一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料
（1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，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/m 2
计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,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 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度：
m m m l 7.2015.02210=?-=
（3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度
m h 990.1'0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。
三、结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸如图所示
根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、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，该水平支撑的规格和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置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图
桁架下弦支撑布置图
垂直支撑2—2
梯形钢屋架支撑布置图
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
四、荷载计算及内力组合
1.荷载计算
屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活
荷载0.62/m kN 进行计算。
风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为
迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN
背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN
对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为
1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取 1.0），由此可见，风吸力较小）而
且在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合。
荷 载 计 算 表
荷载
名 称
彩钢复合板（100mm）屋架、檩条、拉条及支撑自重
永久荷载总和
屋面活荷载可变荷载总和
0.65
0.50.5
0.25*1.2=0.30.4*1.2=0.480.780.5*1.4=0.70.7标准值（ ）设计值（ ）
0.250.4
1.全跨永久荷载＋全跨可变荷载
全跨永久荷载及可变荷载：
43.195.775.1)7.078.0(=??+=F kN 2.全跨永久荷载＋半跨可变荷载： 全跨节点永久荷载：
24.105.775.178.01=??=F kN 半跨节点可变荷载
2.95.775.17.02=??=F kN
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
3
.65.775.148.03=??=F kN
半跨节点屋面板自重及屋面活荷载
96.145.775.1)84.03.0(4=??+=F kN
左跨内力图和右跨内力图
全跨内力图
内力表
第一种组合
全跨①左半跨②右半跨③F*①F1*①+F2*②F1*①+F2*③F3*①+F4*②F3*①+F4*③AB000000000 BC-8.3-5.4-2.3-161.3-134.7-106.2-123.2-82.5-161.3 CD-8.3-5.4-2.3-161.3-134.7-106.2-123.2-82.5-161.3 DE-12.8-7.3-4.3-248.7-198.0-170.6-176.1-137.1-248.7 EF-12.8-7.3-4.3-248.7-198.0-170.6-176.1-137.1-248.7 FG-13.8-6.1-6.1-268.1-197.4-197.4-167.0-167.0-268.1 ab 4.6 3.1 1.189.475.657.269.743.489.4 bc11.0 6.8 3.4213.7175.2143.9158.6113.9213.7 cd13.77.0 5.2266.2204.7188.1178.2154.6266.2 Ba-7.5-5.0-1.9-145.7-122.8-94.0-112.9-71.8-145.7 Bb 5.9 3.6 1.8114.693.577.084.460.8114.6 Db-4.4-2.2-1.7-85.5-65.3-60.7-56.6-50.0-65.3 Dc 2.90.8 1.656.337.144.428.839.356.3 Fc-1.60.4-1.6-31.1-12.4-31.1-4.4-31.1-31.1 Fd0.3-1.6 1.4 5.2-12.015.6-19.320.120.1 Aa-0.5-0.50.0-9.7-9.7-5.1-9.7-3.2-9.7 Cb-1.0-1.00.0-19.4-19.4-10.2-19.4-6.3-19.4 Ec-1.0-1.00.0-19.4-19.4-10.2-19.4-6.3-19.4 Gd0.40.10.17.8 5.0 5.0 3.8 3.87.8竖腹杆
第二种组合
内力系数（F=1）
杆件类型杆件编号
上弦
计算杆件内力
第三种组合
下弦
斜腹杆
五、杆件设计
1.上弦杆
整个上弦采用等截面，按EF 杆件的最大设计内力设计，即 -268.1kN =N 上弦杆计算长度
在屋架平面内：为节间轴线长度，即
m
l l ox 752.10==
在屋架平面外，本屋架为有檩体系，且认为檩条与支撑的交叉点不连接，根据布置和内力情况，取
oy
l 为支撑之间的距离，即
m
l oy 504.3=
根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢短肢相拼，腹杆最大内力145.7kN -=N ，查表2.8，节点板mm t 6=，支座节点板厚度mm t 8=
假定80=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得688.0=?（由双角钢组成的T 形和十字形截面属于b 类），则需要的截面积为：
2
3
7.2052215688.01063.303mm f N A =??==?
需要的回转半径：
mm
m l i ox
x 9.21801752
===λ
mm m l i oy y 8.43803504===λ
根据需要A,x i
，
y
i 查角钢规格表，选用2∟680100??，肢背距离6mm ，则：
2
2120mm A =，mm
i x 24=，
mm
i y 4.45=
按所选角钢进行验算：
7324
1752
0===
x x x i l λ
2.774
.453504
0==
=
y
y y i l λ
满足长细比[]150=≤λ的要求。
因为6
.19100/350456.0/56.07.166/100/101=?=≤==b l t b y ，
所以
2
.77==y yz λλ
由于
x
y λλ<，只需要求
x ?。查表707.0X =?，则
MPa MPa a MP A N y 21587.1782120
707.0101.2683
<=??=?
故所选截面合适。 2.下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的杆件计算。 266.2kN =N
mm l ox 3500=，mm l oy 10350220700==（因跨中有通长系杆）
，所需截面积为 2
2338.121238215102.266cm mm f N A ==?==
选用2∟65075??，因为
x
y l l 00>>，故用不等肢角钢，短肢相并，肢背间距6mm ，
2238.1252.14cm cm A >=，cm i x 42.1=，2
63.3cm i y =
3505.24642
.1350
0<===
x x x i l λ
3501.28563
.31035
0<==
=
y
y y i l λ
因为28
.7775/1035056.0/56.05.126/75/101=?=≤==b l t b y ，
所以
350
1.285≤==y yz λλ，满足要求。
端斜杆aB
杆件轴力： -145.7kN =N 计算长度：
2
002625mm l l y x ==
假设假定80=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得688.0=?（由双角钢组成的T 形和十字形截面属于b 类），则需要的截面积为：
2
3
985215688.0107.145mm f N A =??==?
