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]24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

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某24米跨梯形屋架设计一、设计资料某车间跨度24米，长度192米，柱距6米。

车间内设有两台20/5T中级工作制吊车。

计算温度高于-20℃，地震设防烈度为7度。

采用3.0×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，8cm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度为i=1/10。

雪荷载为0.4KN/m2，积灰荷载为0.75KN/m2。

屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400×400，混凝土标号为C20。

要求设计屋架并绘制屋架施图。

二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度为L0=L-300=23700mm，端部高度取H0=1990mm，中部高度取H=2790mm（为L0/8.5）,屋架杆件几何长度见附图1（跨中起拱按L/500考虑）。

根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用Q235-B。

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，见附图2。

因连接孔和连接零件上的区别图中给出了W1、W2和W3等三种编号。

附图1：屋架杆件几何长度及设计内力附图2：屋面支撑布置图三、荷载和内力计算1、荷载计算：二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m 2 找平层（2cm 厚） 0.40 KN/m 2 泡沫混凝土保温层（8cm 厚） 0.50 KN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（含灌缝） 1.40 KN/m 2 悬挂管道 0.10 KN/m 2屋架和支撑自重 （0.12 +0.011L ）=0.12+0.011×24=0.384 KN/m 2恒载总和 3.134 KN/m 2活荷载（或雪荷载） 0.50 KN/m 2 积灰荷载 0.75 KN/m 2由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。

风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。

2、荷载组合一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本例题在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。

节点荷载： 组合一：Fd=(1.2×3.134+1.4×0.4+1.4×0.9×0.75)×6×3.0=94.78KN 组合二：Fd=(1.35×3.134+1.4×0.7×0.4+1.4×0.9×0.75) ×6×3.0=100.22KN 节点荷载取100.22KN ，支座反力 Rd=4Fd=4×100.22=400.9KN3、内力计算用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。

其内力设计值见附图1。

四、截面选择腹杆最大轴力为574.56KN ，查表8.4，选用中间节点板厚t =8mm ，支座节点板厚t =10mm 。

1、上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算。

N max =-738.92KN ，l ox =301.5cm ，l oy =301.5cm (l 1取两块屋面板宽度)。

选用2L140×10，A =54.7cm 2，x i =4.34cm ，y i =6.05cm[]λλ<===5.6934.45.3010x x x i l []λλ<===8.4905.65.3010yy y i l 由于5.1758.014114=<==b l t b y 所以[]1508.5915.30114475.018.49475.012242204=<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b y y yz 由yz λ查b 类截面的754.0=yz ϕf mm N A N <=⨯⨯⨯==2232.179107.54754.01092.783ϕσ 填板每节间放一块（满足1l 范围内不少于两块）cm i l a 4.17231.440404.7528.150=⨯=<==2、下弦整个下弦也不改变截面，按最大内力计算。

N max =759.46KN ，l ox =600.0cm ，l oy =600cm ，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100mm （de 节间），可不考虑螺栓孔的削弱。

选用2L180×110×10（短肢相并），A=56.8cm 2，x i =3.13cm ，y i =8.56cm[]2507.19113.36000=<===λλx x x i l []2501.7056.86000=<===λλyy y i l f mm N A N <=⨯⨯==2237.133108.561046.759σ 填板每节间放一块cm i l a 4648.580803002600=⨯=<==3、腹杆① 杆件A-F 、C-G ：N AF =-50.2KN ，l ox =161.2cm ，l oy =201.5cm ; N CG =100.22KN ，l ox =208cm ，l oy =260cm 。

由于内力较小，可按长细比选择截面，按内力较大者计算。

选2L63×6, A=14.58cm 2，x i =1.93cm ，y i =2.91cm[]1503.8991.22600=<===λλyy y i l []1508.10793.12080=<===λλy x x i l 由于9.233.626058.058.05.106.03.6=⨯=<==b l t b y 所以[]150926.02603.6475.013.89475.012242204=<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b y y yz 由yz λ查b 类截面的74.0=yz ϕf mm N A N <=⨯⨯⨯==2238.1351058.14506.01022.100ϕσ 填板放两块cm i l a 6.7794.140401.6735.201=⨯=<==② 杆件E-H ： N =46.8KN该杆件内力较小，按长细比控制截面。

