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；厂房内桥式吊车为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、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）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。
12
12
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
a
+3.
4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502
-3.3
82
-0.690
-0.462
+4.739
+1.884
-0.
462
-1.0-1.
0+0.
812-0.5+7.
962+9.279
+9.
279c
e
g
B
C D
E F
G 0.5 1.
0 1.
0 1.
0 1.0
1.0
1.
a.18米跨屋架(几何尺寸)
b.18米跨屋架全跨单位荷载
作用下各杆件的内力值
c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
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：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层： 0.4KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m 2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m 2 总计：3.32KN/m 2 可变荷载标准值
雪荷载0.35KN/m 2<屋面活荷载标准值0.70KN/m 2，取0.70KN/m 2 0.70KN/m 2
积灰荷载 0.70KN/m 2 总计：1.14KN/m 2 永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m 2=3.984KN/m 2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m 2=1.96KN/m 2 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
屋架上弦节点荷载F
1
=3.984KN/m2×1.5×6=35.86kN
F
2
=1.96KN/m2×1.5×6=17.64kN
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F
3
=(0.12+0.11×18m)×1.2×1.5×6=3.46N
F
4
=(1.4×1.2+0.70×1.4)×1.5×6=23.94kN 3．内力计算
本设计采用图解法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。
四、杆件截面设计
腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。
屋架杆件内组合表
注：表内负责表示压力：正值表示拉力。表1
杆件名称
内力系数(F=1) 第一种
组合
F×○1
第二种组合第三种组合计算杆
件内力
/KN 全跨○1
左半
全跨○2
右半
全跨○3
F1×○1+
F2×○2
F1×○1+
F2×○3
F3×○1+
F4×○2
F3×○1+
F4×○3
上弦
AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BCD -6.22-4.37-1.85-332.82-300.19-255.72-126.17-65.81-332.82 DEF -8.99-5.64-3.36-481.13-421.91-381.71-166.04-111.48-481.13 FG -9.10-4.55-4.55-486.96-406.68-406.68-140.44-140.44-486.96
下弦a-c 3.47 2.540.93185.65169.19140.8972.7434.34185.65 c-e 7.96 5.33 2.64425.97379.45332.03155.0390.68425.97 e-g 9.28 5.31 3.97496.43426.45402.72159.27127.08496.43
斜腹杆aB -6.50-4.75-1.75-347.86-317.02-264.00-136.31-64.34-347.86 Bc 4.74 3.16 1.58253.54225.65197.8392.0054.25253.54 cD -3.38-1.86-1.52-180.94-154.12-148.09-56.28-48.09-180.94 De 1.880.54 1.34100.7977.0991.2719.4538.69100.79
eF -0.690.62-1.31-36.92-13.89-47.7612.34-33.63
-47.76
12.34 Fg -0.46-1.63 1.17-24.72-45.36 4.07-40.6726.41
-45.36
4.07
竖杆Aa -0.50-0.500.00-26.75-26.75-17.93-13.70-1.73-26.75 Cc -1.00-1.00-1.00-53.50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50 Ee -1.00-1.00-1.00-53.50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50 Gg 0.810.460.4143.4437.2336.2813.8212.5343.44
1、上弦杆(FG 杆)；
整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=486.96kN （压）。 上弦杆计算长度：
在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 75.150=
在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：cm cm l ox 5.30175.1502=?= 因为ox oy l l 2=，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并(详见图3)。
