荷载内力计算和杆件截面选择计算

目录1、设计资料 (1)2、屋架形式及几何尺寸 (1)3、材料选择及支撑布置 (2)4、荷载和内力计算 (3)（1）荷载计算 (3)（2）荷载组合 (3)（3）内力计算 (4)5、杆件截面选择 (4)（1）上弦 (5)（2）下弦 (6)（3）腹杆 (6)<1> 杆件13及16 (6)<2> 杆件11及14 (7)<3> 杆件12及15 (8)<4> 杆件10 (8)<5> 杆件9 (8)<6> 杆件26 (9)6、节点设计 (11)（1）支座节点“1” (11)（2）下弦节点“4” (13)（3）上弦屋脊节点“3” (14)（4）上弦节点“2” (14)（5）下弦节点“5” (15)7、檩条设计 (16)参考文献 (18)21米三角形钢屋架设计计算书1、设计资料本课程设计的厂房位于合肥，厂房跨度21m，长度84m,，柱距6m，屋面坡度i=1/2.5，屋面材料采用彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条），其荷载为0.25KN/ m2(为永久荷载)，基本雪压为0.6 KN/ m2，悬挂荷载为0.3 KN/ m2（按永久荷载计算，并作用在屋架下弦），基本风压为0.35 KN/ m2，屋面活荷载取0.5 KN/ m2（按不上人屋面计算，为可变荷载），屋架铰接在钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30。

要求设计钢屋架并绘制施工图（对于轻型屋面的屋架，自重可按0.01L估算，L为屋架的跨度）。

2、屋架形式及几何尺寸本屋架跨度为21米，对于三角形屋架（跨度大于18米的屋架）一般采用芬克式三角形屋架。

本设计方案为有檩屋盖方案，坡度为i=1/2.5，采用双坡三角形屋架，屋架计算跨度L。

=L-300=21000-300=20700mm，因坡度为i=1/2.5，故屋架中部高度H。

=4410mm，屋架形式及屋架各杆件几何长度见施工图。

3．材料选择及支撑布置根据建造地区的荷载性质，钢材采用Q235B，焊条采用E43型，手工焊。

杆件的受力分析与计算杆件是广泛应用于各种工程领域的构件，承载着复杂的受力和力学挑战。

在设计和计算杆件时，准确的受力分析是至关重要的。

本文将介绍杆件的受力分析与计算方法，以及一些常见的杆件受力计算案例。

一、杆件受力分析方法1. 自由体图法自由体图法是一种基本的受力分析方法，通过将杆件从主体结构中分离出来，将外力和内力表示在图上，利用平衡条件进行力的计算。

首先，需要选择合适的自由体图方案，通常选择具有对称性或受力简单的自由体图。

然后，根据平衡条件，在自由体图上标示出支持反力和外载荷。

最后，根据力的平衡条件，确定杆件内部的受力分布。

2. 叠加法叠加法是一种常用的受力分析方法，将外力拆解为多个简单的力，并分别计算各个力对杆件的影响。

叠加法适用于受力复杂、存在多个外力作用的杆件。

首先，将外力按照需要的方向和大小进行分解，得到各个简单力。

然后，通过计算各个简单力对杆件产生的受力和力偶，求解最终受力分布。

3. 假设法假设法是在力学分析中常用的方法之一，通过假设杆件中某些部分受力的方式，并进行受力计算。

假设法适用于复杂的受力情况，通过合理的假设可以简化问题的复杂性。

在假设法中，需要合理选择假设的受力方式，并根据受力平衡条件进行计算。

二、杆件受力计算案例1. 杆件的拉伸和压缩对于受到拉伸或压缩的杆件，可以根据杨氏模量和截面面积计算受力。

首先，根据受力方向和大小选择合适的杆件横截面积。

然后，根据应变-应力关系确定杆件的应力。

最后，通过应力和截面积的乘积计算出杆件所受的力。

2. 杆件的弯曲对于受到弯曲的杆件，计算受力需要考虑弯矩和截面惯性矩。

首先，利用受力分析方法确定弯矩的大小和分布。

然后，计算出截面的惯性矩。

最后，根据杆件的材料性质和几何特征，计算弯曲应力和弯曲力。

3. 杆件的剪切对于受到剪切力的杆件，计算受力需要考虑剪切应力和截面剪切面积。

首先，根据剪切力的大小和方向确定剪切应力的分布。

然后，计算出截面的剪切面积。

试述求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法哎呀，这可是个不简单的问题啊！不过别着急，我这个“知识小百科”可是见过世面的，一定能帮你解决。

