北方地区某车间27米跨梯形钢屋架设计计算书(含施工图)

目录第一部分一、设计资料 (2)二、设计内容 (3)三、设计要求 (3)第二部分一、荷载和内力计算 (4)二、支撑布置 (5)三、杆件内力计算图 (6)四、杆件截面选择 (6)五、节点设计 (9)第一部分一、设计资料(1) 设计资料某厂房跨度为L=27m，总长240m，柱距6m.房内无吊车，无天窗，无振动设备。

采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋第 1 页共15页架支承于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，。

地区计算温度高于-200C。

钢材选用235Q钢，焊条为43E型。

(2) 屋架形式及几何尺寸屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，采用梯形钢屋架。

屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图一所示。

屋面坡度为(=3340-=i屋架计算跨度为26.7m,端部高度取1990mm，中部高度取3340mm。

/210:127001990*)(3) 荷载标准值①永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1.4 KN/m2二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2找平层2cm厚 0.4 KN/m2保温层2 0.4 KN/m2屋架及支撑自重：按公式L12=计算： 0.309 KN/m2.0+.0q11永久荷载总和 2.617 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载：2/kN7.0m附图一第 2 页共15页图1.1 27米跨屋架几何尺寸图1.2 27米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值第 3 页共15页第 4 页 共 15页图1.3 27米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值第二部分一、荷载和内力计算1、荷载计算恒荷载总和：2.6172/m KN屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。

可变荷载总和：1.52/m KN屋面板坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。

风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。

2、荷载组合节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合：kN F d 15.4665.1)8.09.04.17.04.1617.22.1(=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=第 5 页 共 15页 其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=G γ；积灰荷载，荷载分项系数4.11=Q γ；组合系数9.01=ψ；屋面荷载，4.12=Q γ，9.02=ψ。

27m梯形钢屋架设计doc⽬录1.设计资料： (3)2.结构形式与布置： (4)3.荷载计算 (5)3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 (6)3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 (6)3.3.全跨屋架（包括⽀撑）⾃重+半跨屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载: (6)4.内⼒计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆： (9)5.2下弦杆： (10)5.3端斜杆aB: (11)5.4腹杆eg－gK: (11)5.5竖杆Ie： (12)6.节点设计 (14)6.1下弦设计：6.1.1⽀座节点“a” (14)6.1.2下弦节点b (16)6.1.3下弦节点c (17)6.1.4下弦节点d (18)6.1.5下弦节点e (19)6.1.6下弦节点f (20)6.1.7下弦节点g (21)6.2上弦设计6.2.1上弦节点“B” (22)6.2.2上弦节点D (23)6.2.3上弦节点F (24)6.2.4上弦节点H (26)6.2.5上弦节点“I ” .......................................................27 6.2.6屋脊节点K . (28)单层⼯业⼚房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料：1．1由设计任务书的已知条件：某地⼀机械加⼯车间，长102m ，跨度30m ，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。

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（1.43/m kN ），上铺100mm 厚泡沫混凝⼟保温层（容重为13/m kN ），三毡四油（上铺绿⾖砂）防⽔层（0.43/m kN ），找平层2cm 厚（0.33/m kN ），卷材屋⾯，屋⾯坡度i=1/10，屋架简⽀与钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20，上柱截⾯400×400mm 。

一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北方地区某车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。

跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。

车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。

采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。

屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。

屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。

设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。

三、钢材和焊条的选用根据北方地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235沸腾钢，要求保证屈服强度 fy、抗拉强度 fu、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S）、磷（P）、碳（C）三项化学成分的合格含量。

焊条采用 E43型，手工焊。

四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。

屋面坡度。

10/1=i屋架计算跨度。

mm l l 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。

跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。

屋架高跨比：.812670033500==l H 。

屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。

为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m ，屋架几何尺寸如图 1 所示。

图1：27米跨屋架几何尺寸五、 屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。

单层厂房钢屋盖设计计算书一、设计计算资料梯形屋架跨度27m ，屋架间距6m ，厂房长度84m 。

屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接。

钢筋混凝土柱高12m ，其混凝土强度等级为C30。

钢材为Q235-B ，焊条E43型。

厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q ≤300kN 。

屋面均布活荷载（不与雪荷载同时考虑）为：轻型屋面取0.3kN /㎡,但计算负荷面积不超过60㎡时，取0.5 kN /㎡；重型屋面取0.5 kN /㎡。

屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度i 8/1=，H 型钢檩条的水平间距为3.375m 。

