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![[学士]某27米钢结构屋架课程计算书](https://img.taocdn.com/s1/m/6e5f5ef20242a8956bece47b.png)
目录第一部分一、设计资料 (2)二、设计内容 (3)三、设计要求 (3)第二部分一、荷载和内力计算 (4)二、支撑布置 (5)三、杆件内力计算图 (6)四、杆件截面选择 (6)五、节点设计 (9)第一部分一、设计资料(1) 设计资料某厂房跨度为L=27m，总长240m，柱距6m.房内无吊车，无天窗，无振动设备。
采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋第 1 页共15页架支承于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，。
地区计算温度高于-200C。
钢材选用235Q钢，焊条为43E型。
(2) 屋架形式及几何尺寸屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，采用梯形钢屋架。
屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图一所示。
屋面坡度为(=3340-=i屋架计算跨度为26.7m,端部高度取1990mm，中部高度取3340mm。
/210:127001990*)(3) 荷载标准值①永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1.4 KN/m2二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2找平层2cm厚 0.4 KN/m2保温层2 0.4 KN/m2屋架及支撑自重：按公式L12=计算： 0.309 KN/m2.0+.0q11永久荷载总和 2.617 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载：2/kN7.0m附图一第 2 页共15页图1.1 27米跨屋架几何尺寸图1.2 27米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值第 3 页共15页第 4 页 共 15页图1.3 27米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值第二部分一、荷载和内力计算1、荷载计算恒荷载总和：2.6172/m KN屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。
可变荷载总和：1.52/m KN屋面板坡度不大，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。
2、荷载组合节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合：kN F d 15.4665.1)8.09.04.17.04.1617.22.1(=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=第 5 页 共 15页 其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=G γ；积灰荷载，荷载分项系数4.11=Q γ；组合系数9.01=ψ；屋面荷载，4.12=Q γ，9.02=ψ。
27m梯形钢屋架设计doc⽬录1.设计资料： (3)2.结构形式与布置： (4)3.荷载计算 (5)3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 (6)3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 (6)3.3.全跨屋架（包括⽀撑）⾃重+半跨屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载: (6)4.内⼒计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆： (9)5.2下弦杆： (10)5.3端斜杆aB: (11)5.4腹杆eg－gK: (11)5.5竖杆Ie： (12)6.节点设计 (14)6.1下弦设计：6.1.1⽀座节点“a” (14)6.1.2下弦节点b (16)6.1.3下弦节点c (17)6.1.4下弦节点d (18)6.1.5下弦节点e (19)6.1.6下弦节点f (20)6.1.7下弦节点g (21)6.2上弦设计6.2.1上弦节点“B” (22)6.2.2上弦节点D (23)6.2.3上弦节点F (24)6.2.4上弦节点H (26)6.2.5上弦节点“I ” .......................................................27 6.2.6屋脊节点K . (28)单层⼯业⼚房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料：1．1由设计任务书的已知条件：某地⼀机械加⼯车间，长102m ，跨度30m ，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。
采⽤梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板（1.43/m kN ），上铺100mm 厚泡沫混凝⼟保温层（容重为13/m kN ），三毡四油（上铺绿⾖砂）防⽔层（0.43/m kN ），找平层2cm 厚（0.33/m kN ），卷材屋⾯，屋⾯坡度i=1/10，屋架简⽀与钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20，上柱截⾯400×400mm 。
钢屋架设计计算书一、设计资料某车间跨度为24（27、30）m，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。
永久荷载：改性沥青防水层0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2100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） 1.4kN/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压：0.35kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2积灰荷载0.75kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置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。
屋架坡度l=27m，每端支座中线缩进0.15m.计算跨度l0=l－2×0.15m=26.7m；端部高度取H0=1.95m，中部高度H=3.29m起拱按f=l0/500，取60mm.配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。
选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。