今天我们就来聊聊：试述求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法。

我们要知道杆件横截面上的内力是什么。

简单来说，就是杆件在受力时，由于各个部位的材料不同，所以产生的应力也不一样。

这些应力就会在杆件内部形成一种力量，我们称之为内力。

而求解这种内力的过程，就叫做截面法。

那么，截面法有哪些步骤呢？其实很简单，可以分为以下几步：
第一步：确定截面形状和尺寸。

这是非常重要的一步，因为不同的截面形状和尺寸会影响到内力的分布情况。

所以我们需要根据实际情况来选择合适的截面形状和尺寸。

第二步：建立坐标系。

这个步骤的目的是为了方便我们进行计算。

我们可以将杆件看作一个长方体，然后在这个长方体上建立一个坐标系，用来表示各个部位的位置和方向。

第三步：确定材料的性质和截面几何参数。

这一步也是非常关键的，因为不同的材料有着不同的弹性模量、泊松比等性质参数，而这些参数又会影响到内力的计算结果。

第四步：应用胡克定律和其他力学公式进行计算。

这一步需要我们掌握一定的力学知识和技巧，才能够正确地求解出内力的大小和方向。

好了，以上就是求解杆件横截面上内力的截面法步骤和方法了。

看起来有点复杂吧？但是只要认真学习，相信你也能轻松掌握哦！
希望我的回答对你有所帮助！如果你还有其他问题或者疑问，欢迎随时提出哦！。

一、概述截面法是工程力学中用于求解杆件内力的基本方法之一。

在工程结构分析和设计中，了解截面法的原理和应用是至关重要的。

本文将深入探讨截面法的基本概念、原理和应用，以帮助读者更好地理解和应用这一方法。

二、截面法的基本概念1.1 概念简介截面法是工程力学中用于分析杆件内力的一种方法，它基于杆件内力平衡的原理，通过考察杆件的截面上的内力分布情况来求解杆件的内力。

1.2 截面法的基本原理截面法基于力的平衡原理，即在杆件的截面上，杆件的内力必须满足横向平衡和转矩平衡的条件。

通过分析截面上的内力分布情况，可以确定杆件内的弯矩、剪力和轴力。

1.3 截面法的应用范围截面法适用于各种杆件的内力分析，包括梁、柱、桁架等结构中的杆件。

在工程实践中，截面法常常用于分析结构内部的受力情况，为结构设计和分析提供重要依据。

三、截面法的具体步骤2.1 确定截面在应用截面法时，首先需要确定分析的截面位置。

通常情况下，选择距离受力部位较近的位置作为截面。

2.2 绘制内力图在截面上绘制出杆件内的剪力图和弯矩图，根据平衡条件和力学原理，确定内力的方向和大小。

2.3 计算内力根据绘制的剪力图和弯矩图，可以直接求解出截面上的剪力、弯矩和轴力大小。

这些内力是杆件在该截面上的受力情况的表示。

2.4 检验平衡通过检验内力图的平衡条件，验证所得的内力是否符合力学平衡定律。

如果内力满足平衡条件，则认为截面法计算是正确的。

四、截面法的应用举例3.1 梁的截面力分析以简支梁为例，说明如何利用截面法分析梁的内力情况。

根据距离支座较近的位置选择截面，绘制剪力图和弯矩图，并计算出截面上的内力情况。

3.2 柱的截面力分析以等截面柱为例，说明如何利用截面法分析柱的内力情况。

通过选择适当位置的截面，绘制出内力图，计算出截面上的轴力和弯矩。

五、截面法的优缺点4.1 优点截面法简单直观，易于理解和应用。

通过截面法可以直接得到截面上的内力分布情况，为结构的受力分析提供了重要依据。

试述求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法哎呀，这道题可难倒我了！不过，既然是求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法，那我就得好好想想咯！我们要明确一点，这个问题可是跟我们的生活息息相关的哦！比如说，我们家里的门、窗、楼梯扶手等等，都是由杆件组成的。

