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届课程设计18三角形钢屋架课程设计说明书李泽光学生姓名3031214004 号学水利与建筑工程工程学院所属学院农业建筑环境与能源工程业专18班班级英指导教师吴2017.06 日期塔里木大学教务处制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0C-20为屋架跨度。
地区计算温度高于，，三角形屋面坡度i=1：2.5LC30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20.58KN/m （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m2为单位；为屋架及支撑自重，以KN/m为单位，q222；积灰荷；保温层0.7KN/m0.50 KN/m基本风压为，雪荷载为0.3 KN/m21.3 KN/m载设计内容：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、屋架尺寸屋架几何尺寸见图2。
图二：屋架几何尺寸（单位：mm）2.檩条和支撑布置，檩距为节间长度。
在2）根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置于上弦节点上（见图檩条的跨中设置一道拉条。
等因素，可在厂房5.5m，跨度为24m，有中级工作制吊车及第一开间尺寸根据厂房总长度60m并在同一开间两榀相邻屋架的腹两端的第二开间设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑， 3左右处各一道，见图）。
18m跨钢屋架结构课程设计概述说明1. 引言1.1 概述本长文旨在介绍一项钢屋架结构课程设计，该设计的主题为18m跨钢屋架结构。
通过该课程设计，我们将深入探讨钢屋架结构的设计原理和过程，并通过实际分析和计算来完成一个具体案例的设计。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、正文、第一部分-钢屋架结构设计、第二部分-18m 跨钢屋架结构设计过程以及结论与总结。
引言部分将对全文进行概述说明，为读者提供整体了解。
正文部分将详细介绍钢屋架结构相关知识，并分析18m跨钢屋架的设计要点。
第一部分和第二部分将侧重于具体的学习内容和实际应用，包括环境分析、材料选择、静力分析等。
最后，在结论与总结中将对本课程设计的成功之处和不足之处进行评估，并总结该课程设计对学生的意义。
1.3 目的本篇文章的目的是向读者介绍18m跨钢屋架结构课程设计，并提供相关概述说明，使读者能够对本课程设计有一个整体的认识。
通过完成这篇文章，读者将能够了解钢屋架结构设计的基本原理和过程，并能掌握静力分析和设计计算的方法，从而应用于实际工程项目中。
此外，本课程设计还将培养学生的团队合作能力、解决问题的能力以及对建筑结构安全性的认知。
2. 正文在本课程设计中，我们将针对一个18m跨钢屋架结构进行设计和分析。
本文旨在介绍该课程设计的整体概述以及涉及的主要内容。
首先，我们将通过引言部分来引入这个课程设计的背景和目标。
在1.1小节中，我们将提供对本课程设计的总体概述，包括选题的原因和重要性。
在1.2小节中，我们将详细介绍文章的结构和篇章安排，以帮助读者更好地理解全文内容。
最后，在1.3小节中，我们将明确本课程设计的目的和预期成果。
接下来，在第三部分中，我们将详细介绍钢屋架结构设计的相关知识。
在3.1小节中，我们将简要介绍跨钢屋架结构并阐述其特点和应用领域。
随后，在3.2小节中，我们将提出一些设计要点和注意事项，以便读者能够理解如何有效地进行钢屋架结构设计。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生： 王岩 指导教师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）1 设计样式及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构，单跨屋架结构总长度为36m ，柱距为4m ，跨度为l=18m ，屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820×725×8.其他主要参数：坡度i=1：3，恒载为0.6KN/m 2,活载为0.3KN/m 2，屋架支撑在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高为6m ，钢材标号：Q235-B.F ，其设计强度为f=215KN/m 2,焊条采用E43型，手工焊接，荷载分项系数去：γG =1.2,γQ =1.4.2 屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要几跨度参数，采用人字形六节间三角形屋架。
屋架坡度为1：3，屋面倾角1arctan 18.43α==。
sin 0.3162α=, cos 0.9487α= 屋架计算跨度：mm l l 177003000=-=. 屋架跨中高度： mm l h 29506== 上弦长度： mm l L 9329cos 20==α节间长度： mm La 15556==. 节间水平方向尺寸长度：'==α.cosa1475amm根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1 杆件的几何尺寸3 屋盖支撑设计3.1 屋架的支撑（如图1所示）⑴在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
⑵在屋架的下弦节点2处设置一通长柔性水平系杆。
图 2 屋架的支撑3.2屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm ，要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少需要有三个支撑点，因此，最大檩条间距为：max 182015083531p a mm -==-.半跨屋面所需檩条条数为： 2.121835=+=Ln p 根。
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数为: p n =14根，檩条间距mm La p 77712==＜max p a . 可以满足要求。
