品的生产和销售。公司以国家优惠政策为向导，坚持以人为本，把握市场规律，恪守优良的质量和服务理念；以科技为先导、质量管理为中心，用全新的姿态步入新世纪高新建筑安装钢结构的各个领域。近年来，公司承建省内外钢结构工程100余项，产品覆盖安徽、湖北、江西、河南等多个省市，深受广大客户的好评，赢得了良好的信誉度。
第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 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。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
辽宁恒通冶金装备制造工程（轧辊搬迁）——（冷轧辊车间及维修车间主厂房工程） 施工措施(钢结构制作、安装)方案 项目名称：辽宁恒通冶金装备制造（搬迁工程）（冷轧辊车间及维修车间）建设单位：本钢轧辊厂 设计单位：中冶京城工程技术有限公司 监理单位：本钢监理公司 施工单位：本钢建设公司金结公司加工三车间 编制人：年月日 审核人：年月日 审定人：年月日 审批人：年月日 第一章工程综述 1.1、概述 本施工方案在收到辽宁恒通冶金装备制造工程（轧辊搬迁） ——冷轧辊车间及维修车间主厂房工程施工图纸后，通过认真研究施工图纸及有关资料，并踏勘现场，分析各种质量影响因素，结合本工程具体特点而编制的施工方案。本施工方案作为本公司施工的技术文件，施工过程中将根据施工图进行
技术交底，根据设计变更进行相应的补充，使其作为本公司施工技术的指导性文件，同时也作为本公司向监管部门、业主提供的施工技术、进度、质量的保证性文件。 1.2、编制范围 冷轧辊车间厂房钢结构工程，A-B-C跨（1）—（14）行线的钢结构柱子系统、钢吊车梁系统、屋面系统、墙皮系统。 维修车间厂房钢结构工程，A-B-C跨（1）—（11）行线的钢结构柱子系统、钢吊车梁系统、屋面系统、墙皮系统。 1.3、工程管理 业主：本钢轧辊厂 设计单位：中冶京诚工程技术有限公司 工程管理：本钢设备部技改处 质量管理：本钢质量处 安全管理：本钢安全处 1.4、管理目标 1.工程质量目标：工程质量合格率100%，用户满意率90%以上。 2.职业健康安全目标：杜绝工亡事故，重大火灾事故，重大设备事故，千人负伤率低于4.8‰。预防、控制职业病危害，逐步实现年度职业病危害为零。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生：李 维 指导老师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院） 一、 设计资料及说明 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。 1、单跨屋架，平面尺寸为：36m ×9m ，柱距S=4m ； 2、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)； 3、屋面坡度i=1∶2.5，恒载0.9kN/m 2，活(雪)载0.3kN/m 2； 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ； 5、钢材标号：Q235-B.F ； 6、焊条型号：E43型； 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。 二、屋架形式及几何尺寸 三角形钢屋架多用于屋面坡度较大的屋盖结构中，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/2～1/3。三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。此设计采用六节间的三角形芬克式轻钢屋架。 屋面坡度i=1∶2.5，于是屋面倾角 ?==.821).5 21 arctan( α 3714.0sin =α 9285.0cos =α 屋架计算跨度： L 0=L-300=9000-300=8700mm 屋架跨中高度： mm i L h 1740.5 228700 20=?=?= 上弦长度： mm L l 46859285 .028700cos 200=?== α 上弦节间长度： mm l l 15623 ==
上弦节间水平投影长度：mm l a 14509285.01562cos =?=?=α 根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。 图1 屋架杆件的几何长度(mm) 三、屋架支撑布置 (一)屋架的支撑 1.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑(如图2)。 2.在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-2和D-2′处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。 3.因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在各屋架的下弦节点2和2′各设置一道通长柔性水平系杆，水平系杆的始、终端连于屋架垂直支撑的下端节点处。 4.上弦横向支撑和垂直支撑节点处的水平系杆均由该处的檩条代替。 (二)屋面檩条及其支撑 1.檩条数量 波形石棉瓦长1820mm ，要求搭接长度≧150mm ，且每张瓦至少要有三个支承点，因此最大檩条间距 mm a 83513150 1820max =--= 半跨屋面所需檩条数 根6.61835 1562 3=+?= p n