基本风压为0.75 kN /㎡，基本雪压为0 kN /㎡。

二、屋架几何尺寸的确定屋架的计算跨度mm L l 26700300270003000=-=-=，端部高度取mm H 19900=跨中高度为mm 3680H ,36788227000190020==⨯+=+=取mm L i H H 。

跨中起拱高度为60mm （L/500）。

梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

三、屋盖支撑布置根据厂房长度（84m>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有檩条代替刚性与柔性系杆，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、刚性系杆，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、图3、图4所示。

其中SC#为上弦支撑、XC#为下弦支撑、CC#为垂直支撑、GG#为刚性系杆、RG#为柔性系杆、GWJ#为屋架。

四、荷载计算1、永久荷载（水平投影面）压型钢板 151.086515.0=⨯kN/㎡ 檩条（0.5kN/m ） 0.148 kN /㎡屋架及支撑自重 0.01L=0.27kN /㎡ 合计 0.569kN /㎡ 2、可变荷载（水平投影面）因屋架受荷水平投影面积超过60㎡，故屋面均布活荷载为0.30 kN /㎡，无雪荷载。

钢屋架设计计算书一、设计资料某车间跨度为24（27、30）m，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。

永久荷载：改性沥青防水层0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2100厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压：0.35kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2积灰荷载0.75kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。

屋架坡度l=27m，每端支座中线缩进0.15m.计算跨度l0=l－2×0.15m=26.7m；端部高度取H0=1.95m，中部高度H=3.29m起拱按f=l0/500，取60mm.配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。

选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。

图-1 屋架尺寸三、荷载和杆件内力计算（1）屋架荷载屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取0.50kN/m2×1.4。

屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2；因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。

梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计计算书⼀、设计资料1、某车间跨度为24m，⼚房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级⼯作制软钩桥式吊车，地区计算温度⾼于-20℃，⽆侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标⾼为18m；2、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，桁架采⽤梯形钢桁架，两端铰⽀在钢筋混凝⼟柱上，3、上柱截⾯尺⼨为450×450mm4、混凝⼟强度等级为C255、屋架采⽤的钢材及焊条为：Q345钢，焊条为E50型。

结构形式与布置图屋架计算跨度：Lo=L-2×150=24000-300=23700mm。

端部⾼度Ho=1.74m屋⾯坡度i=1/12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。

⼆、荷载与内⼒计算1、荷载计算永久荷载：改性沥青防⽔层0.4kN/m220厚1:2.5⽔泥砂浆找平层0.40kN/m280厚泡沫混凝⼟保温层0.6kN/m2预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板（包括灌缝） 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和⽀撑⾃重为（0.120+0.011L）=0.384kN/m2总计：3.434KN/m2可变荷载基本风压：0.35 kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上⼈屋⾯活荷载0.7kN/m2（可变荷载可按⽔平投影⾯积计算）荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较⼤的活荷载计算。

0.7>0.5 kN/m2总计：1.2KN/m2由于屋⾯夹⾓较⼩，风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不考虑。

永久荷载设计值 1.35×3.434KN/m2=4.64KN/m2可变荷载设计值 1.4×1.2KN/m2=1.68KN/m22、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。

屋架上弦节点荷载F=(4.64KN/m2+1.68KN/m2) ×1.5×6m=56.88kN组合⼆：全跨永久荷载＋半跨可变荷载。

－、设计资料梯形钢屋架长度为72m，跨度为27m。

车间内设有两台中级工作制桥式吊车。

该地区冬季最低温度为－20℃。

屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。

上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。

屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。

屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。

柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。

根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235级，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。

构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。

屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。

二、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。

永久荷载标准值放水层（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（120mm厚泡沫混凝土） 0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值雪荷载 0.3kN/㎡积灰荷载 0.60kN/㎡总计 0.90kN/㎡永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡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节点荷载 P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.572×1.5×6=41.148 kN1P=1.26×1.5×6=11.34 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN3P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。