图-1 屋架尺寸三、荷载和杆件内力计算（1）屋架荷载屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取.50kN/m2×01.4。
屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2；因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。
钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计学院：土木与环境工程学院班级：姓名：学号：指导教师：北京科技大学 2014年07月目录1.设计任务书 (1)1.1 设计内容 (1)1.2 设计目的 (1)1.3设计任务及要求 (1)2.设计计算书 (2)2.1 设计资料 (2)2.2 设计依据 (3)2.3 屋架形式及主要尺寸确定 (3)2.4 支撑布置 (4)2.5 屋架的内力计算 (5)2.5.1 计算的基本假定 (5)2.5.2荷载计算 (5)2.5.3 荷载组合 (6)2.5.4 内力计算 (7)2.6 杆件截面设计 (9)2.6.1 上弦杆 (9)2.6.2 下弦杆 (10)2.6.3 端斜杆aB (11)2.6.4 腹杆 (12)2.5.6 竖杆Hd (16)2.7 节点设计 (19)2.7.1 上弦节点 (19)2.7.2 屋脊节点“J” (30)3.7.3 端部支座节点“a” (32)2.7.4 下弦节点 (34)2.7.5 其他节点 (40)2.8 节点板计算 (41)1.设计任务书1.1 设计内容27m跨工业厂房普通钢屋架设计1.2 设计目的通过课程设计，进一步了工业厂房钢结构的结构型式、总体布置、受力特点和构造要求等；培养和锻炼学生综合运用钢结构材料、连接和基本构件设计原理进行钢屋架设计计算和解决实际工程问题的能力。
1.3设计任务及要求(1)完成设计计算书一份，设计计算书内容应包括以下内容：①设计基本资料、设计依据②选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求；③确定屋架形式及几何尺寸，屋架及支撑布置（SC——上弦支撑，XC——下弦支撑，CC——垂直支撑，GG——刚性系杆，LG——柔性支撑）；④进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；⑤节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。
⑥填板设置；⑦材料统计(2)绘制钢屋架施工图一张（A3）①屋架几何尺寸和内力简图（1:100）；②构件详图：屋架正立面图[轴线图比例1:20（1：30），节点及杆件比例1:10(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；③零件或节点大样图（1:5）；④材料表；设计说明。
27m梯形钢屋架课程设计课程设计成果院（系）: __ _ _班级:学生姓名:学号:设计地点（单位）：____ ___________设计题目:_____ _ _____完成日期：年月日指导教师评语:_________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ _____________________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):______ __________教师签名:_________________________目录钢结构课程设计计算书——钢屋架设计一、设计资料 (3)二、结构形式与布置 (3)1、屋架形式与几何尺寸 (3)2、梯形钢屋架支撑布置 (4)三、荷载计算 (5)四、内力计算 (7)五、杆件设计 (8)1、上弦杆 (8)2、下弦杆 (9)3、斜腹杆 (9)4、竖杆 (15)六、结点设计 (20)1、下弦结点 (20)2、上弦结点 (26)3、屋脊结点 (32)4、支座结点 (33)七、参考资料 (36)钢结构课程设计计算书——钢屋架设计一、 设计资料某地一机械加工车间，长96m ，跨度27m ，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。
本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形钢屋架，封闭结合1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m 2），上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m 3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m 2），找平层2cm 厚（0.3KN/m 2），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。
钢结构课程设计学生姓名：******学号：**********所在学院：******专业班级：******指导教师：******西南交通大学**年**月**日**月**日目录一、设计资料-------------------------------------3二、钢材和焊条选择----------------------------3三、屋架形式及尺寸-------------------------------------3四、屋盖支撑布置-----------------------------4五、荷载和内力计算---------------------------45.1荷载计算----------------------5-6 5.2内力计算--------------------6-7六．杆件截面选择----------------------76.1上弦---------------------------------------7-86.2下弦--------------------8-96.3端斜杆------------------------------------------96.4斜腹杆----------------------9-106.5竖杆-------------------------10-12七．节点设计----------------------127.1.下选节点----------------------12-147.2上弦节点“B”----------------------14-157.3屋脊节点“J”----------------------15-167.4下弦跨中节点“e”----------------------16-177.5端部支座节点“a”---------------------17-197.6节点板计算----------------------19八、施工图详图———————————————19-22普通钢屋架设计一．设计资料某北方地区一金工车间。
门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度27m ，长度90m ，柱距9m ，檐高7.2m ，屋面坡度1/10。
刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。