需要的回转半径：
mm
l i ox
x 8.32802625
===λ mm l i oy y 8.32802625===λ
.
根据需要A,x i ，
y
i 查角钢规格表，选用2∟75690??，肢背间距6mm ，则
276.19cm A =，cm i x 86.2=，226.2cm i y =
1508.9186.26.2620<===
x x x i l λ
1502.11626
.26
.2620<==
=
y
y y i l λ
因为
5
.2256/262648.0/48.087/56/202=?=≤==b l t b y ，所以
9.119726265609.112.11609.112242242yz 0=???? ????+?=???? ??+=t l b y y λλ
因为
yz
x λλ<，只需求
yz
?，查表得
437
.0=yz ?，则
MPa
MPa A N y 2157.1681976
437.0107.1453
<=??==?σ，截面合适。
4.斜腹杆Fd
最大拉力 kN 6.22=N 最大压力 -22.2kN =N 计算长度
在屋架平面内 mm
l x 8.23960= 在屋架平面外
mm
l l y 29960==
选用2∟470?，肢背间距6mm ，查角钢规格表得
214.11cm A = ，cm i x
18.2=，cm i y 14.3=
1509.10918
.26.2390<===
x x x i l λ
1503.7614
.36
.2390<==
=
y
y y i l λ
b/t=70/4=17.5
≤
0.58
y
l 0/b=0.58×
.
2996/70=24.88.264299670
475.018.24475.01224224yz 0=???? ????+?=???? ??+=t l b y y λλ
因为
x
z y λλ<，只需求
x ?，查表得493.0=x ?，则
压应力：
MPa
MPa A N x 21515.411114493.0106.223
<=??==?σ
拉应力： MPa
MPa A N 2153.191114102.223<=?==σ
5.竖杆cE
-21.3kN =N 计算长度：
cm
l x 5.1870=，
cm
l l y 4.2340==
由于杆件内力较小，按[]150==λλ选择，需要的回转半径为
[]
cm l i x
x 25.11505
.1870==
=
λ
[]
cm l i y
y 56.11504
.2340==
=
λ
查型钢表，选用2∟450?，肢背间距8mm ，其几何尺寸为
28.7cm A =，cm i x
54.1=，cm i y 35.2=
1508.12154
.15
.1870<===
x x x i l λ
1506.9935
.24
.2340<==
=
y
y y i l λ
因为5.124/50/==t b ＜2
.2750/234458.0/58.00=?=b l y ，所以
1034234450
475.016.99475.01224224yz 0=???? ????+?=???? ??+=t l b y y λλ
又因为
x
yz λλ<，只需求
x ?，查表得426.0=x ?，则
.
MPa
MPa A N x 2151.64780426.0103.213
<=??==?σ
6.斜腹杆Bb
最大拉力 114.6kN =N
计算长度
在屋架平面内 mm
l x 2.21750= 在屋架平面外
mm
l l y 27190==
选用2∟580?，肢背间距6mm ，查角钢规格表得 2
82.15cm A =，
cm
i x 48.2=，
cm
i y 49.3=
1508.8748
.252
.2170<===
x x x i l λ
1509.7749
.39
.2710<==
=
y
y y i l λ
b/t=80/5=16
≤
0.58
y
l 0/b=0.58×
2719/80=19.74.275271980
475.018.24475.01224224yz 0=???? ????+?=???? ??+=t l b y y λλ
因为
x
z y λλ<，只需求
x ?，查表得635.0=x ?，则
MPa
MPa A N x 2151141582635.0106.1143
<=??==?σ
截面形式和规格截面面积/cm2
/mm /mm
AB 021.221.943.87377.21500BC -161.3
21.221.943.87377.2150-7.60703CD -161.321.221.943.87377.2150-7.60703DE -248.721.221.943.87377.2150-11.7313EF
-248.721.221.943.87377.2150-11.7313FG
-268.121.221.943.87377.2150-12.6478ab 89.414.5214.236.3246.5285.1350 6.15551bc
213.714.5214.236.3246.5285.135014.7197cd
266.214.5214.236.3
246.5285.135018.33271
Ba -145.7 ┰90×56×719.7628.622.691.8116.2150-7.37475Bb 114.6 ┰80×515.8224.834.987.877.91507.246334Db -65.3 ┰90×56×719.7628.622.691.8116.2150-3.30445Dc 56.3 ┰80×515.8224.834.987.877.9150 3.561757Fc
-31.1 ┰90×56×719.7628.622.691.8116.2150-1.57328Fd 20.1 ┰70×411.1421.831.4109.976.3150 1.802783Aa -9.7 ┰50×47.815.423.5121.899.6150-1.24615Cb -19.4 ┰50×47.815.423.5121.899.6150-2.49231Ec
-19.4 ┰50×47.815.423.5121.899.6150-2.49231Gd
7.8
┰80×5
15.82
24.8
34.9
87.8
77.9
1500.491277
竖腹杆
┰100×80×6 ┰75×50×6上弦下弦斜腹杆
回转半径
长细比
计算应力/MPa 杆件类型容许长细比内力
杆件型号
y i x i x
λ)(yz y λλ
六、节点设计
1.下弦节点b
各杆件的内力由表查得。设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即f
h 和
w
l ，然后根据
w
l 的大小按比例绘出节点板的形状的尺寸，最后验算下弦杆与节点板的连
接焊缝。
用E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值MPa
f w f 160=。
设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝mm
h f 4=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊
缝内力分配系数计算）
肢背：
mm f h N l w f e w 5.89160
40.72114600
7.027.0'
=????==
，取mm 90。
肢尖：
mm f h N l w
f e w 4.38160
40.72114600
3.023.0''=????==
，取mm 40。
设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝
mm
h f 6=，则所需的焊缝长度为
肢背：
mm f h N l w
f
e w 5116040.7265300
7.027.0'
=????==
，取mm 60。
肢尖：
mm f h N l w
f
e w 2216040.7265300
3.023.0''=????==
，取mm 30。
“Cb ”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取
mm
h f 4=。
根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为 220310?