－、设计资料1、某工厂车间，采纳梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距 6m。

采纳× 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 m2。

屋面活荷载标准值为 m2，雪荷载标准值 m2，积灰荷载标准值为 m2，轴线处屋架端高为，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。

钢材采纳 Q235B 级，焊条采纳E43 型。

2、屋架计算跨度：Lo=27m－ 2× =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、结构形式与部署屋架形式及几何尺寸如图一所示:2、荷载组合设计桁架时，应试虑以下三种组合：①全跨永远荷载+全跨可变荷载(按永远荷载为主控制的组合)：全跨节点荷载设计值： F=× +×× +×× ×× 6=图三桁架计算简图本设计采纳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。

内力系数（ F=1）第二种组合第三种组合计算杆件杆件名称左半跨右半跨第一种组F1×①F1×①F3×①F3×①全跨①合 F×①内力（ KN)②③+F2×②+F2×③+F4×②+F4×③AB000000000上弦 BC，CDDE，EFFG，GHHJIJ，JKabbc下cd弦deefaBBbbDDccFFd斜 dH腹He杆eggKgI0Aa0Cb Ec-1-10竖Gd-1-10杆Jg-1-10Ie0Kf000000000四、杆件截面设计1、上弦杆：IJ、 JK计算，依据表得：整个上弦杆采纳相等截面，按最大设计内力N= ，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即：l ox =1355mm,本屋架为无檩体系，以为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，依据支撑部署和内力变化状况，取屋架平面外计算长度 l oy为支撑点间的距离，即： l oy=3l ox=4065mm。

钢结构课程设计梯形钢屋架计算书所在学院建筑工程学院所属专业土木工程班级学号土木10-3 1015020324 学生春旭指导教师黄雪芳王晓东设计时间2013.11.26－、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=26.7m3、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:图一屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置如图二所示:图二-1屋架上弦支撑布置图图二-2屋架下弦支撑分布图图二-3屋架垂直支撑符号说明：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）。

三、荷载与力计算1、荷载计算荷载与雪荷载不同时考虑，故计算时取两者较大的荷载标准值计算。

由资料可知屋面活荷载等于雪荷载，所以取0.5kN/㎡计算。

标准永久荷载:防水层、找平层、保温层1.30kN/㎡预应力混凝土大型屋面板1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.42kN/㎡总计: 3.12kN/㎡`标准可变荷载:屋面活荷载0.50kN/㎡积灰荷载0.60kN/㎡总计: 1.1kN/㎡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=49.122kN②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：F1.1=1.35×3.12×1.5×6=37.908kN（按永久荷载为主的组合）F1.2=1.2×3.12×1.5×6=33.696kN（按可变荷载为主的组合）对结构有利时：F1.3=1.0×3.12×1.5×6=28.080kN半跨节点可变荷载设计值：F2.1= 1.4×(0.7×0.5+0.9×0.6)×1.5×6=11.214kN（按永久荷载为主的组合）F2.2=1.4×（0.7+0.9×0.6）×1.5×6=17.325kN（按可变荷载为主的组合）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(按可变荷载为主的组合)：全跨节点屋架自重设计值：对结构不利时：F3.1=1.2×0.45×1.5×6=4.86kN对结构有利时：F3.2=1.0×0.45×1.5×6=4.05kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4=(1.2×1.4+1.4×0.5) ×1.5×6= 21.42kN其中①②为使用阶段荷载情况，③施工阶段荷载情况。

钢屋架设计计算书一、设计资料某车间跨度为24（27、30）m，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。

永久荷载：改性沥青防水层0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2100厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压：0.35kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2积灰荷载0.75kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。

屋架坡度l=27m，每端支座中线缩进0.15m.计算跨度l0=l－2×0.15m=26.7m；端部高度取H0=1.95m，中部高度H=3.29m起拱按f=l0/500，取60mm.配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。

选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。

图-1 屋架尺寸三、荷载和杆件内力计算（1）屋架荷载屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取0.50kN/m2×1.4。

屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2；因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。

