18米梯形钢屋架

钢结构课程设计计算书

班级:土木0910班

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序号:58

设计内容:18米梯形钢屋架

2012年2月

一、设计资料：

1.某单层单跨工业厂房，跨度18m，长度102 m。

2.厂房柱距6 m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400

?400，钢屋架支承在柱顶。

3.吊车一台150 T，一台30 T，吊车平台标高+12.000 m。

4.荷载标准值

(1)永久荷载：

屋面材料自重： 0.6 kN/m2

屋架及支撑自重：按经验公式L

.0+

= kN/m2 计算：0.318

.0

q011

12

kN/m2

(2)可变荷载：

屋面活荷载标准值： 0.5 kN/m2

雪荷载标准值： 0.5 kN/m2

积灰荷载标准值： 0.4 kN/m2

β=, 基本风压：3.0 kN/m2（3）风荷载： B类地区， 1.0

z

钢材采用Q235-B。焊条采E43型，手工焊。

桁架计算跨度：lo=18-2?0.15=17.7m

1.选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1

15

图-1

桁架支撑布置如图2所示：

三.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内的荷载。

1）永久荷载计算：

预应力钢筋混凝土大型屋面板: 1.4/0.995=1.407 kN/m2屋面材料自重： 0.6/0.995=0.603 kN/m2屋架自重： 0.318/0.995=0.320 kN/m2

永久荷载标准值 q k=2.33 kN/m2

2）可变荷载计算：

屋面活载标准值 0.5 kN/m2

雪荷载标准值（屋面水平投影）

s k=μr?s0=1×0.5= 0.5kN/m2

积灰荷载标准值 0.4 kN/m2

3)风荷载标准值(垂直于受风表面)

ωk=βzμsμzω0 (kN/m2)

)0.32=1.099;屋面倾今：风振系数βz=1.0；风压高度变化系数μz B=1.0(z

10

角α=21.8°可得迎风面屋面体型系数μs=-0.97，背风面μs=-0.5

风荷载标准值为

迎风面ωk=1.0×（?0.97）×1.099×3=-3.2 kN/m2

背风面ωk=1.0×（?0.5）×1.099×3=-1.65 kN/m2

由于风荷载标准值比较大，桁架应考虑以下四种组合情况：

a.全跨永久荷载+全跨可变荷载

全跨节点荷载设计值：

F=(1.2×2.33+1.4×0.5+1.4×0.4)×1.5×6=36.504 kN

b.全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨结点永久荷载设计值：

F1=1.2×2.33×1.5×6=25.164 kN

半跨结点可变荷载设计值：

F2=1.4×0.9×1.5×6=11.34 kN

c.全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载

全跨节点桁架自重设计值：

F3=1.2×0.320×1.5×6=3.45 kN

半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：

F4=(1.2×1.407+1.4×0.9)×1.5×6=26.54 kN

d. 全跨永久荷载+半跨风荷载

全跨结点永久荷载设计值

F5=1.0×2.33×1.5×6=20.97 kN

半跨结点风荷载设计值

F6=1.4×(?3.2)×1.5×6=-40.32 kN

a ，

b 为使用阶段荷载情况，

c 为施工阶段荷载情况。屋架在上述四种荷载组合作用下的相关计算简图如图3所示： 四．内力计算

AB 0000

BC -6.221-4.371-1.85-227.091-227.091CD -6.221-4.371-1.85-227.091-227.091DE -8.933-5.636-3.357-326.09-326.09EF -8.933-5.636-3.357-326.09-326.09FG

-9.102-4.551-4.551

-332.259

-332.259-29.53

126.6689-53.4

280.7888-19.6

338.7206

aB -6.502-4.754-1.748-237.349-217.527-183.4386-148.6031-68.823855.33434-65.8676-237.349

-27.95

172.9925

cD -3.382-1.862-1.52-123.457

-106.22-102.3414

-61.08538-52.0087 4.1553-9.63414-123.457

-14.68

68.77354-37.0152

13.941629.4579

-44.9072

Aa -0.5-0.50-18.2529.675-10.485-18.252Cc -1-10-36.50419.35-20.97-36.504Ee -1-10-36.50419.35-20.97-36.504Gg 0.8120.4060.40629.641250.65772