下弦与节点板连接的焊缝长度为mm 310，
mm
h f 6=。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内
力差kN N 2.12489.7-9.213==?，受力较大的肢背处的焊缝应力为
MPa
MPa 1602.37)12310(67.02124200
75.0<=-????=
τ
焊缝强度满足要求。
2.上弦节点“B ”
“Bb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b ”相同。“aB ”杆与节点板的焊缝尺寸按上述同样方法计算得
-145.7kN
=aB N
设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm
h f 5=，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的
角焊缝内力分配系数计算）
肢背：
mm f h N l w f e w 9116050.72145700
7.027.0'=????==
，取mm 100。
肢尖：
mm f h N l w
f
e w 3916050.72145700
3.023.0''=????==
，取mm 40。
为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背mm 6。用槽焊缝把上弦角
钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦槽焊缝所需长度可由下面计算得
?
=
2
1
'
f
h
节点板厚度
mm
h
mm
f
4
,
3
6
2
1
''=
=
?
=
mm
f
h
p
l
w
f
f
w
7.
21
160
4
7.0
2
19400
7.0
2
=
?
?
?
=
?
?
?
=
上弦与节点板间焊缝长度为mm
330，则
角钢肢背与节点板角焊缝所受应力为
()
[]()
()
MPa
f
MPa
l
h
P
N
N
k
w
f
w
f
128
8.0
4.
67
8
330
4
7.0
2
22
.1
2
19400
161300
75
.0
7.0
2
22
.1
2
2
2
'
'
2
2
2
1
1
=
<
=
-
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+
?
=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+
-
根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为190
330?
3.屋脊节点“G”
（1）弦杆和拼接角钢连接焊缝计算:
弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与弦杆之间能够紧密结合，并便于施工，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般为
mm
h
t
f
5
+
+
）。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。
设拼接角钢与弦杆之间的角焊缝
mm
h
f
6
=
，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）
mm
l
w
7.
99
160
6
7.0
4
268100
=
?
?
?
=
拼接角钢总长度
()+
+
=
f
w
s
h
l
l2
2
b(b为弦杆杆端空隙）
=()mm
4.24320627.992=+?+?，所以拼接角钢长度取mm 250
（2）弦杆和节点板的连接焊缝计算：
上弦肢背与节点板之间的的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算与节点“B ”处槽焊缝验算方法类似，此处验算过程略。
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的%15计算，kN 2.4015.01.268N =?=，并考虑此力产生的弯矩。设肢尖焊缝mm
h f 6=，取节点板长度mm 350，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为
()mm
l w 1482072350=--=，焊缝应力为
MPa
N f 3.3214867.0240200
=???=
τ
MPa M f
3.6014867.024********=?????=σ
()
()MPa
MPa M f N
f
1605922.13.603.3222.12
22
2<=??
?
??+=???
? ??+
στ
中竖杆与节点板的连接焊缝计算：
kN 1.20N +=，内力较小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸为mm
h f 4=，焊
缝长度mm 40≥
下弦跨中节点d
弦杆与拼接角钢连接焊缝计算
拼接角钢和下弦杆截面相同，传递弦杆内力kN 2.266N =，设肢尖肢背焊脚尺寸均为6mm ，
则需焊缝长度
mm
f h N l w f f w 99160
60.74266200
7.04=???=???=
，则拼接角钢长度
()+
+=f w s h l l 22b=()mm 2422062992=+?+?,取250mm
弦杆和节点板的连接焊缝计算:
按下弦杆内力的%15计算，kN 402.26615.0N =?=，设肢背，肢尖焊缝
mm
h f 4=，则
节点一侧所需焊缝长度为：
肢背：
mm f h N l w
f
e w 5.3316040.7240000
75.0275.0=????==
肢尖：mm f h N l w f e w 2.11160
40.724000025.0225.0'=????==
（3）腹杆和节点板的连接焊缝计算，由于腹杆受力较小，其连接焊缝可按构造确定。
5.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面的净距取mm 160。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，厚度取mm 8。
（1）支座底板的计算。支座反力为
N F R 1164001940066=?=?=
设支座底板的平面尺寸采用mm mm 300200?，取加劲肋宽度为90mm,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2
37600188200mm =?。验算柱顶混凝土的抗压强度；
MPa f MPa A R c n 5.121.337600116400
=<===
σ
式中
c f —混凝土强度设计值，对C25混凝土，MPa f c 5.12=
支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋把底板分为四块，每
块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度最大弯矩为
2
22σαβ=M
式中 σ—底板下的平均应力，即MPa 1.3=σ；
2α—两边支承之间的对角线长度，即mm
6.131902810022
2=+??? ??
