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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。
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。
24跨90梯形钢屋架课程设计计算书[请输入论文标题]专业：[请输入专业]班级：[土木0901]学生姓名：[蒋家顺]指导教师：[王洪涛]完成时间：2012-9-10目录一、设计资料 (4)二、结构形式及支撑布置 (4)（1）桁架的形式及几何尺寸 (4)（2）桁架支撑布置 (5)三、荷载计算 (6)四、内力计算 (7)五、杆件设计 (8)（1）上弦杆 (8)（2）下弦 (8)（3）斜腹杆 (9)六、节点设计 (10)（1）下弦节点“C” (11)（2）上弦节点“B” (12)（3）屋脊节点“I” (14)一、设计资料哈尔滨郊区，某厂房跨度24m ，总长90m ，柱距6m ，屋面坡度i ＝1/10，屋架下弦标高为18m 。
简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，上柱截面400×400mm ，房内还设有桥式吊车2台150/30t 。
采用梯形钢屋架，钢材选用Q235B ，焊条采用E43型。
1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m ²） 、铺上70mm 厚保温层（0.7KN/m ² ) 、三毡四油上铺绿豆砂防水层（0.4KN/m ²） 、一毡二油隔气层（0.05 KN/m ²） 、找平层2cm 厚（0.3KN/m ²） ；屋面荷载标准值0.7KN/m ²，积灰荷载标准值0.9KN/m ²，雪荷载标准值0.35KN/m ²。
要求设计屋架并绘制屋架施工图。
二、结构形式及支撑布置（1）桁架的形式及几何尺寸本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。
屋架杆件几何长度见附图1（跨中起拱按L/500 考虑）。
①. 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm ； ②. 端部高度取H=1990mm ， ③. 中部高度取H=3190mm 。
19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aa c egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 桁架形式及几何尺寸（2）桁架支撑布置根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用Q235-B。
目录设计资料 (3)结构形式与布置 (3)钢屋架计算简图及几何长度 (5)荷载统计计算 (5)钢屋架内力系数的计算 (5)内力组合和计算 (5)杆件截面设计 (7)屋架节点设计 (10)参考文献 (16)钢屋架设计计算书1.工程概况某个工业厂房，跨度为24m，厂房总长度75m，柱距7.5m，屋面坡度i=1:10，采用1.5×6 m太空轻质大型屋面板。
结构采用排架体系，即钢屋架铰支于排架上。
排架为混凝土柱，柱顶截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C30。
钢屋架钢材采用Q235B，E43型焊条，手工焊。
基本风压为0.6kN/㎡，基本雪压为0.30kN/㎡,积灰荷载为0.8kN/㎡。
2.结构形式与布置（1）结构平面布置图（2）钢屋架支撑体系布置简图3.钢屋架计算简图及几何长度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=24m，每端支座中线缩进0.15m。
计算跨度l=l－2×0.15m=23.7m；=2.00m，中部高度H=3.20m，起拱50mm。
端部高度取H选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图所示。
4.荷载统计计算(1)屋面永久荷载（水平投影）太空轻质大型屋面板（1.5m*6m） 0.60kN/m2防水层 0.15kN/m2屋面板排风设备平均重量 0.060kN/m2钢屋架及支撑自重q=0.12+0.011L=0.12+0.011*24=0.384kN/m2合计 1.194kN/m2(2)屋面可变荷载（水平投影）屋面活荷载 0.50kN/m2雪荷载 0.30kN/m2 取两者较大值：0.5kN/m2积灰荷载 0.80kN/m2合计 1.30kN/m2（3）风荷载 0.6kN/m2由分析得到，荷载组合一共分为两种。
其中一种是全部布满荷载和活荷载，另外一种是全部布满恒荷载和一半布满活荷载。
(1)全跨恒载+全跨活载F=（3.6+0.7）×6×3.0=77.4kN(2)全跨恒载+半跨活载全跨节点永久荷载F1=3.6×6×3.0=64.8kN半跨节点可变荷载F2=0.7×6×3.0=12.6kN5.钢屋架内力系数的计算由于，所以可仅建立半跨的计算模型，先计算半跨内力系数，然后利用半跨与全跨的关系求出全跨内力系数。
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L0＝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：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=-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm，支座节点板厚度10mm。
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。
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。
土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）井冈山大学工学院建筑系钢结构课程设计姓名：李文中班级：07级土木工程本（1）班学号：70615002指导老师：王玉娥一、设计资料1.屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，柱的混凝土强度等级为C25，柱顶截面尺寸为400mm×400mm。
