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24m梯形钢屋架

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中南大学钢结构基本原理课程设计任务书

学 院： 土木工程学院 专业班级： 土木工程1203 姓 名： **** 学 号： ******** 指导老师： ****

第一篇 设计资料 1. 某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。 2. 厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400×400mm，钢屋架支承在柱顶。 3. 吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12 .000m。 4. 荷载标准值： (1)永久荷载 屋面材料自重： m2 屋架（包括支撑）自重 +0.011L=m2 (2)可变荷载 屋面活载标准值 kN/m2 雪荷载标准值 kN/m2 积灰荷载标准值 kN/m2 5.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度1:10)。

图1 梯形屋架示意图(单位：mm) 6.钢材选用Q235钢，角钢、钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。 7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。

第二篇 设计计算 一、 屋架支撑系统的设置 屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。在本设计中，屋架支撑系统设计如下： 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。房屋长度较大，为102m，其两端横向支撑间距超过了60m，为增加屋盖的刚性，在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑。 房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度的要求较高，设置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定。在此屋架结构中，h/l=3085/6000=，故取如下图垂直支撑形式：

垂直支撑图样 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。 屋架支撑系统设置如图2所示。 梯形屋架支撑布置图

1—垂直支撑；2—系杆；3—上弦横向支撑；4—下弦横向支撑；5—下弦纵向支撑 二、杆件内力的计算 先定出屋架所有杆件的尺寸，画出屋架示意图如图3：

1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150AacegIBCDFGHI15008=12000×150815081508150815081508起拱50

屋架几何尺寸图 荷载计算 恒载设计值=恒载标准值 活载设计值=活载标准值 (1) 永久荷载设计值 屋面材料自重： ×=m2 屋架（包括支撑）自重 20.3841.20.4608/kNm 合计 21/3008.1qmkN (2) 可变荷载设计值 由于积雪时人不大可能大量拥上屋面等原因，对屋面均布可变荷载和雪荷载，只取其较大者。 屋面活载： 2/7.04.15.0mKN 雪荷载： 2/7.04.15.0mKN 积灰荷载： 2/63.04.145.0mKN 合计 22/33.1mKNq 荷载组合 设计屋架时应考虑三种组合： 使用阶段 a.全跨永久荷载+全跨可变荷载 结点荷载设计值： KNP6772.2365.1)3008.133.1(

a种荷载组合屋架受力图 b.全跨永久荷载+半跨可变荷载 节点荷载设计值： KNP7072.1165.13008.11 KNP97.1165.133.12

b种荷载组合屋架受力图 施工阶段 c.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板+半跨活载 节点荷载设计值： KNP1472.465.14608.03

KNP53.1965.1)84.033.1(4

c种荷载组合屋架受力图 内力计算 实际采用pf程序计算杆件在单位节点作用下各杆件的内力系数，见下表（全跨和左半跨相关数据见附录）。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合二和组合三，可能引起跨中几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均与铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。 杆件及节点编号： 节点编号示意图 屋架节点编号，如下图所示：

节点编号图示 根据电算所得各荷载组合下杆件内力系数，即可求得其对应控制内力，结果见下表： 屋架杆件内力组合表

杆件名称 内力系数（P=1） 第一种组合 第二种组合 第三种组合 计算内力 全跨 左半跨 右半跨

P= P1= P3= P2= P2=

P×① P1×①＋P2×② P1×①＋P2×③ P1×①＋P2×② P1×③＋P2×③ ① ② ③ KN KN KN KN KN KN 上弦杆

AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0

B C CD -6..25 DE EF FG GH HI

下弦杆

ac ce eg gi

斜腹杆 aB Bc cD De eF Fg gH Hi 竖腹杆 Aa 0 Cc 0 Ee 0 Gg 0 Ii 屋架杆件内力组合表 三、杆件截面设计 、节点板厚选择 支座斜杆最大内力设计值N=，查《钢结构原理与设计》课本表：选取中间节点板厚t=8mm，支座结点板厚t=10mm。 、上弦杆（压弯构件） 整个上弦杆采用同一截面，免去不同截面杆件间的拼接。截面按受力最大的部位F-G-H节间选用，最大内力为：KNN314.361-max 计算长度：屋架平面内取节间轴线长度oxl=㎝.屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面能起到一定的支撑作用，取上弦横向水平支撑的节间长度oyl=㎝ 。由于2oxl=oyl，故选用两个不等肢角钢，且短肢并联。 设=80，查轴心受力稳定系数表，= 则需要截面特性为： 22343.2463.2442215688.010314.361cmmmfNA