为了便于连接垂直支撑，截面采用十字行截面。

l o =0.9⨯320=288cm选用2L100⨯10 , A=38.52 cm 2，x i ＝3.84。

[]1507584.3288000=<===λλi l x③ 杆件B-F ：N =-574.56KN ，l ox =366.3cm ，l oy =366.3cm 。

选用2L180⨯110⨯10（长肢相并），A =56.8cm 2，x i =5.81cm ，y i =4.23cm[]1500.6381.53.3660=<===λλx x x i l []1506.8623.43.3660=<===λλyy y i l 由于0.16113.36648.048.011111202=⨯=<==b l t b y ， 故 []1509.9613.3663.609.116.8609.1122422042=<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b y y yz由yz λ查表得576.0=yz ϕ，f mm N A N <=⨯⨯⨯==2236.175108.56576.01056.574ϕσ 填板放两块cm i l a 2.12513.340401.12233.366=⨯=<==。

④ 杆件B-G ：N =301.06KN ，l ox =302.4cm ，l oy =378cm 。

选用2L63⨯6，A =14.58cm 2，x i =1.93cm ，y i =2.91cm[]2507.15693.14.3020=<===λλx x x i l []2509.12991.23780=<===λλyy y i l f mm N A N <=⨯⨯==2235.2061058.141006.301σ 填板放两块cm i l a 2.15594.180801263378=⨯=<==。

⑤ 杆件D-G 、D-H ：N =-119.36KN ，l ox =333.6cm ，l oy =417.3cm 。

选用2L80⨯6，A =18.8cm 2，x i =2.47cm ，y i =3.58cm[]1501.13547.26.3330=<===λλx x x i l []1506.11658.30=<===λλyy y i l由于3.3083.41758.058.03.136.080=⨯=<==b l t b y ， 故 []1502.1206.03.4178475.016.116475.012242204=<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b y y yz 由yz λ查表得361.0=yz ϕ（b 类截面）f mm N A N x <=⨯⨯⨯==223176108.18361.01036.119ϕσ 填板四块cm i l a 8.9847.240404.835417=⨯=<==屋架杆件截面选用表 表一杆 件 名 称杆 件 号 内力设计值 N(KN)计算长度(m)选用截面截面积A(cm 2)计算应力 （N/mm 2）容许长细比[λ]杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝（mm ）填板数l 0x l 0y上 弦 杆 A-B D-E-738.92 301.5 301.5 2L140×10 54.7 179.2 150 2下 弦 杆G-H 759.46 600 6002L180×110×10 56.8 133.7 250 1腹 杆A-F -50.12 161.2 201.5 2L63×6 14.58 67.9 150 2 C-G -100.22 208 260 2L63×6 14.58 135.8 150 2 E-H46.8 288 288 2L100×10 38.52 1.62 200 4 B-F -574.56 366.3 366.3 2L180×110×10 56.8 175.6 150 2 B-G 301.06 302.4 378 2L63×6 14.58 206.5 250 2 D-G -59.68 333.6 417.3 2L80×6 18.8 176 150 4 D-H-16.84333.6417.32L80×618.849.61504五、节点设计1、下弦节点“G ”先计算腹板与节点板的连接焊缝：B-G 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取h f1=8mm ，h f2=6mm ，则所需焊缝长度：肢背： mm l w 1281616087.02106.3013231=+⨯⨯⨯⨯⨯= 用140mm 肢尖： mm l w 861216067.02106.3013131=+⨯⨯⨯⨯⨯= 用100mm 腹杆C-G 和D-G 杆件的内力较小，焊缝按构造采用，肢背：h f1=6mm, l w1取80mm 肢尖：h f2=6mm, l w2取80mm其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝，内力差ΔN =N GH -N FG =759.46-434.66=342.8KN 。

