m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书

轻型屋面三角形钢屋架设计说明书

1 简介

三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等，坡度一般在16~13。按腹杆布置又分为芬克式，单向斜杆式及人字式。芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间，短腹杆受压，长腹杆受拉，受力合理，是三角形屋架中常用的经济形式。

单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大，节点数量较多，斜腹杆受拉，竖杆受压，受力不够合理，下弦节点距离相等适于吊顶，但杆件交角较小，构造上不宜处理，制作不够经济，人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点，但斜杆有受拉和受压的可能，受力不确定，但腹杆数量少，较为经济。

2 设计资料及说明：

设计一位于郑州市的单跨屋架结构（封闭式），要求结构合理，制作方便，安全经济。

1、单跨屋架，平面尺寸分别为：96m×12m，柱距S=6m。

2、屋面材料：压型钢板。

3、屋面坡度1：。

4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱为混凝土柱尺寸为450mm*450mm。

5、钢材标号：Q235-B。设计强度f=215kN/m2

6、焊条型号：E43型。

7、屋架承受的荷载：（1）恒载：m2；（2）活（雪）载：m2。

8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分

项系数取：γ

G =，γ

Q

= 。

3 屋架杆件几何尺寸的计算

基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求，选用芬克式八节三角形屋架。

屋架尺寸

屋架的计算跨度：o l =12000－2×150=11700mm ；

屋面倾角：()12.521.8arctg α==o ，sin 0.3714,cos 0.9285αα== 屋架跨中高度：h=11700/(2×=23400mm 上弦长度：L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度：a=6300/4=1575mm

根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图所示：

图、屋架杆件几何尺寸（mm ）

上弦节间水平投影长度：'1575cos 1462a mm α==

屋盖支撑布置

屋架的支撑

在房屋两端第一个之间和中间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆处各设置一道垂直支撑，以保证常压杆出平面的计算长度符合规范要求。

在各屋架的下弦节点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。

上弦横向支撑节点处的水平系杆均有该处的檩条代替（设计）

屋面檩条及其支撑.

（1）檩条

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撑点，因此最大檩条间距：

max 1820150

83531

p a mm -=

=-

半跨屋面所需檩条数：

41575

18.5835

p n ?=

+=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，且节点处最好设置檩条，以

免发生实际取半跨屋面檩条数n p =9根，檩条间距

max 41575

787.583591

p p mm mm αα?=

=<=-，满足要求。 （2）檩条的支撑

檩条跨度（即屋架间距）4p l m =，需在檩间布置一道拉条。为改善屋脊檩条受力情况、使整个屋面上的檩条采用同一截面，在屋脊两侧檩间用斜拉条和撑杆将坡向分力传至屋架上。

檩条设计

选用[8槽钢截面，由型钢表查得： W x =,W y =,I x =101cm 4 。 a ．荷载计算

恒载：=m 活载：q k = kN/m 檩条均布荷载设计值：

q =(γG ×g k +γQ ×q k )×a p

=（×+×）×700×10

-3

=m ，则有：

q x =q sin α=×=m ；

q y =q cos α=×=m 。b.强度验算：

弯矩设计值（见图３）218X X M q l =，2

182y X l M q ??

= ???

M x =21

8

x q l =1/8××42=m （图3）檩条X 方向 M y =2

182y l q ??

???=1/8××22=m (因为在跨中设了一道拉条) 檩条的最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处。

6633

1.0100.62510127.41.0525.310 1.2 5.810x y x nx y ny M M W W γγ??+=+=????N/m 2

c.刚度验算：

只验算垂直于屋面方向的挠度。

荷载标准值： k k g q +=+=m 图4 檩条Y 方向

3

334

55 1.393400011

3843842061010110180150

y x q l v l EI ?=?=?=

荷载计算

荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =，γQ =。

屋面水平投影面上的荷载设计值为：

21.20.9 1.40.6 1.92G k Q k q g s kN m γγ=+=?+?=

求杆件轴力，把荷载化成节点荷载：

' 1.92 1.462411.23P qa s kN ==??=

屋架杆件的轴力计算

由于屋架及荷载的对称性，只需计算半榀屋架的杆件轴力。

对八节间芬克式屋架外特征：1、上弦节间等长；2、下列杆件间夹角相等：

表1 屋架杆件内力表

上弦杆弯矩

屋架上弦杆在节间荷载作用下的弯矩,可如下计算:

上弦杆节间的集中荷载：'11

' 1.92 1.4624 3.733p qa s kN ==???=

节间简支梁最大弯矩：'011

3.7 1.462 1.833M p a kN m ==??=?

端节间最大正弯矩：100.80.8 1.8 1.44M M kN m ==?=?；

其他节间最大正弯矩，节点负弯矩：200.60.6 1.8 1.08M M kN m =±=±?=±?

屋架杆件截面设计

首先确定所用节点厚度。在三角形屋架中，节点板厚度与弦杆的最大内力有关。根据弦杆最大内力1103.77,N F kN =查表，采用支座节点板厚8mm ，其他节点板厚6mm 。

表 屋架节点板厚度（mm ）

上弦杆（压弯构件）

整个上弦杆采用等截面通长杆，以避免采用不同截面时杆件拼接。 弯矩作用平面计算长度：1575ox l mm =； 侧向无支撑长度：1157523150l mm =?=。

