钢结构课程设计计算书-跨度为24m。月

《钢结构》（钢屋架）课程设计任务书1.设计资料： (2)2.结构形式与布置 (3)3.荷载计算 (5)4.内力计算 (6)附件：设计资料1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》2、设计任务及参数：应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），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C20，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/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。

活载KN/m2 1 2 3 4 5 6 7基本雪压0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35基本风压0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.453、设计成果要求在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。

1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。

2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。

3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。

A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。

B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。

C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。

4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.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18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。

一、设计资料某车间跨度为24m，厂房总长度90m，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） 0.45kN/m2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所示图2.2 桁架支撑布置符号说明：SC ：上弦支撑； XC ：下弦支撑； CC ：垂直支撑GG ：刚性系杆； LG ：柔性系杆三、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。

由于风荷载为0.35kN/m 2 小于0.49kN/m 2，故不考虑风荷载的影响。

沿屋面分布的永久荷载乘以21cos 11111 1.004α=+=换算为沿水平投影面分布的荷载。

桁架沿水1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（w P =0.12+0.011⨯跨度）计算，跨度单位为m 。

目录一、设计资料 (3)二、荷载与内力计算 (3)1、荷载组合 (3)2、内力计算 (3)三、杆件截面设计 (5)1．上弦杆 (5)2．下弦杆 (6)3．竖杆 (6)4．斜腹杆 (8)屋架杆件截面选用表 (9)四．节点设计 (10)1.“下弦节点b” (10)2.“上弦节点B” (12)3.屋脊节点“E” (13)4．支座节点“a” (15)一、设计资料柱距6m ，跨度L=24m ；荷载标准值：活荷载=0.6KN m ⁄2，恒荷载=1.0KN m ⁄2，，屋架布置如下图所示。

二、荷载与内力计算1、荷载组合F d =(1.3×1.0+1.5×0.6)×3×6=42.3KN故节点荷载取为42.3KN ，支座反力为R d =4F d =169.2KN2、内力计算本设计采用数解法计算出全跨荷载作用下屋架杆件的内力。

其内力设计值见图，内力计算结果如表所示。

三、杆件截面设计腹杆最大内力N =-209.39kN ，查表，中间节点板厚度选用t=8mm，支座节点板厚度选用10mm。

1．上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N max=215.73KN在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=305.8cm在屋架平面外，计算长度系数偏安全地取为2.0，计算长度：l oy=2l=2×305.8=611.6cm假定λx=λx=80,A=Nϕf =215.73×1030.687×215=14.6m2i x=l ox=305.8=3.82cm i y=l oyλy=611.680=7.65cm根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L160×16。

肢背间距a=8mm，所提供的A=98.14cm2,i x=4.89cm,i y=6.89cmλx=l oxx=305.8=62.54<[λ]=150λy=l oyi y =611.66.89=88.81<[λ]=150，满足()0.736byϕ=类双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比λyzb t =160.8=20<0.58×l oyb1=0.58×611.616=38.24λyz=λy(1+0.475b4l oy2t2)=88.81×(1+0.475×164611.62×0.82)=100.36>λy故由λmax=λyz=100，按b类查附表4.2得：φ=0.555σ=NϕA=215.73×1030.555×98.14×102=39.61N/mm2<f=215N/mm22．下弦杆下弦也不改变截面，按最大内力计算：N max=226.73 kN下弦杆为受拉构件，可只需计算面内的长细比，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=300.0cm选用2L160×10，提供：A=63.00cm2,i x=4.97cm(1).刚度验算λx=l oxi x =3004.97=60.36<[λ]=350，满足(2).强度验算N A =226.73×10363×102=35.99N/mm2<f=215N/mm2，满足3．竖杆面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0，计算长度(1).A-a杆：N=−21.15kN,l ox=0.8l=192cm,l oy=l=240cm 取2L63*6, A=11.44cm2,i x=2.43cm，i y=3.06cmλx=l oxi x=1922.43=79.01<[λ]=150λy=l oyi y =2403.06=78.43<[λ]=150，满足。

钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书目录设计资料 (2)结构形式与布置 (3)荷载计算 (5)内力计算 (6)杆件设计 (8)节点设计 (12)附件pf程序数据 (18)钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。

2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400x400mm，钢屋架支承在柱顶。

3.吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12.000m。

4.荷载标准值（1）永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2保温层 0.6 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2屋架（包括支撑）自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2（2）可变荷载屋面活载标准值 0.7 KN/m2雪荷载标准值 0.35 KN/m2积灰荷载标准值 0.3 KN/m25.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为1:10)。

图1 梯形屋架示意图（单位: mm）6.钢材选用Q235钢，角钢，钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。