-=α
2β—系数，由22a b 查表确定
2b 为两边支承的相交点到对角线2a 的垂直距离。由此得
mm b 7.656.13196902=?=，50.06.1317.6522==a b
查表得0602.02=β，则单位宽度的最大弯矩为
mm N M ?=??==9.32316.1311.30602.02
222σαβ 底板厚度为
mm f M t 5.9215
9
.323166=?==
，取mm t 10=
加劲肋与节点板的连接焊缝计算。偏于安全的假定一个加劲肋的受力为屋架支座反力的
41，即N 291004116400=，则焊缝内力为
N V 29100=
2
13095004529100mm N M ?=?=
设焊缝
mm
h f 6=，焊缝计算长度
mm
l w 38812400=-=，则焊缝应力为
MPa MPa 1606.10522.138867.021309500638867.02291002
22
<=??? ???????+??? ?????
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 116400=,初设
mm
h f 6=，实际的焊缝总长度为：
()mm
l
w
65612-8-904122002=?+-?=∑）（，取660mm
所需焊缝尺寸：
mm h f 57.11606607.0116400
=??≥
，采用mm h f 4=。
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，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/m 2 计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,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 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1'0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。 三、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、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，该水平支撑的规格和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置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 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 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为 迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN 背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN 对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取 1.0），由此可见，风吸力较小）而 且在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
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
钢结构 课程设计计算书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 专业：土木工程 班级：土木12-1班 姓名：赵侃 学号：2012102080 指导教师：焦晋峰 太原理工大学现代科技学院 2015年6月
梯形钢屋架计算书 一．设计资料（题号29） （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，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0.25 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,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 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.302/m kN 计算。基本雪压取0.22/m kN ，基本风压取0.552/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 000.2'0=，屋架中间的高度h=20250m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为000.20=h 。 二．结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、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，该水平支撑的规格和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，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，
钢结构平台 设计说明书 设计： 校核：
市久鼎机械制造 二零一四年十月 目录 1．设计资料 (3) 2．结构形式 (3) 3．材料选择 (3) 4．铺板设计 (3) 5．加劲肋设计 (5) 6．平台梁 (6) 6.1 次梁设计 (6) 6.2 主梁设计............................................................................................. .. (7) 7．柱设计 (9) 8. 柱间支撑设置 (11) 9. 主梁与柱侧的连接设计 (11)
钢结构平台设计 1．设计资料 1.1厂房装料平台，平面尺寸为5.2×3.6m（平台板开洞7个，开洞尺寸460×460mm）, 台顶面标高为5.2m。平台上平均布荷载为52 kN/m，不考虑水平向荷载，设计全钢工作平台。 1.2参考资料： 1) 钢结构设计规 2) 建筑结构荷载规 3) 钢结构设计手册
4) 建筑钢结构焊接规 2．结构形式 平面布置主次梁，主梁跨度 3530 mm ，次梁跨度 2790 mm ，次梁间距1260mm ，铺板下设加劲，间距900mm 。柱间支撑按构造设计，铰接连接；梁柱铰接连接。确定结构布置方案及结构布置形式如图所示 3．材料选择 铺板采用5mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235 ，手工焊，E4 型焊条，钢材弹性模量E =2.06×105N/mm2，钢材密度ρ=7.85103Kg/m3，基础混凝土强度等级为C30, fc 14.3N/mm2。 4．铺板设计 4.1 荷载计算 已知平台均布活荷载标准值q1k = 5kN/m2，5mm厚花纹钢板自重q Dk = 0.005×9.8×7.85= 0.38kN / m2，恒荷载分项系数为1.2 ，活荷载分项系数为1.4 。 均布荷载标准值q k = 5kN/m＋0.38kN/m = 5.38kN/m 2 均布荷载设计值 qd=1.2×0.38＋1.4×5= 7.46KN/m2
钢结构平台设计计算书 Prepared on 22 November 2020
哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书 姓名：田英鹏 学1 指导教师：钱宏亮 二零一五年七月 土木工程系
钢结构平台设计计算书 一、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标 高为 +，平台上均布荷载标准值为12kN/m 2，设计全钢工作平台。 二、结构形式 平面布置，主梁跨度9000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺 板宽600mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距600mm 。共设8根柱。 图1 全钢平台结构布置图 三、铺板及其加劲肋设计与计算 1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43 型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ?=，钢材密度 33kg/mm 1085.7?=ρ。 （2）荷载计算 平台均布活荷载标准值： 212q m kN LK =
