某屋顶钢结构计算书范本

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1.设计资料

设计房屋跨度为24 m的钢屋架，房屋平面尺寸24m×54m，钢筋混凝土排架结构，柱间距6m，屋面采用钢屋架结构体系，大型屋面板屋面，加气混凝土保温层，SBS沥青改性卷材防水层。地区基本雪压为0.70kN/m2，基本风压为0.45kN/m2，分项系数1.4，冬季室外计算温度-20℃，不计风荷载，不考虑地震设防。

2. 钢材和焊条选用

钢材选用AY3F，焊条采用E43型，手工焊。

3. 屋架形式和尺寸

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。屋架跨度L=24m，每端缩进0.15m,计算跨度L0=L—2×0.15m=23.7m；端部高度去H0=2m，中部高度H=3.2m；下弦起拱50mm，起拱后的上弦坡度i=1/9.6

配合大型屋面板尺寸（1.5m×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m选用屋架杆件布置和几何尺寸如图1—1所示

图1—1屋架杆件布置和几何尺寸

4. 荷载计算和杆件内力计算

4.1屋架荷载计算

屋架和支撑重按（0.12+0.011×L0）×1.2=0.384kN/m2×1.2，且因屋架下弦无其他荷载，可认为屋架和支撑重量全部作用于上弦节点；

屋面活荷载取雪荷载（0.70kN/m2×1.4）。吊顶通过屋面板缝设吊杆与屋架上弦连接，故作为上弦荷载。

屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度较小（起拱后tani=1/9.6，seci=1.0054），故近似地将全部荷载均按水平投影面积计算，屋架全部荷载的设计值为： 2

SBS沥青改性卷材 0.35×1.2= 0.42kN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层 0.40×1.2=0.48 kN/m2

150mm厚加气混凝土保温层 0.40×1.2 =0.48kN/m2

1.5m×6m大型屋面板和浅缝 1.50×1.2= 1.8kN/m2

吊顶 0.40×1.2 =0.48kN/m2

屋架和支撑重 0.384×1.2=0.46kN/m2

恒载设计值 g=4.12kN/m2

屋面活荷载 0.70×1.4=0.98kN/m2

q=0.98 kN/m2

4.2屋架杆件内力系数

屋架上弦左半跨单位节点荷载及其作用下的杆件内力（系数）KL经计算如图1—2所示。

于是可得到屋架上弦右半跨单位节点荷载及全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数KR和K=KL+KR，并全部列入表1。

4.3杆件内力组合

A．组合一

全跨恒载+全跨活荷载： q=5.1kN/m2

由此可得到上弦节点荷载为： F=5.1×1.5×6=45.9kN

B．组合二

全部恒载+半跨活荷载(相应于全跨恒,活荷载减去半跨活荷载)：

全跨节点永久荷载： F1=4.12×1.5×6=37.08kN

半跨节点可变荷载： F2=0.98×1.5×6=8.82kN 3

C.组合三

全跨屋架和支撑重+半跨屋面板和活荷载

全跨节点桁架自重： F3=0.46×1.5×6=4.14kN

半跨节点屋面板自重及活荷载： F4=［（0.384+1.5）×1.2+（0.7×1.4）］×1.5×6=29.17kN

杆件内力组合结果全部列入表1。其中,第二,第三组合只对个别KL和KR正负异号的杆件计算（共Fg，gH，Hk三根腹杆），因为这种情况下第二，第三组合的内力将大于第一组合的内力，并可能是第一组合为拉力的杆件变为受压。