那么，这些杆件在承受外力的时候，内部会产生怎样的力呢？这就是我们要研究的问题啦！我们来看看这个问题的背景知识吧！所谓截面法，就是利用杆件内部的几何形状和材料特性，来计算杆件内部的应力和应变的方法。

而杆件横截面上内力的计算，就是截面法中的一个具体应用啦！那么，我们该如何入手呢？第一步，我们要确定杆件的几何形状。

这个很简单啦，只要我们知道了杆件的长度、宽度、高度等参数，就可以画出它的截面图了。

当然啦，如果杆件的形状比较复杂，我们还可以用计算机辅助设计软件来帮助我们绘制截面图哦！第二步，我们要确定杆件的材料特性。

这个也很重要哦！不同的材料，其内部的应力分布和应变特性都是不一样的。

所以，在进行截面法计算之前，我们必须要知道杆件所使用的材料的性质才行。

第三步，我们要确定杆件所受到的外力。

这个嘛，就要根据实际情况来分析啦！比如说，我们可以假设杆件受到了垂直于其表面的压力作用，或者受到了沿着其长度方向的拉伸作用等等。

当然啦，如果杆件同时受到了多种力的作用，我们还需要考虑这些力的相互影响哦！第四步，我们就可以开始进行截面法计算了！我们需要根据杆件的几何形状和材料特性，确定各个截面上的应力分布情况。

然后，我们可以将这些应力转化为等效的内力，并将其沿杆件的轴线方向进行积分，得到杆件在整个横截面上的内力大小和方向。

我们可以根据杆件所受到的外力和内力的关系，来判断杆件是否会发生破坏现象。

好了，看到这里，大家应该对求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法有一个初步的认识了吧！当然啦，这只是这个问题的一个简单解答而已。

实际上，截面法还有很多其他的应用场景和技巧哦！比如说，在实际工程中，我们还可以利用截面法来进行结构优化设计、疲劳寿命预测等等。

试述求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法哎呀，这可是个不小的题目啊！不过别着急，咱们一步一步来，就像吃冰激凌一样，先从最上面的一层开始。