6mm 厚花纹钢板自重： 2D 0.46q m kN K = 恒荷载分项系数为，活荷载分项系数为。 均布荷载标准值： 2121246.0q m kN k =+= 均布荷载设计值： 235.174.1122.146.0q m kN k =?+?= （3）强度计算 花纹钢板0.25.26001500a b >==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为： （4）挠度计算 取520.110, 2.0610/E N mm β==? 设计满足强度和刚度要求。 2、加劲肋设计与计算 图2 加劲肋计算简图 （1）型号及尺寸选择 选用钢板尺寸680?—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸6mm ，每焊150mm 长 度后跳开50mm 。此连接构造满足铺板与加 劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T 形截面，铺板计算宽度为15t=180mm ，跨度为。 （2）荷载计算 加劲肋自重: m kN 003768.05.7866.008.0=?? 均布荷载标准值： m kN k 51.7003768.06.05.12q =+?= 均布荷载设计值： m kN d 455.1003768.02.16.035.17q =?+?= （3）内力计算 简支梁跨中最大弯矩设计值 支座处最大剪力设计值
钢结构计算范例
摘要 本工程为三层钢框架超市设计，长64.00m，宽30.00m，层高为 4.5m，建筑高度为14.4m，建筑面积5760.00m2，综合运用所学专业知识，进行了钢结构建筑设计和结构设计。 主体采用钢框架结构，钢筋混凝土现浇楼板。首先确定结构方案并进行荷载统计、梁柱截面选择及刚度验算，计算恒载、活载作用下的框架内力，然后计算风载、地震作用下的框架内力，经内力组合后得出构件的最不利组合内力，最后进行梁、柱截面验算、节点设计、楼板、楼板配筋计算，绘制施工图。计算竖向荷载效应时采用分层法，计算水平荷载效应时采用D值法；在荷载组合时。考虑以可变荷载效应控制的组合和以永久荷载效应控制的组合方式；在活荷载计算过程中，采用满布荷载法；框架节点设计采用栓焊混合的连接方式。 关键词：建筑设计；钢框架；内力分析；节点设计
ABSTRACT Based on the professional knowledge for learned，the building was designed. The works include two parts: architecture design and structure design. This project is commercial building of 3-floors，steel structure，which is located in Xi An. It is 64.00m long, 30.00m wide. The height of story are 4.5m and5m. The height of the whole building is 14.4m.The total area is 5760.00m2. Architecture design tries hard for simple and clear，which has the ages feels and assort with surroundings environment. Steel frame and reinforce concrete floor were used in the structure. Firstly，the size of the beam and column was determined by the type of the structure and the calculation of the loads. Secondly，the inner forces of the frame under the wind load and earthquake load，the dead load，and the living loads were analyzed separately. By the combination of the inner forces，the most dangerous forces can be got，and then the steel beam，steel column，the frame connections and reinforce concrete floor can be designed. After these，the drawing can be made. In the progress of inter force analysis，the vertical forces are calculated by the layer-wise method，and the horizontal forces are calculated by the D method. In the process of the live load calculation，full load is used. Mixed connection with welding and bolts was used in steel frame，and independent foundation under column was adopted. Key Words: architecture design; steel frame; internal force analysis; connection design
一、设计资料 1.1厂房信息 该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m，柱顶高度5.1m，共8榀刚架，柱距6.3m，屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。 1.2材料 刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B，焊条E43型。1.3屋面及墙面材料 屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。 1.4自然条件 抗震设防烈度为6度（不考虑地震作用）。地面粗糙度系数按C类。 二、结构布置 该厂房跨度12m，柱距6m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6.3×（8-1）=44.1m,由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置檩条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高<柱距，因此柱间支撑不用分层布置。 结构布置图见附录 2.1截面尺寸确定 （1）焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mm为模数；截面宽度b以5mm为模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度t w可取4mm、5mm、
6mm，大于6mm以2mm为模数；翼缘厚度t≥6mm，以2mm为模数，且大于腹板厚度。 （2）工字型截面的高厚比（h/b）：通常取h/b=2～5；梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b≤6.5。 （3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40～1/30，即300mm～400mm。 综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300×300×10×15 2.2截面几何特性
