某单跨厂房的钢屋盖
1、设计资料
（1）该车间无悬挂起重机、无天窗、无振动；
（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，焊条采用E43型，混凝土等级为C25；
（3）梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m 的GRC 大型屋面板（屋面板不作支撑用）；
（4）车间跨度21m,长度240m ，纵向柱距6m 。温度伸缩缝采用双柱。 2、屋架形式和几何尺寸
因为屋面为GRC 大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。屋架尺寸如下： 屋架计算跨度：mm L L 207001502210003000=?-=-=； 屋架端部高度取值：mm H 15000=； 跨中高度：mm H 2550=；
屋架高跨比：1.81
2070025500=
=L H ；
屋面坡度：
1
.0150
2210001500
2550=--=
i 。
架几何尺寸如图：
a B
c
G
g
3、支撑布置
由于房屋长度为240m，故在房屋两端部开间及每隔60m处个设置一道上弦横向水平支撑，在中间伸缩缝处设置两道上弦横向水平支撑，屋架两端及跨中三处设置垂直支撑，下弦横向水平支撑和上线横向水平支撑设置在同一柱间。在屋架的屋脊点和制作位置设置刚性条杆。
图一：柱网布置图
图二：A组
图二：B组
4、荷载（对水平投影面）
1）恒载标准值GRC大型屋面板1.5*6m 1.2×0.5/0.995=0.60 KN/m2防水层（三毡四油加绿豆沙） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2找平层（2cm厚） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2屋架与支撑 1.2×(0.12+0.011×21)=0.42 KN/m2合计 1.98 KN/m2 2）活载
屋面活载 1.4×0.5=0.70 KN/m2雪荷载 1.4×0.5=0.70 KN/m2取大值 0.70 KN/m2计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况
组合（一）：满载；
?
?
.1(=
=
98
+
6
.
p12
)7.0
24
KN
5.1
组合（二）：在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和活载（活载为500N/m2）；
6.0(=
.0
?
?
+
42
=
+
p48
)7.0
.
KN
15
5.1
6
左
.0=
?
=
42
?
5.1
p78
KN
.3
6
右
组合（三）：在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。
?
.1(=
?
98
+
=
.
p12
)7.0
24
KN
6
5.1
左
?
.1=
=
98
?
.
KN
p82
17
5.1
6
右
5、屋架杆件内力计算 满跨
半跨
0.5 1 0.5
0.5
0.5
1 1 1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1
1
1
1
1
6、杆件截面选择
腹杆最大轴力N=-203.218kN ，查表7-4可知，选用支座节点板厚t=10mm ，中间节点板厚可为t=8mm 。所用钢材厚度均小于16mm ，设计强度f=215N/2mm 。 1）上弦杆
整个上弦采用等截面，按最大内力KN N 129.354max -=计算。
cm 301.6 , cm 150.8oy ==l l ox （取等于两块屋面板宽）
选用两个不等边角钢，短肢相并，属b 类截面,设长细比λ＝65,查附表4-2，得稳定系数：78.0=? 需要截面面积 ：
223r 1.21)10215780.0/(10129.354N/A cm f =???==? cm 32.2150.8/65/===λox x l i cm l i oy y 64.465/6.301/===λ
根据需要的A ，ix ，iy 查附表7-5得：选用2L100×80×7短肢相关T 形截面，;64.4,39.2,6.2423.122cm i cm i cm A y x ===?= 按所选角钢进行验算：
150][1.63150.8/2.39/=<===λλx ox x i l ，满足要求 150][65/4.646.013/=<===λλy oy y i l ，满足要求
双角钢T 形截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比yz λ，
9.1610/6.30156.0/56.03.147/100/11=?=<==b l t b oy
故65max ===y yz λλλ，查附表4-2得，780.0=?
