钢结构课程设计,24米钢屋架

设计资料某工程为跨度24m的单跨双坡封闭式厂房，厂房长54m，采用梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10，屋架间距为6m，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。

屋面材料采用1.5*6m钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150加气混凝土保温层，再设20水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。

上弦节间尺寸1.5m，结构重要性系数为γ0=1.0，地区基本风压w0=0.45kN/m2，基本雪压s0=0.70kN/m2，冬季室外计算温度-200C，不考虑地震设防。

1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度Lo=L-300=23700mm,端部高度Ho=1990mm，中部高度H=3190mm（为Lo/7.4），屋架构件的几何尺寸长度详见施工图纸GWJ24-A1(跨中起拱L/500)。

根据构造地区的计算温度和荷载性质，钢材采用Q235B。

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，见图1。

（放在最后）（参照桌面）2.荷载计算和内力计算（1）荷载计算大型屋面板 1.5KN/m2两毡三油上铺小石子0.35KN/m2找平层（2cm厚）0.4KN/m2150mm加气混凝土保温层0.9KN/m2悬挂管道0.10KN/m2屋架及支撑自重0.39KN/m2恒荷载总和 3.64KN/m2雪荷载0.7KN/m2活荷载0.5KN/m2可变荷载总和：0.7KN./m2 活荷载与雪荷载两者中取较大植参与组合。

由于屋面的风载体型系数，迎风面为-0.6，背风面为-0.5，宾个取风荷载沿高度变化系数为1.25，可得负风压设计值： 迎风面：1W =-1.4×0.6×1.25×0.45=-0.473 KN/m 2 背风面：2W =-1.4×0.5×25×0.45=-0.394 KN/m 2由于1W 2W 垂直于水平面的分力接近于荷载分项系数取1.0的永久荷载，所以受拉杆件在永久荷载和风荷载联合作用下将受压，但压力很小，因此可以不计算荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在250以内。

钢结构课程设计24m屋架中国的建筑市场正在经历着前所未有的发展，特别是在钢结构方面。

凭借先进的技术，钢结构可以设计出耐久、经久耐用的建筑结构，满足日益增长的建筑需求。

本文通过对钢结构主要组成结构的分析，结合实际项目对24米钢结构屋架进行了介绍和设计。

首先，在设计24米钢结构屋架之前，要对钢结构的主要组成结构进行分析。

钢结构由支撑系统，桁架系统和骨架系统组成，其中支撑系统主要由框架、柱、梁、支架和跨度等组成，桁架系统主要由纵向小梁、之字形小梁和横向小梁组成，骨架系统主要由梁骨架和柱骨架组成。

在此基础上，针对24米钢结构屋架的设计探讨如下：首先，24米钢结构屋架的支撑系统主要采用框架形式，即通过立柱、梁和支架相连，构成柔性结构，以对抗外力和负荷作用，实现支撑屋架的目的。

其次，根据各部件的功能，24米钢结构屋架的桁架系统主要由纵向小梁、之字形小梁和横向小梁组成，其中纵向小梁的作用是将支撑系统上的梁或立柱拉伸成比较稳定的框架结构，之字形小梁的作用是与纵向小梁相结合，在支撑系统上形成相对稳定的框架结构，而横向小梁的作用是将横向荷载转移到支撑系统上，以及与纵向小梁相结合形成更稳定的框架结构。

此外，24米钢结构屋架的骨架系统由梁骨架和柱骨架组成，其中梁骨架的作用是消除支撑系统上的梁的跨度，从而大大提高屋架的承载能力；而柱骨架的作用则是用于分散支撑系统上柱的荷载，从而改善屋架的承载能力。

本文介绍了钢结构主要组成结构的分析和24米钢结构屋架的设计，以满足现有建筑需求。

根据钢结构的主要组成结构，24米钢结构屋架的支撑系统主要采用框架形式，桁架系统主要由纵向小梁、之字形小梁和横向小梁组成，而骨架系统则由梁骨架和柱骨架组成。

最后，利用这种设计方法，可以实现24米钢结构屋架结构的有效抵抗外力和负荷作用，保证建筑物的稳定性。

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 。

钢结构设计姓名：__________学号：__________班级：__________一、设计资料厂房总长90m，跨度根据不同学号为24m1、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,屋面坡度为i=1:10 ；L为屋架跨度。