腹杆最大内力N=347.86KN ，查表9.6.4，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。 设λ=60，查附录4得807.0=? 需要截面积
22
32807/215807.01096.486mm mm
N N f N A =??==? 需要回转半径：
cm cm
l i ox
x 51.260
75.150===λ， cm cm l i oy y 03.5605.301===λ 根据需要A 、x i 、Y i 的查角钢型钢规格表(附录8)，选2L125×80×10，A=39422mm ，x i =2.26cm 、
Y i =6.11cm ，按所选角钢进行验算：
y
x
x y
cm cm cm
i l x ox x 70.6626.275.150===
λ， cm cm
cm i l x oy y 35.4911.65.301===λ 满足允许长细比：<[λ]=150的要求。
截面在x 和y 平面皆属b 类，由于y x λλ>，只需求x ?。 查(附录4)轴心受力稳定系数表得771.0=x ?。
2
22
3/215/22.1603942771.01096.486mm N mm N mm N A N y <=??=?，所选截面合适。 2、下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大的内力eg 杆计算:N=496.43kN （拉） 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度：,30000mm l x = 屋架平面外根据支撑布置取：,60000mm l y =
计算所需要净截面面积为：
cm mm
N N f N A n 09.23/2151043.49623=?== 选用2L125×80×7。因为y x l l 00>>，故用不等肢角钢，短肢相并(见图4)所示。 A=28.19cm 2>23.09cm 2,cm i cm i y x 04.6,298.2==。
按所选角钢进行截面验算，取A A n =
300130.55[]3502.298ox x x l cm
cm i cm λλ===<=， 60099.34[]3506.04oy y x l cm
cm cm i cm
λλ=
==<=， 2
22
3/215/10.176********.496mm N mm N mm N A N n <=?=所选取的截面满足要求。 3、端斜杆(aB 杆)：
杆件轴力：N=347.86KN(压)，
计算长度:,25300cm l l y x ==因为y x l l 00=，故采用不等肢角钢，长肢相并，使y x i i ≈。选用角钢2L ×125×80×7，详见图5所示。
y
y
x x
x
y
x
A=28.19cm 2,cm i cm i y x 33.3,02.4==。 截面刚度和稳定性验算：
cm cm
cm i l x ox x 150][94.6202.4253=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][98.7533.3253=<==
=
λλ，因为x y λλ>，只求y ?：
714.0min ==y ??
222
3/215/83.1722819714.01086.347mm N mm N mm N
A N y <=??=?，所需截面合适。 4、斜腹杆(eF 、fg)
杆件内力：??
?-=???-=KN KN
N KN KN N Fg eF 07.436.45,34.1276.47二杆可以选择内力较大杆件进行计算。 计算长度：cm cm l l x 92.2494.3128.08.00=?==, cm l l y 4.3120== 内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为： cm cm l i cm cm l i y y x x 083.2150
4.312][,67.115092.249][00======
λλ。 查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些。选用2L63×5，得截面几何特性：A=12.286cm 2,cm i cm i y x 96.2,94.1==
cm cm
cm
i l x ox x 150][82.12894.192.249=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][54.10596.24.312=<==
=
λλ，因为y x λλ>>，只求x ?：
查附表4.2得393.0=x ?
222
3/215/88.981229393.01076.47mm N mm N mm
N
A N x eF <=??=?， 2223/215/04.1012291034.12mm N mm N mm
N
A N eF <=??= 2
22
3/215/91.931229393.01036.45mm
N mm N mm N A N x Fg
<=??=?，所需截面合适。 5、中竖杆(Ee 杆)：
杆件轴力：N=53.50KN(压)，
计算长度: cm cm l l x 2.2072598.08.00=?==, cm l l y 2590== 内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为： cm cm l i cm cm
l i y y x x 73.1150
259][,38.11502.207][00======
λλ。 查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些,选用2L56×5，得截面几何特性：A=10.83cm 2,cm i cm i y x 69.2,72.1==
cm cm
cm
i l x ox x 150][47.12072.12.207=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][28.9569.2259=<==
=
λλ，因为y x λλ>>，只求x ?：
查附表4.2得435.0=x ?
2
22
3/215/56.1131083435.0105.53mm N mm N mm
N A N x <=??=?，所需截面合适。 其余各杆件的截面选择计算过程不作一一列出，计算结果详见表2。
杆件截面选择表 表2
杆
件 内 力
/KN 截 面 规 格
面 积 /cm 2
计算长度/cm 回转半径/cm
m ax λ ][λ m ax ?
