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24m梯形钢屋架设计计算书

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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.设计资料上海某工业厂房，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0.55kN/㎡，基本雪压为0.20kN/㎡,积灰荷载为1.0kN/㎡。

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l0=l－2×0.15m=23.7m；端部高度取H0=2.00m，中部高度H=3.20m，起拱50mm。

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 0.10kN/m2屋面板排风设备平均重量 0.065kN/m2钢屋架及支撑自重q=0.12+0.011L=0.12+0.011*24=0.384kN/m2合计 1.149kN/m2(2)屋面可变荷载（水平投影）屋面活荷载 0.50kN/m2雪荷载 0.20kN/m2 取两者较大值：0.5kN/m2积灰荷载 1.00kN/m2合计 1.50kN/m2（3）风荷载 0.55kN/m25.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。

杆件内力系数如图所示。

6.内力组合和计算（1）荷载组合a.全跨恒载+全跨活载（使用阶段）P1=1.149×1.2×1.5×7.5=15.51kN P2=1.4×（0.5+1.0）×1.5×7.5=23.63kNP=P1+P2=39.14kNb.全跨恒载+半跨活载（使用阶段）c.全跨恒载+全跨风载（使用阶段）恒载P1=1.149×1.5×6=10.34kN 风载P3=0.55×1.5×6=4.95kNP=P1+P3=15.29kN（2）屋架杆件内力计算表7.杆件截面设计 a.上弦杆FH（1）确定内力及已知条件整个上弦采用等截面,按FH 杆件的最大设计内力设计，即N=-594.5kN ，Q235B 钢材f=215N/mm ²；压杆[λ]=150；/3oy ox L L =；（2）上弦杆计算长度：屋架平面内（取节间轴线长度）：屋架平面外（取支撑节点间距离）：（3）截面选择选用两个不等肢角钢，短肢相并,整体稳定系数Ф按b 类由于腹杆最大内力N=-594.5kN ，查表可知，中间节点板厚度选用12mm ，制作节点板厚度选用14mm设60λ=，查Q235钢稳定系数表，可得807.0=ϕ 则需要的截面面积：需要的回转半径：，根据需要（A、x i、y i）查角钢规格表，选用L140×90×12（短肢相接），肢背间距mma8=，A=4140mm2，i x=25.4mm,i y=67.4mm。

（4）截面验算，由于,查表可知，则：，故所选截面合适。

b.下弦杆gi（1）确定内力及已知条件整个下弦采用同一截面，按最大设计内力杆件的内力值设计，即N=591.1kN，Q235钢2f=；；N/215mm（2）截面选择所需截面面积：根据需截面面积查角钢规格表，选用L140×90×10（短肢相接），肢背间距mma8=，A=4460mm2，i x=25.6mm,i y=66.9mm。

（3）截面验算，，满足要求。

,不考虑截面削弱, 故所选截面合适。

c.斜腹杆aB（1）杆件轴力： N=-344.9kN（2）计算长度：, ,（3）截面选择：由于，因此选用两个等肢角钢，选用L90×8，肢背间距mma8=，A=2780mm2，i x=27.6mm,i y=40.2mm。

（4）截面验算，由于,查表可知，则：，故所选截面合适。

d.竖腹杆（1）支座竖腹杆Aa杆件轴力N=-21.5kN，, ,。

由于，因此选用两个等肢角钢，选用L56×4，肢背间距=，A=878mm2，a8mmi x=17.3mm,i y=25.9mm。

，由于,查表可知，则：，故所选截面合适。

(2)竖腹杆Gg压力最大为N=-39.1kN，, ,。

选用两个等肢角钢，选用L70×4，肢背间距mm=，A=1114mm2，i x=21.8mm,i y=31.4mm。

a8，由于,查表可知，则：，故所选截面合适。

（3）腹杆IiN=+80.2kN，l=3200mm,l0=0.9×3200=2880mm。

选用L56×5，A=1084mm,i x0=21.7。

,满足。

，满足。

8.屋架节点设计（1）下线拼接节点5下弦杆为L140×90×12，拼接角钢用相同规格。

角钢t=10mm，拼接角钢焊缝位于角钢尖，用h f=t-2=8mm。

焊缝按等强度设计：［N］=Af=4460×215=958.9×103kNl w=［N］/(4×0.7h f f f w)= 958.9×103/(4×0.7×6×160)=356.7mm 采用拼接角钢半长400mm，扣除半焊缝4mm和正反面焊口各8mm，焊缝计算长度为纵向388mm，考虑斜向后约390mm＞356.7mm，略有富裕。