4.4杆件内力组合计算表

杆件内力系数组合一组合二组合三

内力设计值全跨恒载全跨恒载+半跨活载全跨屋架和支撑重+

半跨屋面板和活荷载

K KL,R F×K F1×K + F2×KL F1×KL + F2×KR F3×K + F4×KL F3×K + F4×KR N（kN）

上

弦

杆 AB 0 0

0 0 0 0 0 0 0

BD -8.68 -6.22

-2.46 -398.41 -376.72 -343.55 -217.37 -107.69 -398.41

DF -13.48 -9.01

-4.47 -618.73 -579.31 -539.26 -318.63 -186.20 -618.73

FH -15.21 -9.14

-6.07 -698.14 -644.62 -617.52 -329.58 -240.03 -698.14

HK -14.72 -7.36

-7.36 -675.65 -610.73 -610.73 -275.63 -275.63 -675.65

下

弦

杆 ac +4.71 +3.47

+1.24 216.19 205.25 185.58 120.72 55.67 216.19

ce +11.48 +7.97

+3.51 526.93 495.97 456.64 280.01 149.91 526.93

eg +14.59 +9.30

+5.29 669.68 623.03 587.66 331.68 214.71 669.68 4

gk +15.12 +8.41

+6.71 694.01 634.83 619.83 307.92 258.33 694.01

斜

杆 aB -8.86 -6.52

-2.34 -406.07 -386.04 -349.17 -226.87 -104.94 -406.07

Bc +6.87 +4.76

+2.11 315.33 296.72 273.35 167.30 89.99 315.33

cD -5.43 -3.40

-2.03 -249.24 -231.33 -219.25 -121.66 -81.70 -249.24

De +3.71 +1.91

+1.80 170.29 154.41 153.44 71.07 67.87 170.29

eF -2.46 -0.71

-1.75 -112.91 -97.48 -106.65 -30.90 -61.23 -112.91

Fg +1.13 -0.44

+1.57 51.87 38.02 55.75 -8.16 50.48 -8.16

55.75

gH +0.02 +1.55

-1.53 0.918 14.41 -12.75 45.30 -44.55 -44.55

45.30

Hk -1.07 -2.46

+1.39 -49.11 -61.37 -27.41 -76.19 36.12 -76.19

36.12

竖

杆 Aa -0.5 -0.5

0 -22.95 -22.95 -18.54 -16.66 -2.07 -22.95

Ee -1 -1

0 -45.9 -45.9 -37.08 -33.31 -4.14 -45.9

Kk +1.92 +0.96

+0.96 88.13 79.66 79.66 35.95 35.95 88.13

5杆件截面选择

5.1弦杆截面选择

（1）上弦杆

整个上弦采用等截面，按最大内力N=-698.14kN计算。采用短边相拼的不等边角钢T形截面，L0x=1508mm,L0Y=3016mm.Q235钢 f=215N/mm2，压杆=150。

因L0Y/ L0x=2，假设 =80，又因翼缘为焰切边，不论对x轴还是y轴界面类型均属于b类界面，由附表4.2查得=0.688则所需界面几何量为：

A=N/（f）=698.14×103/（0.688×215）=4719.7mm2

ix= L0x /=150.8/80=1.885cm

iy= L0Y /=30.16/80=3.77cm

由几何量和构造要求查角钢表，选用2∟125×80×12，A=2×2340=4680mm2；ix=22.4mm，iy=61.6mm

x=l0x/ix=1508/22.4=67.3<[]=150, y=l0y/iy=3016/61.6=48.96<[]=150

由max=67.3, 查得b类=0.7672，即代入稳定条件

=N/(A)= 698.14103/(0.76724680)=194.44N/mm2 < 215 N/mm2

满足要求。

（2）下弦杆

下整个下弦采用等截面，按最大内力N=694.01kN计算， l0x=3000mm，l0y=11850mm。Q235钢f=215N/mm2，拉杆[]=350。因l0y 》l0x，采用短边相拼的不等边角钢T形截面，则得到所需截面的面积为：