应力σ /(N/mm 2) ox L oy L
x i
y i
上 弦 -486.96 短肢相并
2L125X 80X 10 39.42 150.75 301.5
2.26
6.11
66.70 150
0.771 160.22 下 弦 496.43 短肢相并
2L125X 80X 7
28.19 300.00 10350 2.298 6.04 130.55 150 -
176.1
aB -357.72
长肢相并
2L125X 80X 7 28.19 253.00 253.00 4.02 3.33
75.98 150 0.714 172.83
Bc 253.54
T 形截面
2L63X5 12.29 209.04 261.30 1.94 2.96 107.75 150 -
206.30
cD -180.94
T 形截面
2L75X5 14.82 229.12 286.40 2.32 3.43
90.10 150 0.620 196.92
De 100.79
T 形截面
2L50X5
2.96 229.12 286.40 1.53 2.45 149.75 150
-
104.88
eF
-47.76 T 形截面 2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 98.88 12.34
Fg
-45.36 T 形截面 2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 93.91 4.07
Aa -26.75
T 形截面
2L70X5 12.29 199.00 199.00 1.53 2.45 130.07 150 0.387 71.93 Cc -46.578
T 形截面
2L56X 5 10.83 183.20 229.00 1.72 2.69 106.51 150 0.518 96.11 Ee -46.578
T 形截面
2L56X 5 10.83 207.20 259.00 1.72 2.69 120.47 150 0.435 113.56 Gg 46.578
T 形截面
2L63X 5
12.29 260.10 260.10 1.94
2.96 134.07 150
-
35.35
五、节点设计：
本设计采用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值2/160mm N f w f =。各杆件内力由表1查得，最小焊缝长度应小于8f h 。
1、下弦节点c 点(详见图7)：
(1)、斜杆Bc 与节点的连接焊缝计算:N=253.54KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 1.1421016067.022535407.027.0=+????==
取mm l w 150= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 9.771016057.022535403.023.0=+????==
取mm l w 80= (2)、斜杆Dc 与节点的连接焊缝计算:N=180.94KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 2.1041016067.021809407.027.0=+????==
取mm l w 110= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 5.581016057.021809403.023.0=+????==
取mm l w 60= (3)、竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：N=53.5KN
因为内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥
，mm N
f h N l w
f
e w 2.1041016067.021809407.027.0=+????==
(4)、下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
△N=453.67KN-190.97=262.7KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为：
肢背:0.70.726270012148.82，20.761602w w
e f
N N
l mm h f ?=
=+=???取mm l w 150= 肢尖：0.30.32627001282.37，20.751602w w
e f
N N
l mm h f ?=
=+=???取90w l mm = (5)、节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等
误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为290mm ×420mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为420mm ，f h =6mm 。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差△N=425.97KN-186.65=239.32KN,受力较大的肢背处的焊缝应力为：
22/160/37.52)
12420(67.022*******.0mm N mm N N
f <=-????=
τ焊缝强度满足要求。
2、下弦节点e 点(详见图7-1)：
(1)、斜杆eD 与节点的连接焊缝计算:N=100.79KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 5.621016067.021007907.027.0=+????==
取mm l w 80= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 371016057.021007903.023.0=+????==
取mm l w 60= (2)、斜杆eF 与节点的连接焊缝计算:N=47.76KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 9.341016067.02477607.027.0=+????==
取mm l w 60= 肢尖：，
mm N
f h N l w f e w 8.2210160
57.02477603.023.0=+????==
取mm l w 60= (3)、竖杆eE 与节点板连接焊缝计算：N=53.5KN
因为其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥ (4)、下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
△N=496.43KN-425.97KN=70.46KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为： 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 7.461016067.02704607.027.0=+????==
取mm l w 60= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 9.281016057.02704603.023.0=+????==
取mm l w 60= (5)、节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等
误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为230mm ×330mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为420mm ，f h =6mm 。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差△N=496.43KN-425.97KN=70.46KN,受力较大的肢背处的焊缝应力为：
22/160/78.19)
12330(67.027046075.0mm N mm N N
f <=-????=
τ焊缝强度满足要求。
3、上弦节点B 点如(详见图8)：
(1)、斜杆Bc 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点c 中的cB 杆计算相同。 (2)、斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，N=347.86KN