7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。

二、结构形式与布置（1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。

图2 屋架形式及几何尺寸（单位mm）（2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。

横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。

设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。

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=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=30.07KNP2=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+半跨屋⾯活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内⼒计算：⾸先求出杆件内⼒系数，即单位荷载作⽤下的杆件内⼒，荷载布置如图3所⽰。

钢结构课程设计计算书跨度24米以下是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。

1. 概述本设计旨在建造一个跨度为 24 米的钢结构屋架，坡度为 1:16。

该屋架将用于容纳教学设施和学生生活设施。

设计要求包括保证屋架在承受正常荷载和风暴荷载时的安全可靠性，同时具有足够的美观性和实用性。

2. 材料屋架主要由热轧型钢制成，包括主桁架、次桁架和檩条等。

钢材选用 Q345B 钢材，其机械性能符合 GB/T1591-2008 标准的要求。

3. 设计计算屋架的设计计算主要包括主桁架和次桁架的计算、檩条的计算以及屋盖系统的设计。

(1) 主桁架和次桁架的计算根据屋架的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。

在计算中，考虑到屋架的坡度和钢材的非线性特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。

(2) 檩条的计算檩条的计算主要是根据檩条的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。

在计算中，考虑到檩条的弯曲和扭曲特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。

(3) 屋盖系统的设计屋盖系统的设计主要包括屋盖系统的刚度和稳定性计算、屋盖系统的排水设计等。

在计算中，考虑到屋盖系统的几何形状和荷载情况，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。

4. 构造设计屋架的构造设计主要包括主桁架、次桁架、檩条等构件的设计和连接设计。

在构造设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。

5. 施工设计屋架的施工设计主要包括屋架的组装和安装、屋架的防腐和防火等设计。

在施工设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。

以上是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。

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=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取屋架的计算跨度l=2000mm，跨中高度H=3200mmH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／m2⒉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：=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN永久荷载 F1可变荷载 F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN⒊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。

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＝0.40KN／㎡保温层（４0mm厚泡沫混凝土0．２5KN/㎡预应力混凝土大型屋面板１.４KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12＋０.01１×24=０.384KN/㎡总计:2.784KN/㎡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 1.２×2.78４KN/㎡=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=30.07KＮP２=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+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载P3=０.384KＮ/㎡×1．2×1．5×6=4.１5KNP４=(1.4×1．2+0.7×1.４）×1．5×6=2３.９４ＫN3,内力计算：首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。

目录1 设计资料 (1)2 屋架形式与结构布置 (2)2.1 屋架形式 (2)2.2 结构布置 (3)3 荷载计算 (4)3.1 恒活荷载计算 (4)3.2 荷载组合 (5)4 内力计算 (6)5 杆件截面设计 (9)5.1 上弦杆截面计算 (9)5.2 下弦杆截面计算 (10)5.3 腹杆截面计算 (10)5.4 其他腹杆及填板设置 (12)6 节点设计 (15)6.1 腹杆与节点板连接焊缝计算 (15)6.2 上弦“B”节点 (16)6.3 下弦“c”节点 (18)6.4 屋脊“I”节点 (19)6.5 下弦拼接节点“i” (20)6.6 支座节点“a” (22)1 设计资料题目为：某车间钢屋架（无吊车，无天窗，无振动）。

1、车间柱网布置图如下图。

2、屋架支承（铰支）于钢筋混凝土柱顶,砼强度等级C25。

3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋大型混凝土屋面板。

（屋面板不作支撑用）4、不考虑地震设防。

5、可供应的钢材为普通碳素结构钢,型钢的最大长度为15m,各种规格齐全,可选用各种类型的焊条及螺栓。

6、钢屋架采用工厂制作,运往工地安装,最大运输长度为16m,运输高度为3.65m,工地具有足够的起重和安装条件。

7、屋面做法及荷载自重屋架自重=（0.12+0.011L） KN/㎡ L—屋架跨度。

屋面做法永久荷载：SBS 改性沥青防水卷材4mm 厚找平层1:3 水泥砂浆20 厚保温层65 厚（聚苯乙烯泡沫塑料板20kg / m3 ）找平层 1:3 水泥砂浆（掺聚丙烯） 20 厚0.94 KN/m²预应力大型屋面板及灌缝可变荷载：屋面活荷载雪载屋面积灰荷载1．4 KN/m²0.8 KN/m²0.6 KN/m²0.75 KN/m²2 屋架形式与结构布置2. 1 屋架形式屋架采用梯形钢屋架 ，无檩体系 ，屋面坡度为 i=1/10 ，屋架计算跨度 l 0 l 300 24000 300 23700mm 。

目录1、设计资料 01.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (1)1.3荷载标准值（水平投影面计） (1)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 (2)3、荷载计算 (4)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235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水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2保温层 0.7 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 1.40 KN/m2屋架及支撑自重(按经验公式L.0+=计算) 0.384 KN/m2.0q01112②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/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。