. 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋 混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm×400mm,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2?。屋面的活荷载为kNm=1.0，屋面的恒荷载的标准值为0.5γ2.1米。结构的重要度系数为022??，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布m，雪荷载为0.350.2 kN kNm状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 1′°2618=檩距arctan,=屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为α3。为1.866m 屋架形式和几何尺寸1 图 支撑的布置3.上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细。2杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图
'. . 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 荷载标准值5.35.31kN6=×6×=0.51.77××=0.5×1.866P上弦节点恒
荷载标准值110√3×61.866×0.35=60.35=×1.77×=3.72kN×P上弦 节点雪荷载标准值210√3 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图 上弦节点恒荷载图3 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 '. . 图4 上弦节点雪荷载 6.内力组合 内力组合见表—1
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）荷载组合1）全跨永久荷载＋全跨可变荷载 2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
2-5 钢结构计算 2-5-1 钢结构计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表2-77采用。钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。连接的强度设计值应按表2-79至表2-81采用。 钢材的强度设计值（N/mm2）表2-77 钢材抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压（刨平顶紧）
轻钢结构安装施工手册 轻钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快和工业化程度高等突出优点主要在各种形式的厂房、仓库、候车厅、候机楼、展览馆和体育场等建筑工程中广泛应用并逐步向民用建筑和民宅建设发展，应用前景十分广阔。 目前轻钢结构市场需求比较大，市场比较广阔，为了适应这么大的市场，必须提高从业人员的素质，本手册的编写，主要是为了便于施工，对现场的安装流程、安装方法、质量控制做一下解读，以便在工程中能方便、快捷的了解、运用本手册。 一、安装前准备 （一）、钢构件验收钢构件制作完后，经工厂验收合格后，出质量证明书；期间应根据 GB50205-2001的要求对构件的主钢板、工程中将使用的高强螺栓进行试验。 钢构件进入现场后，除了检查构件规格、型号、数量外，还需对运输过程中易产生变形的构件和易损部位进行专门检查，对已变形构件应予矫正。 （二）、测量仪器、器具使用测量仪器和丈量器具是保证钢结构安装精度的检验工具。土建、钢结构制作、 结构安装和监理单位应按规范要求，使用同一标准的仪器，否则会出现丈量误差。为保证精度，各种仪器和丈量器具要经过年检合格才可以使用。 （三）、基础复测 1、基础施工单位应提供轴线、标高的轴线基准点和标高水准点；基础施工单 位在基础上应划出有关轴线和标记。 2、在安装前，按照GBJ205-83的规范要求对螺栓进行复测，并形成文件，对 复测中出现的问题应通知有关单位（建设单位，监理单位，基础施工单位， 钢结构安装单位），并提出修改意见。 3、质量控制：一般地脚锚栓中心偏移为：± 3，经纬仪钢尺检查 地脚螺栓漏出长度：0-30 钢尺检查 螺纹长度：0-30 钢尺检查 （四）、构件处理 1、对进场的构件的型号、数量、有无变形进行检查，变形的进行矫正和修 复； 2、对构件外形和安装孔间的相关尺寸进行检查，并划出构件轴线的基准线， 便于安装就位； 3、对连接板、夹板、安装螺栓、高强螺栓是否齐备进行检查，检查摩擦面是 否生锈； 4、清除构件上的污垢、积灰、泥土等，油漆损坏处应及时补漆（在发第一车 货时带两桶油漆，一定数量的楔铁）。 （五）场地要求、构件堆放 1、场地路面应平整，路基坚实，道路的转弯半径应适合场内运输构件的要 求，并应设置回车道。 2、构件应分规格和型号分类堆放，堆放时应使用垫木，梁和柱要腹板立放。 二、钢柱吊装 钢柱主要断面形式有口、工、十、O、u、川等。安装方法如下： （一）、吊点选择