屋面材料、墙面材料采用单层彩板。
檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235B 钢，焊条采用E43型。
基本风压 20.5/O W KN m ，基本雪压 20.4/KN m ，地面粗糙度B 类。
二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ，跨度27m ，柱距9m ，共有11榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。
厂房长度>60m ，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m ；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，布置图详见施工图。
刚架平面布置见图1，刚架形式及几何尺寸见图2。
图1 刚架平面布置图图2 刚架形式及几何尺寸三、荷载的计算（一）计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用刚接，刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房檐高7.2m ；屋面坡度为1：10。
（二）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值 屋面板20.30/KN m 刚架斜梁自重（先估算自重）20.15/KN m附加荷载 20.5/KN m 合计0.45 2/KN m2．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：计算钢架时取为0.30 2/KN m ，计算檩条时取为0.50 2/KN m 。
雪荷载：0.42/KN m取屋面活荷载与雪荷载中的较大值，不考虑积灰荷载。
3．轻质墙面自重标准值0.25 2/KN m4．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A 的规定计算。
基本风压ω0=0.52/KN m ，地面粗糙度类别为B 类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定采用，μz=1.0。
一、课程设计任务概述涉及一榀钢屋架，地震烈度为6度。
无侵蚀性介质，屋架下弦标高为12.5m。
屋面积灰荷载0.8kN/㎡。
钢材为Q345，焊条E50型。
屋架铰支于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C25。
屋面均布活载（不与雪荷载同时考虑）为0.7kN/㎡。
屋架跨度27m，雪荷载0.35 kN/㎡，柱距6m采用无檩体系，屋面材料采用预应力混凝土屋面板,，屋架坡度为1：10。
二、屋架几何尺寸屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处），h=3325mm（计算跨度处）。
三、屋架上弦、下弦及支撑布置GWJ：钢屋架 GG:刚性系杆 LG:柔性系杆屋架上弦水平支撑布置见下图（图一）屋架下弦水平支撑布置见下图（图二）端垮垂直支撑布置见下图（图三）跨中垂直支撑布置见下图(图三)图一图二图三四、屋架荷载分析及内力汇总表 1、荷载分析活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：三毡四油防水层 0.4 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.4 kN/㎡ 保温层 0.5 kN/㎡ 一毡二油隔气层 0.05 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.3 kN/㎡ 预应力混凝土 1.45㎡kN/㎡ 屋架及支撑自重 0.12+0.297=0.417kN/㎡总计 3.517kN/㎡可变荷载标准值:活荷载 0.70kN/㎡ 雪荷载 0.35kN/㎡ 积灰荷载 0.90kN/㎡ 不需要考虑风压作用由可变荷载效应控制的组合： =1.2×3.517＋1.4×0.7＋1.4×0.9×0.70 =6.0824kN/㎡由永久荷载效应控制的组合： =1.35×3.517＋1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7 =6.316kN/㎡所以本设计按永久荷载效应控制设计 荷载组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载｛=max(屋面均布活荷载，雪荷载）｝+全跨积灰荷载 P= 6.0824kN/㎡×1.5m ×6m=54.74kN 全跨永久荷载+半跨可变荷载+半跨积灰荷载 1P =1.35×3.517kN/㎡×1.5m ×6m=42.73kN=（1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7）kN/㎡×1.5m ×6m=14.11kN 2、内力汇总表112nG GK Q Q K Qi ci Qiki S S S S γγγψ==++∑1nG GK Qi ci Qiki S S S γγψ==+∑2P杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数：注：表内负号表示压力杆件内力系数单向荷载内力内力组合不利组合全跨半跨恒载荷载9.07恒+全恒+半全跨半跨AB00000000 RS00000000上BC-10.078-7.267-430.633-142.201-102.537-572.834-533.17-572.834 QR-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 CD-10.078-10.88-430.633-142.201-153.517-572.834-584.15-572.834弦PQ-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 DE-15.978-10.88-682.74-225.45-153.517-908.19-836.257-908.19 OP-15.978-5.092-682.74-225.45-71.8481-908.19-754.588-908.19杆EF-16.244-11.146-694.106-229.203-157.27-923.309-851.376-923.309 NO-16.244-5.091-694.106-229.203-71.834-923.309-765.94-923.309 FG-16.008-10.91-684.022-225.873-153.94-909.895-837.962-909.895 MN-16.008-5.091-684.022-225.873-71.834-909.895-755.856-909.895 GH-18.813-11.143-803.879-265.451-157.228-1069.33-961.107-1069.33 LM-18.813-7.66-803.879-265.451-108.083-1069.33-911.962-1069.33 HI-19.018-11.366-812.639-268.344-160.374-1080.98-973.013-1080.98 