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目录一、设计题目 (1)二、设计资料 (1)三、支撑布置 (2)四、荷载计算 (2)五、内力计算 (3)六、杆件设计 (5)七、节点设计 (8)一、设计题目单跨厂房的钢屋盖设计（24米跨度梯形屋架）二、设计资料（1）该车间有20/5t电动双梁桥式起重机（A3级）、无天窗；（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，混凝土等级为C25；（3）对于梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m的大型屋面板（屋面板可考虑作支撑用）；（4）车间长度为240m，纵向柱距为6m。
温度伸缩缝采用双柱。
（5）柱网布置图如图一所示：2、荷载永久荷载：采用加气混凝土屋面板1.5×6.0m，重量（标准值）为0.9 KN/m2;改性沥青防水卷材，重量（标准值）为0.1 KN/m2;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，所以为0.384KN/m2；可变荷载：施工活荷载标准值为0.5KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S=0.65KN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；三、支撑布置上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置竖向支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆，考虑大型屋面板在屋架平面外的支撑作用，取两块屋面板宽；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。
四、荷载计算沿屋面斜面分布的永久荷载乘以1/cos=（√10*10+1）/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。
4.1标准永久荷载值加气混凝土屋面板1.5*6m 0.9*1.005=0.905 KN/m2改性沥青防水卷材 0.1*1.005=0.101KN/m2屋架与支撑 0.384KN/m2合计 1.39 KN/m24.2标准可变荷载屋面活荷载与雪荷载两者取大值，从资料可知屋面雪荷载大于活荷载，故取屋面雪荷载作为标准可变荷载。
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 。
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。
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。
目录一、设计资料 (1)二、屋架形式和几何尺寸确定 (1)三、支撑布置 (1)四、屋架节点荷载计算 (3)五﹑屋架杆件内力计算 (4)六﹑杆件截面选择 (6)七、节点设计 (16)八、课程设计小结 (24)一、设计资料厂房的跨度为24m，长度为60m，柱距6m车间内设有两台30／5吨中级工作制吊车梯形屋架，屋架端高为1.9m，屋面坡度i=1/12屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，混凝土标号为C25计算温度最低－20℃采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。
屋面做法：三毡四油绿豆砂防水层，20厚1：3水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。
屋面活荷载标准值0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值0.5kN/m2。
由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。
二、屋架形式和几何尺寸确定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1/12i=屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1900mm，中部高度取H=2900mm，屋架跨中起拱，按0/50023700/50047l mm==。
屋架几何尺寸如图1所示图1：24米跨钢屋架几何尺寸三、支撑布置由于房屋长度有60米，故在房屋两端设置上、下横向水平支撑，厂房两端的的横向支撑设在第一柱间，在所有柱间的上弦平面内设置刚性与柔性杆，以保证安装时弦杆的稳定，在各柱间的下弦平面的跨中和端部设置柔性系杆，以传递上墙风荷载，屋架两端及跨中设置垂直支撑。
（如图2所示）桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2图2：梯形钢屋架支撑布置SC ：上弦支撑 XC ：下弦支撑 CC ：垂直支撑 GG ：刚性系杆 LG ：柔性系杆四、屋架节点荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大荷载标准值计算；屋架沿水平投影面积分布的自重按经验公式(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为（m ） 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：荷 载 计 算 表计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载）F ＝（4.131×+1.4）×1.5×6＝49.779kN 2) 全跨永久荷载和半跨可变荷 F1=4.131×1.5×6＝37.179kN 半垮节点可变荷载F2＝1.4×1.5×6＝12.6kN3) 全跨屋架和支撑自重、半跨屋面板荷载、半跨活荷载全跨节点屋架自重： F3=0.513×1.5×6＝4.617KN 半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.89+0.7）×1.5×6＝23.31kN屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图3所示（a）（b）（c）图3：荷载计算简图五﹑屋架杆件内力计算见下表2其中左半跨节点及杆件编号如下图4所示图4：节点及杆件编号六﹑杆件截面选择按腹杆最大内力N ab =-449.52KN,查表7.4，选中间节点板厚度为10mm ，支座节点板厚度12mm 。