0.65772

29.64125

1.642032

-44.90718Fg -0.462-1.632 1.17-16.8648-30.132629.4579上弦斜腹

杆竖杆第二种组合F1×（1）+F2F1×（1）+F2×

-0.690.615-1.305下

弦

Bc ac 3.47 2.5370.933第一种组合计算杆内

力

第三种组合F3×(1)+F4×-25.1878eF -10.3891-32.1618613.9416-37.015256.114138.1483

-56.8625

34.63119

桁架杆件内力组合表杆件名称内力系数

全跨（1）左半跨（2）右半跨（3）

54.9774

F3×(1)+F4×(3)第四种组合

F5×(1)+F6×(2)F5×

(1)+F6×

(3)-39.2661-19.5992126.6689

-29.525935.14734

ce 7.692 5.325 2.637280.7888-53.4028172.9925155.0639137.18074eg 9.279 5.312 3.967338.7206

35.63091

De 1.8840.54 1.34468.77354-14.6826

4.739 3.158 1.58153.5325862.64993620.831442.1695617.73468100.1628758.30929-27.9537

五．杆件截面设计 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=-332.26KN

上弦杆计算长度：

在桁架平面内，为节间轴线长度： l ox =1507.5mm

在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取： l oy =2×1507.5=3015mm 截面宜选用长边外伸的两不等边角钢

由于腹杆最大内力N=-237.35KN，查表得，中间节点板厚度选用8mm，支座节点板选用10mm

设λ=70，查教材附录1.2得?=0.751。

需要截面积：

A=N

φf =332260

0.751×215

=2057.38mm2

需要的回转半径：

i x=l ox

λ=150.75

70

=2.15cm i y=l oy

λ

=301.5

70

=4.31cm

根据所需要的A、i x、i y查角钢规格表，选用2∟100×80×6，A=2127.4mm2、i x=2.4cm、i y=4.61cm。

截面验算

λx =l ox

i x

=1507.5

21.5

=70.12,因为b1

t

=16.67<0.56l oy/b1=16.89,近似取

λyz =λ

y

=l oy

i y

=69.95,均满足长细比≤λ=150

因为λ

x >λ

y

，所以只求σx

查表得φx=0.746，则：σx=N

φA =332260

0.746×2127.4

=209.36MPa<215MPa

故所选截面合适

2.下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg杆计算

最大拉力N=338.72kN 最大压力N=-19.6KN

计算长度l ox=3000mm l oy=17700

2=8850mm

所需截面积：

A=N

f =338720

215

=1575.44mm2

查表得，选用2∟90×56×6 ，i x=1.58cm、i y=4.49cm 肢背间距a=8mm

截面验算：λ

x =l o x

i x

=3000

15.8

=189.87≤λ=350

λy =l oy

i y

=197.10≤λ=350

求σ

σ=N

A =338720

1711.4

=197.92MPa<215MPa

压应力

σx=N

φA =19600

0.204×1711.4

=56.14 MPa<215MPa

故所选截面合适

3.端斜杆

按端斜杆aB最大设计内力设计：

杆件轴力： N=-237.35KN 计算长度： l ox =l oy =2530mm

因为l ox =l oy ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使ix ≈ iy

查表 选用2∟100×80×6 ，A=2127.4mm 2、i x =3.17cm 、i y =3.37cm 、肢背间距a=8mm

截面验算：

λx =l ox i x

=2530

31.7

=79.81≤ λ =150 b 2

t =13.33<0.48l oy /b 2=15.18 ∴ λyz =λy 1+

1.09b 2

4l oy 2t

=

253033.7

(1+1.09×804

2530×6)=89.62 λ =150

满足长细比：150][=λ的要求。 由于yz x λλ>，只求φy =0.624

σ=N

φA =237350

0.624×2127.4=178.80MPa <215MPa

所选截面合适。

5．腹杆

杆件Bc 的杆件轴力N=173KN 计算长度：

l ox =0.8l=2090.4mm l oy =l=2613mm 选用两等边角钢2∟56×4，（A=878mm 2、i x =1.73cm 、i y =2.59cm ） 截面验算：