地区计算温度高于一20E，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150/30 t （中级工作制），锻锤为2台5 t。

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）如附表图所示。

屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号用Q235钢，焊条为E43型。

3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。

用1.5 X 6.0预应力混凝土屋板。

荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式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0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取：0.7 KN/m2；③屋面个构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2保温层0.55KN/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、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=1/10 ；屋架计算跨度L°= 24000- 300= 23700mm端部高度取H=1990mm 跨中高度取3190mm下端起拱50mm屋架几何尺寸如图1 所示：h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.0ac egI ig'e'c'a'i . 24 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值支撑布置：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。

第一部分钢结构课程设计任务书一. 课程设计题目某车间梯形钢屋架结构设计二. 设计资料一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。

厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。

柱顶截面尺寸400×400ｍ，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。

厂房柱距选择为12m屋架为梯形钢屋架（属无檩体系），跨度为24米带钢屋架挡风板。

无檩体系屋面做法及永久荷载标准值防水层为三毡四油上铺小石子0.35kN/m2找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20＝0.40 kN/m2保温层为泡沫混凝土，选取80厚度：0.5 kN/m2预应力大型屋面板重 1.40 kN/m2可变荷载标准值雪荷载0.50 kN/m2屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2三.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示（下弦支撑采用与上弦支撑同样布置）图1.屋架形式及几何尺寸第二部分、钢屋架设计计算采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板屋架计算跨度：L。

=L-300=23700mm屋架端部高度：H。

=2000mm计算跨度处高度: h＝2015ｍｍ屋架高跨比： H/L。

=3860/23700=1/6.14层架上弦（下弦）支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2符号说明：GWJ(钢屋架)；SC（上线支撑）；XC(下弦支撑)；CC(垂直支撑)；GC(刚性系杆)；LG（柔性系杆）图2 屋架支撑布置图1.荷载计算屋架几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。

因为活载加积灰荷载加雪荷载（2000N/m²）大于活荷载（700 N/m²），所以动载取2000 N/m²。

屋架自重，P＝(120＋11×L) N/m²。

永久荷载标准值：二毡三油加绿豆砂0.35kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.4kN/m2支撑和钢屋架自重（120+11×30）/1000＝0.38管道设备自重0.10 kN/m2总计 3.13 kN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2总计： 1.10 kN/m2以上荷载计算中，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。

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。

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/m2②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 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 _________________________________________________________________总计：3.684KN/m2可变荷载标准值：笔下文学www。

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。

纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。

建筑钢结构课程设计-跨度为24m建筑钢结构课程设计题⽬：普通梯形钢屋架（1 ）—1 3 学⽣姓名：学院：班级：指导教师：摘要通过课程设计，对屋盖结构的整体构造和组成有⼀个全⾯的了解，对⽀撑体系在结构中的作⽤和重要性有⼀定的理解。

运⽤以前各章学习到的基本理论、基本知识和基本计算技能，掌握普通钢屋架的设计，打到能绘制施⼯图的要求。

本次设计包括单层单跨⼚房钢屋盖⽀撑布置；计算杆件内⼒；杆件设计；节点设计等内容。

⽬录1、设计资料 01.1结构形式 (3)1.2屋架形式及选材 (3)1.3荷载标准值（⽔平投影⾯计） (3)2、⽀撑布置 (4)2.1桁架形式及⼏何尺⼨布置 (4)2.2桁架⽀撑布置如图 (4)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 其余各杆件的截⾯ (11)6、节点设计 (12)6.1下弦节点“B” (12)6.2上弦节点“B” (13)6.3⽀座节点“A” (14)参考⽂献 (17)11、设计资料1.1、结构形式某⼚房跨度为 24m，总长 54m，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i 1 : 10 。

地震设防烈度为 7 度.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）永久荷载：SBS 改性沥青油毡防⽔层0.4 KN/m220 厚⽔泥砂浆找平层0.4 KN/m210 厚⽔泥珍珠岩保温层0.4 KN/m2冷底⼦油隔汽层0.05 KN/m2混凝⼟⼤型屋⾯板（包括灌浆） 1.4 KN/m2可变荷载：屋⾯活荷载(或雪荷载) 0.6KN/m2积灰荷载标准值0.5 KN/m2 22、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 所⽰图 2.124 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，布置下弦纵向⽔平⽀撑。

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。