目录 一．设计说明 (2) 二．计算书正文 (2) 第一节平台铺板设计 (3) 第二节平台次梁计算 (3) 2.1跨中截面选择 (3) 2.2次梁的抗弯强度验算 (4) 2.3抗剪强度验算 (4) 2.4次梁整体稳定性验算 (4) 第三节平台主梁设计 (5) 3.1内力计算 (6) 3.2局部稳定验算 (7) 3.3抗弯强度验算 (7) 3.4抗剪强度验算 (8) 3.5整体稳定性验算 (8) 3.6刚度验算 (8) 3.7翼缘与腹板的连接焊验算 (9) 第四节平台柱计算 (9) 4.1平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计 (9) 4.2平台柱强度，刚度，整体稳定验算 (10) 4.3局部稳定性验算 (11) 三.连接点设计 (11)
一．设计说明 1.本设计为某车间工作平台 2.结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m 3.梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。 永久荷载为：5KN/mm2，可变荷载为：10KN/m2 荷载分项系数：永久荷载1.2，可变荷载1.3 二．计算书正文
第一节 平台铺板设计 依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为 6m ，次梁计算跨度为3m ，次梁与主梁采用平接方式连接。 铺板自重为：0.1*20+0.03*24=2.72KN/m 2 铺板承受的荷载标准值为：q k =2.72+10=12.72KN/m 2 铺板承受荷载设计值：q=1.2*2.72+10*1.3=16.264KN/m 2 第二节 平台次梁计算 2.1跨中截面选择 查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm 3，素混凝土按24KN/mm 3，则 因此取：r q =1.3，r G =1.2; 次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）： 1p =2.72*1.2=3.264KN/m 活荷载标准值：p 2=10*1.2=12KN/m 次梁跨中最大弯矩设计值：M ax M =ql 2/8=16.264*5*5/8=50.825KN ·m 需要的净截面模量为：W= f r x max M =50.825/（1.05*215）=225cm 3 初步拟定次梁采用工字型I20a ，A=35.5cm 2，X W =237cm 2， 2370x =I cm 4 ， cm 2.17x x =S I ，自重27.9Kg/m
钢结构课程设计 计算书 设计题目： 18m三角形芬克式角钢焊接屋架院系：土木工程学院 专业：城市地下空间工程 年级： 2014级 姓名：黄超 学号： 1412121007 指导教师：张惠华 华侨大学土木工程学院 2017年7月4日
目录 一、概述------------------------------------------------------------------------1 1.1、设计题目---------------------------------------------------------------1 1.2、设计要求---------------------------------------------------------------1 1.3、设计依据---------------------------------------------------------------1 1.4、设计任务---------------------------------------------------------------2 1.5、需提交的设计文件-------------------------------------------------------2 二、屋盖支撑布置----------------------------------------------------------------2 2.1上弦横向水平支撑---------------------------------------------------------2 2.2下弦支撑-----------------------------------------------------------------3 2.3垂直支撑-----------------------------------------------------------------3 三、节点荷载计算-----------------------------------------------------------------3 3.1永久荷载------------------------------------------------------------------3 3.2可变荷载------------------------------------------------------------------3 3.3风荷载--------------------------------------------------------------------4 四、杆件内力计算及内力组合--------------------------------------------------------4 五、杆件截面选择及验算------------------------------------------------------------5 5.1上弦杆---------------------------------------------------------------------6 5.2.下弦杆---------------------------------------------------------------------7 5.3.腹杆-----------------------------------------------------------------------7 5.4屋架杆件截面表-------------------------------------------------------------7 六、节点设计-----------------------------------------------------------------------8
框架内力与构件截面计算 1设计依据的规范及规定 1.1毕业设计任务书。 1.2国家有关的设计规范及规程。 2设计尺寸与标高 设计图均以毫米为单位，标高均以米为单位。 3钢结构材料 3.1钢材：钢材选用Q-345BF，其屈服强度为310KN/mm2 钢材的化学成分和力学性质能符合GB-800-98及有关标准的求。 3.2焊接材料:采用E43XX型焊条。 3.3普通螺栓应按GB5780-98选购。 3.4本工程选用的H型钢选HN500×200×10×16 HM600×300×12×20 C型钢选C220×70×20×2.5 4制作与安装 4.1钢结构的制作与安装：施工及验收应符合GB50205-98(钢结构工程施工及验收规范) 4.2焊缝质量的检验等级：钢梁，钢柱为二级，其于次要构件为三级。4.3所有需要拼接的构件一律要用等强拼接，上，下翼缘和腹板的拼接焊缝位置错开并避免与加劲肋重合。腹板拼接焊缝与它平行的加劲肋至少相距200mm,腹板拼接与上，下翼缘拼接焊缝至少相距200mm. 4.4所有构件在制作过程中应力求尺寸及空洞位置的准确性，以利于现场的安装与焊接，设计中凡是未注明的焊缝均为满焊，焊缝高度6mm。
结构计算书 1、确定梁柱尺寸 柱：hc =(1/18 ~1/25)H =(1/18 ~1/25) ×21.775×103 =870 ~1200mm, ∵ hc/bc=3 ∴ bc=1200/3=400mm 梁：h b=(1/8 ~1/15)L=(1/8 ~1/15) ×7.2×103=900 ~480mm b b=(1/2.5 ~1/5)h b=200 ~100mm ∴主梁：b×h=500×200 次梁：b×h=400×150 边柱：b×h=1000×400 中间柱：b×h=800×400 2. 荷载汇集 框架计算简图图1
哈尔滨工业大学（威海）土木工程 钢结构课程设计计算书 姓名：田英鹏 学1 指导教师：钱宏亮 二零一五年七月 土木工程系