梯形钢屋架课程设计计算书目录一、设计资料 (3)二、屋架几何尺寸及檩条布置................................................................ . . . . . . . . (3)1、屋架几何尺寸 (3)2、檩条布置 (4)三、支撑布置 (5)1、上弦横向水平支撑 (5)2、下弦横向和纵向水平支撑...................................................................................... (5)3、垂直支撑 (5)4、系杆 (5)四、荷载与内力计算 (6)1、荷载计算 (6)2、荷载组合 (6)3、内力计算 (7)五、杆件截面设计 (7)1、节点板厚度 (7)2、杆件计算长度系数及截面形式 (9)3、上弦杆 (9)4、下弦杆 (9)5、再分式腹杆Ig-gf (10)6、竖腹杆Ie (10)六、节点设计 (13)1、下弦节点“b” (13)2．上弦节点“B” (16)3．有工地拼接的下弦节点“f”.................................................................................. . (18)4．屋脊节点“K” ........................................................................................................ . (19)5．支座节点“a”..................................................................................................... . (16)七、填板设计................................................................................................................... .. (21)一、设计资料:1. 车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。

一、设计资料：(1)某车间跨度为27m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m。

(2)屋面采用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，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为1:11，屋架端部高度为1.74m,屋架采用的钢材及焊条为：Q235B钢，焊条为E43型。

(3)荷载：永久荷载：改性沥青防水层0.4kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.40kN/m280厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载：基本风压：0.35 kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 （4）桁架计算跨度：m 7.2615.0227l 0=⨯-= 跨中及端部高度： 桁架的中间高度： 2.954h m = 在26.7m 的两端高度：0 1.740h m=在27m 轴线处端部高度：0 1.726h m = 桁架跨中起拱50mm （L/500≈） 二、 结构形式与布置：桁架形式及几何尺寸如图1所示。

图1.桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2所示。

图2.桁架支撑布置三、荷载计算：屋面活载与雪载不会同时出现，从资料可知屋面活载大于雪荷载故取屋面活载计算。

沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以2α=+=换算为沿水平投影面分布的荷载。

桁架沿水1cos11111 1.004平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（0.120.011P=+⨯w度）计算，跨度单位为m 。

标准永久荷载：改性沥青防水层 1.004⨯0.4 kN/m 2=0.4016kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 1.004⨯0.40kN/m 2=0.4016 kN/m 280厚泡沫混凝土保温层 1.004⨯0.6kN/m 2=0.6024kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.004⨯1.5kN/m 2=1.506 kN/m 2 悬挂管道 1.003⨯0.15N/m 2=0.1505 kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011⨯27）kN/m 2=0.417 kN/m 2共： 3.479 kN/m 2标准可变荷载： 积灰荷载0.5kN/m 2不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合） 全跨节点荷载设计值：F=（1.35⨯3.479+1.4⨯0.7⨯0.7+1.4⨯0.9⨯0.5）⨯1.5⨯6=54.11 kN/m 2 （2）全跨永久荷载+右半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对结构不利时：21.1F 1.35 3.479 1.5642.27kN m m m kN =⨯⨯⨯= 21.2F 1.2 3.479 1.5637.57kN m m m kN =⨯⨯⨯=对结构有利时：21.3F 1.0 3.479 1.5631.31kN m m m kN =⨯⨯⨯=半跨节点可变荷载设计值：222.1F 1.4(0.70.70.90.5) 1.5611.84kN m kN m m m kN =⨯⨯+⨯⨯⨯=（按永久荷载为主的组合）22.2F 1.4(0.70.90.5) 1.5614.49kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯=（按可变荷载为主的组合）（3）全跨永久荷载+半跨屋面板自重+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值： 对结构不利时：23.1F 1.20.417 1.56 4.50kN m m m kN =⨯⨯⨯=对结构有利时：23.2F 1.00.417 1.56 3.75kN m m m kN =⨯⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活载设计值：224F (1.2 1.5 1.40.7) 1.5625.02kN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯=（1），（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。

一、课程设计任务概述涉及一榀钢屋架，地震烈度为6度。

无侵蚀性介质，屋架下弦标高为12.5m。

屋面积灰荷载0.8kN/㎡。

钢材为Q345，焊条E50型。

屋架铰支于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C25。

屋面均布活载（不与雪荷载同时考虑）为0.7kN/㎡。

屋架跨度27m，雪荷载0.35 kN/㎡，柱距6m采用无檩体系，屋面材料采用预应力混凝土屋面板,，屋架坡度为1：10。

二、屋架几何尺寸屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处），h=3325mm（计算跨度处）。