设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:0.650.6535771920123.8，20.7101602w w
e f
N N
l mm h f ?=
=+=???取mm l w 120= 肢尖：，
mm N
f h N l w f e w 59.10010160
67.023478607.0235.0=+????==
取mm l w 110= (3)、上弦杆与节点板连接焊缝计算：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。槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的
应力为：?=21'f h (节点板厚度)=21×12mm=6mm ，mm h f 10"=，mm l w 380102400"
=?-=，上弦
与节点板间焊缝长度为400mm 。
节点荷载由槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必须验算。肢尖焊缝验算为：
2"
"/56.62)
102400(107.023328207.02mm N N
l h N N w f BA BC N f =?-???=?-=
τ 2
2
2""/90.88)
102400(107.023328207.026mm N N l h M w f M f =?-???=?=
σ
2222
22.160.00.96)22
.19.88(56.62)()(mm N mm N f m f N f
<=+=+βστ，满足要求。 (4)、节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为290mm ×410mm 。
4、屋脊节点“G ”(详见图9)：
(1)、弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施工焊接，需将拼接角钢的尖角削除，且截支垂直肢的一部分宽度(一般为t+f h +5mm)。拼接角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。N=486.96KN ，设焊肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则所需焊缝计算长度为(一条焊缝)：
mm mm
N mm N
f h N l w f f w 87.135/16087.04486960107.042
=???=+??=
，取mm l w 150= 拼接角钢的长度取：2×150mm+50=350mm
(2)、弦杆与节点板的连接焊缝计算：上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定节点荷载，验算从略。
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，N=486.96KN ×15%=73.044KN 。设焊肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，节点板长度为300mm ，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为：
mm l w 1351052
300=--=，焊缝应力为：
2/31.48135
87.024*******.07.0215.0mm N N
l h N w f GF N f =????=?=
τ
2
2
2/29.147135
87.028.6848696015.067.026mm N N l h M w f M f =??????=?=
σ 2222
22.160.04.130)22
.129.147(31.48)()(mm N mm N f m
f N f
<=+=+βστ，满足要求。 (3)、中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=53.5KN ，此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确
定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥。
5、下弦跨中节点“g ”(详见图10)：
(1)、弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：拼接角钢与下弦杆截面相同，传递内力N=557.073KN 。 设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度为：
2
5570732020144.3540.740.710160/w w
f f
N
N
l mm h f
mm N mm
=
+=
+=?????，取
mm l w 150=。
拼接角钢长度不小于2×150mm+10=310mm 。
肢尖节切去△=t+f h +5=7+8+5=20mm,截面削弱△A=20×7=140mm 2。 %15%9.95.14091402
2
<==?mm
mm
A A (切去部分满足要求)。 (2)、弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算，N=557.073KN ×15%=83.57KN 。 设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为： 肢背:0.750.75744651053.23，20.761602w w
e f
N N
l mm h f ?=
=+=???mm h l f w 64878=?=≥取mm l w 80=。
肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 85.231016067.027446525.0225.0=+????==
按构造要求。 (3)、腹杆与接点板连接焊接缝计算：
计算过程与以上几个节点相同，本设计省略计算(因内力较小可按构造要求)。
因桁架的跨度较大，需将桁架分成两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接，左半边的上弦、斜杆和竖杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的上弦、斜杆与节点板的连接用工地焊缝。
6、端部支座节点a(详见图11)
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座板的净距离取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，厚度同端部节点板为12mm 。
(1)、支座底板计算：
支座反力R=53.50KN ×5+2×0.5×53.50KN=321KN
取加筋肋的宽度为80mm ，考虑底板上开孔，按构造要求取底板尺寸为280mm ×380mm ，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：248460)12802(280mm A n =+??=。
验算柱项混凝土的抗压强度：2
22/3.14/624.648460321000mm N f mm N mm
N A R c n =<===
σ (满足)。式中：c f 为混凝土强度设计值，对C30混凝土，2/3.14mm N f c =。
底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算，节点板和加筋肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相仿边自由的板，第块板的单位宽度的最大弯矩为：21a M βσ=
式中，σ为底板下的平均应力为：2/624.6mm N =σ。
1a 为两支承边之间的对角线长度：mm mm mm a 92.15680)2
10140(2222
1=+-
= β为系数，由11/a b 查表8.4.1而定，b 1为两支承边的相交点到对角线1a 的垂直距离(如图11所示)。由相似三角形的关系，得：37.7192
.15680
1401?=
b ，43.0/11=a b ，查表得0452.0=β。
mm N a M .51.737292.156624.60452.0221=??==βσ
底板厚度mm mm N mm
N f M t 34.14/215.51.7372662
=?==
，取t=15mm 。 (2)、加筋肋与节点板的连接焊缝计算：