2223/215/6.184)106.2478.0/(10129.354/mm N f mm N A N =<=???==?σ ,
满足要求 2）下弦杆
整个下弦杆采用等截面，两个不等边角钢，按最大内力
KN N 028.352max =计算。
1035cm
2
30
2100 ,c 300=-=
=oy ox l m l ， 223r 16)10215/(10028.352N/A cm f =??==
查附表7-5，选用2L100×63×6 短肢相并，
cm i cm i A cm A y x r n 85.4,79.1,24.1962.922==>=?=
350][6.16779.1/300/=<===λλx ox x i l ，满足要求 350][4.21385.4/1035/=<===λλy oy y i l ，满足要求 222
3
/215/18310
24.1910028.352mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求 3）竖腹杆 a 、竖腹杆12
cm l cm l KN N oy ox 150 ,150,060.12==-= ，采用等边双角钢相并。
2r 56.0N/A cm f == 查附表7-4,
选2L45×5 r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 26.2= 验算：150][5.10937
.1150=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1504.6626
.2150
0=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于3.195
.415058.058.09545
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1507.685150045475.014.66475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz
由5.109max ==λλx ，查附表4-2得496.0=?
2
22
32153.2810
58.8496.010060.12mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 b 、竖腹杆13
cm l cm l KN N oy ox 180 ,1441808.0,120.24==?=-= ,2r 12.1N/A cm f ==
选2L45×5, r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 18.2= 验算：150][1.10537
.1144=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1506.8218
.2180
0=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于2.235
.418058.058.09545
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1506.845180045475.016.82475.01224224=<=????
????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由1.105max ==λλx ，查附表4-2得523.0=?
222
3
2158.5310
58.8523.010120.24mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 c 、竖腹杆14
cm l cm l KN N oy ox 210 ,1682108.0,120.24==?=-= , 2r 12.1N/A cm f ==
选2L45×5, r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 18.2= 验算：150][6.12237
.1168=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1503.9618
.2210
0=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于1.275
.421058.058.09545
=?=
<==b l t b oy
所以[]1500.985210045475.013.96475.01224224=<=????
????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由6.122max ==λλx ，查附表4-2得423.0=?
222
3
2155.6610
58.8423.010120.24mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 c 、竖腹杆15
cm l cm l KN N oy ox 240 ,1922408.0,120.24==?=-= , 2r 12.1N/A cm f ==
选2L45×5, r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 18.2= 验算：150][1.14037
.1192=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1501.11018
.2240
0=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于9.305
.424058.058.09545
=?=
<==b l t b oy 所以[]1506.1115240045
475.011.110475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由1.140max ==λλx ，查附表4-2得345.0=?
2
22
32155.8110
58.8345.010120.24mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 4）斜腹杆 a 、斜腹杆17
cm l cm l KN N oy ox 6.213 ,6.213,218.203==-= , 2r 452.9N/A cm f ==
选2L75×6, r n A cm A >=?=26.1780.82，cm i x 31.2=，cm i y 45.3= 验算：150][5.9213
.26.213=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1509.6145
.36
.2130=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求
由于5.165
.76.21358.058.05.12675
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1506.676213675475.019.61475.01224224=<=????
????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由5.92max ==λλx ，查附表4-2得605.0=?
2
22
32159.19010
6.17605.010218.203mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 b 、斜腹杆18
m l m l KN N oy ox 6c .222 ,c 1.1786.2228.0,351.148==?==,2r 90.6N/A cm f ==
选2L45×5, r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 18.2=
350][0.13037.1/1.178/=<===λλx ox x i l ，满足要求 350][1.10218.2/6.222/=<===λλy oy y i l ，满足要求
2
22
3/215/9.17210
58.810351.148mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求 c 、斜腹杆19
cm l cm l KN N oy ox 5.246 ,2.1975.2468.0,740.107==?=-= ,2r 01.5N/A cm f ==
选2L63×6, r n A cm A >=?=258.1429.72，cm i x 93.1=，cm i y 91.2= 验算：150][2.10293
.12
.197=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1507.8491
.25
.2460=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于8.236
5.24658.058.05.10663
=?=
<==b l t b oy 所以[]1506.876246563475.017.84475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由2.102max ==λλx ，查附表4-2得541.0=?