咱们要明确一个概念：杆件横截面上内力的截面法步骤和方法。

简单来说，就是要知道在杆件的横截面上，有哪些力在作用，这些力是怎么分布的，以及如何计算这些力的合力。

好了，现在我们开始吧！1.1 第一步：确定杆件的形状和尺寸咱们要了解杆件的形状和尺寸。

这个就像是在点餐的时候，告诉服务员你要吃什么，多大份儿。

只有知道了这些信息，才能知道接下来要做什么。

所以呢，首先要搞清楚杆件是什么样子的，比如说是一个圆柱形还是一个方形，长度是多少，直径是多少等等。

1.2 第二步：分析杆件上的受力情况接下来，咱们要分析杆件上的受力情况。

这个就像是在吃饭的时候，要知道你吃了什么，哪些部位受到了压力，哪些部位受到了拉力等等。

只有知道了这些信息，才能知道接下来要怎么做。

所以呢，要仔细观察杆件上的各个部位，看看有哪些力在作用，比如说重力、支持力、摩擦力等等。

1.3 第三步：建立坐标系和截面图现在，咱们要建立一个坐标系和截面图。

这个就像是在看电影的时候，要把镜头定在一个合适的位置，方便观察。

只有建立了坐标系和截面图，才能更好地进行下一步的计算。

所以呢，要根据杆件的形状和尺寸，选择一个合适的坐标系和截面图。

2.1 第四步：求解内部各点的应力和位移有了坐标系和截面图之后，咱们就可以求解内部各点的应力和位移了。

这个就像是在做作业的时候，要把题目读懂了，才能找到正确的答案。

所以呢，要根据受力情况和材料性质，运用力学公式进行计算。

2.2 第五步：合成内部各点的合力和等效应力求解了内部各点的应力和位移之后，咱们就可以合成内部各点的合力和等效应力了。

这个就像是在玩游戏的时候，要把各个角色的力量加起来，才能打败敌人。

所以呢，要根据受力情况和材料性质，运用力学公式进行计算。

3.1 第六步：检查结果的合理性咱们要检查一下结果的合理性。

9.3.3 绘制剪力图和弯矩图的步骤 5.2 内力方程 ﹒内力图
例1：简支梁受均布荷载q作用，作此梁的内力图。
解： （1）计算支座反力 RA=RB=ql/2（↑） （2） 列内力方程 列出剪力方程和弯矩方程分别为 Q(x)=RA-qx=ql/2-qx （0＜x＜l） M(x)=RAx-qx2/2=qlx/2-qx2/2 （0≤x≤l） （3） 画剪力图和弯矩图
1. 杆件的内力
（2） 杆端内力的表示
MAB FNAB A FSAB B FSBA MBA FNBA
5.1 杆件的内力﹒截面法
2. 截面法 截面法：将杆件假想地切开以显示内力，并由平衡条件 建立内力与外力或由外力确定内力的方法。 截断 隔离 平衡
① 所取隔离体（结构整体、局部）周围的所有约束必须 全部切断并代以约束力、内力。 ② 对未知外力可先假定其方向，由计算后所得结果的正 负判断所求力的实际方向，并要求在计算结果后的圆括号 内用箭头表示实际方向。 ③ 计算截面的内力时，截面两侧的隔离体可任取其一， 一般按其上外力最简原则选择。截面内力均按规定的正方 向画出。
?
M A B l M A B l l M A l M B l 2M M M A B l l C C M C l M M C
M
第五章
静定结构的内力计算
5.4 静定平面刚架
5.4 静定平面刚架
刚架：一般是由直杆（如梁、柱）组成的具有 刚性结点的结构。
q FP FP q q
5.4 静定平面刚架
1.刚架的特点 （1） 内力：弯矩、剪力、轴力 （2） 变形
5.1 杆件的内力﹒截面法
1. 杆件的内力
F1
m
F3
Fn
F2 F1

钢结构课程设计－、设计资料1、题号92的已知条件：梯形钢屋架跨度24m，该厂房位于北京，长度为84m，柱距6m。

屋面坡度i＝1/10。

屋面活荷载标准值为0.40 kN/m2，雪荷载标准值为0.4kN/m2，风荷载标准值0.45kN/m2，积灰荷载标注值为0.60kN/m2。

该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.500 m。

冬季最低温度为－20℃，。

采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板屋面板。

屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C20。

钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。

2、屋架计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm3、跨中及端部高度：本设计中为无檩条屋盖方案，采用平坡形屋架取屋架在21m轴线处的端部高度h`=1990mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。

屋架的中间高度h=3040mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取50mm。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，支撑布置见图2所示。

图1 屋架形式及几何尺寸屋架下弦支撑布置图图2 屋架支撑布置符号说明：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、荷载与内力计算1.荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。

故取屋面活荷载0.5 kN/㎡进行计算.屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按照经验公式()20.120.011/k g l kN m =+计算，跨度单位为米。

表1 荷 载 计 算 表荷载名称 标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 压型钢板屋面板 1.4 1.4×1.35=1.89 三毡四油防水层0.4 0.4×1.35=0.54 找平层 0.4 0.4×1.35=0.54 保温层0.10.1×1.35=0.135屋架和支撑自重0.12+0.011×21=0.3510.351×1.35=0.474管道荷载0.1 0.1×1.35=0.135 永久荷载总和 2.751 3.714屋面活荷载0.40 0.4×1.4=0.56积灰荷载0.60 0.6×1.4=0.84 可变荷载总和0.80 1.122.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=(3.71+1012)×1.5×6=43.5kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=3.71×1.5×6=33.42kN半跨节点可变荷载：F2=1.12×1.5×6=10.08kN（3）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 =0.474×1.5×6=4.26kN半跨大型屋面板重及活荷载：F4=(1.89+0.4)×1.5×6=20.61kN1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。

