钢结构课程设计梯形钢屋架计算书

课程设计任务书题目：梯形钢屋架——某工业厂房适用专业：土木工程2010级指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰太原理工大学建筑与土木工程学院2013年12月一、设计题目：梯形钢屋架二、设计资料某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。

屋面排水坡度见表1，有组织排水。

屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。

不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：0.30kN/m2（6.0m）0.40kN/m2（7.5m）三、设计内容及要求要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。

1. 设计内容（1）进行屋盖结构布置并选取计算简图；（2）屋架内力计算及内力组合；（3）屋架杆件设计；（4）屋架节点设计；（5）屋架施工图。

2. 设计要求（1）整理设计计算书一份○1设计条件○2结构布置○3计算简图○4荷载选取○5内力计算○6内力组合○7构件设计○8节点设计○9挠度验算（2）绘制施工图○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图；○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。

四、参考资料（1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社（2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社（3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012（4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社（5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院（6）钢结构设计规范，GB 50017-2003（7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社课程设计计算书题目：梯形钢屋架——某工业厂房专业：土木工程班级：土木1002姓名：景天雨学号：2010001529指导教师：焦晋峰太原理工大学建筑与土木工程学院2013年12月梯形钢屋架计算书一．设计资料（题号45）（1）某工业厂房（乌鲁木齐）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。

2、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 0＝24000－300＝23700mm ；端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （为L 0/7.4）。

屋架几何尺寸如图1所示：1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150Aac egIB CD FG H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图1：24米跨屋架几何尺寸三、支撑布置由于房屋长度有60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。

其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。

（如图2所示）上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置4、设计屋架荷载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/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影α=+=换算为沿水平投影面响。

沿屋面分布的永久荷载乘以21c o s111111.004分布的荷载。

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

（w标准永久荷载：二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m260mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.004x 1.4=1.406kN/m2屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 2.90kN/m2标准可变荷载：屋面活荷载 0.7kN/m2积灰荷载 0.75kN/m 2雪荷载 0.5kN/m2_____________________________共 1.95kN/m 2考虑以下三种荷载组合① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=(1.35x 2.90kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2+1.4x 0.9x 0.75kN/m 2 )x 1.5mx 6m=49.91kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：KN m m m KN F 235.3565.1/90.235.122,1=⨯⨯⨯=（按永久荷载效应控制的组合）KN m m m KN F 32.3165.1/90.22.122,1=⨯⨯⨯=（按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：KN m m m KN F 1.2665.1/90.20.123,1=⨯⨯⨯= 半跨可变荷载设计值：()(组合按永久荷载效应控制的KN m m m KN m KN F 68.1465.1/75.09.0/7.07.04.1221,2=⨯⨯⨯+⨯⨯=()22,2F 1.40.70.90.75k N m 1.5m 6m =17.33k N =⨯+⨯⨯⨯（按可变荷载效应控制的组合）（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：23,1F 1.20.384k N m 1.5m 6m =4.15k N =⨯⨯⨯ 对结构有利时：23,2F 1.00.384k N m 1.5m 6m =3.46k N =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯5、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。

梯形钢屋架课程设计梯形钢屋架课程设计计算书1．设计资料：1、车间柱网布置：长度96m ；柱距6m ；跨度15m。

2、屋面坡度：1：10。

3、屋面材料：压型钢板。

4、荷载1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m²。

2）活载：屋面活荷载0.5KN/m²。

5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。

6、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示图12 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度(96m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑2道，下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。