2.厂房总长度120m，柱距和屋架跨度见任务分组表。
3.屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板或压型钢板，屋面板不考虑作为侧向支撑。
4.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。
5.屋面坡度见任务分组表。
6.荷载永久荷载：可变荷载：屋面活荷载（d）0.70kN/m27.梯形钢屋架的形式、尺寸及内力系数见图1所示。
8.钢材采用Q235B 钢，焊条为E43XX 系列，手工焊。
图1 钢屋架形式2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：(1)组合一：久荷载+全跨可变荷载1.2D+1.4L=4.62 KN/m21.2D+1.4×0.7L=4.78/m2所以上弦节点荷载为P=q×1.5×6=43.02 KN(2)组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载：q=1.35D=1.35×3.03=4.0905 KN/m2P1=q1×A=4.091×1.5×6=36.81 KN/m2半跨可变荷载q2=1.4×0.7L=0.686KN/m2P2=q2 ×A=0.686×1.5×6=6.17 KN(3)组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载全跨屋架及支撑自重：q3=1.0×0.384 KN/m2=0.384 KN/m2P3=q3×A=0.384×1.5×6=3.46 KN/m2半跨屋面板重+半跨屋面活荷载：q4=1.2×1.4+1.4×0.7=2.66KN/m2P4=q4×A=2.52×1.5×6=23.94KN3.内力计算本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆的内力系数（单位节点力分别作用于全跨、左半跨和右半跨），内力计算见表1所示。
第一章：设计资料某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用*6.0m太空轻质大型屋面板。
钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。
柱网布置如图所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150屋架拉杆【λ】＝350。
第二章：结构形式与布置柱网布置图柱网布置图屋架形式及几何尺寸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。
屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/。
配合大型屋面板尺寸（*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。
选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图屋架的杆件尺寸支撑布置由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。
中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。
所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。
图上弦平面12121---12---2图下弦平面与剖面第三章：荷载计算及杆件内力计算 屋架荷载计算表 屋架荷载计算表屋架杆件内力系数屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。
屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数k L、k R、k（＝k L＋k R）按图所示，并已抄入表中。
图屋架内力系数图杆件内力组合○1组合一―――全部恒、活荷载全部恒、活荷载：q=m2，F=**6=,杆件组合内力N1=（KN）○2组合二―――全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载）活荷载：q=m2，F=**6=,杆件组合内力N2= N1－,R （KN）○3组合三―――全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载：屋架和支撑重：q=*＝m2，F=**6=,活荷载：q=*+＝m2，F=**6=,杆件组合内力N3= + k L,R（KN）杆件内力组合见表，其中第二、三组合对个别k L、k R正负号的杆件计算，因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差△N（设计弦杆焊缝用）将大于第一组合的△N。
目录1.设计依据 (3)2.结构形式与布置 (3)3.荷载计算 (4)3.1.全跨永久荷载+ 全跨可变荷载 (4)3.2.全跨永久荷载+ 半跨可变荷载 (5)3.3. 全跨屋架+半跨屋面板+半跨屋面活荷载 (5)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斜腹杆 (11)5.4竖杆： (16)6.节点设计 (19)6.1下弦设计： (19)6.2上弦设计 (25)6.3屋脊节点 (35)6.4支座节点 (36)一设计依据1、《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）2、《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）3、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）4、《钢结构设计规范》》(GBJl7-88)5、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)6、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—91)7、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)二支撑布置根据车间长度（90m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。
柱网采用封闭结合，车间两端的横向水平支撑设在第一开间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。
在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性细杆，以保证安装时上弦杆的稳定；在各柱间下弦平面的跨中和两端各设一道垂直支撑。
梯形钢屋架支撑布置如图所示。
三荷载计算和组合荷载名称标准值（kN/m2）预应力混凝土大型屋面板 1.50三毡四油防水层0.40100厚泡沫混凝土保温层0.6020厚水泥砂浆找平层0.40悬挂管道0.10屋架及支撑0.38永久荷载总和 3.38屋面活荷载0.70屋面积灰荷载0.60注：1由于屋面倾角小于α＜30卸载作用的风吸力，且单层厂房高度较小，故风荷载和地震荷载不予考虑。
2雪荷载计算由公式Sk=μr⨯So 根据规范取用μr=1.0，则Sk=1.0⨯0.30=0.30 kN/m2由于雪荷载和屋面活荷载相比较小，则取屋面活荷载和积灰荷载进行组合。
2荷载组合(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载a 由可变荷载效应控制的组合计算：取取永久荷载γG=1.2，屋面活荷载γ1Q=1.4,屋面积灰荷载γ2Q=1.4，ϕ2=0.9，则节点荷载设计值为F=(1.2⨯3.38+1.4=9.0.06070.052.13 kN)4.1+⨯⨯⨯⨯⨯65.1b 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γ1Q =1.4，ϕ1=0.7，屋面积灰荷载γ2Q =1.4，ϕ2=0.9，则节点荷载设计值为F=（=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯65.1)60.09.04.170.07.04.138.335.154.05 kN 故应取节点荷载设计值F=54.05 kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载a 由可变荷载效应控制的组合计算：取取永久荷载γG=1.2，屋面活荷载γ1Q =1.4,屋面积灰荷载γ2Q =1.4，ϕ2=0.9全跨节点永久荷载 =⨯⨯⨯=65.138.32.11F 36.50 kN半跨节点可变荷载 =⨯⨯⨯⨯+⨯=65.1)60.09.04.170.04.1(2F15.62 kN=+FF 2136.50+15.62=52.12 kNb 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γ1Q =1.4，ϕ1=0.7，屋面积灰荷载γ2Q =1.4，ϕ2=0.9全跨节点永久荷载 =⨯⨯⨯=65.138.335.11F 41.07 kN半跨节点可变荷载=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=65.1)60.09.04.170.07.04.1(2F12.98 kN=+FF 2141.07+12.98=54.05 kN故取：全跨节点永久荷载 =F141.07 kN半跨节点可变荷载=F212.98 kN（3） 全跨屋架+半跨屋面板+半跨屋面活荷载a 由可变荷载效应控制的组合计算：取取永久荷载γG=1.2，屋面活荷载γ1Q =1.4全跨节点屋架自重 =F 31.2=⨯⨯⨯65.138.0 4.10 kN半跨屋面板及活荷载=⨯⨯⨯+⨯=65.1)70.04.150.12.1(4F25.02 kN=+FF 434.10+25.02=29.12 kNb 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γ1Q =1.4，ϕ1=0.7全跨节点屋架自重 =F 31.35=⨯⨯⨯65.138.0 4.62 kN半跨屋面板及活荷载 =⨯⨯⨯⨯+⨯=65.1)70.07.04.150.135.1(4F24.40 kN=+FF 434.62+24.40=29.02 kN故取：全跨节点屋架自重 =F 34.10 kN 半跨屋面板及活荷载=F425.02 kN荷载组合（1）荷载组合（2）a c e g i荷载组合（3）四内力计算采用图解法计算屋架在单位集中荷载作用下的杆力系数(如下)。
根据算的的节点荷载和杆力系数，进行杆件内力组合并求出各杆的最不利内力。
11724米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aa cegg'e'c'a'+3.480.000-6.25-9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49-2.470.000.00-6.53-3.14+0.71+1.55+1.39+1.56+1.80+2.12+4.76+1.90-0.45-2.47-1.53-1.75-2.03-2.34-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.25BC DE F GHI H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.01.01.01.0 1.01.01.0i24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值杆力内力组合表五 杆件设计1上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大设计内力的FG,GH 杆设计，根据杆件内力组合表，有N=-824.80 kN 。
在屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即==l lo x0 1.508 m 。
本屋架为无檩体系，可以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，平面外计算长度l oy 取：loy=2508.1⨯=3.016（m ）根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如右图所示。
腹杆最大内力N=—479.24 kN ，查表可知， 中间节点板厚度选用10 mm ，支座节点板厚度 选用12 mm 。
设λ=62，根据规范由双角钢组成的T 形和 十字形截面均属b 类截面，查Q235钢的稳定系 数表，可得ϕ=0.797，则所需的截面面积为：A=f N ϕ=215797.01080.8243⨯⨯=4813.40 2mm需要的回转半径为：=i x λlox=621508=24.32 mmi y =λloy=623016=48.65 mm根据A ，i x ，i y 值查角钢规格表，选用2L16010100⨯⨯，肢背间距α=10 mm ，该截面特性如下： A=5064 2mmi x=28.5 mm iy=77.0 mm按所选角钢进行验算如下：λx=il xox =5.281508=52.91＜[]λ=150 因为此截面为单轴对称构件，绕对称轴应取计及扭转效应的换算长细比λy ，今tb1=10160=16， 0.56bl oy 1=160301656.0⨯=10.56 故tb1>0.56bl oy 1，故：λyz =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+b t l b oy t 412217.5217.3=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯4221607.521030161167.3=60.76＜150（满足） 由于λx＜λyz ，故只需查ϕyz。
查轴心压杆稳定系数表，得ϕyz=0.803。
ANyzϕ==5064803.01080.8243⨯⨯=202.83 2mm N ＜f =215 2mm N 满足要求。
填板每个节间放一块，填板间距为：l a =21508=754 mm ＜ 40i =20564.5140=⨯ mm故取填板间距为l a =750 mm2 下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在杆的gi 杆计算，根据杆件内力组合表，有N=819.94 kN 。
又有：l ox=3000 mm l oy =11850223700= mm 所需截面面积为：f NA ==2151094.8193⨯=3813.67 2mm选用2L 1080125⨯⨯，采用短肢相并， 如右图所示，该截面特性如下：A=3942 2mm >3813.67 2mm （符合要求） i x =22.6 mm iy=61.1 mm长细比验算：λx=il xox =6.223000=132.74＜350（满足） il yoy y =λ=1.6111850=193.94＜350（满足） 因为tb1=5.1210125= ＜ 0.56b l oy1=1251185056.0⨯=53.09 所以可取λyz=λy=193.94＜350 （满足）由于是拉杆，选择截面时已满足强度要求，故不必再验算强度。
填板每个节间放一块，填板间距为：l a =⨯=<=8080150023000i 39.8=3184 mm故取填板间距l a =1500 mm3 斜杆（1）aB 杆杆件轴力N=-479.42 kN ，计算长度l ox =l oy =2535 mm 。
因为l ox =l oy ，故采用不等肢角钢，长肢相并。
选用2L 1090140⨯⨯，其截面特性为： A=44522mmi x=25.6 mm iy=36.6 mm对该截面验算如下：λx=il xox =0.996.252535=2＜150 （满足） il yoy y=λ=26.696.362535=＜150 （满足） 因为tb2=91090=＜b l oy248.0=0.4852.13902535=⨯ 所以可取λyz =tl b oyy 224209.11(+λ)=)1025359009.11(26.69224⨯⨯+⨯=77.0＜150 （满足） 由于λx>λyz，故只需查ϕx。
查轴心压杆稳定系数表，得ϕx=0.561，于是有：A Nyzϕ=4452561.01042.4793⨯⨯=192.0 2mm N ＜f =215 2mm N （满足） 填板每个节间放两块，填板间距为：l a =.523404084532535⨯=<=i =940 mm（2）Bc 杆杆件轴力N=371.86 kN ，计算长度l ox =0.8l =8.208426068.0=⨯ mm ，loy=l =2606 mm ，选用2L 675⨯，其截面特性为： A=17602mmi x=19.2 mm iy=30.1 mm对该截面验算如下：λx=il xox =58.1082.198.2084=＜350（满足） il yoy y=λ=1.302606=86.58 ＜350（满足） A nN=17601086.3713⨯=211.28 2mm N ＜f =215 2mm N (满足)填板每个节间放两块，填板间距为： l a =13.28080.786832606⨯=<=i =1848 mm(3) cD 杆杆件轴力N=-294.03 kN ，计算长度l ox =0.8l =⨯8.02869=2295.2 mm ，loy=l =2869 mm ，选用2L 690⨯，其截面特性为：A=2128 2mmi x=27.9 mm iy=40.5 mm对该截面验算如下：λx=il xox =27.829.272.2295= ＜150 （满足） il yoy y=λ=84.705.402869= ＜150 （满足） 因为 t b =15690=＜bl oy 58.0=49.1890286958.0=⨯ 所以可取λyz =)475.01(224tl boyy +λ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯2246286990475.0184.70=78.29＜150 （满足）由于λx>λyz，故只需查ϕx。