设=100，查轴心受力稳定系数表，=

需要截面积A =f N .?=3

103.77100.555215??=

需要回转半径 i x =

157.5

100

ox

l λ

=

=，i y =315.0100oy l λ==

由上式粗略估计,试选用由两个角钢组成的T 形截面压弯杆件，选上弦杆截面为

2L75×5组成的T 形截面。主要参数有：

A=2×=，R=9mm ，i x =，i y =，Zo=； W x

max

=2×=，W x min

=2×=，I x =；

截面塑性发展系数γx1=， γx2=

1、强度校核（截面无削弱）

取A —B 段上弦杆（最大内力杆段）验算： 轴心压力：1103.77N F kN =；

最大正弯矩（节间）：1 1.44x M M kN m ==?；

最大负弯矩（节点）：2 1.08x M M kN m ==? 正弯矩截面：

36

221max 231103.7710 1.4410115.321514.7610 1.0539.210

x n x nx x x M M N N N mm f N mm A W A W γγ??+=+=+=<=??? 负弯矩截面：

36

222min 232103.7710 1.0810131.7821514.7610 1.2014.6410

x n x nx x x M M N N N mm f N mm A W A W γγ??+=+=+=<=??? 所以，上弦杆强度满足要求。 2、弯矩作用平面内的稳定性校核

参照图，可知上弦杆段A —B 内力最大，最大正弯矩在节间，最大负弯矩在节点处。在节间，正弯矩是角钢水平受压，W 1x =Wxmax ；在节点处，负弯矩使角钢水平肢受拉 ，W 1x =Wxmin 。

因所考虑杆段相当于两端支承的构件、杆上同时作用有端弯矩和横向荷载并使构件产生反向曲率的情况，取等效弯矩系数：0.85mx β=

[]157.5

67.61502.33

ox x x l i λλ=

==<=，属于b 截面。查轴心受力稳定系数表,《钢结构》（上册）附表17-2，x ?=

欧拉临界力：

2232

322

2061014.76101065667.6

Ex x EA N kN ππλ-????==?= 杆段A —B 轴心压力：1103.77N F kN =

103.77

0.1582656

Ex N N == 用最大正弯矩进行验算：1 1.44x M M kN m ==?；

max 3min 319.6239.2,7.32214.64x x W cm W cm =?==?=

36

22

23

1103.77100.85 1.4410125.82150.76614.7610 1.0539.210(10.80.1582)10.8mx x

x x x Ex M N N mm f N mm A

N W N β?γ???+=+=<=????-???- ?

?

?

满足要求。

3622

23

2103.77100.85 1.441028.9521514.7610 1.0514.6410(1 1.250.1582)1 1.25mx x

x x Ex M N

N mm f N mm A

N W N βγ???-=-=<=???-???

- ?

?

?

满足要求。

用最大负弯矩进行验算：

2 1.08x M M kN m ==?，min 3211.20,14.64x x x x W W cm γγ====；

3622

23

1103.77100.85 1.4410170.42150.76614.7610 1.2014.6410(10.80.1582)10.8mx x

x x x Ex M N

N f N A

N W N β?γ???+=+=<=????-???- ?

?

? 满足要求。

3、弯矩作用平面外稳定性验算：

因侧向无支撑长度1l 为3150mm ，故应验算A-B-C 段在弯矩作用平面外的稳定性。 等效弯矩系数：0.85tx mx ββ==

轴心压力：12103.77,101.63;N N F kN F kN =-=- 计算长度：211101.630.750.253150.750.25313.4103.77oy N l l cm N ???

?=+?

=+?= ? ??

??? []313.4

95.01503.3

oy oy y

l i λλ=

=

=<=，按b 类截面查《钢结构》

（上册）附表17-2可知：y=；

用最大正弯矩进行验算：

1 1.44x M M kN m ==?，max 339.2x W cm =

10.001710.0017950.84b ?λ=-=-?= 3622

23

1103.77100.85 1.4410156.72150.58814.76100.8439.210

tx x y b x M N N mm f N mm A W β?????+=+=<=????

满足要求。

用最大负弯矩进行验算：

2 1.08x M M kN m ==?，min 314.64x W cm =

对弯矩使角钢水平肢受拉的双角钢T 型截面，取受弯构件整体稳定系数b ?=。得

362223

1103.77100.85 1.0810182.32150.58814.7610 1.014.6410tx x y b x M N N mm f N mm A W β?????+=+=<=???? 平面外长细比和稳定性均满足要求。 4、局部稳定验算：

对由2∟75×5组成的T 形截面压弯构件：

翼缘：'7559

12.2155

b b t r t t ----=

==<； 满足局部稳定要求。 腹板：

012.2w h b t r t t

--==，亦满足要求。 所选上弦杆截面完全满足各项要求，截面适用。

上弦填板的设置

填板厚度同节点板厚，宽度一般取40-60mm,长度取：T 形截面比角钢肢宽大10-15mm 。填板间距l d ，对压杆取l d ＜40i ；对拉杆取l d ＜80i ，对T 形截面i 为一个角钢对平行于垫板的自身形心轴的回转半径。

一个角钢对于平行于填板自身形心轴的回转半径：i x =，40i x =。上弦为压杆，节间长度为，每节间设置一块填板，则间距l d 为:

l d =2=<40i x =，故填板间距设置符合要求。

填板尺寸为：70×6×110mm 3。

下弦杆（轴心受拉构件）

整个下弦杆不改变截面，采用等截面通长杆。

在下弦节点“2”处，下限杆角钢水平肢上有直径为D= 的安装螺栓孔。此外，选截面时还要求角钢水平肢的边长≥63mm ，以便开的孔。

按杆段A —1（改短截面上无孔）的强度条件和下限杆的长细比条件选择截面。 杆段A —1轴心拉力：1698.26N F kN = 下弦杆的计算长度为：245.6ox l cm =； 2245.6491.2oy l cm =?=

3

221698.261010 4.57215

N n F A cm f -?≥=?=

查《钢结构》上册表6-1，取[λ]=350

[]

245.6

0.7350ox

x l i cm λ≥

=

=，[]491.2 1.4350

oy y l i cm λ≥

==。 选用2∟36×5，短边相连：

23.382 6.76, 1.08, 1.74x y A cm i cm i cm =?===。 1、强度验算

杆段A —1：26.76n A A cm ==；

3

222

98.2610145.362156.7610n N N mm f N mm A σ?===<=?，满足要求。 杆1—2 的轴力：N=kN ，202 6.672 1.750.5 4.92n A A d t cm =-=-??=；