如图211所示受到轴向拉伸和轴向压缩的杆件ab和bc当杆ab受到外力包括载荷和约束反力拉伸作用而产生伸长变形时其内部材料的分子之间因相对位置改变而产生相互作用力来抵抗这种伸长变形这种相互作用力将随外力增大而加大但有一定限度如果超过了这个限度时杆件就会发生过大变形或被拉断
一、任务描述
在工程实际中，构件受到轴向拉伸或压缩地实例很多。如图2-1-1a所示 的悬臂式吊车中，AB和BC两杆就是受到轴向拉伸和压缩的构件。AB和BC 两杆铰接于B点。α=30°，在B铰接点悬吊一重G=20kN的物体，试分析计算， 在外力作用下AB和BC两杆件截面上的内力。（不计杆的自重）
7、轴向拉伸或压缩的概念
杆件受到沿轴线方向的拉力 或压力作用，杆件变形是沿轴 向的伸长或缩缩
特点：
受力特点——作用于杆件两端的外力大小相 等，方向相反，作用线与杆件轴线重合。
变形特点——杆件变形是沿轴线方向伸长或 缩短。
构件特点——等截面直杆。
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小结：
拉伸、压缩杆件内力计算的方法与步骤 用静力学平衡方程计算相关杆件所受外力。 用截面法求解杆件的内力：截开、代替、平衡。 为了使应用静力学方程计算出的内力不仅在大小而且在方向 上与材料力学内力的规定统一， 通常采用“设正法”画截面上的内力。即无论截面上的内力 是拉力还是压力，一律按正的内力 （即背离横截面）画出。这样用平衡方程式求出的内力若为 正，则为拉力，反之则为压力。
轴力的正负规定：
当轴力的指向离开截面时，杆受拉，规定轴力为正；反之， 当轴力指向截面时，杆受压，规定轴力为负。即拉为正，压为 负。
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10、轴力图
直观地表明各截面上轴力沿轴线的变化，横坐标X轴表示 杆截面的位置，纵坐标表示相应截面上轴力的大小。

2）联合桁架 由几个简单桁架按几何不变规律 联合组成的桁架（图 11.28（c）所示）。 3）复杂桁架 不按上述两种方式组成的其他形 式的桁架（图 11.28（d）所示）。 46
11.4.2 静定平面桁架的内力计算 （1）结点法 结点法是以桁架的结点为研究对象，适用于计 算简单桁架。当截取桁架中某一结点为隔离体后， 得到一平面汇交力系，根据平面汇交力系的平衡条 件可求得各杆内力。又因为根据平面汇交力系的平 衡条件，对于每一结点只能列出两个平衡方程，因 此每次所选研究对象（结点）上未知力的个数不应 多于两个。
13
图 11.9
14
图 11.10
15
图 11.11 静定多跨梁与简支梁的受力比较
16
11.2 静定平面刚架 11.2.1 刚架的特征 刚架是由若干根梁和柱主要用刚结点组成的结 构。当刚架各杆轴线和外力作用线都处于同一平面 内时称为平面刚架，如图 11.12（b）所示。 在刚架中，它的几何不变性主要依靠结点 刚性来维持，无需斜向支撑联系，因而可使结构内 部具有较大的净空便于使用。如图 11.12（a）所 示桁架是一几何不变体系，如果把 C 结点改为刚 结点，并去掉斜杆，则该结构即为静定平面刚架， 如图 11.12（ b）所示。
6
图 11.3
7
图 11.4
8
（3）斜梁的内力图 在建筑工程中，常会遇到杆轴倾斜的斜梁，如 图11.5所示的楼梯梁等。 当斜梁承受竖向均布荷载时，按荷载分布情况 的不同，可有两种表示方式。一种如图 11.6 所示 ，斜梁上的均布荷载 q按照沿水平方向分布的方式 表示，如楼梯受到的人群荷载的情况就是这样。另 一种如图 11.7所示，斜梁上的均布荷载 q′按照沿 杆轴线方向分布的方式表示，如楼梯梁的自重就是 这种情况。

钢结构课程设计学生姓名：学号：所在学院：工程学院专业班级：09级土木（2）指导教师：中国·大庆2011年11月目录1.设计资料................................................... 错误!未指定书签。

2。

屋架形式,尺寸,材料选择.................................... 错误!未指定书签。

3．荷载和内力计算............................................ 错误!未指定书签。

3．1荷载计算............................................. 错误!未指定书签。

3。

2荷载组合 (1)3。

3.内力计算............................................ 错误!未指定书签。

4。

杆件截面选择. (2)4.1上弦 (2)4。

2下弦.................................................................................................. 错误!未指定书签。