三、屋架上弦、下弦及支撑布置GWJ：钢屋架 GG:刚性系杆 LG:柔性系杆屋架上弦水平支撑布置见下图（图一）屋架下弦水平支撑布置见下图（图二）端垮垂直支撑布置见下图（图三）跨中垂直支撑布置见下图(图三)图一图二图三四、屋架荷载分析及内力汇总表 1、荷载分析活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：三毡四油防水层 0.4 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.4 kN/㎡ 保温层 0.5 kN/㎡ 一毡二油隔气层 0.05 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.3 kN/㎡ 预应力混凝土 1.45㎡kN/㎡ 屋架及支撑自重 0.12+0.297=0.417kN/㎡总计 3.517kN/㎡可变荷载标准值:活荷载 0.70kN/㎡ 雪荷载 0.35kN/㎡ 积灰荷载 0.90kN/㎡ 不需要考虑风压作用由可变荷载效应控制的组合： =1.2×3.517＋1.4×0.7＋1.4×0.9×0.70 =6.0824kN/㎡由永久荷载效应控制的组合： =1.35×3.517＋1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7 =6.316kN/㎡所以本设计按永久荷载效应控制设计 荷载组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载｛=max(屋面均布活荷载，雪荷载）｝+全跨积灰荷载 P= 6.0824kN/㎡×1.5m ×6m=54.74kN 全跨永久荷载+半跨可变荷载+半跨积灰荷载 1P =1.35×3.517kN/㎡×1.5m ×6m=42.73kN=（1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7）kN/㎡×1.5m ×6m=14.11kN 2、内力汇总表112nG GK Q Q K Qi ci Qiki S S S S γγγψ==++∑1nG GK Qi ci Qiki S S S γγψ==+∑2P杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数：注：表内负号表示压力杆件内力系数单向荷载内力内力组合不利组合全跨半跨恒载荷载9.07恒+全恒+半全跨半跨AB00000000 RS00000000上BC-10.078-7.267-430.633-142.201-102.537-572.834-533.17-572.834 QR-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 CD-10.078-10.88-430.633-142.201-153.517-572.834-584.15-572.834弦PQ-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 DE-15.978-10.88-682.74-225.45-153.517-908.19-836.257-908.19 OP-15.978-5.092-682.74-225.45-71.8481-908.19-754.588-908.19杆EF-16.244-11.146-694.106-229.203-157.27-923.309-851.376-923.309 NO-16.244-5.091-694.106-229.203-71.834-923.309-765.94-923.309 FG-16.008-10.91-684.022-225.873-153.94-909.895-837.962-909.895 MN-16.008-5.091-684.022-225.873-71.834-909.895-755.856-909.895 GH-18.813-11.143-803.879-265.451-157.228-1069.33-961.107-1069.33 LM-18.813-7.66-803.879-265.451-108.083-1069.33-911.962-1069.33 HI-19.018-11.366-812.639-268.344-160.374-1080.98-973.013-1080.98 KL-19.018-7.643-812.639-268.344-107.843-1080.98-920.482-1080.98 IJ-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93 JK-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93下ab 5.681 4.189242.749180.1589159.10679322.908301.8559322.908 hi 5.681 1.569242.749180.1589122.13859322.908264.8877322.908弦bc13.4099.403572.9666189.201132.6763762.1676705.6429762.1676 gh13.409 