加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全地假定一个加劲肋的受力为桁架支座反力的1/4，则焊缝受力：
N N V 610802504/321000?== mm N Ve M .10812.45.47802506?=?==
设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度210mm,
2
2222
62
2
/160/16.83)20067.0280250()200
67.0210812.36()()22.1(mm N mm N f f
<=???+?????=+τσ 加筋肋肋不210mm 即可。
(3)、节点板加筋肋与底板的连接焊缝计算：
设底板连接焊缝传递全部支座反力R=321KN ，其中每块加劲肋各传1/4R=80.25KN ，节点板传递R/2=40.125KN 。
节点板与底板的连接焊缝长度：∑=-?=mm l w 540)10280(2 所需焊脚尺寸：
mm mm N mm N
f l R h w f w f 18.222
.1/1605407.016050022.17.02/2
=???=??=
∑，取f h =6mm 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：∑=?--=mm l w 1402)2010100( 所需焊脚尺寸：
mm mm N mm N
f l R h w f w f 2.422
.1/1601407.08025022.17.04/2
=???=??=
∑，取f h =6mm 。 节点板、加筋肋与底板的连接焊缝总长度：
∑=--?+-?=mm l
w
740)201080(4)10280(2，
验算焊缝应力：
22/160/66.8422
.167407.032100022.1mm N mm N mm N
h l R f f w <=???=??=
∑σ，满足要求。
(4)、下弦杆、腹杆与节点板的连接焊缝计算：杆件与节点板连接焊缝的计算以上几个节点计算相同，本设计计算过程从略。
六、施工图(详见施工图纸)：
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
一、设计资料 温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m，跨度18m。建筑平面图如图1所示。 1.结构形式: 钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10； L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m； 厂房内桥式吊车为1台30t（中级工作制）。 2. 屋架形式及材料: 屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图2所示。屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。 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 0.5 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式0.120.011 q L =+计算： 0.318 KN/m2 悬挂管道： 0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：2 7.0m kN / 雪荷载标准值： 0.35KN/m2 积灰荷载标准值： 1.2 KN/m2 厂房平面图
.51507.5 9 内力系数图 二、屋盖支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水 平支撑。 2、下弦横向水平支撑 屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，
黄冈市黄梅戏大剧院 结构计算说明书 北京航空航天大学交通科学与工程学院 组名：六合 指导教师：高政国 组长：王恒 组员：王豪、王鑫、王庆、许豪文、林敬辉 2011年5月
一、设计资料： 舞台主跨总长18ｍ，跨度30m，柱距6m，屋面采用1500*6000*30mm轻型金属夹心板，结构形式为钢筋混凝土柱，柱截面800*800mm。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L 为屋架跨度。屋架下弦标高为29ｍ。屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用Q345钢，焊条为E50型。 3屋盖结构及荷载 （1）轻型金属夹心板：采用1500*6000*30mm屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：有公式q=0.12+0.11L，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； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 S=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不 同时考虑。 ③屋面构造层的荷载标准值： 2000*2000*30mm 轻型金属夹心板 0.102KN/m2 二、屋架结构形式与选型（如图）
三、荷载及内力计算 1.永久荷载标准值 金属夹心屋面板 0.102KN/m2 屋架及支撑自重 0.12+0.011×30=0.45KN/m2 总计 0.552KN/m2 可变荷载标准值 屋面活荷载 0.7 KN/m2 积灰荷载 1.2 KN/m2 总计 1.9KN/m2 2.荷载组合 按可变荷载效应控制的组合： F d=(1.2×0.552+1.4×0.7+1.4×0.9×1.2) ×1.5×6=28.3896KN 按永久荷载效应控制的组合： F d=(1.35×0.552+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1.2)×1.5× 6=26.4888KN 故节点荷载取28.3896KN 4截面选择 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max=-994.2KN，l ox=150.8cm，l oy=300.0cm （l1去两块屋面板宽度）选用2∟110×10，A=42.52cm2，i x=3.38cm i y=5.00cm
一由设计任务书可知： 厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。卷材防水层面（上铺120mm 泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20. 二选材： 根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。 三结构形式与布置： 屋架形式及几何尺寸见图1所示： 图1 屋架支撑布置见图2所示：
图2 四荷载与内力计算： 1．荷载计算： 活荷载于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： 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝土0.25 KN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡ 总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值： 雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。 总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡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 屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载
. 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
一、课程设计名称 梯形钢屋架设计 二、课程设计资料 北京地区某金工车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。 设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。 三、钢材和焊条的选用 根据北京地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235沸腾钢，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。