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24m梯形钢屋架设计方案计算书

24m梯形钢屋架设计方案计算书

1、设计资料1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。

2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。

3）屋面采用1.5×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。

（屋面板不考虑作为支撑用）。

4）该车间所属地区为北京市5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。

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=（3040－1990）/10500=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 （约1/7。

4）。

屋架几何尺寸如图1所示：拱50图1：24米跨屋架几何尺寸4、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全垮节点永久荷载F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN半垮节点可变荷载F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全垮节点永久荷载F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN半垮节点可变荷载F2＝（1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝31.347kN故应取P＝46.23kN3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3=1.2×0.384×1.5×6＝4.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.2×1.4+0.7×1.4）×1.5×6＝23.94kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3＝1.35×0.384×1.5×6＝4.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.35×1.4+1.4×0.7×0.7）×1.5×6＝23.184kN5﹑屋架杆件内力计算见附表16﹑选择杆件截面按腹杆最大内力N ab =-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm ，支座节点板厚度10mm 。

梯形屋架钢结构课程设计长跨度24m..

梯形屋架钢结构课程设计长跨度24m..

《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。

24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

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钢结构课程设计目录一、设计资料 (2)二、屋架形式和几何尺寸 (3)三、支撑布置 (4)四、屋架节点荷载 (5)五、屋架杆件内力计算 (6)六、杆件截面选择 (8)七、节点设计 (15)一、设计资料题目：某厂房总长度60m ，屋架跨度21m ，纵向柱距6m 。

1.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i=1/10；L 为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度（0.15g ），屋架下弦标高为18m 。

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）如附图所示。

3.屋盖结构及荷载:采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋面板（考虑屋面板起系杆作用）。

荷载：① 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L 计算，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以KN/m 2为单位；② 屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m 2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0=0.35KN/m 2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值； ③ 积灰荷载：0.9 KN/m 2④ 屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层 0.7KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.4KN/m 2二、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0l ＝21000－300＝20700mm ；端部高度取0H 1990mm ，跨中高度H=3040mm ，屋架几何尺寸如图1所示、屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图2所示、屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图3所示图1 21米跨屋架几何尺寸117图2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.57+1.848+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.776-2.043-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090BCDEFGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0图3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值三、支撑布置由于房屋长度只有60m ，故在房屋两端部开间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。

24m梯形钢屋架课程设计计算书

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钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架指导教师：班级：学生姓名：学号：设计时间：2011年6月7号浙江理工大学科技与艺术学院建筑系梯形钢屋架课程设计计算书一.设计资料：1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m2、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0.384KN/m²；檩条0.2KN/m²；屋面防水层 0.1KN/m²；保温层0.4vKN/m²；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m²；悬挂管道0.05 KN/m²。

2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m²；施工活荷载标准值为0.7 KN/m²；积灰荷载1.2 KN/m²。

5、材质Q235B钢，焊条E43系列，手工焊。

二 .结构形式与选型1.屋架形式及几何尺寸如图所示:拱5根据厂房长度为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24m故不设下弦支撑。

2.梯形钢屋架支撑布置如图所示：3.荷载计算屋面活荷载0.7KN/m²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．内力计算计算简图如下屋架构件内力组合表4．内力计算 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=－895.731KN 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=－520.651KN ，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 895.73110A 4955.1mm 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┐ ┌ 160×100×10上弦截面××验算:0x x x 0yy y l 1508m 59.2mmi 28.5l 3016m 39.9mmi 75.6==λ＝＝λ＝＝满足长细比要求，x y >λλ查表30.813N 895.73110a a A 0.8135063.0××φ＝＝＝208.86MP <215MP φ 满足要求其余计算结果见下表屋架杆件截面选择表2.节点设计下弦节点用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值wff＝160MPa。