钢结构课程设计计算书
一、设计资料
某厂房总长90ｍ，跨度21m，屋盖体系采用1.5×6.0预应力混凝土屋板
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，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度。
2、屋架及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材为Q345钢，焊条为E50型。
3屋盖荷载标准值：见下表
二、屋架尺寸及几何形式：如下图
三、荷载计算
1.永久荷载各项标准值为
三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4 KN/m2
水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2
保温层 0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45 KN/m2
屋架自重 0.12+0.11x21=0.351 KN/m 2 则永久荷载标准值为： 3.501 KN/m 2
2.可变荷载各项标准值为
屋面活荷载标准值： 0.7 KN/m 2 积灰荷载： 1.0 KN/m 2 雪荷载： 0.35 KN/m 2
则活荷载标准值为： 0.7+1.0=1.7 KN/m 2
（活载与雪载同时出现，两者中取较大者）
3.荷载组合：设计时，考虑三种荷载组合：
（1）全跨永久荷载+左半跨可变荷载
（2）全跨永久荷载+右半跨可变荷载 （3）全跨永久荷载+全跨可变荷载
在本题中设计时，将跨度中央每侧各两根斜腹杆均按压杆控制其长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。
节点荷载设计值：
按照可变荷载效应控制的组合：
()97.5765.10.19.04.17.04.1501..32.1=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=d F KN 其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=q r ；
屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 组合系数7.01=ψ；
积灰荷载，9.0,4.122==ψQ r ; 按照永久荷载效应控制的组合：
()093.6065.10.19.04.17.07.04.1501..335.1=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=d F KN 其中，永久荷载，荷载分项系数35.1=q r ；
屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 组合系数7.01=ψ；
积灰荷载，9.0,4.122==ψQ r ; 故节点荷载取60.093 KN
4．内力计算
用图解法或数乘法皆可解出在全跨荷载作用下屋架杆件的内力，屋架杆件内力图和内力表如下：
注：表中加粗、倾斜的为该类杆件中所受荷载最大的杆件
5． 杆件设计
腹杆的最大内力值为461KN,查课本表7.4，得出中间节点板厚度为10mm ，支座节点板厚度为12mm 。 （1）上弦杆
整个上弦杆不改变截面，采热轧不等边角钢短肢组合，其中设计内力最大的是FH 杆，N=-730.9KN lox=150.8cm loy=300cm
选用：2L125x80x10 (短肢相并)
A=39.4cm 2
ix=2.26cm iy=6.11cm 两角钢之间加 10mm 厚填板。
验算长细比： ][7.66.
26.28
.150λλ<===
ix lox x ][0.4911
.6300λλ<===
iy loy y 满足长细比的要求
由于x λ大于y λ，热轧不等边角钢短肢组合将绕x 轴失稳，故由x λ查表得：682.0=ϕ
2723940
682.0730900=⨯==A N ϕσN/ mm 2<310N/ mm 2 满足要求
填板每个节间放一块（满足l 范围内不少于两块）l=75.4cm<40i=40
⨯2.26=90.4cm 。
（2）下弦杆
整个下弦杆不改变截面，采热轧不等边角钢短肢组合，其中设计内力最大的是eg 杆，N=717.8KN lox=300cm loy=1500cm
连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100mm ，可不考虑螺栓孔削弱。
选用：2L100x80x8 (短肢相并)
A=27.8 cm 2
ix=2.37cm iy=4.73cm
350][5.12637
..2300
=<===
λλix lox x
350][1.31773
.41500=<===
λλiy loy y 223102.2582780
717800mm N mm N A N <===
σ 满足要求 填板每个节间放一块（满足l 范围内不少于两块）l=150cm<80i=80
⨯2.37=189.6cm 。
（3）端斜杆
整个下弦杆不改变截面，采热轧不等边角钢长肢组合，其中设计内力最大的是aB 杆，杆长L=2530mm ，N=-461KN lox=L=253cm loy=L=253 cm
选用：2L 100x80x8 (长肢相并)
A=27.8 cm 2
ix=3.15cm iy=3.49cm
150][3.8015
.3253
=<===
λλix lox x 150][5.7249.3253=<===
λλiy loy y 由于x λ大于y λ，热轧不等边角钢长肢组合将绕x 轴失稳，故由x λ查表4.2
得：572.0=ϕ
9.2892780
572.0461000=⨯==
A N ϕσN/ mm 2<310 N/ mm 2 满足要求 填板放两块，cm i cm l a 8.9437.240403.84=⨯=<=
（4）斜腹杆 6．节点设计
〈1〉 下弦节点 C
设
Bc
杆的焊角
尺寸