四、 屋架形式和几何尺寸 屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，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 2670015022700015020=?-=?-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。 跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002 H 0 0≈=?+=?+=。 屋架高跨比： .812670033500==l H 。 屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。 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 所示。 图1：27米跨屋架几何尺寸 五、 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
梯形钢屋架设计（21m 跨） 一、设计资料 某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21 m ，柱距6 m ,厂房长度为144 m ，厂房高度为15.7 m 。车间内设有两台150/520 kN 中级工作制吊车，计算温度高于 -20 ℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2， 1.5 m ×6.0 m 预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2，屋面活荷载0.35 kN/m 2，雪荷载为0.45 kN/m 2，风荷载为0.5 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm ×400 mm ，砼标号为C20。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 1、钢材及焊条选择 根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B 。焊条采用E43型，手工焊。 2、屋架形式及尺寸 本设计采用无檩屋盖，i ＝1/10，采用梯形屋架。 屋架跨度为L =21000 mm 屋架计算跨度为0L ＝L -300＝20700 mm ， 端部高度取0H ＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L ，（通常取为2.0 ～2.5 m ） 中部高度取H ＝0H +0.5i L ＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm ， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm （f = L /500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m 的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m 。
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
－、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
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系
梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。
2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表
荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下
屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm
2010年1月 一、设计资料 某厂房跨度30m，总长90m，柱距6 m，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C30， :1 i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，抗震设防烈度为7度，屋屋面坡度为10 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。 ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层0.4 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层0.3 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L 计算：0.45KN/m2
悬挂管道：0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：0.7 kN/m2 雪荷载标准值：0.35 kN/m2 积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2 钢材采用Q235-B。焊条采E43型，手工焊。 桁架计算跨度： l o=30-2 0.15=29.7m 跨中及端部高度： 桁架中间高度：h=3.490m 在29.7m处的两端高度：h o=2.005m 在30m处轴线处端部高度：h o=1.990m 桁架跨中起拱60mm（L/500）。 1.结构形式与布置 桁架形式及几何尺寸如图1所示。
桁架支撑布置如图2所示
2、荷载计算 由于i=1/10，则：α=5.71°，cosα=0.995。计算竖向节点荷载时，按水平投影面计算。节点荷载即为1.5m*6m的荷载。 桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P W=0.12+0.011×跨度）计算，跨度单位为米。 恒载计算： 防水层（三毡四油）：0.4/0.995=0.402 kN/m2 预应力钢筋混凝土大型屋面板： 1.4/0.995=1.407 kN/m2 隔气层、找平层：0.35/0.995=0.3518 kN/m2 保温层、找平层：0.95/0.995=0.9548 kN/m2
三角形角钢屋架设计 1、设计资料 屋架跨度18m ，屋架间距6m ，屋面坡度1/3，屋面材料为石棉水泥中波或小波瓦、油毡、 木望板。薄壁卷边Z 形钢檩条，檩条斜距为0.778m ，基本风压为0.35kN/m 2 ，雪荷载为 0.20kN/m 2 。钢材采用Q235-B ，焊条采用E43型。 2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置 屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图7-35所示，上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。 上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。为此，上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。 图7-35 屋架形式、几何尺寸及支撑布置 3、荷载（对水平投影面） （1）恒载 标准值 石棉瓦 0.2 kN/m 2/0.949=0.21kN/m 2 油毡、木望板 0.18kN/m 2/0.949=0.19kN/m 2 檩条、屋架及支撑 0.20kN/m 2 合计 0.6kN/m 2 （2）活荷载
活荷载与雪荷载中取大值 0.30kN/m 2 因屋架受荷水平投影面积超过60m 2 ，故屋面均布活荷载可取为（水平投影面） 0.30kN/m 2 。 （3）风荷载 基本风压 0.35kN/m 2 计算中未考虑风压高度变化系数。 （4）荷载组合 ①恒载+活荷载 ②恒载+半跨活荷载 ③恒载+风荷载 （5）上弦的集中荷载及节点荷载，见图7-36、7-37及表7-6。 图7-36 上弦集中荷载 图7-37 上弦节点荷载 表7-6 上弦集中荷载及节点荷载表 kN/m 6.022??