如图2图23、垂直支撑垂直支撑必须设置。

对于本屋架结构，在跨度中央设置一道中间垂直支撑，在屋架两端各设置一道垂直支撑。

垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上，如图 3 所示。

图34 . 荷载计算屋面活荷载0.5KN/m ²进行计算。

荷载计算表 荷载名称 标准值（KN/m²） 设计值（KN/m²） 屋架及支撑自重 0.45 0.15×1.35＝0.608 可变荷载总和 0.50.7荷载组合方法：1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F5 内力计算屋架构件内力组合表杆件名称杆件编号 单位荷载 F ＝1 静载作用（KN/m ²） 活载（KN/m ²）0.7 杆件内力 计算内力在左 在右全跨全部恒载3.578 屋架支撑0.608大型屋面板1.89在左在右全部组合一组合二组合三在左 在右 全部 上弦杆AB 0.000.000.000.000.00 0.00 0.00 0.000.000.000.000.000.000.000.00 BC -4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.84 -138.02 -86.01 -143.84 CD -4.68 -2.16 -6.22 -22.25 -3.78 -8.85-4.08-11.75 -3.28 -1.51 -4.35 -143.63 -137.83 -85.89-143.63DE -6.21 -3.93 -9.00 -32.19 -5.47 -11.73 -7.42 -17.01 -4.34 -2.75 -6.30 -207.85 -197.30 -116.34 -207.85 EF-6.20 -3.92 -8.99 -32.17-5.47-11.72 -7.42-16.99 -4.34 -2.75 -6.29 -207.70 -197.15 -116.26 -207.70下弦杆ab -1.21 -2.82 -3.49 -12.49 -2.12 -2.29 -5.34 -6.60 -0.85 -1.98 -2.44 -80.62 -72.00 -28.38 -80.62 bc 1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.25 26.51 29.44 29.44 cd 2.07 0.72 2.31 8.26 1.40 3.91 1.36 4.36 1.45 0.51 1.62 53.33 52.43 36.52 53.33斜腹杆aB -5.06 -2.05 -6.51 -23.31 -3.96 -9.56 -3.87 -12.31 -3.54 -1.43 -4.56 -150.49 -144.99 -92.14 -150.49 Bb 3.38 1.83 4.68 16.76 2.85 6.39 3.46 8.85 2.37 1.28 3.28 108.19 103.28 62.69 108.19 bD -2.15 -1.79 -3.42 -12.25 -2.08 -4.06 -3.39 -6.47 -1.51 -1.25 -2.40 -79.09 -74.28 -41.31 -79.09 Dc 0.73 1.55 1.83 6.55 1.11 1.38 2.93 3.46 0.51 1.08 1.28 42.27 38.11 16.21 42.27 Cf 0.38 -1.54 -0.71 -2.54 -0.43 0.72 -2.90 -1.34 0.27 -1.07 -0.50 -16.41 -12.29 2.99 -16.41竖杆Aa -0.50 0.00 -0.50 -1.79 -0.30 -0.95 0.00 -0.95 -0.35 0.00 -0.35 -11.55 -11.55 -8.63 -11.55 Cb -0.93 0.03 -0.91 -3.27 -0.56 -1.77 0.06 -1.73 -0.65 0.02 -0.64 -21.10 -21.18 -16.07 -21.18 Ec -0.95 0.03 -0.93 -3.34 -0.57 -1.80 0.05 -1.77 -0.67 0.02 -0.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 Fd 0.08 0.08 0.85 3.03 0.52 0.15 0.15 1.60 0.06 0.06 0.59 19.58 16.68 3.90 19.586 杆件设计1、上弦杆整个上弦采用等截面，按EF杆件的最大设计内力设计，即N=－255KN上弦杆计算长度：在屋架平面内：0x0l l 1.508m==，0yl2 1.508 3.016m==×上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。

30⽶梯形钢屋架钢课程设计计算书钢结构课程设计－、设计资料1、已知条件：梯形钢屋架跨度30m，长度72m，柱距6m。

该车间内设有两台200/50 kN中级⼯作制吊车，轨顶标⾼为8.000 m。

冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为6度，设计基本地震加速度为0.1g。

采⽤1.5m×6m预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板，80mm厚泡沫混凝⼟保温层，卷材屋⾯，屋⾯坡度i＝1/10。

屋⾯活荷载标准值为kN/m2，雪荷载标准值为kN/m2。

屋架铰⽀在钢筋混凝⼟柱上，上柱截⾯为400 mm×400 mm，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=30－2×=29.7m，3、跨中及端部⾼度：端部⾼度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。

屋架的中间⾼度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。

⼆、结构形式与布置图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SBS改型沥青油毡防⽔层㎡找平层（20mm厚⽔泥砂浆）×20=㎡保温层（100mm厚⽔泥珍珠岩）×6=㎡隔⽓层（冷底⼦油）kN/㎡混凝⼟⼤型屋⾯板（包括灌浆）㎡钢屋架和⽀撑⾃重+×30=㎡管道设备⾃重kN/㎡总计㎡`可变荷载标准值屋⾯活荷载kN/㎡积灰荷载㎡总计㎡永久荷载设计值×=㎡可变荷载设计值×=㎡2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载：F=+ ××6=②全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=××6= kN半跨节点可变荷载：F2=××6= kN③全跨屋架及⽀撑⾃重+半跨⼤型屋⾯板重+半跨屋⾯活荷载全跨节点屋架及⽀撑⾃重：F3 =×××6=半跨⼤型屋⾯板重及活荷载：F4=×+×××6=3.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。

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。

钢结构课程设计任务书（一）——梯形钢屋架设计一、题目：《钢结构》课程设计任务书1.设计目的为了使学生更好地掌握钢结构的基本理论与设计方法，同时更好地锻炼学生综合运用已经学过的专业基础知识解决工程实际问题的能力。