λx =l ox i x

=2090.4

17.3

=120.83< λ =150 λy =

l oy i y =100.89< λ =150

σx =N

A =

173000878

=197.04 MPa <215MPa

最大压应力

σx =N φA =27950

0.396×878=80.39 MPa <215MPa

所选截面合适 6.竖杆

杆件内力：N=-36.504KN 计算长度：

l ox =0.8l=2072mm l oy =l=2590mm

选用两等边角钢2∟45×3 （A=531.8mm 2、i x =1.4cm 、i y =2.07cm ） 截面验算：

λx =l ox i x =2072

14

=148< λ =150 λy =

l oy i y

=259020.7=125.12< λ =150

查表得φx=0.315

σx=N

φA =36504

0.315×531.8

=217.9>215MPa

2.9

215

=0.013<0.05 可以

所选截面合适

其余各杆的界面选择计算过程不一一列出，现将计算结果列于表2中

六．节点连接计算

Q235钢，E43焊条，f f w=160N/mm2

施焊时，焊脚尺寸与板厚关系应满足以下关系：

h f1≥1.5t2 h f2≥1.5t2

h f1≤1.2t1 h f2≤t1

(t1

肢背焊缝：

h f1≥1.5t2=1.5×8=4.24mm

h f1≤1.2t1=1.2×6=7.2mm

取6mm

肢尖焊缝：

h f2≥1.5t2=1.5×8=4.24mm

h f2≤t1=6mm

取5mm

对cD杆，厚度为8mm，节点板厚度为8mm，则

肢背焊缝：

h f1≥1.5t2=1.5×8=4.24mm

h f1≤1.2t1=1.2×8=9.6mm

取8mm

肢尖焊缝：

h f2≥1.5t2=1.5×8=4.24mm

h f2≤t1=8mm

取6mm

对于其他腹杆，厚度等于4mm，根据构造要求，取h f=t=4mm

1.腹杆与节点板连接焊缝

因腹杆均选用等边角钢，所以角钢肢背、肢尖美丽分配系数分别为0.7和0.3

角钢肢背l w1=0.7N

2×0.7h f1f f w

角钢肢尖l w2=0.3N

2×0.7h f2f f w

且考虑施焊时起弧落弧影响，实际l w=l w+2h f

2.节点设计

（1）下弦节点“e”的设计

根据规范要求，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆边缘间的距离，在焊接屋架中不宜小于20mm，邻角焊缝焊趾间净距不小于5mm，确定各杆件端部位置。

有杆件De和Fe的角钢肢尖焊缝确定节点板宽，由杆件De和Fe及Ee的角钢肢背焊缝之一确定节点板高，此外，节点板伸出弦杆10~15mm

节点板与下弦连接满长施焊，焊缝长度l w=365mm

焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差?N=338.72-280.79=57.93kN

De杆肢背和肢尖所需的焊缝长度：

肢背：0.7×68.774×103

2×0.7×4×160

=53.73mm+2h f=l w取l w=70mm

肢尖：0.3×68.774×103

2×0.7×4×160

=23.03mm+2h f=l w取l w=40mm Ee杆肢背和肢尖所需的焊缝长度：

肢背：0.7×36.504×103

2×0.7×4×160

=28.52mm+2h f=l w取l w=40mm

肢尖：0.3×36.504×103

2×0.7×4×160

=12.22mm+2h f=l w取l w=30mm Fe杆肢背和肢尖所需的焊缝长度：

肢背：0.7×25.19×103

2×0.7×4×160

=19.68mm+2h f=l w取l w=30mm

肢尖：0.3×25.19×103

2×0.7×4×160

=8.43mm+2h f=l w取l w=20mm

故按比例绘出节点详图，从而选择节点板尺寸为：宽×高=240×190,下弦杆与节点板连接的焊缝长度为24cm, h f=5mm

受较大的焊缝应力为:

τf=0.75×57930

2×0.7×5×(240?10)

=26.99N/mm2<160N/mm2

焊缝强度满足要求。

其他杆与节点板的节点c焊缝尺寸按上述同样方法计算。

各尺寸及布置如图

（2）上弦节点“D”的设计

上弦节点承受集中荷载，为了方便在上弦上搁置屋面板，采取节点板全部缩进上弦肢背5mm的形式，塞焊缝可按两条焊缝计算，计算时忽略屋架上弦坡度的影响，假设集中荷载与上弦垂直。

斜杆De与节点板连接焊缝计算，与下弦节点“e”中De杆相同，斜杆cD 与节点板连接焊缝计算：N=-123.46kN

cD杆的肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为8mm和6mm，所需焊缝长度为

肢背l1：l1=0.7×123460

2×0.7×8×160

+2×8=64.23mm 取80mm

肢尖l2：l2=0.3×123460

2×0.7×6×160

+2×6=39.56mm 取50mm

上弦杆肢尖焊缝承担弦杆内力N=99kN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F=36.504kN，上弦与节点板间焊缝长度为340mm，节点板尺寸为340×230则