钢结构平台设计计算书 、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为18X 9m2（平台板无开洞），台顶面标高为+4.000m,平台上均布荷载标准值为12kN/mf,设计全钢工作平台。 二、结构形式 平面布置，主梁跨度9000mm次梁跨度6000mm次梁间距1500mm铺 板宽600mm长度1500mm铺板下设加劲肋，间距600mm共设8根柱。 图1 全钢平台结构布置图 三、铺板及其加劲肋设计与计算 1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用6mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43型焊条，钢材弹性模量E 2.06 105N/mm 2，钢材密度 7.85 103kg/mm3。 （2）荷载计算 平台均布活荷载标准值：q LK12 kN m2
6mn厚花纹钢板自重：q D I K 0.46 kN m2 恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为 1.3。 均布荷载标准值：q k0.46 1212kN m2 均布何载设计值：q k0.46 1.212 1.4 17.35kN m2 (3)强度计算 花纹钢板ba 1500 600 2.5 2.0，取0.100，平台板单位宽度最大 弯矩设计值为： (4)挠度计算 取0.110,E 2.06 105N /mm2 设计满足强度和刚度要求。 2、加劲肋设计与计算 图2 加劲肋计算简图 (1)型号及尺寸选择 选用钢板尺寸一80 6，钢材为Q235加劲肋与铺板采用单面角焊缝， 焊角尺寸6mm每焊150mn长度后跳开50mm此连接构造满足铺板与加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T形截面，铺板计算宽度为15t=180mm跨度为1.5m。 (2)荷载计算 加劲肋自重：0.08 0.66 78.5 0.003768kN m 均布荷载标准值：q k12.5 0.6 0.003768 7.51kN m 均布荷载设计值：q d17.35 0.6 1.2 0.03768 10.455kN. m (3)内力计算 简支梁跨中最大弯矩设计值 支座处最大剪力设计值
钢结构计算书 一．工程结构概况 汾湖钢结构连廊结构采用顶部分叉柱的单列柱框架结构，柱之间采用箱型钢梁。本工程抗震设防类别为标准设防类，场地地震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，建筑场地类别为Ⅲ类，设计地震分组为第1组。 二．结构设计的主要依据 1．本工程进行结构设计时，所参考的国家及行业标准主要有： 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001） 《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008） 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012） 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010） 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002） 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002） 《钢融化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-2005） 《结构用无缝钢管》（GB/T8162-1999） 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-1989） 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91） 《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》（GB8923-88） 《碳素结构钢》（GB/T700-2006） 《厚度方向性能钢板》（GB5313-2010） 《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-1994） 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》（GB50205-2002） 《碳钢焊条》（GB/T5117-1995） 《低合金钢焊条》（GB5118-85） 《六角头螺栓—C级》（GB5780） 《熔化焊用钢丝》（GB/T14957） 《气体保护焊用钢丝》（GB/T14958） 《热扎H型钢和剖分T形钢》（GB/T11263-2010） 《钢结构、管道涂装技术规程》（YB9256-96） 《钢结构制作安装施工规程》（YB9254-95） 2．本结构计算所采用的结构有限元软件为Midas Gen 8.00。 三．材料 1．本工程结构主体钢材材质为Q345B及Q235B，详见施工图纸的材料表。Q345B
1.设计资料 （1）某地一金工车间，长96m ，跨度27m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架，1.56m ?预应力钢筋混 凝土大型屋面板，上铺珍珠岩保温层，设计地点哈尔滨地区，保温层厚度为100mm,容重34/kN m ，采用封闭结合，卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20（抗压设计强度fc=10N/mm 2），车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式 吊车，轨顶标高18.5m,柱顶标高27m 。屋面荷载标准值为2 0.5kN /m ，雪荷载标准值20.5kN /m ，积灰荷载标准值为0.5kN/m 2。桁架采用梯形钢桁架，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400400?。钢材采用Q235-B ，焊条采用E43型，手工焊。 （2） 屋架计算跨度 0l 270.15226.7m =-?= （3） 跨中及端部高度： 桁架的中间高度 h=3.340m 在26.7m 的两端高度 0h 2.006m = 在27.0m 轴线处两端高度 0h 1.990m = 桁架跨中起拱 l/500≈55mm 屋架高跨比3340/270001/8≈在经济范围（1/6~1/10）内，为使屋架上弦只受节 点荷载，腹杆体系采用人字形式。 2. 结构形式及几何尺寸如图1所示，支撑布置如图2所示 图1 桁架形式及几何尺寸 根据厂房长度（96m>60m ）,跨度及荷载情况，设置三道上下弦水平支撑如图：
桁架及桁架上弦支撑布置 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑 垂直支撑
图2：桁架支撑布置图 符号说明：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 3. 荷载计算 2 ，等于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以 1/cos 1.005α=，换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的支撑）按经验公式w P 0.120.011l =+?计算，跨度单位为m 。 标准永久荷载： 预应力混凝土大型屋面板 22 1.005 1.4kN / 1.407/m kN m ?= 三毡四油防水层 22 1.0050.35kN /0.352/m kN m ?= 20mm 厚找平层 32 1.0050.02m 20kN /0.402/m kN m ??= 80mm 厚珍珠岩制品保温层 32 1.0050.08m 4kN /0.322/m kN m ??= 桁架和支撑重 22 0.120.1127kN/m 0.417kN/m +?= ——————————————————————— 总计 2 2.900kN/m 标准可变荷载： 屋面活荷载 2 0.5kN /m 积灰荷载 2 0.3kN /m ——————————————————————— 总计 2 0.8kN /m 桁架设计时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （按永久荷载为控制的组合）全跨节点荷载设计值 222F kN m kN m kN m 1.5643.05kN m m =???????=（1.35 2.900/+1.40.70.5/+1.40.90.3/） （由可变荷载为主控制的组合）全跨节点荷载设计值为： '2F 1.2 2.900 1.40.5 1.40.90.3 1.56m 41.02kN =?