拼接角钢水平肢宽140mm，故采用斜切，尺寸见图。

安装螺栓位置考虑连横向水平支撑时可应用，其与斜切边的边距经检查足够。

拼接角钢竖肢原宽90mm，为焊缝需切肢：Δ=t+h f+5=10+8+5=23mm实用Δ=25mm，切肢后剩余高度h-Δ=65mm，端部采用直切。

因高度已较小，竖肢上不再用安装螺栓。

（2）上弦拼接节点4上弦杆起拼后坡度为1/10，截面为 L140×90×10，端部取直切；拼接角钢采用相同规格，热弯型。

角钢t=10mm，角焊缝用h f=t-2=8mm，按轴心受压等强度设计：［N］=υAf=0.813×4452×215=778.2kNlw=［N］/(4×0.7h f f t w)= 778.2×103 / (4×0.7×10×160)=173.7mm 采用拼接角钢半长250mm，扣除上口半缝隙14mm（下口半缝隙5mm，上口5+90/10≈14mm）和焊口10mm后，焊缝计算长度为226mm＞173.7mm，略有富裕。

拼接角钢水平肢宽140mm，但考虑在较长范围内开设横向水平支撑连接螺栓孔的需要，只能采用直切。

拼接角钢竖肢原宽90mm，为焊缝需切肢：Δ=t+hf+5=10+8+5=23mm实用Δ=25mm，切肢后剩余高度h-Δ=65mm，端部采用直切。

因高度已较小，竖肢上不再用安装螺栓。

（3）下弦节点3各杆的内力由计算表查得，用E43焊条时。

角焊缝的抗拉，抗压和抗剪强度设计值f t w=160N/mm2。

De杆的肢背和肢尖焊缝分别为6-110和5-80，eF杆的肢背和肢尖的焊缝分别为6-80和5-80。

Ee杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定取5-80，下弦与节点板连接的焊缝为6-110和6-100。

根据以上焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙以及制作，装配等误差，按比例制作出节点详图，从而确定节点板尺寸为500 300mm。

（4）上弦节点2Bc杆与节点板的焊缝尺寸为7-160和6-90，aB杆与节点板的焊缝尺寸为8-170和7-110为了便于搁置屋面板，上弦节点板的上边缘缩进上弦肢背8mm，上弦角钢与节点板间用焊缝连接，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，认为集中力P与上弦垂直,P=39.1kN,h f=6mm。

根据斜杆焊缝长度确定节点板尺寸，置得节点板长度510mm,焊缝计算长度500mm，则肢背焊缝应力为：τf=P/2h e l w=39.1⨯103/2⨯0.7⨯6⨯500=9.31N/ mm2满足要求。

肢尖焊缝承受弦杆内力差ΔN=337.2kN,偏心距e=90-20=70mm偏心力矩M=ΔN×e=337.2⨯103⨯70=23.6k N·m，采用h f=7mmτf=ΔN/2 h e l w=337.2⨯103/2⨯0.7⨯8⨯500=60.1N/ mm2<σf=M/2 h e l w2=6⨯23.6⨯106/2⨯0.7⨯8⨯500⨯500=50.6N/ mm2 <均满足要求。

（5）支座节点1为便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。

在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度14mm。

1)支座底板的计算支座反力：R=367.1kN设支座底板平面尺寸采用280×192mm2，如仅考虑有加劲肋的底板部分承受支座反力，则承压面积为280×192=53760mm2。

验算柱顶混凝土的抗压强度：，满足。

支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算：节点板和加劲肋将板分为四块，每块尺寸为：140×96mm 2，均为两相邻边支承而另两相邻边自由，每块板的单位宽度的最大弯矩为M=β2σα22，其中：σ=6.82MPa,，a 2=√(1402+962)=169.8mm 2，b 2=(140×96)/169.8=79.2，由b 2/ a 2=79.2/169.8=0.446,查表得β=0.0548。

则单位宽度的最大弯矩M=0.0548×6.82×169.82=10.78×103N ·mm.底板厚度，取mm t 202)加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝计算相似，偏于安全，取加劲肋的受力为屋架支座反力的1/4，即： 367.11/4=91.78kN ，则焊缝内力为：V=91.78kN ，e=15+75/2=52.5mm ，则M=Ve=91.78×52.5=4818.5kN ·mm 。

设焊缝h f =6mm ，焊缝计算长度：l w =360mm 则焊缝应力：满足。

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24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

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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

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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。

24m梯形钢屋架设计计算书

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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。

24m梯形钢屋架课程设计计算书

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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。