τf=0.75×99000

2×0.7×5×(340?10)

=32.14MPa

σf=36504

2×0.7×4×(340?8)

=19.63MPa

σf βf +τf2

2

=(19.63

1.22

)2+32.142=35.94 MPa<0.8f f w=0.8×160=128MPa

节点如图：

（3）屋脊节点“G”

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和，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=-332.26kN 。设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm，则需焊缝长度为：

l w=332260

4×0.7×8×160

+10=102.71mm 取l w=120mm

拼接角钢长度取300>2×120=240

上弦与节点板间的槽焊，假定承受节点荷载，。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝为6mm，可得节点板长为260mm 高200mm

节点一侧弦杆焊缝的计算长度为l w=260/2-8-16=106mm

焊缝应力为：

τf N=0.15×332260

2×0.7×6×106

=41.98MPa

σf M=6×0.15×332260×60.3

2×0.7×8×1062

=143.28MPa<160MPa

σf βf +τf2

2

=(143.28

1.22

)2+41.982=124.72MPa<160MPa

节点形式如图：

（4）支座节点“a”设计

支座节点采取铰接支座，力的传递路线是，屋架支座杆件合力作用在节点板上，节点板通过与肋板的焊缝将合力的一部分传给肋板，节点板与肋板通过与底板的水平焊缝将合力传给底板。

为便于施焊，下弦角钢的水平肢到底面板的净距取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，厚度为10mm

a.支座底板计算

支座反力R=6×36.504=219.024kN

按构造要求采用底板面积为a×b=280×400mm2如仅考虑加劲肋部分底板承受支座反力R，则承压面积为280mm×230mm=64400mm2

σ=R/Au=219.024×103/64400=3.4N/mm2＜fc=9.6 N/mm2

底板的厚度按桁架反力作用下的弯距计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支承，而另两相邻边自由的板，每块板单位宽度的最大弯距为：M=βσα22

式中σ—底板下的平均应力，σ=219024/64400=3.4N/mm2；

a1—两支承边之间的对角线长度，

a1=（140?10/2）2+1102=174.14mm；

β—系数，由b1/a1决定。b1为两支承边的相交点到对角线a1的垂直距离。由相似三角形的关系得：

b1=110×133/174.14=84.01mm，b1/a1=84.01/174.14=0.48，

查表得β=0.055

故M=βσa21=0.055×3.4×174.142=5670.73N·mm。

底板厚度t=6M

f =6×5670.73

215

=12.58mm，取t=20mm。

（2）加劲肋与节点的连接焊缝计算

加劲肋高度取与支座节点板相同，厚度取与中节点板相同（即

—380×10×460），一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力为四分之一支座反力。 R/4=219.024×103/4=54.76×103N ，M=Ve=54.76×103×50=2738000Nmm 设焊缝hf=8mm ，焊缝计算长度lw=460-10-15=435mm ，则焊缝应力为

τf =54760

2×0.7×8×435=11.24 MPa

σf =6×2738000

2×0.7×8×4352=7.75MPa

σ

f βf

+τf 22

= (7.75

1.22)2+11.242=1

2.92MPa <160MPa

（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R=219.024kN ，其中每块加劲肋各传

R/4=54.76kN ，节点板传递R/2=109.512kN 。

则焊缝的内力为:

V=54.76KN

M=54.76KN ×65mm=3559400N ·mm

设焊缝hf=6mm ，所需要的焊缝长度为：l w =505-10-20=475cm

则焊缝应力 （547602×0.7×6×475

）2

+（3559400×6

2×0.7×6×473×1.22）2

=16.59MPa <160MPa

设节点板与底板的连接焊缝的焊脚尺寸为6mm ，则焊缝长度

2(28010)540w

l

mm

=?-=∑，焊缝强度验算如下：

σf =R/20.7×h f l w

=109512

0.7×540×6=48.29 N/ mm 2

<1.22?160N/ mm 2

每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：

w

l

=

∑（110mm-20mm-10mm ）×2=160mm

焊缝强度验算如下： σf =R/40.7×h

f l w

=54760

0.7×160×6=81.49 N/ mm 2

>1.22?160N/ mm 2

故该焊缝满足验算要求.