cmlixoxx88.18075.150 cmliyoyy77.3805.301

查附表得：选用2∠100×80×8(短肢相并)。 截面特性为：2cm888.27A cmix37.2

cm66.4yi

则： 61.6337.275.150xxox

xi

l

15070.64

66.45.301yoyyi

l

由cmy70.64cm查附表得，782.0 故 222

3/215/68.16510888.27782.010314.361mmNfmmNAN

下弦杆（轴心受拉构件） 整个下弦杆采用等截面。截面按受力最大的部位g-i节间 选用，最大内力为： KNN183.359max 计算长度：3000oxlmm，oyl=23700/2=11850mm（因下弦有纵向支撑和系杆） 截面选择：22371.1662.167021510183.359cmmmfNA 根据所需截面特性，查附表选用2∠80×50×8不等边角 钢，且短肢相连。 截面特性为: 2cm734.19Acmix38.1 cm02.4yi 截面验算： 3504.21738.1300xoxxi

l

3508.29402.41185yoyyil

22mm/215mm/01.182NN

A

N

故下弦杆满足要求。 腹杆（轴心受力构件） (1) 端斜杆aB 计算内力：N= 计算长度：mlloyoxm2535 由于oxl=oyl，故选用两个不等肢角钢，且长肢并联，使oyoxii 截面选择：选取2∠100×63×8 截面特性：2cm168.25A cmix18.3 cm60.2yi

截面验算：3507.7918.35.253xoxxil

3505.9760.25.253

yoy

yi

l

查附表得：571.0y 22mm/215mm/14.1468.2516571.0210017NNANy



故端斜杆aB符合要求。 (2) 斜腹杆Bc 计算内力：N= 计算长度：cm64.2088.2608.0oxl cm8.260oyl 截面选择：

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钢结构课程设计某厂房24m×90m钢屋架设计学院建筑工程系课程名称钢结构课程设计专业土木工程学号姓名指导教师20XX年1月8日任务书一、设计题目焊接梯形钢屋架设计二、目的通过钢结构课程设计，掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法。

运用有关力学和钢结构课程所学知识对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计和节点设计。

培养学生解决实际问题的能力。

三、设计资料1.广东某厂房总长度90m，跨度24m，纵向柱距6m。

2.钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面尺寸400×400，梯形钢屋架支撑在柱顶。

地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度。

3.屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。

4.屋架形式、几何尺寸、屋架内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。

屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。

5.屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。

均为手工焊。

6.屋面做法及荷载标准值：无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（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，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位；②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0.5KN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.40KN/m2③可变荷载：屋面活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载标准值为=0.35KN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；Sk积灰荷载取0.9KN/m2。

7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，运输高度为3.85m，工地有足够的起重安装条件。

钢结构设计计算书-跨度为24m的设计方案

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目录1、设计资料.............................. 错误!未定义书签。

1.1结构形式.......................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2屋架形式及选材.............................................................................. 错误!未定义书签。

1.3荷载标准值（水平投影面计）...................................................... 错误!未定义书签。

2、支撑布置.............................. 错误!未定义书签。

2.1桁架形式及几何尺寸布置.............................................................. 错误!未定义书签。

2.2桁架支撑布置如图........................................................................... 错误!未定义书签。

3、荷载计算.............................. 错误!未定义书签。

4、内力计算.............................. 错误!未定义书签。

5、杆件设计.............................. 错误!未定义书签。

5.1上弦杆............................................................................................... 错误!未定义书签。

5.2下弦杆............................................................................................... 错误!未定义书签。

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。

钢结构课程设计,24米钢屋架(DOC)

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第一部分钢结构课程设计任务书一. 课程设计题目某车间梯形钢屋架结构设计二. 设计资料一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。

厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。

柱顶截面尺寸400×400ｍ，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。

厂房柱距选择为12m屋架为梯形钢屋架（属无檩体系），跨度为24米带钢屋架挡风板。

无檩体系屋面做法及永久荷载标准值防水层为三毡四油上铺小石子0.35kN/m2找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20＝0.40 kN/m2保温层为泡沫混凝土，选取80厚度：0.5 kN/m2预应力大型屋面板重 1.40 kN/m2可变荷载标准值雪荷载0.50 kN/m2屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2三.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示（下弦支撑采用与上弦支撑同样布置）图1.屋架形式及几何尺寸第二部分、钢屋架设计计算采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板屋架计算跨度：L。

=L-300=23700mm屋架端部高度：H。

=2000mm计算跨度处高度: h＝2015ｍｍ屋架高跨比： H/L。

=3860/23700=1/6.14层架上弦（下弦）支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2符号说明：GWJ(钢屋架)；SC（上线支撑）；XC(下弦支撑)；CC(垂直支撑)；GC(刚性系杆)；LG（柔性系杆）图2 屋架支撑布置图1.荷载计算屋架几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。

因为活载加积灰荷载加雪荷载（2000N/m²）大于活荷载（700 N/m²），所以动载取2000 N/m²。

屋架自重，P＝(120＋11×L) N/m²。

永久荷载标准值：二毡三油加绿豆砂0.35kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.4kN/m2支撑和钢屋架自重（120+11×30）/1000＝0.38管道设备自重0.10 kN/m2总计 3.13 kN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2总计： 1.10 kN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。