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；采用×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m 220厚1:水泥砂浆找平层 m 2 100厚泡沫混凝土保温层m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）m 2屋架和支撑自重为（+）kN/m 2可变荷载 基本风压： m 2基本雪压：（不与活荷载同时考虑） m 2 积灰荷载m 2 不上人屋面活荷载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所示图 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图所示1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000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 ：柔性系杆图 桁架支撑布置桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、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m2 小于m2，故不考虑风荷载的影响。
沿屋面α=换算为沿水平投影面分布的荷分布的永久荷载乘以1cos 1.004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=+⨯跨度）计w算，跨度单位为m。
标准永久荷载：改性沥青防水层厚1:水泥砂浆找平层 =m2100厚泡沫混凝土保温层 =m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） =m2屋架和支撑自重为 +=m2_____________________________共 m2标准可变荷载：屋面活荷载 m2积灰荷载 m2_____________________________共 m2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：()222F 1.35 3.145kN m 1.40.70.7kN m 1.40.90.75kN m 1.5m 6m 52.89kN=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=（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：21,2F 1.35 3.145kN m 1.5m 6m 38.21kN =⨯⨯⨯=（按永久荷载效应控制的组合） 21,2F 1.2 3.145kN m 1.5m 6m 33.97kN =⨯⨯⨯=（按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：213F 1.0 3.145kN m 1.5m 6m 28.31kN =⨯⨯⨯=，半跨可变荷载设计值：()222,1F 1.40.70.7kN m 0.90.75kN m 1.5m 6m =14.68kN =⨯⨯+⨯⨯⨯（按永久荷载效应控制的组合）()22,2F 1.40.70.90.75kN m 1.5m 6m =17.33kN =⨯+⨯⨯⨯（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 1.20.384kN m 1.5m 6m=4.15kN =⨯⨯⨯ 对结构有利时：23,2F 1.00.384kN m 1.5m 6m=3.46kN =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.2 1.4kN m 1.40.7kN m 1.5m 6m=23.94kN =⨯+⨯⨯⨯四、内力计算荷载组合（1）计算简图如图，荷载组合（2）计算简图如图，荷载组合（3）计算简图如图.图 荷载组合（1） 图 荷载组合（2）图 荷载组合由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右 半跨）。
设计某厂房钢屋架一、设计资料梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。
屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。
屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。
上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。
屋面坡度i=1/10。
刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。
二、屋架形式和几何尺寸=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取屋架的计算跨度l=2000mm，跨中高度H=3200mmH三、屋盖支撑布置（见图1）四、荷载计算⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35 KN／m2找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40 KN／m2保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KN／m2钢屋架及支撑重 0.12+0.011×24=0.384KN／m2合计 2.784KN／m2⒉可变荷载：屋面荷载 0.5KN／m2雪荷载 0.6KN／m2由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。
取0.6 KN／m2五、屋架杆件内力计算与组合永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4.⒈荷载组合：⑴全跨恒载＋全跨活载⑵全跨恒载＋半跨活载⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载⒉节点荷载：=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN永久荷载 F1可变荷载 F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN⒊屋架杆件内力计算表一屋架构件内力组合表（单位：KN）见表1六、屋架杆件设计支座斜杆的最大内力设计值为-333.40 KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。
⒈上弦杆上弦采用等截面，按N=-572.28KN， FG杆件的最大设计内力设计。
钢屋架设计—计算书一、设计资料厂房总长度120m,檐口高度15m。
厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。
拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。
柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。
钢屋架设计不考虑抗震设防。
二、选题厂房柱距选择：6m屋架形式：D，如图2.1，跨度=24m。