梯形钢屋架设计实例

梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m，长度72m，柱距6m。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa，雪荷载标准值为0.5kN/2 m，积灰荷载标准值为0.6 kN/2m。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7 l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度 02000 h mm '=，屋架的中间高度：3500 h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b、有檩设计方案 在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙

梯形钢屋架课程设计(2017年度)

长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：

时间：2017 年月日

目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)

长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书

一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。

图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2

某24米跨钢结构厂房课程设计

一、设计资料 1.结构形式 某厂房跨度为24m，总长120m，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C20，屋面坡度为i=1：10。 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。屋架采用钢材及焊条为：钢材选用Q345钢，焊条采用E50型。 3.荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 二毡三油防水层 0.4KN/m2 保温层 1.0KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2 屋架及支撑自重（按经验公式q=0.12+0.011L计算） 0.384KN/m2 悬挂管道 0.1KN/m2 ②可变荷载 屋面活荷载标准值

0.5KN/m2 雪荷载标准值 0.7KN/m2 积灰荷载标准值 0.3KN/m2 4.屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=2005mm（轴线处）， h=2990mm（计算跨度处）。 起拱h=50mm 二、结构形式与布置图 屋架支撑布置图如下图所示

图2 上弦支撑布置图 图2 下弦支撑布置图

图2垂直支撑 图2垂直支撑 图一：24m跨屋架（几何尺寸）

图二：24m跨屋架全跨单位荷载作用下各杆的内力值 图三：24m跨屋架半跨单位荷载作用下各杆的内力值 三、荷载与内力计算 1.荷载计算 永久荷载标准值： 二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层 1.0KN/m2 预应力混凝土大型屋面板

梯形钢屋架课程设计

《钢结构》课程设计 题目：武汉某车间钢结构屋架设计 院（系）：城市建设学院 专业班级：土木090 学生姓名： 学号： 指导教师：蒋华 2012年6月11日至2012年6月15日 华中科技大学武昌分校制

《钢结构》课程设计任务书

目录 一、设计资料 (5) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (5) 1、屋架几何尺寸 (5) 2、檩条布置 (6) 三、支撑布置 (6) 1、上弦横向水平支撑 (6) 2、下弦横向和纵向水平支撑 (6) 3、垂直支.撑 (7) 4、系杆 (7) 四、荷载与内力计算 (7) 1、荷载计算 (7) 2、荷载组合 (7) 3、内力计算 (8)

一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值 f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 c 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。 图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L = 30m > 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 60mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 30 - 2 ? 0.15 = 29.7m 。 =h0+i? l0/2=3585mm。 跨中高度H 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。

梯形钢屋架计算书

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

钢结构课程设计指导书(详细版)

钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室

钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用

E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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，所以各荷载均按水平投影面积计算。 2．荷载组合 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 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。

单跨厂房的钢屋盖设计(24米跨度梯形屋架)

一、设计题目 单跨厂房的钢屋盖设计（24米跨度梯形屋架） 二、设计资料 （1）该车间有20/5t电动双梁桥式起重机（A3级）、无天窗； （2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，混凝土等级为C25； （3）对于梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m的大型屋面板（屋面板可考虑作支撑用）； （4）车间长度为240m，纵向柱距为6m。温度伸缩缝采用双柱。 （5）柱网布置图如图一所示： 2、荷载图二：A组图二：B组

永久荷载：采用加气混凝土屋面板1.5×6.0m，重量（标准值）为0.9 KN/m2; 改性沥青防水卷材，重量（标准值）为0.1 KN/m2; 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L计算，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，所以为0.384KN/m2； 可变荷载：施工活荷载标准值为0.5KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S =0.65KN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值； 三、支撑布置 上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置竖向支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆，考虑大型屋面板在屋架平面外的支撑作用，取两块屋面板宽；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。 四、荷载计算 沿屋面斜面分布的永久荷载乘以1/cos=（√10*10+1）/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。 4.1标准永久荷载值 加气混凝土屋面板1.5*6m 0.9*1.005=0.905 KN/m2 改性沥青防水卷材 0.1*1.005=0.101KN/m2 屋架与支撑 0.384KN/m2 合计 1.39 KN/m2 4.2标准可变荷载 屋面活荷载与雪荷载两者取大值，从资料可知屋面雪荷载大于活荷载，故取屋面雪荷载作为标准可变荷载。 屋面活载 0.5 KN/m2 雪荷载 0.65 KN/m2 合计 0.65 KN/m2 4.3三种荷载组合 4.3.1全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点荷载设计值： F1=(1.35*1.39+1.4*0.7*0.65)*1.5*6=22.622 KN F2=(1.2*1.39+1.4*0.65)*1.5*6=23.202KN F3=(1.2*1.39+1.4*0.7*0.65)*1.5*6=20.745 KN取F2=23.202KN 4.3.2在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。 全跨永久荷载设计值： 对结构不利时： F1.1=1.35*1.39*1.5*6=16.889KN（按永久荷载为主要控制） F1.2=1.2*1.39*1.5*6= 15.012KN（按可变荷载为主要控制） 对结构有利时： F1.3=1.0*1.39*1.5*6=12.51 KN 取F1.1=16.889KN 半跨节点荷载设计值：