322

2

84.22510171.22154.9210n N N mm f N mm A σ?===<=?，满足要求。 所以下弦杆强度满足要求。 2、长细比验算

[]245.6227.43501.08ox x x l i λλ=

==<=，[]491.2282.33501.74

oy y y l i λλ===<=； 下弦杆长细比满足要求。所选下弦杆截面适用。

下弦填板设置

一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径i x =，拉杆按80i x =。

36

22

23

198.26100.85 1.4410118.022150.76614.7610139.210

tx x y b x M N N mm f N mm A W β?????+=+=<=????A-1和1-2节间间各设一块填板：2=<,填板设置合格； 2-3间设置两块填板：3=<,符合要求。 填板尺寸为：—50×6

腹杆（轴心受力构件）

1、中间竖腹杆E-3

中间竖腹杆：N=0，l=234cm 。对连接垂直支撑的屋架，采用2L40×5组成的T 形截面，i ox =，单个角钢L40，i min =。按支撑压杆验算容许长细比。

l 0=×l=×234=

[]20005.17421.1/6.210/0=<===λλox i l

填板设置按压杆考虑：80i min =80×=，设置3块填板，则有：

l d =234/4=<。设置符合要求，填板尺寸为：—50×6 。

2、主斜腹杆E-4、2-4

主斜腹杆E-4、2-4两杆采用相同的截面，l ox =,

l oy =2×=。内力设计值为N=。

所需净截面面积：N/f=×103/215==,选用2L40×5。主要参数：A=2×=,i x =,i y =。

考虑桁架分为两小榀运输时，主斜腹杆需用螺栓在工地拼装，安装螺栓直径取16mm ，螺孔直径取17mm ，则实际A n =。

（1）强度验算

N/A n =×103

/×102

=mm 2

<215

N/mm

2

故强度符合要求。

（2）容许长细比验算：

满足要求。

（3）填板设置

按80i=80×=，E-4、2-4之间各设置一块填板，则有： l d =2=<，设置符合要求。 填板尺寸为：—50×6 3、腹杆C-2

N=，l ox ==×126=,l oy =l =126cm 。

选用2L40×5，主要参数为：A=2×=,i x =,i y =。则有：

查b 类截面表可知:x=，则

N/x A =×103/××102)=mm 2<215N/mm 2

填板按40i x =40×=，但由于该腹杆受力不大，且两端焊于节板上，中间可不设置填板。 4、腹杆B-1、D-4

两根杆均为压杆，受力及长度均小于C-2杆，故可均按C-2杆选用2L40×5。且由于两杆受力不大（N B1=N D4=）、杆长较短（），杆间可不设置填板。 5、腹杆C-1、C-4

两者均为拉杆。N=，l=，，选用2L40×5。 主要参数为：A=2×=,i x =,i y =。验算如下： N/A=×103/×102=mm 2<215N/mm 2

填板设置：两杆所受载荷较小，中间可不设置填板。

4. 屋架节点设计

E43型焊条：角焊缝强度设计值22160w f f N mm k 。

屋架各杆件轴线至杆件角钢背部的距离一般取5mm 的倍数，则根据各角钢的参数可得杆件轴线至杆件角钢背部的距离表:

杆件轴线至杆件角钢背部的距离表

屋架各腹杆与节点板之间连接焊缝的连接角焊缝尺寸h f 和焊缝实际长度l i

（l i =l w +10mm ）按下面表采用，表中焊脚尺寸h fi 按构造要求确定，所需焊缝长度l wi 按下列公式算得：

腹杆与节点板之间连接焊缝尺寸

支座节点A

下弦杆与节点板间连接焊缝计算

N= 轴力分配系数为k 1=,k 2=

取角钢背部焊脚尺寸f h =6mm ，角钢肢部焊脚尺寸f h =5mm ，按 焊缝连接强度要求得：

背部：3

10.70.798.261051.220.720.76160w w f f N l mm h f ???≥==??????

肢部：3

2

0.30.398.261026.320.720.75160

w w f f N l mm h f ???===?????? 实际焊接长度采用角钢背部1l =65mm 。趾部2l =40mm 。

上弦杆与节点间连接焊缝强度

N=，1 5.612

p

p kN ≈

= 节点板与角钢背部采用塞焊缝连接（取f h =5mm ），设仅承受节点荷载。因很小，焊缝强度一定能满足要求。

令角钢趾部角焊缝承受全部轴心力N 及其偏心弯矩M 的共同作用：

()'330(90)10103.779030109.35M N Z kN m --=-?=?-?=?

取焊脚尺寸2f h =4mm ，实际焊缝长度2l =400mm ， 计算长度：222224002638860360w f f l l h mm h mm =-=-?=>=

取最大计算长度计算：6222

22669.351051.520.720.76360f f w M N mm h l σ??===???? 3

222155.811051.520.720.76360f f w N N mm h l τ?===????；

焊缝满足要求。

底板计算

(1)支座反力 R=6P=6×= kN ，采用C20混凝土柱c f =10 N/2

mm 。 锚栓直径采用φ20，底板上留矩形带半圆形孔，尺寸-180×180，锚栓套板用-80×12×80，孔径φ。

底板面积：A n =30×28-2（4×2+π×22/2）=

接触面压应力：322

2

67.38100.8310811.4410

c n R q N mm f N mm A ?===<=?。 满足要求，底板尺寸适用。 (2)底板厚度t

底板被节点板和加劲肋划分成四块相同的相邻支承的小板，板中最大弯矩（取单位板宽计算）

M=()211a q ?β 式中（参阅图）

斜边 cm a 93.3122.12821302

2

1=??

?

??-+??? ??-=

斜边之上的高 cm b 12.138.1422.12821301=???

??-??? ?