4。

3斜腹杆J-F斜腹杆I-D,杆H—D (3)4.4杆C—I杆E—J杆斜G-K腹杆A-H................................................................................................................... 错误!未指定书签。

4。

5斜腹杆H-B，杆B—I，杆H-K (4)5节点设计 (5)5.1下弦节点b (6)5.2上弦节点H (7)5.3屋脊节点D (8)5。

4支座节点a (9)5.5跨中下弦节点d (13)6主要参考资料 141。

设计资料某车间跨度24m ，长度96m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，屋面活荷载标准值为20.5kN/m ，当地雪荷载0。

得 QE = 0 得 ME = qL2
16
QD
*剪力图和弯矩图 绘制方法1：根据梁的剪力方程和弯矩方程绘制剪力 图和弯矩图。 注意：1、当弯矩图为曲线时，至少要三个控制面 的值一般取两端点和Q=0的截面弯矩值（若无Q = 0 的截面，则取中间截面的弯矩值） 2、弯矩图画在受拉侧，不标正、负
17
绘制方法2：利用荷载与内力间的微分关系运用规律 1、图形：⑴在均布荷载作用区段：Q图为斜直线；M图 为抛物线，抛物线的凸向与q的指向一致。 ⑵在无荷载作用区段：Q图为水平线；M图为斜直线。
10 10
5
(b)
M 图(kN•m)
(c)
10
23
绘制方法3：
MA
A q L
叠加法绘制直杆弯矩图
MB
一、简支梁弯矩图的叠加方法
MA
B
MAB中 1 qL2 MB 8
若MA、MB在杆的两侧，怎么画？
MA MB q
A
MA
MAB中
B MB
＋
A 1 qL2 8
B
MAB中= （ MA ＋ MB）/2
24
MA A
由 y =0，得： FBy +FA - 206 =0 故： FBy=80kN（）
31
q=20kN/m
分别作出 AD 段、DE 段及EB 段受力图
B
2m 2m
10
解： 求支座反力
FC-10-20-30= 0
Ⅱ
A
由
F
y
=0
得：FC= 60 kN（↑）
用截面Ⅰ—Ⅰ将桁架截开，如下图所示：
10kN E Ⅰ 1 20kN 30kN
取右边部分，作受力图如下：

普通梯形钢屋架设计(2)-3说明书摘要：本说明书针对内蒙古工业大学钢结构课设-普通梯形钢屋架（2）-3方案编制。

屋架位于北京地区，抗震设防烈度8度，建筑面积324㎡，厂房长度54m ，跨度30m ，柱距6m 。

包括屋架布置，荷载计算，内力计算，截面设计，节点设计等几个方面的计算设计。

关键词：钢屋架1.设计资料普通梯形钢屋架，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。

跨度为30m ，柱距6m ，长度为54m 。

，地震设计烈度为8度，1.5m ×6m 轻型混凝土保温屋面板。

屋架铰支在钢筋混凝土柱上，设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。

表12.钢材和焊条的选用根据当地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235B ，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。

3.屋架形式和几何尺寸屋面材料为轻型混凝土保温屋面板，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 2700015023000015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 18000=。

跨中高度：mm i l H 330010/12/3000018002H 00=⨯+=⋅+=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图1 30米跨屋架几何尺寸4.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。

目录1.0 设计资料 (1)1.1 结构形式与布置 (2)1.1.1 桁架形式及几何尺寸 (2)1.1.2 屋架支撑布置 (2)1.2 荷载计算 (4)1.2.1屋面活荷载选择 (4)1.2.2屋架和支撑自重计算 (4)1.2.3荷载组合 (4)1.3 杆件设计及内力计算 (6)1.3.1 屋架计算简图 (6)1.3.2 杆件内力计算和杆件内力表 (6)1.3.3 杆件设计 (7)(1)上弦杆 (7)(2)下弦杆 (8)(3)腹杆 (9)(4)竖杆 (11)(5)屋架杆件截面选择表 (11)1.4 节点设计 (12)1.4.1 下弦节点“c” (12)1.4.2 上弦节点“B” (13)1.4.3 上弦节点“D” (14)1.4.4 下弦节点“e” (15)1.4.5 上弦节点“F” (16)1.4.6 下弦节点“g” (17)1.4.7 屋脊节点“H” (18)1.4.8竖杆与上弦节点“C,E,G” (19)1.4.9支座节点“A” (19)1.4.10支座节点“a” (21)参考文献 (22)致谢 (22)附录 (22)1.0 设计资料某厂房总长度90m, 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=L/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, 设计基本地震加速度为0.1g, 二类场地。

屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制）, 锻锤为2台5t 。

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）如图1.11及下图所示。

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+1.090BCDE FGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.01.01.0 1.0 1.021米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值3.屋盖结构及荷载无檩体系: 采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋板（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, L 为屋架跨度, 以m 为单位, q 为屋架及支撑自重, 以KN/m2为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2, 雪荷载的基本雪压标准值值根据不同学号按附表取。

例题 8-1简支人字形屋架设计1、设计资料人字形屋架跨度30m，屋架间距12m，铰支于钢筋混凝土柱上。

厂房长度96m。

屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条（见例6-6）的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m，雪荷载为0.20kN/m2。

钢材采用Q235-B·F，焊条采用E43型。

2 屋架尺寸，支撑布置屋架计算跨度L=L－300=29700mm，端部及中部高度均取作2000mm。

屋架杆件几何长度见8－41，支撑布置见图8－42。

图8-41图8-423、荷载、内力计算及内力组合（1）永久荷载（水平投影面）101=0.1507kN/m2 压型钢板 0.15×10檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2合计0.509kN/m2(2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2(3)风荷载：风荷载为1.25，屋面迎风面的体形系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面：=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m21背风面：2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m 21ω的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量（0.507kN/m 2）。

这里不计风荷载，而将所有拉杆的长细比控制在250以内。

（4）上弦节点集中荷载的设计值为Q=（1.2×0.509+1.4×0.30）×5×12=61.70kN （5）内力计算跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。

因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力见图8-41。

4、杆件截面选择腹杆最大内力N=260.0kN ，查表8-4，选用中间节点板厚度t=10mm ，支座节点板厚度t=10mm 。

钢结构屋架计算书一、工程概述本工程为_____钢结构屋架，用于_____建筑。

屋架跨度为_____m，长度为_____m，屋面坡度为_____。

屋架所承受的荷载包括恒载、活载、风载和雪载等。

二、设计依据1、《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）2、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）3、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2020）三、荷载计算1、恒载屋面自重：包括屋面板、檩条、保温层等，取_____kN/m²。

屋架自重：根据所选屋架形式和尺寸，估算屋架自重为_____kN/m。

2、活载屋面活载：根据建筑使用功能，取_____kN/m²。

3、风载基本风压：根据当地气象资料，取_____kN/m²。

风荷载体型系数：根据屋架形状和屋面坡度，确定风荷载体型系数。

4、雪载基本雪压：根据当地气象资料，取_____kN/m²。

屋面积雪分布系数：根据屋面坡度和形状，确定屋面积雪分布系数。

四、内力计算1、采用结构力学方法，建立屋架计算模型，计算在各种荷载组合作用下屋架杆件的内力。

2、考虑恒载、活载、风载和雪载的最不利组合，计算屋架杆件的最大内力。

五、杆件截面选择1、根据杆件内力，选择合适的钢材型号和截面形式。

2、考虑强度、稳定性和刚度要求，对杆件截面进行验算。

强度验算：σ ＝N/A ≤ f，其中 N 为杆件内力，A 为杆件截面面积，f为钢材强度设计值。

稳定性验算：根据杆件的长细比和截面类型，查稳定系数，进行稳定性验算。

刚度验算：控制杆件的长细比在规范允许范围内。

六、节点设计1、节点形式的选择：根据杆件连接方式和受力特点，选择合适的节点形式，如焊接节点、螺栓连接节点等。

2、节点计算：对节点进行强度验算，确保节点能够可靠传递杆件内力。

七、屋架支撑设计1、为保证屋架的空间稳定性，设置上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑和垂直支撑。