+?+????=（） （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对结构不利时： 21.1F 1.35 2.900/ 1.5635.235kN kN m m m =???=（永久荷载控制） 2 1.2F 1.2 2.900/ 1.5631.32kN kN m m m =???=（可变荷载控制） 对结构有利时： 2 1.0 2.900/ 1.5626.10kN kN m m m ???= 半跨可变荷载设计值： 2.1F 1.4 1.567.81kN =?????=（0.70.5+0.90.3）（永久荷载控制） 2.2F 1.4 1.569.70kN =????=（0.5+0.90.3）（可变荷载控制） （3） 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主的组合） 全跨节点桁架自重设计值 对结构不利时： 3.1F 1.20.417 1.56 4.50kN =???= 对结构有利时： 3.2F 1.00.417 1.56 3.75kN =???= 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值 4F kN =????（1.2 1.407+1.40.5）1.56=21.50 （1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载。
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1.5～2.1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 上弦节点恒荷载标准值P 1=0.5×1.866×6× √10=0.5×1.77×6=5.31kN 上弦节点雪荷载标准值P 2=0.35×1.866×6× √10 =0.35×1.77×6=3.72kN 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
钢平台课程设计计算书 一、结构布置 1、梁格布置：按柱网尺寸布置。 L=9.0m ， D=5.4m ，a=b=0.9m 。 2、连接方案：主梁及柱、次梁及主梁之间均采用高强度螺栓铰接连接，定位螺栓采用粗制；次梁及主梁的上翼缘平齐；平台板及梁采用焊接。 3、支撑布置：根据允许长细比，按构造要求选择角钢型号。 二、平台钢铺板设计 1、尺寸确定 根据平台荷载、构造要求及平面布置情况，平台铺板的厚度取为6mm 。平台铺板采用有肋铺板，板格面积取为0.9m×5.4m ，即相邻两次梁中心间距为0.9m ，加劲肋中心间距为0.9m ，此处加劲肋间距参考铺板厚度的100~150倍取值。加劲肋采用扁钢，其高度一般为跨度的1/15~1/12，且不小于高度的1/15及5mm ，故取扁钢肋板高度60mm ，厚度6mm 。 2、铺板验算 验算内容包括铺板强度和铺板刚度。 （1） 荷载效应计算 铺板承受的荷载包括铺板自重和板面活荷载，计算如下： 铺板自重标准值： 6278509.86100.462G q kN m --=???=
铺板承受标准荷载： 280.4628.462k q kN m -=+= 铺板承受的荷载设计值： 21.20.462 1.4811.7544q kN m =?+?= 铺板跨度b=900mm,加劲肋间距a=900mm ，b/a=1<2，因此，应按四边简支平板计算铺板最大弯矩。 查表2-1得： 22max 0.049711.75440.90.4732M qa kN m α==??= （2） 铺板强度验算 铺板截面的最大应力为： 22 max 22-6 660.473278.86215610M N mm f N mm t σ?===<=? 满足要求。 （3） 铺板刚度验算 查表2-1得： 434max 31139 8.462100.99000.0433 5.4[]61502.0610610k q a mm mm Et ωβω-??==?=<==??? （4） 铺板加劲肋验算 板肋自重标准值： 2978509.8660100.028p kN m -=????= 加劲肋可按两端支撑在平台板次梁上的简支梁计算，其承受的线荷载为： 恒荷载标准值： 10.4620.90.0280.4438p kN m =?+= 活荷载标准值： 20.987.2p kN m =?= 加劲肋的跨中最大弯矩设计值为: 221 (1.20.4438 1.47.2)0.9 1.088 8 q M l kN m = = ??+??= 加劲肋计算截面可按加劲肋和每侧铺板15t （t 为铺板厚度）的宽度参及共同作用，计算截面如图3所示。 计算截面面积： 26218066061440144010A mm m -=?+?==?
梯形屋架设计计算书 一、设计资料 （1）某地一机械加工车间，长84m ，跨度24m ，柱距6m ，车间内设有两台40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高8.5m ，柱顶标高18m ，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2），上铺80mm 厚珍珠岩制品保温层（容重为4KN/m 3），二毡三油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2），找平层2cm 厚（0.4KN/m 2），卷材屋面，屋面坡度i=1/12，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C25，上柱截面400×400mm 。钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m 2，积灰荷载标准值0.5KN/m 2，基本雪压为0.45 KN/m 2，基本风压为0.30 KN/m 2。 （2）屋架计算跨度：0l =24-2×0.15=23.7m （3）跨中及端部高度：本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取 屋架在24m 轴线处的端部高度m h 990.1' =，屋架的中间高度：h=2990m ，则屋架在29.7处，两端的高度为mm h 003.20=。屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。 二、结构形式与布置 （1）屋架形式与布置如图1所示 图1 梯形钢屋架形式及几何尺寸 （2）根据厂房长度（84＞60）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因轴网采用封闭结合，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2所示： 三、荷载计算 （1）屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进 m进行算。 行计算。故取屋面活荷载0.7kN/2 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算： 2 L)kN/m g+ =，跨度单位为m。 0.011 (0.117 荷载计算见表1所示： 表1 荷载计算表 荷载名称标准值（kN/2 m） m）设计值（kN/2 预应力钢筋混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.35=1.89 二毡三油（上铺绿豆沙）防水层0.4 0.4×1.35=0.54 找平层（厚2cm）0.4 0.4×1.35=0.54 80mm厚珍珠岩保温层0.08×4=0.32 0.32×1.35=0.43 管道荷载0.1 0.1×1.35=0.135 屋架和支撑自重0.117+0.011×24=0.381 0.381×1.35=0.51 永久荷载总和 3.0 4.05 屋面活荷载0.7 0.7×1.4＝0.98 积灰荷载0.5 0.6×1.4＝0.7 可变荷载总和 1.2 1.68 风荷载：风荷载的高度变化系数为1.25，屋面迎风面对体型系数为－0.6，背 风面为－0.5，所以负风压的设计值为 迎风面：W1=1.4×（－0.6）×1.25×0.3=－0.315 KN/m2 背风面：W2=1.4×（－0.5）×1.25×0.3=－0.263 KN/m2 W1和W2垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将 拉杆的长细比依然控制在350以内。