KL-19.018-7.643-812.639-268.344-107.843-1080.98-920.482-1080.98 IJ-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93 JK-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93下ab 5.681 4.189242.749180.1589159.10679322.908301.8559322.908 hi 5.681 1.569242.749180.1589122.13859322.908264.8877322.908弦bc13.4099.403572.9666189.201132.6763762.1676705.6429762.1676 gh13.409 4.001572.9666189.20156.45411762.1676629.4207762.1676杆cd18.4511.524788.3685260.3295162.60361048.698950.97211048.698 fg18.45 6.867788.3685260.329596.893371048.698885.26191048.698 de18.0489.037771.191254.6573127.51211025.848898.70311025.848 ef18.0489771.191254.6573126.991025.848898.1811025.848腹Aa-0.501-0.501-21.4077-7.06911-7.06911-28.4768-28.4768-28.4768 Si-0.5010-21.4077-7.069110-28.4768-21.4077-28.4768 Ba-10.226-7.54-436.957-144.289-106.389-581.246-543.346-581.246 Ri-10.226-2.727-436.957-144.289-38.478-581.246-475.435-581.246 Bb7.824 5.475334.3195110.396677.25225444.7162411.5718444.7162 Rh7.824 2.291334.3195110.396632.32601444.7162366.6455444.7162 Cb-1.032-1.032-44.0974-14.5615-14.5615-58.6589-58.6589-58.6589杆Qh-1.0320.016-44.0974-14.56150.22576-58.6589-43.8716-58.6589 Db-6.43-4.133-274.754-90.7273-58.3166-365.481-333.071-365.481 Ph-6.43-2.294-274.754-90.7273-32.3683-365.481-307.122-365.481 Dc7.771 2.752332.0548109.648838.83072441.7036370.8856441.7036 Pg7.771 2.026332.0548109.648828.58686441.7036360.6417441.7036 Ec-1.661-1.664-70.9745-23.4367-23.479-94.4112-94.4536-94.4112 Og-1.6610-70.9745-23.43670-94.4112-70.9745-94.4112Gc -3.451 -0.954 -147.461 -48.6936 -13.4609 -196.155 -160.922 -196.155 Mg -3.451 -2.493 -147.461 -48.6936 -35.1762 -196.155 -182.637 -196.155 Ej 0.212 0.212 9.05876 2.99132 2.99132 12.05008 12.05008 12.05008 Om 0.212 0.01 9.05876 2.99132 0.1411 12.05008 9.19986 12.05008 Fj -0.149 -0.149 -6.36677 -2.10239 -2.10239 -8.46916 -8.46916 -8.46916 Nm -0.149 0.001 -6.36677 -2.10239 0.01411 -8.46916 -6.35266 -8.46916 Gd 0.671 -0.96 28.67183 9.46781 -13.5456 38.13964 15.12623 38.13964 Mf 0.671 1.628 28.67183 9.46781 22.97108 38.13964 51.64291 38.13964 Hd -1.416 -1.489 -60.5057 -19.9798 -21.0098 -80.4854 -81.5155 -80.4854 Lf -1.416 0.072 -60.5057 -19.9798 1.01592 -80.4854 -59.4898 -80.4854 Jd 1.077 3.13 46.02021 15.19647 44.1643 61.21668 90.18451 61.21668 Jf 1.077 -2.051 46.02021 15.19647 -28.9396 61.21668 17.0806 61.21668 Hk 0.171 0.181 7.30683 2.41281 2.55391 9.71964 9.86074 9.71964 Ll 0.171 -0.01 7.30683 2.41281 -0.1411 9.71964 7.16573 9.71964 Ik -0.116 -0.129 -4.95668 -1.63676 -1.82019 -6.59344 -6.77687 -6.59344 Kl -0.116 0.013 -4.95668 -1.63676 0.18343 -6.59344 -4.77325 -6.59344 Je 2.095 1.047 89.51935 29.56045 14.77317 119.0798 104.2925 119.0798五、杆件截面设计腹杆最大内力，N=－581.246N ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
－、设计资料梯形钢屋架长度为72m，跨度为27m。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
该地区冬季最低温度为－20℃。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。
上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。
屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。
根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235级，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。
构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示。
图1 屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图2所示。
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。
永久荷载标准值放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12×6=0.70kN/㎡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=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值雪荷载0.3kN/㎡积灰荷载0.60kN/㎡总计0.90kN/㎡永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡2.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P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载P=4.572×1.5×6=41.148 kN屋架上弦节点荷载1P=1.26×1.5×6=11.34 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN屋架上弦节点荷载3P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN43.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。
实用标准三角形角钢屋架设计1、设计资料屋架跨度27m ，屋架间距6m ，屋面坡度1/2.5，屋面材料为压型钢板。
薄壁卷边Z 形钢檩条，檩条斜距为0.799m ，钢材采用Q235-B ，焊条采用E43型。
钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土等级为C30，柱截面尺寸为400mm 400mm,其中略去檩条设计，不考虑抗震设防2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图7-35所示，上弦节间长度为三个檩距，有节间荷载。
上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。
上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。
为此，上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。
图7-35屋架形式、几何尺寸及支撑布置3、荷载（对水平投影面）（1）恒载 标准值压型钢板 0.35kN/m 2檩条 0.05kN/m 2屋架及支撑 0.417kN/m 2合计 0.817kN/m 2（2）活荷载0.5625kN/m 2因屋架受荷水平投影面积超过60m 2，故屋面均布活荷载可取为（水平投影面）0.5625kN/m 2。
（3）风荷载：风荷载高度体型变化系数为1.14。
屋面迎风面的体型系数为μs =-0.6+（21.8-15）/(30-15) ×0.6=-0.33, 背风面μs =-0.5。
基本风压0.55 kN/m 2，对高度小于30m 的厂房，风振系数为1.0 所以负风压的设计值（垂直于屋面）为 背风面1ω=1.4×1.0×1.14×0.55×0.5=0.439 kN/m 2迎风面2ω=1.4×1.0×1.14×0.55×0.33=0.29 kN/m 21ω和2ω垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比依然控制在350以内。
一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北京地区某金工车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。
车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。
采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。
设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。
三、钢材和焊条的选用根据北京地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235沸腾钢，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。
四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，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 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。
跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。
屋架高跨比：.812670033500==l H 。
屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。
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 所示。
图1：27米跨屋架几何尺寸五、 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。
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）六、 荷载计算屋面活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0.4kN/2m 进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2L)kN/m 0.011(0.12g ⋅+=计算，跨度L 单位为m,荷载计算结果见表1。
表 1 荷 载 计 算 表设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况： 6.1.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：kN F 82.4465.1)12.186.3(=⨯⨯+=6.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 74.3465.286.31=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 08.1065.112.12=⨯⨯=6.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重：kN F 5.465.150.03=⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载：kN F 5.1065.156.068.14=⨯⨯+=6.1、6.2为使用节点荷载情况，6.3为施工阶段荷载情况。
七、 内力计算由图解法或数解法解得F ＝1的屋架各杆件的内力系数（F ＝1作用于全跨、左半跨和右半跨）。