图2.1荷载取值：永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板 1.4 kN/m2钢屋架及支撑重（0.12+0.011×24）=0.384 kN/m2防水层（三毡四油上小石子） 0.35 kN/m2找平层（2cm厚水泥砂浆） 0.4 kN/m2保温层（8cm厚泡沫混凝土） 0.5 kN/m2小计∑3.034 kN/m2可变荷载雪荷载（第三组） 0.60 kN/m2屋面活荷载 0.45 kN/m2积灰荷载 0.50 kN/m2三、钢材选择及焊接方法和焊条型号钢材选择：Q235B焊条选择：E43型，手工焊四、屋盖支撑系统布置图本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。
屋架计算长度为L。
=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。
上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图4.1。
因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。
五、荷载计算在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。
各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：3.304x1.35=4.059 kN/m2可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（0.6+0.5）x1.4=1.54kN/m2荷载组合考虑以下三种荷载组合：（1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：F=（4.059+1.54）×1.5×6=50.72kN（2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载：F1=4.059×1.5×6=36.86kN半跨可变活荷载：F2=1.54×1.5×6=13.86kN（3）组合三：全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：F3=0.5184×1.5×6=4.67kN半跨屋面板及活载产生的节点荷载：F4=（1.89+0.84）×1.5×6=24.57kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
目录1 设计资料 (1)2 屋架形式与结构布置 (2)2.1 屋架形式 (2)2.2 结构布置 (3)3 荷载计算 (4)3.1 恒活荷载计算 (4)3.2 荷载组合 (5)4 内力计算 (6)5 杆件截面设计 (9)5.1 上弦杆截面计算 (9)5.2 下弦杆截面计算 (10)5.3 腹杆截面计算 (10)5.4 其他腹杆及填板设置 (12)6 节点设计 (15)6.1 腹杆与节点板连接焊缝计算 (15)6.2 上弦“B”节点 (16)6.3 下弦“c”节点 (18)6.4 屋脊“I”节点 (19)6.5 下弦拼接节点“i” (20)6.6 支座节点“a” (22)1 设计资料题目为：某车间钢屋架（无吊车，无天窗，无振动）。
1、车间柱网布置图如下图。
2、屋架支承（铰支）于钢筋混凝土柱顶,砼强度等级C25。
3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋大型混凝土屋面板。
（屋面板不作支撑用）4、不考虑地震设防。
5、可供应的钢材为普通碳素结构钢,型钢的最大长度为15m,各种规格齐全,可选用各种类型的焊条及螺栓。
6、钢屋架采用工厂制作,运往工地安装,最大运输长度为16m,运输高度为3.65m,工地具有足够的起重和安装条件。
7、屋面做法及荷载自重屋架自重=（0.12+0.011L） KN/㎡ L—屋架跨度。
屋面做法永久荷载：SBS 改性沥青防水卷材4mm 厚找平层1:3 水泥砂浆20 厚保温层65 厚（聚苯乙烯泡沫塑料板20kg / m3 ）找平层 1:3 水泥砂浆（掺聚丙烯） 20 厚0.94 KN/m²预应力大型屋面板及灌缝可变荷载：屋面活荷载雪载屋面积灰荷载1．4 KN/m²0.8 KN/m²0.6 KN/m²0.75 KN/m²2 屋架形式与结构布置2. 1 屋架形式屋架采用梯形钢屋架 ，无檩体系 ，屋面坡度为 i=1/10 ，屋架计算跨度 l 0 l 300 24000 300 23700mm 。
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w 0=0.45kN/m 2，基本雪压s 0=0.70 kN/m 2，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/m 2 两毡三油上铺小石子 0.35KN/m 2 找平层（2cm 厚） 0.4KN/m 2 150mm 加气混凝土保温层 0.9KN/m 2 悬挂管道 0.10KN/m 2 屋架及支撑自重 0.39KN/m 2 恒荷载总和 3.64KN/m 2 雪荷载 0.7KN/m 2 活荷载 0.5KN/m 2可变荷载总和： 0.7KN ./m 2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。
(2)荷载组合一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，如果设计时将跨中每侧各2根斜杆均按压杆控制其长细比，可不必考虑半跨荷载作用的情况。
节点荷载设计值|：按可变荷载效应控制的组合：Fd=(1.2x3.64+1.4x0.7)x1.5x6=48.2KN （相关的分项系数见p199） 按永久荷载效应控制的组合：Fd=（1.35x3.64+1.4x0.7x0.7）x1.5x6=50.4KN故节点荷载取值为50.4KN ，支座反力Rd=8x50.4=403.2KN (3)内力计算用数解法或图解法可解出全跨荷载作用下屋架杆件的内力屋架杆件内力组合表上表中内力系数用结构力学求解器算的3.截面选择腹杆的最大内力445.95KN，查表7.4，选用中间节点板厚度为t=10mm，支座节点板厚度12mm。
（1）、上弦杆整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=763.36kN(压)计算长度：屋架平面内取节间轴线长度 l ox=1508mm ，屋架平面外根据支撑和内力变化取l oy=3000（两块屋面板的宽度）。
因为 2l ox=l oy,故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。
设λ=60，查轴心受力稳定系数表， =0.8072364.4399215807.01036.763mm f N A =⨯⨯==ϕ 需要的回转半径：mm l i mm l i oy y oxx 3.44603000,1.25601508======λλ根据需要A 、yxi i 、查角钢规格表，选用2L140×90×10，肢背间距a ＝10mm ，则A ＝44.62cm ，cm .562 i x =，cm 77.6i y =按所选角钢进行验算：9.5825.61508i l ox ===x x λ 3.447.673000i l oy ===y y λ 满足长细比[]150=≤λ的要求。