4.001572.9666189.20156.45411762.1676629.4207762.1676杆cd18.4511.524788.3685260.3295162.60361048.698950.97211048.698 fg18.45 6.867788.3685260.329596.893371048.698885.26191048.698 de18.0489.037771.191254.6573127.51211025.848898.70311025.848 ef18.0489771.191254.6573126.991025.848898.1811025.848腹Aa-0.501-0.501-21.4077-7.06911-7.06911-28.4768-28.4768-28.4768 Si-0.5010-21.4077-7.069110-28.4768-21.4077-28.4768 Ba-10.226-7.54-436.957-144.289-106.389-581.246-543.346-581.246 Ri-10.226-2.727-436.957-144.289-38.478-581.246-475.435-581.246 Bb7.824 5.475334.3195110.396677.25225444.7162411.5718444.7162 Rh7.824 2.291334.3195110.396632.32601444.7162366.6455444.7162 Cb-1.032-1.032-44.0974-14.5615-14.5615-58.6589-58.6589-58.6589杆Qh-1.0320.016-44.0974-14.56150.22576-58.6589-43.8716-58.6589 Db-6.43-4.133-274.754-90.7273-58.3166-365.481-333.071-365.481 Ph-6.43-2.294-274.754-90.7273-32.3683-365.481-307.122-365.481 Dc7.771 2.752332.0548109.648838.83072441.7036370.8856441.7036 Pg7.771 2.026332.0548109.648828.58686441.7036360.6417441.7036 Ec-1.661-1.664-70.9745-23.4367-23.479-94.4112-94.4536-94.4112 Og-1.6610-70.9745-23.43670-94.4112-70.9745-94.4112Gc -3.451 -0.954 -147.461 -48.6936 -13.4609 -196.155 -160.922 -196.155 Mg -3.451 -2.493 -147.461 -48.6936 -35.1762 -196.155 -182.637 -196.155 Ej 0.212 0.212 9.05876 2.99132 2.99132 12.05008 12.05008 12.05008 Om 0.212 0.01 9.05876 2.99132 0.1411 12.05008 9.19986 12.05008 Fj -0.149 -0.149 -6.36677 -2.10239 -2.10239 -8.46916 -8.46916 -8.46916 Nm -0.149 0.001 -6.36677 -2.10239 0.01411 -8.46916 -6.35266 -8.46916 Gd 0.671 -0.96 28.67183 9.46781 -13.5456 38.13964 15.12623 38.13964 Mf 0.671 1.628 28.67183 9.46781 22.97108 38.13964 51.64291 38.13964 Hd -1.416 -1.489 -60.5057 -19.9798 -21.0098 -80.4854 -81.5155 -80.4854 Lf -1.416 0.072 -60.5057 -19.9798 1.01592 -80.4854 -59.4898 -80.4854 Jd 1.077 3.13 46.02021 15.19647 44.1643 61.21668 90.18451 61.21668 Jf 1.077 -2.051 46.02021 15.19647 -28.9396 61.21668 17.0806 61.21668 Hk 0.171 0.181 7.30683 2.41281 2.55391 9.71964 9.86074 9.71964 Ll 0.171 -0.01 7.30683 2.41281 -0.1411 9.71964 7.16573 9.71964 Ik -0.116 -0.129 -4.95668 -1.63676 -1.82019 -6.59344 -6.77687 -6.59344 Kl -0.116 0.013 -4.95668 -1.63676 0.18343 -6.59344 -4.77325 -6.59344 Je 2.095 1.047 89.51935 29.56045 14.77317 119.0798 104.2925 119.0798五、杆件截面设计腹杆最大内力，N=－581.246N ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。