24m梯形钢屋架课程设计计算书

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

跨度24m梯形钢屋架设计说明

24m钢结构开始设计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L ＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）

上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载

屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计 值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN 半垮节点可变荷载

21m跨厂房梯形钢屋架设计说明书

目录 一、设计资料 (2) 二、结构形式与支撑布置 (2) 1.屋架形式及几何尺寸 (2) 2.屋架支撑布置 (3) 三、荷载计算 (4) 1.荷载设计值 (4) 2.荷载组合 (4) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (7) 1.上弦杆 (7) 2.下弦杆 (8) 3.斜腹杆“Ba” (9) 4.竖杆“Gg” (10) 5.各杆件的截面选择计算 (10) 六、节点设计 (12) 1.下弦节点“c” (12) 2.上弦节点“B” (13) 3.屋脊节点“H” (15) 4.支座节点“a” (16) 七、屋架施工图 (19) 附节点详图1-6 (20)

一、设计资料 某厂房总长度为90m，跨度为L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距为6m。 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=L/10，L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，不考虑地震设防，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、焊条为：用Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载: 无檩体系：采用1.5m×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）。 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； 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 S0=0.35kN/m2，施工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0.8kN/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0.65kN/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、结构形式与支撑布置 1.屋架形式及几何尺寸如下图1所示： 图1 屋架形式及几何尺寸

钢结构课程设计梯形钢屋架计算书

－、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

跨度 24m梯形钢屋架设计

24m 钢结构开 始 设 计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50

图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置

垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面 集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1 ＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+××+××）××60＝kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面

普通钢屋架设计实例

普通 1.屋架简图及几何尺寸 24m 跨度梯形钢屋架，端部高度2.0m ，跨中高度3.0m ,屋面坡度12/1=i ，屋架间距6m ，屋架两端与钢筋混凝土柱连接（房屋总长度60m ）。屋架上、下弦连有横向支撑和 竖向支撑。采用大型屋面板mm m m 120,65.1?泡沫混凝土保温层、防水层及找平层。屋面雪荷载为2 /40.0m kN 。柱用混凝土强度等级为20C ，钢材为235Q ，焊条采用425E （图2－1）。 2.屋架内力计算 大型屋面板 2 /68.14.12.1m kn =? mm 20厚防水层及找平层 2 /90.075.02.1m kN =? mm 80厚泡沫混凝土保温层 2/60.050.02.1m kN =? 屋架和支撑自重 2/42.035.02.1m kN =? 屋面雪荷载 2/56.040.04.1m kN =? 图2－1 屋架内力及几何长度 屋架上弦荷载计算： kN P 88.7463]56.042.060.090.068.1[=??++++= 半跨雪荷载时的荷载组合在本屋架计算中不起控制作用，故计算从略，只计算永久荷载加全跨可变荷载的荷载组合（表2－1）。

上弦节间因屋面板 1.5m 宽，故有节间荷载引起的弯矩，端节间的正弯矩0 18.0M M =（0M 为简支梁计算出来的弯矩），其他节间的正弯矩和节点负弯矩均为016.0M M =。 节间屋面板的集中荷载为： kN P 44.3788.742 1 21=?= m kN Pd M .341.21485 .244.378.045.08.01=??=?= m kN Pd M .006.164 85 .244.376.045.06.01=??=?= 3.杆件截面的选择 上弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力来计算： m kN M kN N .006.16,882.5872max =-= 计算长度在屋架平面内cm l x 3010=，屋架平面外因有大型屋面板与屋架焊牢， cm l y 1510=。选用两个等肢角钢101402?L ，相并成T 形，截面几何特征： 19.6,34.4,746.54373.2722 ===?=y x i cm i cm A （节点板厚mm 12） 15039.2419 .6151,15035.6934.4301 00<===<===y y y x x x i l i l λλ 查附录 得b 类截面轴心受压构件的稳定系数956.0,755.0==y x ??。 双角钢在弯矩作用平面内最大纤维净截面模量为： 3 max 46.26973.1342cm W =?= 按照公式（2－ ）计算截面强度，查目录 中05.1=x γ。强度验算： 2 23 3/215/95.16310 46.26905.110160066.5474587882mm N mm N W M A N nx x x n <=???+=+γ