?-=

41.093

.3112.1311==a b 查表得β= 有M=×（×1）（×10）2=·m 按底板抗弯强度条件，需底板厚度

mm f M t 79.6215

63

.165166=?=≥

采用t=12mm

底板选用-300×12×280

节点板、加劲肋与底板间水平焊缝的计算

因为板为正方形，故节点板和加劲肋与底板的连接焊缝各承担支座反力的50%。

（1）节点板与底板间的水平连接焊缝

承受轴心力 N=R/2=2=

焊缝计算长度()540102802=-=∑w l mm 需

()

()

mm f l N h w

f f w f 20.016022.15407.01080.147.03

=???=≥∑β 构造要求mm t h f 19.5125.15.1==≥可采用h f =6mm 能满足要求 （2）加劲肋与底板间的水平焊缝

承受轴心力 N=R/2=2=

焊缝计算长度()28010804=-=∑w l mm

需

()

()

mm f l N h w

f f w f 39.016022.12807.01080.147.03

=???=≥∑β 按构造要求可采用h f =6mm 能满足要求。

加劲肋与节点板竖向连接焊缝计算 加劲肋厚度采用6mm ，与中间节点板等厚。 每块加劲肋与节点板竖向连接焊缝受力： kN R V 40.78.142

1

221=?=??? ??=

m kN b V

M ?=??=≈-52.0104

28040.743 焊缝计算长度()117106760=-+=∑w l mm 需

()

mm

V l M f l l V l M f h f w w

f w w f w w

f

f 2.11042.1222.1117/1068.061601177.021

/67.021

7.027.0261

2

32

6222

2

2=?+???

? ???????=

+?

??

? ????=

?

???

?

??+????

?

??≥ββ

构造要求mm t h f 7.365.15.1==≥可采用h f =4mm 能满足要求

上弦杆一般节点

按以下方法、步骤绘制节点详图：

（1）严格按几何关系画出汇交于节点B 的各杆件轴线。

（2）节点板缩进上弦杆背面6mm ，取上弦杆和短压杆的轮廓间距为15mm ，和根据短压杆与节点板间的连接焊缝尺寸，确定节点板的尺寸。

（3）标注节点板详图和各种尺寸。

上弦杆与节点板连接焊缝的计算

N 1=，N 2=,P= kN

节点载荷P 假定全部由上弦杆角钢背部塞焊缝承受，取焊脚尺寸h f1=t 2/2=6/2=3mm(t 2为节点板厚度)，因P 值很小，焊缝强度不必计算。

上弦杆角钢趾部角焊缝假定承受节点两侧弦杆内力查21N N N -=? 及其偏心弯矩M 的共同作用，其中

kN N N N 14.263.10177.10321=-=-=?

()

()m kN z N M ?=?-?=?-?=--128.010208014.2108033'

由图测得实际焊缝长度为l 2=150mm ，计算长度为l w2=150-10=140mm

()()

mm

N l M f l h f w w

f w f 78.01043.1022.1140/10128.061601407.021

/67.021

2

3

2

622

222=?+???

? ???????=

?+?

??

? ????≥

β

构造要求mm t h f 6.365.15.1max 2==≥，可采用h f2=4mm ，能满足要求。 其它上弦杆一般节点的设计方法步骤等与节点B 相同，见节点图示。因节点D 和节点B 的几何关系、受力情况完全相同，故节点详图也完全相同。节点C 和E 也相同。

屋脊拼接点

N 1=，P=

拼接角钢的构造和计算

拼接角钢采用与上弦杆截面相同的2L75×5。拼接角钢与上弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取hf=6mm ，为了便于两者紧贴和施焊以保证焊缝质量，铲去拼接角钢角顶棱角

mm r 91==? （r 为角钢内圆弧半径）

切短拼接角钢竖肢

mm mm h t f 1852=++=?

如图所示。

拼接接头每侧的连接焊缝共有四条，按连接强度条件需要每条焊缝的计算长度为：

mm f h N l w

f f w 7.3416067.041023.937.043=????=???≥，取l w =40. 拼接处左、右弦杆端部空隙取40mm ，如图示，需要拼接角钢长度

160cos 12405.2780102=?????

???? ???+-++=αw a l L mm

为了保证拼接处的强度，实际采用拼接角钢长度L a =400mm 。

此外，因屋面坡度较大，应将拼接角钢的竖肢剖口

mm 445

.218

78022=--?=?，采用45mm

如图示，先钻孔再切割，然后冷弯对齐焊接。 1. 绘制节点详图

绘制方法、步骤和要求与上弦杆一般节点B 基本相同，腹杆与节点板间连接焊缝尺寸按表采用。为了便于工地拼接，拼接处工地焊接一侧的弦杆与拼接角钢和受拉主斜杆与跨中吊杆上分别设置直径为和13mm 安装螺栓，如图示。 2. 拼接街头每侧上弦杆与节点板连接焊缝计算

弦杆轴力的竖向分力Nsin α与节点荷载P/2的合力

V=Nsin α-P/2=×设角钢背部塞焊缝承受竖向合力V 的一半，取h f1=5mm ，需要焊缝计算长度（因P/2很小，不计其偏心影响）

mm f h V l w

f f w 62.13160

57.022

/1049.307.022/311=????=???≥ 由图知实际焊缝长度远大于l w1=，因此认为焊缝满足计算要求。在计算需要的lw1时没有考虑斜焊缝的强度设计值增大系数。

再设角钢趾部与节点板间的角焊缝承受余下的V/2以及当屋脊两侧屋面活荷载不对称作用事可能引起的弦杆内力差N ?引起的弯矩M 的共同作用，并取

kN N N 6.1577.10315.015.0=?==?

