1设计资料
梯形屋架，建筑跨度为18m，端部高度为1.99m，跨中高度为2.89m，屋架坡度i=1/10,屋架间距为6m，屋架两端支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土采用
C。屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑（如
20
图1-1所示）。
屋面采用 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（3
r ）的保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm厚水泥砂浆找平kg
/
350m
层，屋面雪荷载为2
.0m
kN，钢材采用3号钢。
30
/
2 荷载计算
2.1 永久荷载
预应力钢筋混凝土大型屋面板： 2/68.14.12.1m kN =? 三毡四油防水层及及找平层（20mm ）： 2/912.076.02.1m kN =? 120mm 厚泡沫混凝土保温层： 2/504.042.02.1m kN =? 屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=18m ）
2/32181.12.11.12.1m kg l P w ≈?+=+= 2/384.032.02.1m kN =?
2.2 可变荷载
屋面雪荷载： 2/77.055.04.1m kN =?
2.3 荷载组合
永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：
[]kN F 25.3865.177.0)384.0504.0912.068.1(=??++++=
3 内力计算
桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。
表3-1
4 截面选择
4.1 上弦杆截面选择
上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨杆来选择：kN N 266.348max -= 在屋架平面内的计算长度cm l ox 8.150=，屋架平面外的计算长度cm l oy 5.301=。 选用两个不等肢角钢6801002??L ，长肢水平。
截面几何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mm ）：
2274.21cm A = cm i cm i y x 61.4,40.2==
1508.6240
.28
.150<===
x ox x i l λ 7922.0=x ? 1504.6561
.48
.150<==
=
y
oy y i l λ 778.0=y ? 截面验算：
22min /215/4.2104
.2127778.0348266
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。
4.2 下弦杆截面选择
下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-O 杆来选择：kN N 578.354max += 在屋架平面内的计算长度：cm l ox 300=，屋架平面外的计算长度：cm l oy 300=。 所需截面面积为：24.1649215
354578
mm f N A n ==
选择两个不等肢角钢656902??∠，长肢水平。 截面几何特点：22494.16114.17cm cm A >=
cm i x 58.1= cm i y 42.4=3509.18958.1300<==
x λ3509.6742
.4300
<==y λ 另两个节点的下弦杆内力较小，但cm l oy 600=，故须验算其屋架平面外的长细比：
3507.13542
.4600
<==
y λ 4.3 支座竖杆截面选择
杆轴力：kN N 125.19-=
计算长度：cm l l oy ox 199==，采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 型截面 截面几何特性：2286.12cm A =cm i x 94.1=cm i y 89.2=
15010294.1199<==x λ，542.0=x ?1509.6889.2199<==y λ，758.0=y ?
截面验算：
22min /215/720.286
.1228542.019125
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.4 支座斜杆截面选择
杆轴力：kN N 702.248-= 计算长度：cm l l oy ox 253== 采用两个不等肢角钢7631002??∠，长肢相拼。
截面几何特性：2222.22cm A =cm i x 20.3=cm i y 58.2=
1501.792.3253<==x λ693.0=x ?1501.9858.2253<==y λ567.0=y ?
截面验算：
2min /2154.1972
.2222567.0248702
mm N A
N
<=?=
?
4.5 斜杆②③截面选择
杆轴力：kN N 415.175+= 计算长度：cm l l ox 2093.2618.08.0=?==
cm l oy 3.261=
所需截面:288.815215
175415cm f N A n ===
选用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面
截面特性：221071.8606.9cm cm A n >=cm i x 53.1=cm i y 38.2=
3506.13653.1209<==
x λ3508.10938
.23
.261<==y λ 4.6 竖杆③④截面选择
杆轴力：kN N 250.38-=
计算长度：cm l l ox 2.1832298.08.0.
=?==cm l oy 229=
采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面。
截面几何特性：2606.9cm A =cm i x 53.1=cm i y 38.2= 1507.11953.12.183<=x λ438.0=x ?1502.9638.2229<==cm y λ580.0=y ?
截面验算：
2min /21591.906
.960438.038250
mm N A
N
<=?=
?
4.7 斜杆④⑤截面选择
杆轴力：kN N 323.129-=
计算长度：cm l l ox 1.2294.2868.08.0=?== cm l oy 4.286= 采用两个等肢角钢5752?∠，组成T 形型截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
1503.9833.21.229<==x λ 566.0=x ? 1502.8536.34.286<==y λ 652.0=y ?
截面验算：
22min /215/1.1544
.1482566.0129323
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.8 斜杆⑤⑥截面选择
杆轴力：kN N 063.72+=
计算长度：cm l l ox 1.2294.2868.08.0=?== cm l oy 4.286= 所需截面：22.335215
72063mm f N A n ===
采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形型截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
3507.14953.11.229<==x λ 3503.12038
.24.286<==y λ
4.9 竖杆⑥⑦截面选择
杆轴力：kN N 250.38-=
计算长度：cm l l ox 2.2072598.08.0=?== cm l oy 259= 采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
1504.13553.12.207<==x λ 364.0=x ? 1508.10838.2259<==y λ501.0=y ?
截面验算：
22min /215/4.1096
.960364.038250
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.10 斜杆⑦⑧截面选择
杆轴力：kN N 393.26-=
计算长度：cm l l ox 9.2494.3128.08.0=?== cm l oy 4.312= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
1508.12894.19.249<==x λ 393.0=x ? 1501.10889.24.312<==y λ504.0=y ?
截面验算：
22min /215/7.546
.1228393.026393
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.11 斜杆⑧⑨截面选择
杆轴力：kN N 710.17-=
计算长度：cm l l ox 9.2494.3128.08.0=?== cm l oy 4.312= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
1508.12894.19.249<==x λ 393.0=x ? 1501.10889.24.312<==y λ504.0=y ?
截面验算：
22min /215/7.366
.1228393.017710
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.12 竖杆⑨⑩截面选择
杆轴力：kN N 059.31+=
计算长度：cm l l ox 2.2312898.08.0=?== cm l oy 289= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
3502.11994.12.231<==
x λ 35010089
.2289
<==y λ 截面验算：22/215/3.256
.122831059
mm N f mm N A N =<==
各杆件截面选择结果列表如下表4-1
5 节点设计
各节点的节点板厚一律取8mm ，各杆内力如图5-1所示。 5.1 下弦节点i 设计（如图6-2所示）
首先，计算腹杆与节点板连接焊缝尺寸，然后按比例绘出节点板形状和尺寸，最后验算下弦与节点板的连接焊缝。已知焊缝的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值：
2/160mm N f
f
w =
设杆②③的肢背和肢尖焊缝分别是mm h f 6=和mm h f 5=，则所需焊缝长度为：
肢背：mm hef N l w f w 4.91160
67.02175415
7.027.0/
=????==
取110mm 肢尖：mm hef N l w
f
w 0.5016057.02175415
7.027.0//
=????==
取80mm 设杆④⑤的肢背和肢尖焊缝分别是mm h f 6=和mm h f 5=，则所需焊缝长度为