梯形钢屋架课程设计

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

梯形钢屋架课程设计例题

梯形钢屋架课程设计 一、设计资料 (1)题号72，屋面坡度1: 10,跨度30m，长度102m,,地点：哈尔滨，基本 2 2 雪压：kN/m，基本风压：m。该车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m。采用1.5m x 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=1/10。屋面活荷载标准值，血荷载标准值为 2 2 kN/m，积灰荷载标准值为kN/m。屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400mm x 400mm。混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B级，焊条采用E43 型。 (2)屋架计算跨度：l0=30m-2X 0.15m=29.7m。 (3)跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。平坡梯形屋架，取屋架在30m轴线处的端部高度h。2.°05m。屋架跨中起拱按l0 /500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图： ism 5

根据厂房长度（102>60）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间的支撑规则有所不同。梯形钢屋架支撑布置如下图： * 7

垂直支擢IT 垂直支撑27 三、荷载计算 1、荷载计算 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 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g k（0.12 0.11l）kN/m2计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载:

全跨节点永久荷载及可变荷载：

梯形钢屋架钢33米课程设计计算书

钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 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C20。钢材采用Q345B级，焊条采用E50型。 2、屋架计算跨度： Lo=33－2×0.15=32.7m， 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 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡单层彩色钢板波形瓦0.12kN/㎡ 总计0.57kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 总计0.7kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×0.57=0.684kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×0.7=0.98kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(0.684+0.98) ×1.5×6=14.97kN ②全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：F1=0.684×1.5×6=6.156kN 半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82 kN

钢结构课程设计(24米跨范例一)

钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2012年 1 月 2 日

目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)

一、设计资料 某车间跨度为24m，厂房总长度72m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 屋架形式

荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000

钢结构18m梯形屋架设计实例

钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 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=L/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。 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、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）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； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 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 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图

(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸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 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直

支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重

梯形钢屋架设计实例

梯形钢屋架设计实例

梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m ，长度72m ，柱距6m 。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i ＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa ，雪荷载标准值为0.5kN/2 m ，积灰荷载标准值为0.6 kN/2 m 。屋架铰支在钢筋 混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm ，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度0 2000h mm '=，屋架的中间高度：3500h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a 、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b 、有檩设计方案

在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图3所示。

梯形屋架设计--24米

梯形屋架设计--24米

24米跨梯形屋架设计 一、设计资料 某车间跨度24米，长度192米，柱距6米。 车间内设有两台20/5T中级工作制吊车。计算温度 高于-20℃，地震设防烈度为7度。采用3.0×6m预 应力钢筋混凝土大型屋面板，8cm厚泡沫混凝土保 温层，卷材屋面，屋面坡度为i=1/10。雪荷载为 0.4KN/m2，积灰荷载为0.75KN/m2。屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400×400，混凝土标号 为C20。要求设计屋架并绘制屋架施图。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯 形屋架。屋架计算跨度为L0=L-300=23700mm，端部高度取H0=1990mm，中部高度取H=2790mm（为L /8.5）,屋架杆件几何长度见附图1（跨中起拱按0 L/500考虑）。根据建造地区的计算温度和荷载性 质，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下、 弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见附图2。因 连接孔和连接零件上的区别图中给出了W1、W2和 W3等三种编号。

附图1：屋架杆件几何长度及设计内力

附图2：屋面支撑布置图 三、荷载和内力计算 1、荷载计算： 二毡三油上铺小石子0.35 KN/m2 找平层（2cm厚）0.40 KN/m2 泡沫混凝土保温层（8cm厚）0.50 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）1.40 KN/m2 悬挂管道0.10 KN/m2 屋架和支撑自重（0.12 +0.011L）=0.12+0.011×24=0.384 KN/m2 恒载总和