－、设计资料 1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度： Lo=27m－2×0.15m=26.7m 3、跨中及端部高度： 端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。 屋架中间高度h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时，应考虑以下三种组合： ①全跨永久荷载+全跨可变荷载 (按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷 载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表一。
1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得： N = -1139.63KN ，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm ,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和内力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即： oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，如图四所示： 图四 上弦杆
钢结构设计计算公式及计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜釆用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当釆用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0°C但高于-20°C时，Q233钢和Q345钢应具有O°CC冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20°C冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20€时，对Q235钢和Q345钢应具有-20°C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40°C冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20°C时，对Q235钢和Q345钢应具有0°C 冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20°C冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而釆用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材卑度或直径按表1采用。钢铸件的强度设计值应按表2采用。连接的强度设计值应按表3?5采用。
教你学钢结构算量 钢结构是未来发展的方向，土建算量的不会钢结构算量的大有人在，但日后如果再不会，就要谈谈自己的工资是涨不上去了。钢结构一直以来是与土建分开的，后来的劲钢结构及钢组合结构在施工的过程中，都是先有钢结构公司安装再有总包施工砼，如此以来接合也会慢慢的相近，有时候基本上融合在一起，我只能说我会做钢结构的算量，报价谈不上，因为我的经验不足。 1。算量最基本的就是看图纸，土建的人都烦钢构图纸的太乱，其实我也有这种看法，因为平法并没有用在其上面，图样还保留了一前土建制图的原则，所以做为老人看比较习惯（101图集出之前的人），后来像我这样人看钢结构图纸真的看不习惯，不过没有办法，还是要习惯的，我们知道麻烦，但任何事情都有规律的，钢结构的详图结点相当的多，但这些变化真的在算的时候影响相当的小，重要是大的方向把握好，钢结构的结点图也是相当科学的，都和科学受力相对应。有许多是重复或对称等。认真的看都会看出来。对于图纸的特点，我会在下面讲 2。算重量，因为钢结构的算量基本上全是按吨计（板按M2）。钢材+钢材就是钢结构。而钢材多指型钢，对于型钢的分类算量的方法，我也会一一列出。并做出讲解。 3。统计汇总，哈哈，此类应该是不难的，以清单为基本，分类汇总而以了。 识图问路 1。我对钢结构的认识，应该比大家深一些，因为我毕业的时候就进了一家钢结构公司，工作不到两个月，经常的工作就是画一个图纸的钢构件，把这个钢构件看明白了，画出来，他们叫钢结构深化设计（细化方案）做加工所用，说白了，一张钢板怎么加工这样的东东的。我讲的图识别，其它就是0 3G102上面的东东，大家有机会可以去下载看一下。闲言碎语不多讲，说说吧，钢结构图应该怎么看不头痛。 把握好看图不难的原则，其实很简单，比建筑的施工简单多了，因为他每个部分都有详图，哪里不明白了，就看此图有没有什么详图符号，有就找，其实我看明白的地方不是详图的地方，拿出来与原图一对就明白了，是什么柱，是什么梁就明白了许多。 一. 钢结构 1 钢结构设计制图分为钢结构设计图和钢结构施工详图两阶段。 2 钢结构设计图应由具有设计资质的设计单位完成，设计图的内容和深度应满足编制钢结构施工详图的要求；钢结构施工详图（即加工制作图）一般应由具有钢结构专项设计资质的加工制作单位完成，也可由具有该项资质的其他单位完成。 注：若设计合同未指明要求设计钢结构施工详图，则钢结构设计内容仅为钢结构设计图。 3 钢结构设计图 1）设计说明：设计依据、荷载资料、项目类别、工程概况、所用钢材牌号和质量等级（必要时提出物理、力学性能和化学成份要求）及连接件的型号、规格、焊缝质量等级、防腐及防火措施； 2）基础平面及详图应表达钢柱与下部混凝土构件的连结构造详图； 3）结构平面（包括各层楼面、屋面）布置图应注明定位关系、标高、构件（可布置单线绘制）的位置及编号、节点详图索引号等；必要时应绘制檩条、墙梁布置图和关键剖面图；空间网架应绘制上、下弦杆和关键剖面图；