()m kN N M ?=?-?=-93.01020803

取h f2=5mm ，由图中得趾部实际焊缝长度l 2=155mm 其计算长度

l w2=l 2-10mm=145mm

焊缝中的应力

23

22/25.1414557.029486

.021049.307.022mm N l h COS V w f v f =?????=??=ασ

23

22/58.5145

57.023714

.021049.307.02sin 2mm N l h V w f v f =?????=??=ατ

226

222/9.37145

57.021093.067.026mm N l h M w f N f

=?????=??=?σ 23

22/37.15145

57.02106.157.02mm N l h N w f V

f

=????=???=?τ

()2w f 222

22

/160f mm /4537.1558.522.19.3725.14mm N N f f f ==++??? ??+=+???? ??＜τβσ焊缝强度满足要求。

下弦一般节点1

绘制节点详图

下弦杆与节点板间连接焊缝的计算

N 1=，N 2=

kN N N N 03.1423.8426.9821=-=-=?

由节点详图中测得实际焊缝长度l 1=l 2=390mm ，其计算焊缝长度为

l w1=l w2=390-10=380mm 需

mm f l N k h w

f w f 12.01603807.021003.1475.07.023

111=?????=??≥ mm f l N k h w f w f 04.0160

3807.021003.1425.07.023222

=?????=??≥ 构造要求mm t h f 6.365.15.1max ==≥，可采用h f1= h f2=4mm ，能满足

要求。

下弦拼接点2

N 1=, N 2=

拼接角钢的构造和计算

拼接角钢采用与上弦杆截面相同的2L75×50×5。拼接角钢与上弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取hf=5mm ，为了便于两者紧贴和施焊以保证焊缝质量，铲去拼接角钢角顶棱角

mm r 81==? （r 为角钢内圆弧半径）

切短拼接角钢竖肢

mm mm h t f 1552=++=? 如图所示。

拼接接头每侧的连接焊缝共有四条，按连接强度条件需要每条焊缝的计算长度为：

mm f h N l w

f f w 6.3716057.041023.847.043max =????=???≥，取l w =40. 拼接处左、右弦杆端部空隙取10mm ，如图示，需要拼接角钢长度

()11010102=++=w a l L mm

为了保证拼接处的强度，实际采用拼接角钢长度L a =300mm 。

绘制节点详图

汇交于节点2的屋架各杆件轴线至角钢背面的距离按表采用，腹杆与节点板间连接焊缝尺寸按表采用。为了便于工地拼接，拼接处 上分别设置直径为和13mm 安装螺栓，如图示。

拼接接头一侧下弦杆与节点板连接焊缝计算

取接头两侧弦杆的内力差max 15.0N N 和?两者中的较大值进行计算。

N N N N k 08.2815.5623.8421=-=-=?

=×=

钢结构课程设计--三角形钢屋架设计

三角屋架设计 1 设计资料及说明 1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。 2、屋面材料：规格长尺压型钢板。 3、屋面坡度i=1：3。活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。 5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为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）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487 屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。

2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图2所示。 图2屋盖支撑布置 4 荷载计算 屋架支撑0.3（kN/m2） 压型钢板015*3.16/3=0.158（kN/m2） 檩条和拉条0.13（kN/m2） 合计g k=0.588（kN/m2） 可变荷载q k=0.3（kN/m2） 檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×0.588+1.4×0.35=1.20kN/m2 节点荷载设计值P=qa＇s=1.13×1.475×6=10.62kN 5 屋架的内力计算 5.1 杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下，腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》，对于十二节间芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载P=10.62kN,屋架及荷载是对称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表1所示。

(完整word版)芬克式三角形钢屋架设计

芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：

1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；

檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 檩条重量： 2097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载

18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

18m三角形钢屋架设计 1 设计资料及说明 设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构（封闭式），主要参数如下： 1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m，S=4m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为4m。 2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。 3、屋面坡度i=1：3。恒载为0.3kN/m2,活（雪）载为0.60.3kN/m2。 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、钢材标号为Q235-B.F，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为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）考虑，荷载分 项系数取：γ G =1.2，γ Q =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支

撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图2所示。 图2 屋盖支撑布置 3.2 屋面檩条及其支撑 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撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数 15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。

轻型屋面三角形钢屋架米跨度

轻型屋面三角形钢屋架米跨度

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

钢结构课程设计 (说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号２0１110６1４3 专业材料成型及控制工程 班级2０１1106１班 完成日期?2０１4年?６月１9日

轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生:孟杰 学号：２０1１10614１ 指导教师:付建科 (三峡大学 机械与材料学院) 1 设计资料与材料选择 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。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S ＝4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载０.３kN/mm 2,活(雪)载0.3k Ｎ／mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C2０，柱顶标高6m; ④、屋面材料:波形石棉瓦(１820×72５×8）； ⑤、钢材标号:Ｑ235-B.F,其设计强度为215Ｎ∕ｍm 2 ⑥、焊条型号:E ４３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。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1／８)的屋盖结构多用三角形钢屋架,而且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。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i ＝1∶３,即, 屋面倾角: 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0＝L-３00=１200０-300＝1170０mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度: mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度:mm l l 47.153940== 上弦节间水平投影长度:mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=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)。

钢结构梯形屋架课程设计例子

一、设计资料： 1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的力）如附图所示。 屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。 3.荷载标准值（水平投影面计） 荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋 架及支撑自重，以KN/m2为单位； =0.35KN/m2， ②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。 积灰荷载标准值： 0.7KN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 一毡二油隔气层 0.05KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2 二、结构形式与布置图： 屋架支撑布置图如下图所示。

符号说明：WGJ-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 a.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的力值 三、荷载与力计算： 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： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 一毡二油隔气层 0.05KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m2 总计：3.32KN/m2可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m2<屋面活荷载标准值0.70KN/m2，取0.70KN/m2 0.70KN/m2 积灰荷载 0.70KN/m2 总计：1.14KN/m2永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m2=3.984KN/m2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m2=1.96KN/m2 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F=(3.984KN/m2+1.96KN/m2) ×1.5×6m=53.50kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 =3.984KN/m2×1.5×6=35.86kN 屋架上弦节点荷载F 1 F =1.96KN/m2×1.5×6=17.64kN 2

芬克式三角形钢屋架设计

' 芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； [ 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：