某车间27m梯形钢屋架设计
梯形钢屋架是指钢结构中采用梯形钢材构成的屋架，它具有重量轻、强度高、施工方便等优点，在工业厂房，商业大厦等建筑物中得到广泛应用。

本文将结合某车间27m梯形钢屋架设计，从梁柱、节点、荷载等方面详细讲解其设计流程。

一、设计参数
该梯形钢屋架的设计参数如下：
跨度：27m
净高：5m
屋面坡度：5%
风压：0.8kN/m²
二、梁柱的设计
梁柱是梯形钢屋架的主要组成部分，其主要承受落在屋面上的荷载，设计时需要考虑其受力情况。

1. 梁的设计
该梯形钢屋架的梁一般为双梁结构，采用H型钢。

设计时需要根据结构计算确定梁的大小和型号。

据计算，该梯形钢屋架的梁的尺寸为800mm * 300mm * 14mm。

三、节点的设计
节点是梯形钢屋架中连接梁柱的重要部分，其设计需要考虑承载能力和连接方式等因素。

该梯形钢屋架的节点采用角钢板焊接，其连接方式牢固，能有效承受荷载。

节点设计时应根据结构计算确定其大小和具体焊接方式。

四、荷载的设计
荷载是梯形钢屋架设计中需要考虑的重要因素，其大小以及分布情况对结构的安全性有很大影响。

风荷载是梯形钢屋架设计中需要考虑的重要荷载之一，其大小与风速有关。

该梯形钢屋架的设计风压为0.8kN/m²，根据结构计算，该荷载下的梁柱满足强度要求。

综上所述，该车间27m梯形钢屋架的设计采用H型钢作为梁柱的材料，节点采用角钢板焊接，具有承载能力强，连接牢固等特点。

荷载设计中考虑了风荷载和雪荷载，保证了结构的安全性。

在施工时需要严格按照设计方案进行，确保其质量和安全。

钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计学院：土木与环境工程学院班级：姓名：学号：指导教师：北京科技大学 2014年07月目录1.设计任务书 (1)1.1 设计内容 (1)1.2 设计目的 (1)1.3设计任务及要求 (1)2.设计计算书 (2)2.1 设计资料 (2)2.2 设计依据 (3)2.3 屋架形式及主要尺寸确定 (3)2.4 支撑布置 (4)2.5 屋架的内力计算 (5)2.5.1 计算的基本假定 (5)2.5.2荷载计算 (5)2.5.3 荷载组合 (6)2.5.4 内力计算 (7)2.6 杆件截面设计 (9)2.6.1 上弦杆 (9)2.6.2 下弦杆 (10)2.6.3 端斜杆aB (11)2.6.4 腹杆 (12)2.5.6 竖杆Hd (16)2.7 节点设计 (19)2.7.1 上弦节点 (19)2.7.2 屋脊节点“J” (30)3.7.3 端部支座节点“a” (32)2.7.4 下弦节点 (34)2.7.5 其他节点 (40)2.8 节点板计算 (41)1.设计任务书1.1 设计内容27m跨工业厂房普通钢屋架设计1.2 设计目的通过课程设计，进一步了工业厂房钢结构的结构型式、总体布置、受力特点和构造要求等；培养和锻炼学生综合运用钢结构材料、连接和基本构件设计原理进行钢屋架设计计算和解决实际工程问题的能力。

1.3设计任务及要求(1)完成设计计算书一份，设计计算书内容应包括以下内容：①设计基本资料、设计依据②选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求；③确定屋架形式及几何尺寸，屋架及支撑布置（SC——上弦支撑，XC——下弦支撑，CC——垂直支撑，GG——刚性系杆，LG——柔性支撑）；④进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；⑤节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。

⑥填板设置；⑦材料统计(2)绘制钢屋架施工图一张（A3）①屋架几何尺寸和内力简图（1:100）；②构件详图：屋架正立面图[轴线图比例1:20（1：30），节点及杆件比例1:10(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；③零件或节点大样图（1:5）；④材料表；设计说明。

目录一、设计资料 (1)二、钢材和焊条选择 (1)三、屋架形式及尺寸 (1)四、屋盖支撑布置 (2)五、荷载和内力计算 (2)六、干件截面选择 (3)七、节点设计 (6)一、设计资料详见同济大学自考办发的《钢结构课程设计任务书》。

二、钢材和焊条选择按设计规范要求，钢材选用Q235B。

焊条选用E43型，手工焊。

三、屋架形式及尺寸根据《钢结构课程设计任务书》，屋架的计算跨度为L=L-300=27000-300=26700（mm）屋架在30m轴线处的端部高度取H=1990mm跨中高度H=H0+10.13000019003490 22iL⨯==+=屋架的高度跨比H/L=3490/27000=1/7.7在屋架常用高度范围内。

为使屋架上弦承受截点荷载，配合屋面板的宽度，复杆体系大部分采用下线节间长为3m的人字式，仅在跨中考虑到复杆的事宜倾角，采用再分式。

屋架跨中起供55mm（L/500=54mm,取55mm）。

几何尺寸如下所示：屋架几何尺寸图四、屋盖支撑布置根据车间长度（240m＞60m）、跨度及荷载情况，设置5道上、下弦横向水平支撑。

因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。

支撑布置见下页图所示。

图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3。

其他屋架编号均为GWJ-1。

五、荷载和内力计算（1）荷载计算和在计算及汇总见下表：荷载计算及汇总表计算屋架杆力时，应考虑如下三种荷载组合：使用“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半夸屋面均布和活荷载”。

应注意半夸屋面活荷载可能作用于左半跨，也可能作用于右半跨。

恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值P恒及P活分别为P 恒=3.23*1.5*6=29.07（KN ） P 活=2.10*1.5*6=18.90（KN ）施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”。

这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）既可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。