钢结构安装方案说明 1．钢结构安装工程施工主要内容 大厅屋盖钢结构包括两榀纵向主拱架、主拱与沿纵向的中心拱、两边纵向联系梁、横向屋面梁、斜腹杆构成构成了两个连体空间三角形桁架，形成了稳定的空间结构以及钢柱，指廊的屋面曲线与主结构曲线相呼应，采用焊接箱型钢柱，焊接H型钢断面弧形梁，弧形梁的两端支承在柱顶或钢托梁上，指廊的变宽度通过弧形屋面梁外悬挑长度的改变实现，纵向36米为一个双曲筒壳屋面单元。总重约3146.55吨钢构的现场拼接和安装； 1．1主要构件安装方法选择 1.大厅纵向主拱架安装方法 本航站楼建筑美观、大厅无柱，大厅屋盖采用大跨度钢结构体系。两榀拔地而起的刚性主拱相互倾斜，并适当拉开，主拱落地长度205.44米、两榀拱脚距离50.4米，拱顶距离12米，主拱最高点高度40米，拱与地面成64°角。屋面中间最高点高度30米，主拱与沿纵向的联系梁、横向屋面中间最高点高度30米，主拱与沿纵向的中心拱、两边纵向联系梁、横向屋面梁、斜腹杆构成了两个连体空间三角形桁架，形成了稳定的空间结构。主拱平面内半径约141.1米，拱断面采用下大上小的变高度箱型断面，由钢板焊接而成，翼缘宽度1.4米不变，截面高度由1.8米至1.4米渐变，壁厚25㎜，在拱的自身斜平面内呈圆弧形，与地面倾斜后，拱的立面成为椭圆形。每榀重量约350吨。该拱架的安装方式采用将工厂制作的构件单元在现场安装地面胎架上拼装成分段吊装单元，然后使用大型吊装设备将分段单元吊装就位并采用临时支撑架支撑后空中对接的安装方法。 2.联系梁、横向屋面梁、斜腹杆安装方法 联系梁、横向屋面梁、斜腹杆构成构成了空间三角形桁架，安装方式为分节地面拼装、吊车吊装、空中对接就位。
1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为 1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。
图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨 雪（kN）123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22
－、设计资料 梯形钢屋架长度为72m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235级，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子） 0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土） 0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载 0.3kN/㎡ 积灰荷载 0.60kN/㎡ 总计 0.90kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.572×1.5×6=41.148 kN 1 P=1.26×1.5×6=11.34 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 屋架上弦节点荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 3 P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
钢木结构设计说明及钢结构施工案 阁楼也就是楼房隔层属于二次结构，钢结构上铺木板集成材，松木，大芯板，竹胶版集成材不宜变形且尺寸标准造价比其他板材略高；松木板遇潮容易发生变形；大芯板不环保；竹胶版也可以但市场上的都不是太厚踩上去有点咚咚的响声；建议使用集成材，钢木结构比较普遍，因为工期较短，价格也适中，施工难度中等。但缺点也比较明显:振动大，防水隔音较差，并且隔层厚度较大，加上吊顶约在20CM-30CM之间，对于高度不足的挑高层，采用这种法绝对不是好的选择。 准备： 1、首先进行尺寸丈量与尺寸复核； 2、确认尺寸无误后进行放线； 3、预埋件钢连板、节点图墙面放样； 4、主梁结构与次梁结构放样定位； 5丶施工用水电设施安装 一、 主要材料： GB12#槽钢；8#槽钢；GB∠63mm×63mm×6mm角钢、杉木板、钢结构专用防锈涂料、水泥、灰，沙丶钢螺丝等。 主要工具： 电钻丶氧焊机丶木梯丶气压枪等 二、
工艺流程： 预埋件确定→现场实际标高确定（确定主梁及次梁长度）→边框（接点）处理→主梁固定→次梁固定焊接→楼梯安装焊接→板面铺设固定→水电管网线埋设→制作吊顶→铺设地板→主结构验收→除锈防锈（防火）。 三丶案 1丶施工前测量好整体结构水平高度（此步操作采用国先进的激光水平仪测量准确位置，）在墙上弹出水平线:； 2丶按水平线高在墙上事先计算好的位置打洞，如图：
3丶主钢安装：将槽钢插入洞中20-30CM，间距50CM平行排列，靠墙体主钢应用8#钢与墙体间距不应小于1CM且用钢螺丝打固定,主钢与主钢之间也应满焊，如图
4丶次钢安装：角钢与槽钢应满焊，与主钢垂直，次钢与次钢之间间距在30CM，如图
钢结构课程设计任务书 姓名：杨文博学号：A13110059 指导教师：王洪涛