A=N/f= 694.01×103/215=3228mm2

由查角钢表得，选用2∟125×80×8，A=2×1600=3200mm2；ix=22.9mm，iy=60.7mm

x=l0x/ix=3000/22.9=131<[]=350

y=l0y/iy=11850/60.7=195.2<[]=350

则稳定满足要求。 6

上弦杆截面下弦杆截面

5.2 腹杆截面选择

各腹杆截面选择过程从略,其结果如下表：

杆件内力

设计

值

/kN 几何长度/mm 计算长度/mm 截面形式

及规格截面面积

/mm2 回转半径/mm 长细比稳定系数应力设计值/

N/mm2

L0x L0y ix iy x y x y

弦杆 AK -698.14 1508 1508 3016 125×80×12 4680 22.4 61.6 67.3 48.96 0.767 194.44

ak 694.01 3000 3000 11850 125×80×8 3200 22.9 60.7 131 195.2 210

斜杆 aB -406.07 2543 2543 2543 100×63×6 1924 17.9 26.3 142 96.7 0.702 197.9

钢结构计算书

一、设计资料

1、车间平面尺寸为150m×9m，柱距7.5m，跨度为18m，柱网采用封闭结合。车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。

2、屋面采用长尺复合屋面板，檩距1.5m。

3、檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z 型钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度 i=l/8。

4、侧向支撑点间距为3m

5、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值 fc＝14.3N/m2。抗风柱的柱距为 6m，上端与屋架上弦用板铰连接

6、钢材用Q235-B，焊条用E43系列型。屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如图 1。

图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式

7、该车间建于深圳近郊。

8、屋盖荷载标准值：

（l）屋面活荷载 0.50 kN/𝑚2

（2）基本风压w0 0.75 kN/𝑚2

（3）复合屋面板自重 0.15 kN/𝑚2

（4）檩条自重 0.084 kN/𝑚2

（5）屋架及支撑自重 0.12+0.011L kN/𝑚2

9、运输单元最大尺寸长度为15m，高为4.0m。

二、屋架几何尺寸及檩条布置

1、屋架几何尺寸

屋架上弦节点用大写字母 A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母 a,

b, c…连续编号。

图2 屋架几何尺寸

运输单元的最大尺寸为长度15m，高度4m。此屋架跨度18m，高度2.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为9m，高为2.3m。两个运输单元分别在工厂里面制作完成后，再运输至施工现场进行拼接。

钢结构课程设计计算说明书(2024版)

第 1 页共 7 页一、荷载计算

永久荷载（设计值）：

预应力混凝土屋面板 1.45𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=1.96𝑘𝑁/𝑚2

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.40𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.54𝑘𝑁/𝑚2