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+0.0111号B项+0.0121号C项+0.0131号D项+0.012 A项+0.0212B项22C项+0.02 32D项+0.023 A项+0.03 13B项+0.03 23C项+0.03 33D项+0.034 A项+0.04 14+0.04 24C项+0.04 34D项+0.045 A项+0.05 15B项+0.05 25C项+0.05 35D项+0.056 A项+0.06B项+0.06 26C项+0.06 36D项+0.067 A项+0.07 17B项+0.07 27C项+0.07 37D项+0.078 A项+0.0818B项+0.0828C项+0.0838D项+0.089A项+0.0919B项+0.0929C项+0.0939D项+0.0910A项+0.120B项+0.130C项+0.1040D项+0.10荷载班级调整(E项)：1班：0.3；2班：0.35；3班：0.40；4班：0.45；5班：0.50；6班：0.55三、设计内容1、屋架杆件内力计算和组合；2、选择杆件截面型号，设计节点；3、绘制施工图四、设计目的和要求1、目的：通过本课程设计，使学生掌握钢屋盖结构布置的原则和正确进行内力组合；掌握杆件截面选择和节点构造的设计原则以及节点设计的方法；掌握钢结构施工图的绘制和材料表的编制。
目录1. 设计资料 (2)2 屋架杆件几何尺寸的计算 (2)3 屋架支撑布置 (2)4 屋架的内力计算 (5)5 屋架杆件截面设计 (6)6 屋架节点设计 (10)7.参考资料 (20)钢屋盖课程设计1. 设计资料1）.车间为单跨厂房，全长90m。
屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱距为6m。
上柱截面尺寸为400x400mm。
混凝土强度等级为C30，车间内设有一台起重重量300kN的桥式吊车。
2）.屋架跨度： 18m3）.屋面坡度： 1：32 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=l－300＝18000－300=17700mm屋架计算跨度 l×i/2=17700/(2×3)=2950mm屋架跨中高度 h= l上弦长度 L=l/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、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。
2、根据厂房长度90m,跨度为6m，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和下弦横向水平支撑，中间设置一道垂直支撑。
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1800mm,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mma p 825131501800max =--=半跨屋面所需檩条数根3.12182561555=+⨯=n p 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：可以满足要求。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书一、 设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸为：36m ×9m ，柱距S=4m ；2、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)；3、屋面坡度i=1∶3，恒载0.6kN/mm 2，活(雪)载0.3kN/mm 2；4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ；5、钢材标号：Q235-B.F ；6、焊条型号：E43型；7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。
一、 屋架形式及几何尺寸三角形钢屋架多用于屋面坡度较大的屋盖结构中，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/2～1/3。
三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。
此设计采用六节间的三角形芬克式轻钢屋架。
屋面坡度i=1∶3，于是屋面倾角43.18)31arctan(==α3162.0sin =α 9487.0cos =α屋架计算跨度： L 0=L-300=9000-300=8700mm屋架跨中高度： mm i L h 145032870020=⨯=⨯=上弦长度： mm L l 45859487.028700cos 200=⨯==α上弦节间长度： m m l l 15283==上弦节间水平投影长度：mm l a 14509487.01528cos =⨯=⋅=α根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
图1 屋架杆件的几何长度(mm)三、屋架支撑布置 (一)屋架的支撑1.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑(如图2)。
2.在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-2和D-2′处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。
一、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，跨度18m，屋面坡度i=1/3,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，支撑布置自行设计，无吊车。
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摄氏度以上，地震烈度8度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。
屋架轴线图及杆件内力图见图。
2、荷载标准值如下：（1）、永久荷载（沿屋面分布）屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2（2）、可变荷载屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2三、要求设计内容1、屋盖结构布置2、屋架杆件内力计算和组合3、选择杆件截面型号，设计节点4、绘制施工图四、课题设计正文（一）屋盖结构布置：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。