目录 1、设计资料 0 1.1结构形式 (2) 1.2屋架形式及选材 (2) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (2) 2、支撑布置 (2) 2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2) 2.2桁架支撑布置如图 (3) 3、荷载计算 (5) 4、内力计算 (5) 5、杆件设计 (8) 5.1上弦杆 (8) 5.2下弦杆 (9) 5.3端斜杆A B (9) 5.4腹杆 (11) 5.5竖杆 (16) 5.6其余各杆件的截面 (16) 6、节点设计 (20) 6.1下弦节点“C” (20) 6.2上弦节点“B” (21) 6.3屋脊节点“H” (22) 6.4支座节点“A” (23) 6.5下弦中央节点“H” (23) 参考文献 (27) 图纸 (27)
1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为10 = i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7 :1 度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 1.2、屋架形式及选材 屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用235B钢，焊条为E43型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 kN/m2 20厚水泥砂浆找平层0.4 kN/m2 100厚加气混凝土保温层0.6kN/m2 一毡二油隔气层0.05kN/m2 预应力混凝土大屋面板（加灌缝） 1.4kN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式L .0+ =计算) 0.384 KN/m2 12 .0 q011 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2 雪荷载标准值： 0.5 KN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2 2、支撑布置 2.1桁架形式及几何尺寸布置
目录 一、设计资料 (3) 二、荷载与内力计算 (3) 1、荷载组合 (3) 2、内力计算 (3) 三、杆件截面设计 (5) 1．上弦杆 (5) 2．下弦杆 (6) 3．竖杆 (6) 4．斜腹杆 (8) 屋架杆件截面选用表 (9) 四．节点设计 (10) 1.“下弦节点b” (10) 2.“上弦节点B” (12) 3.屋脊节点“E” (13) 4．支座节点“a” (15)
一、设计资料 柱距6m ，跨度L=24m ；荷载标准值：活荷载=0.6KN m ?2 ，恒荷载=1.0KN m ?2 ，，屋架布置如下图所示。 二、荷载与内力计算 1、荷载组合 F d =(1.3×1.0+1.5×0.6)×3×6=42.3KN 故节点荷载取为42.3KN ，支座反力为R d =4F d =169.2KN 2、内力计算 本设计采用数解法计算出全跨荷载作用下屋架杆件的内力。其内力设计值见图，内力计算结果如表所示。
三、杆件截面设计 腹杆最大内力N =-209.39kN ，查表，中间节点板厚度选用t=8mm，支座节点板厚度选用10mm。 1．上弦杆 整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N max=215.73KN 在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=305.8cm 在屋架平面外，计算长度系数偏安全地取为2.0，计算长度：l oy=2l= 2×305.8=611.6cm 假定λx=λx=80,A=N ?f =215.73×103 0.687×215 =14.6m2 i x= l ox = 305.8 =3.82cm i y= l oy λy = 611.6 80 =7.65cm 根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L160×16。 肢背间距a=8mm，所提供的A=98.14cm2,i x=4.89cm,i y=6.89cm λx=l ox x = 305.8 =62.54<[λ]=150 λy=l oy i y =611.6 6.89 =88.81<[λ]=150，满足() 0.736b y ?=类 双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比λyz b t = 16 0.8 =20<0.58× l oy b1 =0.58× 611.6 16 =38.24 λyz=λy(1+0.475b4 l oy2t2 )=88.81×(1+ 0.475×164 611.62×0.82 )=100.36>λy 故由λmax=λyz=100，按b类查附表4.2得：φ=0.555 σ=N ?A = 215.73×103 0.555×98.14×102 =39.61N/mm2 1. 设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m 。