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
梯形钢屋架课程设计计算书 1．设计资料： 1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m2;屋面防水层0.4KN/m2；找平层0.4KN/m2;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m2。 2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m2；屋面检修荷载0.5KN/m2 5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 梯形钢屋架支撑布置如图所示：
3 . 荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。荷载计算表
1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F 4. 内力计算 计算简图如下 (c) (b) (a) 2 F /22 3//3F 22/F 4 2F /F 1/2/22 1// 2 2/4
5. 杆件设计 1、 上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 设λ＝60，υ＝0.807，截面积为3 2N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215 =××＝＝υ
设计某厂房钢屋架 一、设计资料 梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。 二、屋架形式和几何尺寸 屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取H0=2000mm，跨中高度H=3200mm 三、屋盖支撑布置（见图1） 四、荷载计算 ⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35 KN／m2 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN／m2 保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KN／m2 钢屋架及支撑重0.12+0.011×24=0.384KN／m2 合计 2.784KN／m2 ⒉可变荷载：屋面荷载0.5KN／m2 雪荷载0.6KN／m2 由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。取0.6 KN／m2 五、屋架杆件内力计算与组合 永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4. ⒈荷载组合： ⑴全跨恒载＋全跨活载 ⑵全跨恒载＋半跨活载 ⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载 ⒉节点荷载： 永久荷载F1=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN
可变荷载F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN ⒊屋架杆件内力计算 表一屋架构件内力组合表（单位：KN）见表1 六、屋架杆件设计 支座斜杆的最大内力设计值为-333.40 KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。 ⒈上弦杆 上弦采用等截面，按N=-572.28KN，FG杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度：平面内：l ox=l o=1507mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，取l oy =2×l0=3014mm。 假设λx=λy=120，查表得φ=0.437。取强度设计值f=215 N／mm2， 则需要的截面面积： A=N∕φf=572280∕0.751×215=3544mm2=35.44 cm2 需要回转半径： i x=l ox∕λ=1507∕70=21.5mm i y= l oy∕λ=1507×2∕70=43mm 根据需要的A、i x，查角钢型钢表，
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
钢屋架设计—计算书 一、设计资料 厂房总长度120m,檐口高度15m。厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 二、选题 厂房柱距选择：6m 屋架形式：D，如图，跨度=24m。 图 荷载取值： 永久荷载
防水层（三毡四油上小石子） kN/m2 找平层（2cm厚水泥砂浆） kN/m2 保温层（8cm厚泡沫混凝土） kN/m2 一毡二油隔气层 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 kN/m2 钢屋架及支撑重（+×24）= kN/m2 悬挂管道： m2 小计∑ kN/m2 可变荷载 雪荷载（第三组） kN/m2 屋面活荷载 m2 积灰荷载 m2 三、钢材选择及焊接方法和焊条型号 钢材选择：Q235
焊条选择：E43型，手工焊 四、屋盖支撑系统布置图 本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。屋架计算长度为L。=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图。因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。 五、荷载计算 在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。各荷载均按水平投影面积计算。 永久荷载设计值： kN/m2 可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（+）=m2 荷载组合 考虑以下三种荷载组合： （1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：F=（+）××6= （2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨永久荷载：F=××6=
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
钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度30m，长度72m，柱距6m。该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000 m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为6度，设计基本地震加速度为0.1g。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.65 kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，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=30－2×0.15=29.7m， 3、跨中及端部高度： 端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。 屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 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 SBS改型沥青油毡防水层0.40kN/㎡ 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡ 保温层（100mm厚水泥珍珠岩）0.1×6=0.6kN/㎡ 隔气层（冷底子油）0.05 kN/㎡ 混凝土大型屋面板（包括灌浆） 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.23kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 积灰荷载0.60kN/㎡ 总计 1.3kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.23=4.36kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡ 2.荷载组合
钢结构课程设计计 算书
一由设计任务书可知： 厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。 屋面采用 1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。卷材防水层面（上铺120mm泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20. 二选材： 根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部高度：h= mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。 三结构形式与布置： 屋架形式及几何尺寸见图1所示：
图1 屋架支撑布置见图2所示： 图2 四荷载与内力计算： 1．荷载计算： 活荷载于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： 防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40 KN/
㎡ 保温层（40mm厚泡沫混凝土 0.25 KN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡ 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡ 总计：2.784 KN/㎡ 可变荷载标准值： 雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值） 0.7KN/ ㎡ 积灰荷载 0.5KN/㎡ 风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。 总计：1.2 KN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡ 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 屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN