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跨度21米梯形钢屋架课程设计计算书

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梯形钢屋架课程设计

一、设计资料

(1)、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20

kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。

屋架跨度21m,屋面排水坡度i=1:10，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱（C30）上，柱顶标高9.0m，柱距6m，柱截面尺寸为400×400mm。厂房纵向长度60m。基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：

0.30kN/m2 （6.0m）

（2）、屋架计算跨度：

L0=21-2×0.15=20.7m

（3）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度i=1:10，取屋架在21m轴线处的端部高度h0’=1.99m, 屋架的中间高度h=3.025m，则屋架在20.7m，两端的高度为ho=2.004m。

二、结构形式与布置

屋架形式及几何尺寸如图2-1所示

根据厂房长度（60m），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，

图2-1梯形屋架形式和几何尺寸

在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。梯形钢屋架支撑布置如图2-2.

桁架上弦支撑布置图

桁架下弦支撑布置图

垂直支撑布置1-1

垂直支撑布置2-2

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2-1梯形屋架支撑布置图

三、荷载计算

荷载：屋架的受荷水平投影面积为：22260126621mmmA，故按《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为0.5kN/m2，雪荷载为0.35kN/m2，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/m2。L为屋架跨度，以m为单位。积灰荷载不考虑

1、荷载标准值。

1>永久荷载标准值

屋面板 0.2 KN/m2

屋架及支撑 0.3

2>可变荷载标准值

基本雪压 0.35KN/m2

基本风压 0.4KN/m2 （屋面倾角<30。故不考虑）

活荷载 0.50KN/m2

因为活荷载较基本雪压大，故采用活荷载作为设计使用。

2、设计屋架时应考虑以下三种组合

1> 全跨永久荷载作用下

P1=(0.2+0.3)×6×1.5=4.5KN

2> 全跨可变荷载作用下

P2=0.5×6×1.5=4.5KN

3> 当基本组合由永久荷载控制时上弦节点设计值

Sq=1.35×4.5+1.4×0.7×4.5=10.5KN

当基本荷载由可变荷载控制时上弦节点设计值

Sp=1.2×4.5+1.4×0.5×6×1.5=11.7KN

可知由可变荷载控制取F=11.7KN

3、 节点荷载计算，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.屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载（取等于屋面使用荷载）设

F1——由永久荷载换算的节点集中荷载

F2——由可变荷载换算的节点集中荷载

F3——由部分永久荷载（屋架及支撑）换算的节点集中荷载

F4——由部分永久荷载（屋面板重）及可变荷载（屋面活荷载）换算的节点集中荷载

则F1=1.2×4.5=5.4KN

F2=1.4×1×0.5×6×1.5=6.3KN

F3=1.2×0.3×6×1.5=3.24KN

F4=（1.2×0.2+0.5）×6×1.5=8.4KN

F=F1+F2=9.7KN

四、 内力组合计算

（1）、屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图3-1所示：

F/2FFFFFFFFFFFFFF/21990207003040A2850300030003000300030002850HGFEDCBdcba

AHGFEDCBF/2FFFFFFF3FFFFFFFFFFFFF/2F/2F/2

图3-1 荷载组合作用下的计算简图

由以下图3-2得F=1时屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）

21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

图3-2 屋架各杆件的内力系数

（2）、由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表：（F=28.254 KN F1=22.239 KN F2=6.3 KN

F3=4.257 KN F4==8.73 KN）

实用文案 杆件名称 内力系数 第一种组合 第二种组合 第三种组合

计算杆

件内力

（kN）

全跨（1） 左半跨（2） 右半跨（3） F×(1) F1×(1)+F2×(2) F1×(1)+F2×(3) F3×(1)+F4×(2) F3×(1)+F4×(3)

上弦 AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

BC，CD -7.472 -5.31 -2.162 -72.4784 -73.8018 -53.9694 -70.56558 -43.08354 -72.4784

DE，EF -11.262 -7.339 -3.923 -109.2414 -107.0505 -85.5297 -100.5584 -70.73667 -109.241

FG，GH -12.18 -6.861 -5.319 -118.146 -108.9963 -99.2817 -99.35973 -85.89807 -118.146

下弦 ac 4.1 3.01 1.09 39.77 41.103 29.007 39.5613 22.7997 39.77

ce 9.744 6.663 3.081 94.5168 94.5945 72.0279 89.73855 58.46769 94.5168

eg 11.962 7.326 4.636 116.0314 110.7486 93.8016 102.71286 79.22916 116.0314

gh 11.768 5.884 5.884 114.1496 100.6164 100.6164 89.49564 89.49564 114.1496

斜腹杆 Ba -7.684 -5.641 -2.043 -74.5348 -77.0319 -54.3645 -74.14209 -42.73155 -74.5348

Bc 5.808 3.96 1.848 56.3376 56.3112 43.0056 53.38872 34.95096 56.3376

Dc -4.409 -2.633 -1.776 -42.7673 -40.3965 -34.9974 -37.27125 -29.78964 -42.7673

De 2.792 1.222 1.57 27.0824 22.7754 24.9678 19.71414 22.75218 27.0824

Fe -1.572 -0.047 -1.525 -15.2484 -8.7849 -18.0963 -5.50359 -18.40653 -15.2484

Fg 0.328 -1.039 1.367 3.1816 -4.7745 10.3833 -8.00775 12.99663 12.99663

-8.00775

Hg 0.713 1.913 -1.2 6.9161 15.9021 -3.7098 19.01061 -8.16588 19.01061

-8.16588

竖杆 Aa -0.5 -0.5 0 -4.85 -5.85 -2.7 -5.985 -1.62 -5.985

Cc，Ee -1 -1 0 -9.7 -11.7 -5.4 -11.97 -3.24 -11.97

Gg -1 -1 0 -9.7 -11.7 -5.4 -11.97 -3.24 -11.97

五、杆件计算

腹杆最大内力N= -118.146kN，查表2.8（课本40页），点板厚度选用8mm，支座节点板厚度选用8mm。

1.上弦杆（图5-1）

整个上弦采用等截面，按FG、GH杆件的最大内力设计。

N= -118.146kN= --118146N，上弦杆平面内计算长度lox=lo=150.75cm；在屋架平面外，

根据支撑布置和内力变化情况，平面外计算长度loy=450cm,

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，如图5-1所示

图5-1 上弦杆截面图

上弦截面

腹杆最大内力N=--74.5344KN，查表知，中间节点板厚度选用8mm，支座节点板厚度选用8mm。

设λ=80，查轴心受压稳定系数表 =0.688

则需要截面积为

*A=fN.=118146/(0.688×215)=798.7mm2

需要回转半径：

ix=l0x/λ=1507.5/80= 18.125mm2

iy= l0y/λ=4500/80=56.25mm2

根据需要的*A, ix , iy查角钢型钢表，初选2 L125×80×8，肢背间距a=8mm，则A=3197.82mm，ix =2.37cm，iy =5.92cm。

按所选角钢进行验算：

λx= l0x/ix=1507.5/23.7=63.6<][=150

λy= l0y/iy=4500/59.2=76.7<][=150

则满足长细比<=[λ]=150的要求。

因为b1/t=125/8=15.62<0.56l0y /b1=0.56×4500/125=20.16

所以λyz =λy =76.7 查表y=0.714，则

N/(XA)= 118146/(0.714×3197)=51.75<215N/mm2

2.下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算N=-116.031KN。

计算长度：

屋架平面内取节点间轴线长度 lox=3000mm。

屋架平面外根据支撑布置，取 loy=20700/2=10350mm。

所需的净截面面积A=N/f=116031/215=539.67mm2=5.39cm2

选用2L100×63×10(短肢相并)，肢背间距a=8mm。见图5-2：

图1.18 下弦截面

查表得：A=1923mm2=19.23cm2>5.39cm2，ix =1.79cm，iy =4.78cm.

λx= lox/ix=300/1.79=169.50<350

λy= loy/iy=1035/4.78=224.51<350

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24m梯形钢屋架课程设计计算书

24m梯形钢屋架课程设计计算书

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24m

2、屋面坡度：1：10

3、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:

1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150AabceBCDFGHI15008=12000¡150815081508150815081508起拱50

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

荷载名称 标准值（KN/m²） 设计值（KN/m²）

屋架及支撑自重 0.384 0.384×1.2＝0.4608

檩条 0.2 0.2×1.2＝0.24

屋面防水层 0.1 0.1×1.2＝0.12

屋面板 0.85 0.85×1.2=1.02

悬挂管道 0.05 0.05×1.2=0.06

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计

一、教学内容

《梯形钢屋架课程设计》基于八年级《数学》教材中“几何图形的认识与测量”章节，主要包括以下内容：梯形的定义及性质；梯形的面积计算；钢屋架中梯形的应用；实际测量与计算实例。具体教学内容如下：

1. 回顾梯形的定义及性质，掌握梯形的分类（等腰梯形、直角梯形等）；

2. 学习梯形面积的计算方法，理解并掌握梯形面积公式的推导；

3. 了解梯形在钢屋架中的应用，分析梯形钢屋架的稳定性与承重能力；

4. 结合实际案例，进行梯形钢屋架的测量与计算，提高学生的实际操作能力。

教学内容紧密结合教材，旨在让学生在实际操作中掌握梯形的性质和应用，为今后的学习打下坚实基础。

2、教学内容

《梯形钢屋架课程设计》进一步拓展以下教学内容：

1. 梯形钢屋架的构造特点及其在工程中的应用优势；

2. 利用梯形面积计算方法，探讨梯形钢屋架的用料估算；

3. 通过实际案例分析，学习梯形钢屋架的受力分析及优化设计；

4. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，进行梯形钢屋架项目的模拟设计。

3、教学内容

《梯形钢屋架课程设计》后续教学内容如下：

1. 引导学生探索梯形钢屋架在不同跨度下的力学性能变化，理解几何形状与结构稳定性的关系；

2. 结合物理知识，分析梯形钢屋架在受力时的应力分布，探讨如何通过调整梯形参数优化结构设计；

3. 实践操作环节，组织学生进行小组合作，设计一个小型梯形钢屋架模型，并进行模型制作和承重测试；

4. 通过反思和评价，让学生总结梯形钢屋架设计过程中的数学和物理原理，提高学生的综合运用能力和创新思维。

4、教学内容

《梯形钢屋架课程设计》最后阶段的教学内容如下：

1. 深入探讨梯形钢屋架在设计中的安全性因素，包括材料选择、结构优化以及抗风、抗震性能分析；

2. 引导学生从经济角度考虑，如何通过数学计算和物理原理降低梯形钢屋架的成本，实现资源的最优利用；

3. 通过对比分析，让学生了解不同类型屋架的特点，掌握梯形钢屋架在市场竞争中的优势和劣势；

钢结构设计设计任务书

钢结构设计设计任务书

1 《建筑结构设计》课程设计任务书（二）

——普通钢屋架设计

1．题目：××m跨厂房普通钢屋架设计

2．目的

通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。

3．设计资料

某厂房跨度为18（21、24）m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,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C30，屋面坡度i=L/10，L为屋架跨度；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；屋架形式和几何尺寸如附图所示。

荷 载：①屋架及支撑自重：按经验公式g=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，g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

值为S0=0.35KN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取。

③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/m2

水泥砂浆找平层 0.4KN/m2

保温层 KN/m2(按附表取)

一毡二油隔气层 0.05KN/m2

水泥砂浆找平层 0.3KN/m2

钢结构课程设计-跨度21m长度75m柱距6m梯形钢屋架厂房设计

钢结构课程设计-跨度21m长度75m柱距6m梯形钢屋架厂房设计

钢结构课程设计

1

钢结构课程设计

学生姓名： 何昕桐

学 号：20122023017

指导教师： 刘少东

所在学院： 工程学院

专 业： 土木工程

中国·大庆

2015年12月

钢结构课程设计

目录

1.设计材料 ····················································································································· 1

2.材料选择 ····················································································································· 1

3.屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置 ·············································································· 1

4.支撑及檩条布置 ············································································································ 1

5.屋架节点荷载 ··············································································································· 2

6.屋架杆件内力计算 ········································································································· 3