双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比λyz 由b1/t=14>0.56x3000/140=12λyz=3.7x14x （1+0.044）=54.1>44.3故由λmax=λyz=54.1,按b 类查附表4.2得ϕ=0.835a a a MP 215MP 205MP 4460835.01036.763A N 3<=⨯⨯==ϕσ上弦杆截面如下：（把上述改了）填板每个节间放一块（满足l1范围内不少于两块），la=75.4<40x2.56=102.4cm(2)下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力杆计算。
N=758.62kNmm l ox 3000=，mm l l oy 120000==选用2L 160×100×10，因,0x oy l l 〉故用不等肢角钢，短肢相并。
A ＝50.62cm ，cm .852 i x=，cm 78.7i y =35026.10585.2300i l ox <===x x λ 3502.15478.71200i l oy <===y y λa a MP 215MP 150 5060758620A N <===σ所以满足要求。
下弦截面如图：填板每个节间放一块，la=150cm<80i=80x2.85=228cm.（3）支座斜杆按端斜杆Ba 最大设计内力设计杆件轴力： kN N 95.445-= 计算长度：mml mm l oy ox 25352028==因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x。
选用2L 100×10。
则:A ＝38.522c m ，m3.05c i x=，m c 60.4i y=49.6630.52802i l ox ===x x λ， 0.550.462530i l oy ===yyλ 由于x y λλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.771，则:a a MP 215MP 16.501 3852771.0445950A N x <=⨯==ϕσ 故所选截面合适。
端斜杆截面如图：填板各放两块，la=84.5cm<40x3.05=122cm.(采用等肢) （4）斜杆He 按最大设计内力设计杆件轴力: kN N 95.445-= 计算长度：mml mm l oy ox 33842.2707==因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x 。
选用2L 125×8。
则:A ＝39.52c m ，m c 88.3i x =，m c 55.5i y =15077.6938.82707.2i l ox <===xx λ 150 97.605.553384i l oy <===yy λ 由于x y λλ<，查表x ϕ=0.755a a MP 215MP 53.149 3950755.0445950A N x <=⨯==ϕσ（修改一下）填板各放三块，la=84.6cm<80x3.88=310.4cm （5）竖杆Ie 按最大设计内力设计杆件轴力: kN N 61.102=计算长度：mml mm l oy ox 31902552==因为oy ox l l 25.1= ，故可以采用等肢角钢，选用2L 80×8 ，则A ＝24.62c m ，m c 44.2i x =，m c 77.3i y =15059.10424.42552i l ox <===xx λ 150 62.847.373190i l oy <===yy λa a MP 215MP 71.41 2460102610A N <===σ(修改一下)填板放三块，la=79.75cm<80x2.44=195.2cm其余各杆件的截面选择结果见下表4.节点设计采用E43 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa。
（1）下弦节点设Bb 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm ，所需焊缝长度为：肢背l1：mmh f h N K l f w f f 1418216087.021054.34465.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖l2：mmh f h N K l f w f f 1026216067.021054.34435.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取l1=150mm ，l2=110mm设Db 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm,所需要的焊缝长度：肢背L1:mm h f h N K l f wf f 1168216087.021037.27365.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖l2：mm h f h N K l f wf f 846216067.021037.27335.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 取l1=120m,l2=90mmbC 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取hf=5mm内力差为∆N=340kN ，由斜腹杆焊缝确定的节点板尺寸量得实际节点板长度为340cm ，采用hf=6mm ，肢背焊缝应力为：()2231160/3.996234057.021034065.07.02mm mm N l h N K w f f <=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆=τ（图纸参照书上p202，需满足构造要求）（2）上弦节点“B ”斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。
斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算：N=-445.95kN 。
设 “Ba ”杆的肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。
所需焊缝长度为 肢背1l ：mm h f h N K l f w f f 150102160107.021095.44565.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 1296216067.021095.44535.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1501=，mm l 1302=。
为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。
用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。
槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。
计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。
上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：。