~ 1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；

檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； - 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 。 檩条重量： 2 097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 ~ kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=????+?+?=）（

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计 一、设计资料 （1） 题号80，屋面坡度1：16，跨度30m ，长度96m ，柱距6m ，地点：，基本 风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2 （2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层， 卷材屋面，屋面坡度i=1/16。屋面活荷载标准值0.7kPa ，雪荷载标准值为0.45 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。 （3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。 （4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m （5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。 取屋架在29.7m 轴线处的高度m h 972.10= 取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 963.10 =' 屋架的中间高度m il h h 900.22 7 .29161972.12/00=?+ =+= 屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图： 梯形钢屋架支撑布置如下图：

屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m 2进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。荷载计算表如下： 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合 （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载： kN F 629.5565.1)82.1361.4(=??+= （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： kN F 249.3965.1361.41=??= 半跨节点可变荷载： kN F 38.1665.182.12=??= （3）全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重： kN F 47.565.1608.03=??= 半跨接点屋面板自重及活荷载： kN F 83.2565.1)98.089.1(4=??+= （1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。

轻型屋面三角形钢屋架12米跨度

钢结构课程设计 （说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号2011106143 专业材料成型及控制工程 班级20111061班 完成日期2014 年 6 月19 日

轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生：孟杰 学号：2011106141 指导教师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院） 1 设计资料与材料选择 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。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S=4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载0.3kN/mm 2，活(雪)载0.3kN/mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ； ④、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)； ⑤、钢材标号：Q235-B.F,其设计强度为215N ∕mm 2 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。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1/8)的屋盖结构多用三角形钢屋架，而且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。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i=1∶3，即， 屋面倾角： 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0=L-300=12000-300=11700mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度： mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度：mm l l 47.15394 0== 上弦节间水平投影长度：mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=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)。

钢结构设计原理三角形钢屋架课程设计

课程设计说明书 课程名称：钢结构 设计题目：钢屋架设计 院系：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2012年12月16日

课程设计任务书

三角形钢屋架课程设计 摘要： 为了让同学们更好的学习《钢结构》这门课程，加深对知识的理解和掌握，提高同学们的动手能力，学校组织了这次针对《钢结构》的课程设计。本次课程设计的主要内容是钢屋架的设计，钢屋架分三角形钢屋架和梯形钢屋架，本例课程设计题目为<三角形钢屋架设计与施工图的绘制>。通过对杆件内力的计算、杆件截面的设计、节点设计以及施工图的绘制，从而设计出满足工程需要的钢屋架。 关键词：钢结构三角形屋架杆件节点内力

目录 1.设计背景 (1) 1.1 设计资料 (1) 1.2 屋架形式 (1) 1.3 荷载情况 (2) 2.设计方案 (3) 2.1 屋架尺寸 (3) 2.2 檩条和支撑布置 (3) 3.方案实施 (5) 3.1 檩条的设计 (5) 3.2 屋架节点荷载计算 (6) 3.3 屋架杆件内力计算 (7) 3.4 杆件截面设计 (8) 3.5 节点设计 (12) 4.结果与结论 (20) 5.收获与致谢 (21) 5.1 收获 (21) 5.2 致谢 (21) 6.参考文献 (22) 7.附件 (23)

1.设计背景 1.1 设计资料 某厂房长66m ，檐口高度15m 。厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。 拟设计三角形钢屋架，屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20，柱 顶截面尺寸为 ；钢屋架设计可不考虑抗震设防；厂房柱距选择为6m ， 跨度为24m 。厂房建筑平面示意图见图1。 图1 建筑平面示意图 1.2 屋架形式 屋架形式见图2。 图2 屋架形式

芬克式钢屋架课程设计

芬克式三角形钢屋架设计设计资料 某厂房总长度为49n,跨度为18m纵向柱矩为7n。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度 i 1:2.5，坡角arctani 21.80， sin 0.3714， cos 0.9285 ；屋架计算长度l o 18 2 0.15 17.7m ；中间高度h 3.54m ； 上弦划分为4个区间，每个区间长度2383mm ； 下弦分为3个区间。区间长度分别为2566mm, 2566mm，3718mm ； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为794mm。 屋架支撑布置如下图所示：

荷载标准值（水平投影面计） 1）永久荷载 彩色钢板屋面：0.15kN /m 2 ; 保温层及灯具：0.55kN /m 2 ; 屋架及支撑自重按经验公式（P w 0.12 0.011跨度）KN/m 2计算; 檩条重量：0.09KN/m 2 ； 7000 7000 X5 7000 t ----- 1 --------------------------------- f

2) 可变荷载 屋面活载 ： 雪荷载： 积灰荷载： 荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载, 2 1.077 0.15 0.162kN/m 2 1.077 0.55 0.59NN/m 2 2 0.12 0.011 18 0.318 kN /m 1.077 0.09 0.097 KN / m 2 1.169kN /m 2 0.8kN /m 2 2 、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨 荷载 下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 F 1 (1.2 1.169 1.4 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 53.41KN F 2 (1.35 1.169 1.4 0.7 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 51.54KN 四、屋架设计 1.节点集中荷载计算 0.7kN /m 2 ; 0.25kN/m 2 ; 2 0.8kN /m 应乘以系数1.077 cos 彩色钢板屋面： 保温层及灯具： 屋架及支撑自重： 檩条重量： 恒载合计： 屋面活载(或雪荷载，两者中取较大值) 2 0.7kN 积灰荷载:

钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

南京工业大学课程设计用纸 三角屋架设 计 平面尺寸为 60mX18m , S=6m ，即单跨屋架结构总长度为 36m ，跨度为 屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C30,柱顶标高8m 。 2 钢材标号为 Q235-B ，其设计强度值为 f=215N/mm 2 。 荷载计算按全跨永久荷载 +全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取: 节间水平段投影尺寸长度 a / =acos a =1555X 0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图 图1屋架形式及几何尺寸 3屋架支撑布置 3.1屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 1设计资料及说明 1、单跨屋架, 18m ，柱距为 6m 。 2 、 屋面材料: 3、 屋面坡度 规格长尺压型钢板。 i=1 : 3。活（雪）载为0.35kN/m ,基本风压为0.70kN/m 。 5、 6、 焊条型号为E43型。 4、 7、 Y =1.2, Y =1.4。 2屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为 i=1 : 3,屋面倾角a =arctg （ 1⑶ 屋架计算跨度 =18.435 , sin a =0.3162 cos a =0.9487 10 =1 — 300= 18000 — 300=17700mm 屋架跨中高度 h= 10 为/2=17700/(2 3)=2950mm 上弦长度 L=10/2COS a~ 9329mm 节间长度 a=L/6= 9329/6 ?1555mn 1所示

2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水 平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m ,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向 图2屋盖支撑布置 4荷载计算 水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图 2所示。 屋架支撑 压型钢板 檩条和拉条 2 0.3 ( kN/m ) 015*3.16/3=0.158 (kN/m 2 ) 0.13 (kN/m ) 合计 可变荷载 檩条的均布荷载设计值 2 g k =0.588 ( kN/m ) q k =0.3 (kN/m ) q= Y G g k + 丫 Q q k =1.2 *0.588+1.4 0.35=1.20kN/m 节点荷载设计值 P=qa / s=1.13 *475 6=10.62kN 5屋架的内力计算 5.1杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下, 腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和 全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》 ，对于十二节间芬克 式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载 P=10.62kN ,屋架及荷载是对 称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表 1所示。 1-4

21米三角形钢屋架设计

钢屋架课程设计计算说明书 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡 度为 i 1:2.5，屋面倾角为 arctg 1 /2.5 21.801 ，sin 0.3714， cos 0.9285。 屋架计算跨度： 1。 l 300 21000 300 20700 mm 屋架跨中高度： h 1。i/2 20700 / 2 2.5 4140 mm 上弦长度： L l 0 / 2cos 11147 mm 节间长度： a L/6 1858mm 节间水平段投影尺寸长度： 1 a a cos 1725mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示 1.屋架支撑 （1）在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支 撑。 （2）因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计 三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 屋架支撑布置 图1屋架形式及几何尺寸

（3）根据厂房长度为120m,跨度为21m，有中级工作制软钩桥式吊车等因 素，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑，如下图所示 8000 8M0 MM 5XB0D0 6300 &000 勺噩| | | | | | 500 图2屋盖支撑布置 2.檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用［20a槽钢截面，由型钢表可查得，自重22.63kg /m 0.23kN/m， 3 3 4 W X 178cm ,W y 24.2cm , I x 1780cm 。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面）

21米三角形钢屋架设计.doc

钢屋架课程设计计算说明书 一、 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为5.2:1=i ，屋面倾角为()ο801.215.2/1==arctg α，3714.0sin =α，9285.0cos =α。 屋架计算跨度： mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度： ()mm i l h 41405.22/207002/0=?=?= 上弦长度： mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度： mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度： mm a a 1725cos '==α 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。 图1 屋架形式及几何尺寸 二、 屋架支撑布置 1. 屋架支撑 （1）在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 （2）因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 （3）根据厂房长度为120m ，跨度为21m ，有中级工作制软钩桥式吊车等因素，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑，如下图所示。

图2 屋盖支撑布置 2. 檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用[20a 槽钢截面，由型钢表可查得，自重m kN m kg /23.0/63.22≈，4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面） 板荷载： m kN m m kN /465.0858.1/25.02=? 檩条和拉条： m kN /23.0 m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =?，未超过260m ，故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。） m kN q k /929.0858.15.0=?= 檩条均布荷载设计值： m kN q g q K Q K G /135.2929.04.1695.02.1=?+?=+=γγ m kN q q x /793.03714.0135.2sin =?==α m kN q q y /982.19285.0135.2cos =?==α （2）强度验算 弯矩设计值（见图3）：

2014钢结构课程设计-18米三角形钢屋架

一、课程设计题目：18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，屋架跨度18m，屋面坡度i，屋面防水材料为波形彩钢瓦＋50厚玻纤棉＋钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5°C以上。屋架轴线图及杆件在节点竖向单位力作用下的内力系数见下图。 几何尺寸内力系数 三角形屋架几何尺寸和内力系数 2、荷载标准值如下： （1）永久荷载(对水平投影面) 屋面板、防水结构及檩条0.20 kN/m2 (A项)钢屋架及支撑等自重0.35 kN/m2 (B项) （2）可变荷载 屋面活荷载(对水平投影面)0.30kN/m2 (E项)屋面雪荷载(对水平投影面)0.50kN/m2 (C项)基本风压(地面粗糙度为B类)0.55kN/m2 (D项)荷载学号调整 学号 荷载