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1/2。
具体支撑布置如下图：屋架支撑布置1-1剖面图（二）、屋架杆件内力计算和组合1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图：上弦集中荷载上弦节点荷载上弦集中荷载及节点荷载表3、上弦节点风荷载设计值如图所示。
（1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5 （2）上弦节点风荷载为：上弦节点风荷载W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN4、内力计算（1）杆件内力及内力组合如下表：（2）上弦杆弯矩计算。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：黄志强 指导教师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）1 设计资料及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构，单跨屋架结构总长度为36m ，柱距为4m ，跨度为l=15m ，屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820×725×8.其他主要参数：坡度i=1：3，恒载为0.6KN/m 2,活载为0.3KN/m 2，屋架支撑在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高为6m ，钢材标号：Q235-B.F ，其设计强度为f=215KN/m 2,焊条采用E43型，手工焊接，荷载分项系数去： γG =1.2，γQ =1.4。
2 屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要几跨度参数，采用人字形六节间三角形屋架。
屋架坡度为1：3，屋面倾角1arctan 18.43α==。
s i n 0.316α=, cos 0.9487α=屋架计算跨度：mm l l 147003000=-=; 屋架跨中高度：mm l h 24506==上弦长度：mm l L 7747)cos 2/(0==α; 节间长度：mm L a 15505/==节间水平方向尺寸长度：mm a a 1470cos =='α 根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示： 图1 屋架各杆件的几何尺寸三屋盖支撑布置（一）屋架的支撑（如图2）1.在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面支撑；2.在与横向支撑同一柱面的屋架长压杆D-2和D-2’（如图2）处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆与平面的计算要求符合规范。
3.在屋架的下弦节点2和2’各设置一道长柔性系杆，长柔性系杆的始、终端连于屋架垂直支撑的下端节点处。
图2 屋架支撑（二）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 ，且每张至少需要三个支承点，因此檩条最大间距： 半跨屋面所需檩条数：根考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数p a =12根，以便于布置。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生： 王岩 指导教师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）1 设计样式及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构，单跨屋架结构总长度为36m ，柱距为4m ，跨度为l=18m ，屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820×725×8.其他主要参数：坡度i=1：3，恒载为0.6KN/m 2,活载为0.3KN/m 2，屋架支撑在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高为6m ，钢材标号：Q235-B.F ，其设计强度为f=215KN/m 2,焊条采用E43型，手工焊接，荷载分项系数去：γG =1.2,γQ =1.4.2 屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要几跨度参数，采用人字形六节间三角形屋架。
屋架坡度为1：3，屋面倾角1arctan 18.43α==。
sin 0.3162α=, cos 0.9487α= 屋架计算跨度：mm l l 177003000=-=. 屋架跨中高度： mm l h 29506== 上弦长度： mm l L 9329cos 20==α节间长度： mm La 15556==. 节间水平方向尺寸长度：mm a a 1475cos '==α.根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1 杆件的几何尺寸3 屋盖支撑设计3.1 屋架的支撑（如图1所示）⑴在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
⑵在屋架的下弦节点2处设置一通长柔性水平系杆。
图 2 屋架的支撑3.2屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm ，要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少需要有三个支撑点，因此，最大檩条间距为：max 182015083531p a mm -==-.半跨屋面所需檩条条数为： 2.121835=+=Ln p 根。
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数为: p n =14根，檩条间距mm La p 77712==＜max p a . 可以满足要求。
