－、设计资料
1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度：
Lo=27m－2×0.15m=26.7m
3、跨中及端部高度：
端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。
屋架中间高度h=3025mm。
二、结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸如图一所示:
2、荷载组合
设计桁架时，应考虑以下三种组合：
①全跨永久荷载+全跨可变荷载 (按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷
载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6
=49.122kN
图三桁架计算简图
本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的力系数，见表一。
1、上弦杆：
整个上弦杆采用相等截面，按最大设计力IJ 、JK 计算，根据表得： N = -1139.63KN ，屋架平面计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm ,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即：
oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个不
等肢角钢，且短肢相并，如图四所示：
图四 上弦杆
腹杆最大力N =-574.7KN ，查表可知，中间节点板厚度取12mm ，支座节点板厚度取14mm 。设λ=60，根据《规》由双边角钢组成的T 行和十字形截面均属于b 类，查Q235钢轴心受力稳定系数表，ϕ=0.807，
则需要截面积：23
3.6568215
807.01063.1139mm f N A =⨯⨯==ϕ 需要回转半径cm cm
l i ox x 26.260
5.135===λ，cm l i oy y 78.6605.406==
=λ 根据A 、x i 、y i 查角钢规格表，初选用2∟180×110×12，肢背间距a =12mm ，
该截面特性如下：
A =67.422cm ， x i =3.10cm ，y i =8.75cm 。1512/180/1==t b 按所选角钢进行验算：
71.4310
.3135.5ox ===x x i l λ＜[λ]=150
∵1512/180/1==t b ＞65.12180/406556.0/56.01=⨯=b l oy
∴ )1807.521240651(121807.3)7.521(7.342
24
122
1⨯⨯+⨯⨯=+=b t l t b oy yz λ =57.89＜ []150λ=
截面在x 和y 平面皆属b 类，由于 λλ>yz x ，只需求出y ϕ，查轴心受压杆稳定系数表得y ϕ＝0.819,则有: 45.2066740
819.01139630=⨯==
A N y ϕσ＜2215N mm 所需截面合适。 2 、下弦杆:
整个下弦杆采用同一截面，按最大设计值计算，根据表得杆de 力最大N =1100.50KN 。计算长度又有:ox l =2700mm ,y o l =26700/2=13350mm 。
需要截面面积2219.51m m 60.5118215
1100500N A cm f ====
，选用 2∟160⨯100⨯12，采用短肢相并，如图五所示：
图五 下弦杆
该截面特性如下：A = 6011 2mm >5118.602
mm ， x i =28.2mm ，y i =78.2mm 。
长细比计算：[]35038.10682
.2300i l ox =<===λλx x []35072.17082.71335
i l oy
=<==
=
λλy y
a a MP 215MP 08.183 6011
1100500
A N <===σ
满足要求。 3、端斜杆aB ：
已知杆件轴力N ＝-574.70kN ，oy ox l l =＝2390mm 。因为oy ox l l =，故采用不等肢角钢，长肢相并，使x i ≈y i ，选用角钢2 ∟ 125⨯80⨯10 ，如图六所示：
图六 端斜杆 则其截面特性如下：
A ＝39422
mm ，x i ＝39.8mm ，y i ＝33.9mm
对该截面验算如下：05.6039.8
2390
i l ox ===x x λ，50.709.332390i l oy ===y y λ 又因为：34.1480/239048.0810/80/2=⨯<==t b
所以：取[]15033.7910239090
09.1150.7009.1122422042=<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=λλλt l b y y yz 因为：yz x λλ> ，只需求y ϕ，查轴心受压杆稳定系数表得yz ϕ=0.692，于是有：
68.2103942
692.01070.5743=⨯⨯==
A N y ϕσN /2mm <=f 215 N /2
mm 所需截面合适。 4、腹杆eg -gK ：
此杆在g 节点处不断开，采用通长杆件。
最大拉力： kN N 84.140gK =，kN N eg 52.100=；
最大压力： kN N 41.34gK =，kN N eg 96.37=；
再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面的计算长度取节间中心间距： ox l =2027mm 在桁架平面外的计算长度： mm N N l l oy 3960)96
.3741.3425.075.0(4055)25
.075.0(121=⨯+⨯=+= 选用 2 ∟100⨯10，如图七所示。