荷载 学号 荷载 学号 荷载1号A项 +0.01 11号 B项 +0.01 21号 C项 +0.01 31号 D项 +0.012 A项 +0.02 12 B项

22 C项+0.02 32 D项+0.023 A项+0.03 13 B项+0.03 23 C项+0.03 33 D项+0.034 A项+0.04 14

+0.04 24 C项+0.04 34 D项+0.045 A项+0.05 15 B项+0.05 25 C项+0.05 35 D项+0.056 A项+0.06

B项+0.06 26 C项+0.06 36 D项+0.067 A项+0.07 17 B项+0.07 27 C项+0.07 37 D项+0.078 A项

三角形屋架设计

钢结构设计原理课程设计——三角形钢屋架结构设计 设计时间

目录 1课程设计指导书 (6) 2屋架杆件几何尺寸的计算 (6) 3屋架支撑布置 (7) 3.1屋架支撑 (7) 3.2屋面檩条及其支撑 (8) 3.2.1截面选择 (8) 3.2.2强度计算 (9) 3.2.3强度验算 (9) 3.2.4荷载计算 (9) 4屋架的内力计算 (10) 4.1杆件的轴力 (10) 4.2上弦杆的弯矩 (10) 5屋架杆件截面设计 (10) 5.1上弦杆 (11) 5.2下弦杆 (12) 5.3腹杆 (13) 5.3.1中间竖腹杆JG (13) 5.3.2主斜腹杆IK、KG (14) 5.3.3腹杆DI (14) 5.3.4腹杆BH、CH、EK、FK (15) 5.3.5腹杆HD、DK (15) 5.4填板设置与尺寸选择 (15) 6屋架节点设计 (16) 6.1支座节点A (16) 6.2上弦一般节点B、C、E、F、D (20) 6.3屋脊拼接节点G (21) 6.4下弦一般节点H (23) 6.5下弦拼接节点I (23) 6.6下弦中央节点J (25) 6.7受拉主斜杆中间节点K (25) 8参考资料 (25)

三角形钢屋架课程设计指导书 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。大组7组，小组52组，跨度24m，柱距6m，雪荷载0.75，风压0.3，屋面坡度0.42，屋面荷载0.5。 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、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

钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

16 届课程设计钢结构屋架设计 学生姓名田高生 学号3041212204 所属学院水利与建筑工程学院 专业土木工程 班级16-4 指导教师吴英 日期2014.12 塔里木大学教务处制

目录 1.设计资料-------------------------------------------------------- 0 2.屋架杆件几何尺寸的计算------------------------------------------ 2 3.支撑布置-------------------------------------------------------- 3 3.1檩条布置------------------------------------------------------------- 3 3.2荷载计算------------------------------------------------------------- 3 3.3檩条的均布荷载设计值----------------------------------------------- 4 3.4强度验算------------------------------------------------------------- 5 3.5整体稳定性验算------------------------------------------------------- 5 3.6刚度验算------------------------------------------------------------- 5 4.屋架设计-------------------------------------------------------- 5 4.1屋架节点荷载计算: ---------------------------------------------------- 5 4.2屋架杆件内力计算----------------------------------------------------- 6 4.3屋架杆件截面设计----------------------------------------------------- 6 4.4填板设置与尺寸选择-------------------------------------------------- 10 5.屋架节点设计--------------------------------------------------- 11 5.1支座节点A ------------------------------------------------------------ 9 5.2上弦一般节点B、C、E、F、D ------------------------------------------- 14 5.3屋脊拼接节点G ------------------------------------------------------- 15 5.4下弦拼接节点I ------------------------------------------------------- 17 5.5下弦中央节点J ------------------------------------------------------- 19 5.6受拉主斜杆中间节点K ------------------------------------------------- 19 6.参考资料------------------------------------------------------- 18 6.致谢----------------------------------------------------------- 19

钢结构课程设计三角形屋架设计

> 1:荷载计算 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用人字式三角形屋架。屋面坡度为i=1：,屋面倾角α=arctg（1/）=°，sinα=，cosα= =l－300＝15000－300=14700mm 屋架计算跨度 l ×i/2=14700/(2×=2940mm 屋架跨中高度 h= l /2cosα≈7903mm 上弦长度 L=l 节间长度 a=L/4=7903/4≈1979mm 节间水平段投影尺寸长度 a＇=acosα=1555×=1475mm 【 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1.屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图2所示。 % 屋面檩条及其支撑 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撑点，因此最大檩条间距为

max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数 15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。 \ 3.2.1 截面选择 试选用普通槽钢[8，查表得m =m,I x =101cm 4,W x =25.3cm 3,W y =5.8cm 3; 截面塑性发展系数为γx =,γy =。 恒载 ×=（kN/m ） 石棉瓦 ×=（kN/m ） 檩条和拉条 （kN/m ） 合计 g k =（kN/m ） 可变荷载 q k =×=（kN/m ） 檩条的均布荷载设计值 q=γG g k +γQ q k =×+×=m ( q x =qsin α=×=m q y =qcos α=×=m 3.2.2 强度计算 檩条的跨中弯距 X 方向： 2211 1.1554 2.31088x y M q l kN m ==??=? Y 方向： 2211 0.37940.1903232y x M q l kN m = =??=? （在跨中设了一道拉条） 檩条的最大拉力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处 662 33 2.310100.19010138215/1.0525.310 1.2 5.7910 y x x x y y M M f N mm W W ??=+=+===????б＜［б］γγ — 满足要求。 3.2.3 强度验算

钢结构24米三角形屋架设计

2016 届课程设计 三角形钢屋架课程设计 说明书 学生姓名 学号 所属学院水利与建筑工程工程学院 专业土木工程 班级16-5 指导教师吴英 日期2014.12 塔里木大学教务处制

1 三角形钢屋架课程设计任务书 设计内容 （1）选择钢屋架的材料； （2）确定钢屋架的几何尺寸； （3）屋架及屋盖支撑的布置； （4）檩条的设计； （5）钢屋架的设计； （6）绘制钢屋架施工图。 设计题目：钢屋架 设计资料： 某厂房总长度90m，跨度根据不同的编号号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。 1.结构形式:钢筋混凝土柱，三角形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，三角形屋面坡度i=1： 2.5L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8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。 2.屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （2）有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。标准值为0.58KN/m2 荷载： 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； 基本风压为0.50 KN/m2，雪荷载为0.3 KN/m2；保温层0.7KN/m2；积灰荷载1.3 KN/m2设计内容： 1.屋架形式及几何尺寸确定

2.作屋盖结构及支撑的布置图； 3.选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求； 4.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。 5.绘制钢屋架施工详图。 1、屋架尺寸 屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm 屋面倾角： '1 arctan 2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5ααα====o 屋架跨中的高度为：23700 47402 2.5h mm = =? 上弦长度：0 127622cos l l mm α= = 节间长度：' 1276221276 a mm == 节间水平投影长度：a=' a cos α=2127×0.9285=1975mm 屋架几何尺寸见图2。