水泥砂浆找平层 0.40𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.54𝑘𝑁/𝑚2

保温层 0.70𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.95𝑘𝑁/𝑚2

一毡二油隔气层 0.05𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.07𝑘𝑁/𝑚2

水泥砂浆找平层 0.30𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.41𝑘𝑁/𝑚2

屋架和支撑自重

管道荷载（0.12+0.011×16）×1.35=0.40𝑘𝑁/𝑚2

0.10𝑘𝑁/𝑚2

×1.35=0.135𝑘𝑁/𝑚2

合计 5.005𝑘𝑁/𝑚2

可变荷载：

施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。

屋面活荷载 0.70𝑘𝑁/𝑚2

×1.4=0.98𝑘𝑁/𝑚2

积灰荷载 0.70𝑘𝑁/𝑚2

×1.4=0.98𝑘𝑁/𝑚2

合计 1.96𝑘𝑁/𝑚2

屋面坡度不大，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。

二、荷载组合

本设计按全跨荷载的永久效应组合：

5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573𝑘𝑁/𝑚2

本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式

的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。

𝐹

𝑑=6.573×6×3.2=126.20 𝑘𝑁

𝐹

𝑑=6.573×6×1.6=63.10 𝑘𝑁

内力计算

利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；

𝑘𝑁

第 2 页共 7

页最大压力在杆件值为606.87。 𝑘𝑁

三、杆件截面设计

根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm；其

钢结构结构设计计算书

河北钢铁集团燕钢科技研发中心钢结构计算书

一、设计依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

二、荷载信息

结构重要性系数： 1.00

（一）恒荷载：

采光顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.8kN/m2；

连廊楼面50厚建筑做法+100厚混凝土板：3.75kN/m2；

连廊顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5kN/m2；

连通屋面钢板+建筑做法：5.0kN/m2；

连廊侧立面石材+檩条+天沟及建筑防水等：1.0kN/m2；

连通屋面底面建筑做法+檩条等：0.5kN/m2；

屋面上造型钢结构屋面+檩条+天沟及建筑防水等：0.5KN/m2；

屋面上造型侧立面玻璃幕墙及龙骨：1.0KN/m2；

（二）活荷载：

所有幕墙面均为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；

钢连廊楼面活荷载取3.5KN/m2；

连通屋面部分活荷载取2.0KN/m2；

屋面上造型钢结构屋面为不上人屋面，活荷载取0.5KN/m2；

（三）雪荷载：

当地雪荷载为0.40KN/m2（n=100）

（四）风荷载：

因钢结构对风荷载较为敏感，因此取重现周期为100年的当地基本风压为0.45KN/m2（n=100）

考虑B类粗糙度。风压高度系数，体型系数的等均按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）相关规定执行。

（五）地震作用：

地震烈度： 7度(0.15g)

水平地震影响系数最大值： 0.12

计算振型数： 50-200

建筑结构阻尼比： 0.035

特征周期值： 0.45

地震影响：多遇地震

场地类别： Ⅱ类

地震分组：第二组

某钢屋面檩条、钢梁计算书

某钢屋⾯檩条、钢梁计算书

1计算说明

1.1⼯程概况

本设计为**项⽬钢结构屋顶施⼯图设计。结构形式为门式刚架轻型钢结构，屋⾯采⽤轻质彩钢压型板。

结构设计使⽤年限为50年(钢檩条等可替换的结构构件为25年），建筑结构的安全等级为⼆级。1.2⾃然条件及设计荷载

风载标准值：0.60KN/m2?，雪载标准值：1.0.KN/m2 ；

不上⼈屋⾯活荷载标准值：0.5kN/m2；

本⼯程的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，抗震设防类别为丙类。2计算内容

2.1房屋⾯檁条结构计算

2.1.1计算所选⽤参数

1)恒载标准值为:q D=0.1KN/m2

2)活载标准值为:q L=0.5KN/m2

3)雪荷载标准值为:q

=1KN/m2

4)积灰荷载标准值为:q A=0KN/m2

5)施⼯荷载标准值为:Q=1KN

6)风压标准值为:q W=0.6KN/m2

7)风压⾼度变化系数为:µz=1

8)风压体形系数为:µs=-1.4

9)屋⾯坡度为:α＝21.8度

10)檁条计算长度为:L=4.1m

11)檁条间距为:a=1.29m

12)跨中拉条数量为:n=1根

13)檁条抗拉强度设计值为:fy=215MPa

14)檁条抗剪强度设计值为:fv=125MPa

15)檁条弹性模量为:E=206000MPa

16)檩条规格:C140X50X20X2.5

17)风荷载调整系数f cw=1.1

2.1.2计算公式或计算软件的选⽤

2.1.2.1计算软件

PKPM2008

2.1.3计算步骤及结果2.1.

3.1截⾯特性计算

檩条形式: 卷边槽形冷弯型钢C140X50X20X2.5b = 50.000 h =140.000

c =20.000 t = 2.500

A = 0.6480E-03 Ix = 0.1868E-05 Iy = 0.2211E-06

It = 0.1351E-08 Iw = 0.9319E-09

Wx1=0.2668E-04 Wx2 = 0.2668E-04 Wy1 = 0.1396E-04 Wy2 = 0.6470E-05

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