2.设计资料1）该车间无悬挂式起重机、无天窗、无振动。

2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235B，混凝土等级为C30。

3）屋面采用1.5m×6.0m的预应力钢筋混凝土大型屋面板（屋面不作支撑用）。

4）车间长度为72m，柱距为6m，屋架的排水坡度为5%。

杆件的尺寸由图中量出。

有12种屋架形式，跨度为20m（端距1.6m和1.7m），24m（端距1.8m和1.9m），28m（端距2.0m和2.1m）。

3.荷载类型见表14永久荷载分类情况见表2。

5.可变荷载分类情况见表3。

6.分组情况见表4。

7.各跨度的内力系数表见后面附表.表1 荷载类型荷载名称重力（标准值）/（N/m2）荷载类型序号永久荷载A 1 预应力钢筋混凝土屋面板（包括2000嵌缝）2 SBS改性沥青防水卷材5003 悬挂荷载5004 找平层（2cm厚）5005 保温层（1）10006 保温层（2）1400可变荷载B a 活载（雪荷载）500b 活载加积灰荷载1600表2 永久荷载分类情况类型考虑荷载甲A-1 A-2 A-4 A-5乙A-1 A-2 A-4 A-6丙A-1 A-2 A-3 A-4 A-5丁A-1 A-2 A-3 A-4 A-6戊A-1 A-2 A-3 A-4表3 可变荷载分类情况类型考虑荷载A B-aB B-b8.设计时间安排和成果时间：5天成果：计算书一份（计算机打印A4纸），施工图1张（计算机出图，1号图）。

9.参考书目：《钢结构》戴国欣主编武汉理工大学出版社《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑结构荷载设计规范》表4 设计分组情况荷载屋架跨度20m 屋架跨度24m 屋架跨度28m永久荷载可变荷载端部为1.6m端部为1.7m端部为1.8m端部为1.9m端部为2.0m端部为2.1m甲A 1 2 3 4 5 6B 7 8 9 10 11 12乙A 13 14 15 16 17 18B 19 20 21 22 23 24丙A 252627282930B 313233343536丁A 373839404142B 434445464748戊A 495051525354B 5556575859601.1 设计资料某车间跨度28米，长度72米，柱距6米，采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，积灰荷载1.6 KN/m2 混凝土标号为c30要求设计钢屋架并绘制施工图屋架形势、尺寸、材料选择及支撑布置本设计为无檩屋盖方案，i=1/20，采用平坡梯形屋架，屋架计算跨度L0=L-300=28000-300=27700mm，端部高度取H0=2100mm，中部高度H=3250mm,钢材采用Q235B焊条采用E43手工焊。

－、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: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=49.122kN图三桁架计算简图本设计采用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。

1、上弦杆：整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得：N= -1139.63KN ，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和内力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即：oy l =3ox l =4065mm 。

根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，如图四所示：图四 上弦杆腹杆最大内力N=-574.7KN ，查表可知，中间节点板厚度取12mm ，支座节点板厚度取14mm 。

梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1)、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。

屋架跨度21m,屋面排水坡度i=1:10，有组织排水。

屋架支承在钢筋混凝土柱（C30）上，柱顶标高9.0m，柱距6m，柱截面尺寸为400×400mm。

厂房纵向长度60m。

基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。

不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：0.30kN/m2（6.0m）（2）、屋架计算跨度：L0=21-2×0.15=20.7m（3）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度i=1:10，取屋架在21m轴线处的端部高度h0’=1.99m, 屋架的中间高度h=3.025m，则屋架在20.7m，两端的高度为h o=2.004m。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图2-1所示根据厂房长度（60m），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。

因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，图2-1梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。

在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。

梯形钢屋架支撑布置如图2-2.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置1-1垂直支撑布置2-2SC—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2-1梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载：屋架的受荷水平投影面积为：22602A>==，故按⨯mm612621m《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为0.5kN/m2，雪荷载为0.35kN/m2，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/m2。

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。

梯形钢屋架课程设计梯形钢屋架课程设计计算书 1． 设计资料：1、 车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：预应力大型屋面板4、 荷载1） 静载：屋架及支撑自重0.45KN/m ²;屋面防水层 0.4KN/m²；找平层0.4KN/m ²;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m ²。

2） 活载：屋面雪荷载0.3KN/m²；屋面检修荷载0.5KN/m ² 5、 材质 Q235B 钢，焊条E43XX 系列，手工焊。

2 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m 故不设下弦支撑。

3 . 荷载计算屋面活荷载0.7KN/m ²进行计算。

荷载计算表荷载组合方法：1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F4. 内力计算5. 杆件设计1、 上弦杆整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度：在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==×上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。

腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm设λ＝60，φ＝0.807，截面积为32N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215=××＝＝φ 需要回转半径：0x x 0y y l 1.508i m 25.1mm 60l 3.016i m 50.3mm60==＝＝λ＝＝λ查表选用2┐ ┌ 110×70×6上弦截面110×70×6xxy y验算0x x x 0y y yl 1508m 75.0mm i 20.1l 3016m 85.2mm i 35.4==λ＝＝λ＝＝满足长细比要求，y x >λλ查表y 3y 0.655N 210.3210a a A 0.6552120××φ＝＝＝151.5M P <215M P φ满足要求其余计算结果见下表 屋架杆件截面选择表6、 节点设计1. 下弦节点用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值wf f ＝160MPa 。