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm ×400mm ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C 型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为γ0=1.0，屋面的恒荷载的标准值为0.5 kN m 2?。屋面的活荷载为0.2 kN m 2?，雪荷载为0.35 kN m 2?，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B ，焊条采用E43型。 2. 屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为α=arctan 1 3=18°26′,檩距为1.866m 。 图1 屋架形式和几何尺寸 3. 支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 5.荷载标准值 =0.5×1.77×6=5.31kN 上弦节点恒荷载标准值P1=0.5×1.866×6× √10 =0.35×1.77×6=3.72kN 上弦节点雪荷载标准值P2=0.35×1.866×6× √10 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载 钢结构承载计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表2-77采用。钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。连接的强度设计值应按表2-79至表2-81采用。 钢材的强度设计值（N/mm2）表2-77 钢结构设计说明 一、工程概况 （1）本工程为西林县武警中队训练场钢棚，占地407.88平方米。 二、结构设计依据 （一）结构设计施工遵循的规范，规程及规定 （1）建筑结构可靠设计统一标准GB50068-2001 (2 ) 建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版) （3）抗震设防分类标准GB50223-2008 （4）建筑抗震设计规范GB50011-2001(2008年版) （5）钢结构设计规范GB50107-2003 （6）建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 （7）混凝土结构设计规范GB50010-2002 （8）冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 （9）高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98 （10）建筑地基基础设计规范JGJ5007-2002 （11）网壳结构技术规程JGJ61-2003 （12）网架结构设计与施工规程JGJ7-91 （13）钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-2002 （14）建筑钢结构防火设计规范CECS200:2006 （15）建筑桩基技术规范JGJ94-2008 （16）建筑地基处理技术规范JGJ79-2002 （17）建筑基坑支护技术规程JGJ120-99 （18）建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003，J256-2003 （19）钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 （20）优质碳素钢结构GB/T699-1999 （21）碳素钢结构GB/T700-88 （22）低合金高强度结构钢GB/T1591-94 （23）碳钢焊条GB/T5117-95 （24）低合金高强度结构钢GB/T5118-95 （25）埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999 （26）低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12740 （27）熔化焊用焊丝GB/T14957-94 （28）气体保护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝GB/T8110-95 （29）六角头螺栓GB/T5782 （30）六角头螺栓-C级GB/T5782 （31）钢结构用高强度大六角螺栓螺母垫圈技术要求GB/T1228-1231 （32）涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装GB8932 （33）钢结构防火涂料应用技术规程CECS:24-90 (二)设计基准期50年，结构设计使用年限为50年。 （三）抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速值为0.15g，抗震构造措施按7度要求设计。 三、荷载 1、地震作用：本地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速值为0.15g，钢结构阻尼比：0.02。设计地震分组：第一组。场地土类别：III类 2、风荷载：基本风压0.60KN/㎡（按照100年重现期取用），地面粗糙度B类。风压高度系钢结构屋架设计计算书
钢结构承载计算用表
钢结构设计说明
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