然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表2。
表2 屋架杆件内力组合表八、 杆件设计8.1上弦杆整个上弦采用等截面，按HI 、IJ 杆件的最大设计内力设计。
N ＝-859.2kN上弦杆计算长度：在屋架平面内：为节间轴线长度mm l l ox15080==在屋架平面外：本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支撑布置和内力变化情况，取oy l 为支撑点间的距离，即mm l oy 4522150821507=+⨯=根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。
腹杆最大内力N ＝-450.4kN ，查表得，中间节点板厚度选用12mm ，支座节点板厚度选用14mm 。
设60=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.807=ϕ（由双角钢组成的T 型和十字形截面均属于b 类），则需要的截面积：230.4952215807.0102.859mm f N A =⨯⨯==ϕ需要的回转半径：mm l i mm l i oy y oxx 4.75604522,1.25601508======λλ根据需要A 、y x i i 、查角钢规格表，选用2L 160×100×10，肢背间距a ＝12mm ，则A ＝50.62cm ，cm .852 i x=，cm 78.7i y =按所选角钢进行验算：9.2528.51508i l ox ===x x λ， 1.588.774522i l oy ===y y λ满足长细比[]150=≤λ的要求。
由于x y λλ>，只需求y ϕ，查表y ϕ＝0.818，则a a a MP 215MP 6.207MP 5060818.0102.859A N 3y <=⨯⨯==ϕσ所选截面合适，上弦截面如图所示：图7：上弦截面8.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的cd 杆计算。
N=817.5kNmm l ox 4500=，mm l l oy 133502/267000===所需截面积为（因跨中有通长系杆）:22302.38mm 3.3802215105.817N A cm f ==⨯==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 =3509.15785.2450i l ox <===x x λ， 3506.17178.71335i l oy <===y y λa a MP 215MP 6.161 5060817500A N <===σ，所以满足要求。
下弦截面如图：图8.下弦截面8.3斜杆按端斜杆aB 最大设计内力设计。
杆件轴力： kN N4.450-=计算长度： mm l l oy ox 2530==因为oy ox l l =，故采用等肢角钢，使y i i ≈x。
选用2L 100×10。
则:A ＝38.522c m ，m 3.05c i x=，m c 60.4i y=0.8330.53052i l ox ===x x λ， 0.550.462530i l oy ===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.668，则:a a MP 215175.0MP 3852686.0450400A N x <=⨯==ϕσ，故所选截面合适。
端斜杆截面如图：图9.端斜杆截面8.4腹杆腹杆cf-fG 在f 节点处不断开，采用通长杆件。
kN N cf 9.156-=,kN N fG 6.120-=再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox2087=，在桁架平面外的计算长度：mm N N l l y 6.3932)9.1566.12025.075.0(4174)25.075.0(1210=⨯+⨯=+=选用2L 110×10，查角钢规格表得A ＝45.522c m ，cm 38.3i x=，cm 00.5i y =150115.919.420i l ox <===x x λ， 150 65.870.506.3932i l oy <===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.458，则:a a MP 215MP 3.72 5524584.0156900A N y <=⨯==ϕσ再分腹杆截面如图：图9：再分腹杆截面8.5竖杆HdkN 2.76N -=，2440mm 30500.80.8l l =⨯==ox ，mm oy 3050l =由于杆件内力较小，按150][==λλ选择，需要的回转半径为mm l i ox x 3.161502440][===λ，mm l i oy y 3.201503050][===λ 查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大些。
选用2L 63×5，其几何特性为：A ＝12.292c m ，4cm 9.1i x=， 3.04cm i y =1508.25119.42440i l ox <===x x λ， 150 100.34.303050i l oy <===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.406，则:a a MP 215MP 7.341 2291064.067200A N x <=⨯==ϕσ 竖杆截面如图：图10：竖杆截面其余各杆件的截面选择结果见表3。
九、 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160w f f Mpa =。
9.1下弦节点“b ”设 bB 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=，所需焊缝长度为：肢背1l ：mm h f h N K l f wf f 23.1458216087.02103.35665.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 79.1046216067.02103.35635.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1601=，mm l 1202=。
设 bD 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=，所需焊缝长度为：肢背1l ：mm h f h N K l f wf f 19.1218216087.021029065.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 52.876216067.021029035.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1301=，mm l 902=。
bC 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点详图（见图11），从而确定节点板的尺寸为280×340mm 。
下弦与节点板连接到焊缝长度为340mm ，mm h f 5=，焊缝承受节点左、右弦杆的内力差△N ＝N bc -N ab ＝596.6-240.2＝356.4kN 。