2
22
32155.13610
58.14541.010740.107mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 d 、斜腹杆20
m l m l KN N oy ox c 5.245 ,c 4.1965.2458.0,811.63==?==,2r 97.2N/A cm f ==
选2L45×5, r n A cm A >=258.8，cm i x 37.1=，cm i y 18.2=
350][4.14337.1/4.196/=<===λλx ox x i l ，满足要求 350][6.11218.2/5.245/=<===λλy oy y i l ，满足要求
222
3
/215/4.7310
58.810811.63mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求 e 、斜腹杆21
最大压力KN N 717.311-= ，最大拉力KN N 202.42=。
cm l cm l oy ox 9.270 , 7.2169.2708.0==?=22r221r120.0/N A , 48.1/N A cm f cm f ====
选2L50×5,r2r12A A 60.980.42>>=?=且cm A n ，cm i x 53.1=，cm i y 38.2= 验算：150][6.14153
.17.216=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1508.11338
.29
.2700=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于4.315
9.27058.058.010550
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1506.1155270950475.018.113475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由6.141max ==λλx ，查附表4-2得339.0=?
2
22
312155.9710
60.9339.010717.31mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求
2
22
32/215/4.410
60.910202.4mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求 f 、斜腹杆22
最大压力KN N 834.301-= ，最大拉力KN N 169.232=。
cm
l cm l oy ox 9.269 , 9.2159.2698.0==?=22r221r108.1/N A , 43.1/N A cm f cm f ====
选2L50×5,r2r12A A 60.980.42>>=?=且cm A n ，cm i x 53.1=，cm i y 38.2= 验算：150][1.14153
.19.215=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1504.11338
.29
.2690=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于3.315
9.26958.058.010550
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1502.1155269950
475.014.113475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由1.141max ==λλx ，查附表4-2得341.0=?
2
22
312152.941060.9341.010834.30mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 2
22
32/215/1.2410
60.910169.23mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求 g 、斜腹杆23
最大压力KN N 352.221-= ，最大拉力KN N 730.572=。
cm
l cm l oy ox 4.296 , 1.2374.2968.0==?=22r221r169.2/N A , 04.1/N A cm f cm f ====
选2L56×5,r2r12A A 84.1042.52>>=?=且cm A n ，cm i x 72.1=，cm i y 61.2=
验算：150][9.13772
.11.237=<===
λλx ox x i l ，满足要求 []1506.11361
.24
.2960=<==
=
λλy
y y i l ，满足要求 由于4.345
4.29658.058.02.11556
=?=<==
b l t
b oy 所以[]1500.1165296456
475.016.113475.01224224=<=???? ????+?=???? ?
?+=λλλt l b oy y yz 由9.137max ==λλx ，查附表4-2得353.0=?
2
22
312154.581084.10353.010352.22mm N f mm N A N n =<=???==?σ，满足要求 222
3
2/215/3.5310
84.1010730.57mm N f mm N A N n =<=??==σ，满足要求
屋架杆件截面选择表
8、节点设计
1）腹杆与节点板的链接焊缝
设焊缝尺寸f h =5mm ，查附表1-2得2/160mm N f w f =，则由肢背
w f f w f h N l 7.027.0?=
，肢尖w
f
f w f h N
l 7.023.0?=，可得焊缝长度。 mm l h l mm h w f w f 30040,60)40,8max (≤≤≤≤故由于，详见焊缝长度表。
2）节点设计
a 、下弦“a ”节点
根据端斜杆和下弦杆端焊缝，节点板采用—425?10?400，为 便于施焊，去底板上表面至下弦轴线的距离为150mm ，且在 支座中线处设加劲肋—175?10?300。 ①底板计算
支座反力R=7F=7?24.12=168.84KN ，
根据构造需要，取底板尺寸为300?360=1080002mm ，锚栓采用 2M24，并采用图示U 形缺口，柱采用C25混凝土，2/6.11mm N f c =，作用于底板的压应力为垂直于屋架方向的底板长度（偏安全的仅取加劲肋部分）
222
3
/9.11/58.14
24
21080001084.168mm N f mm N A R q c n
=<=??
-?=
=π mm a 3.2272101802101502
2
1=??? ??-+??? ?
?
-=
mm b 6.1113
.2272
/10150)2/10180(1=-?-=
49.03
.2276
.1111
1
==
a b ，查表4-7，055.0=β，则： mm N a q M ?=??=??=7.44893.22758.1055.0221β 所需底板厚度 ：
mm f M t 2.11215
7
.448966=?==
且t 不宜小于16～20mm 取t=20mm 。 ②加劲肋计算
加劲肋和节点板间的两条竖直焊缝进行验算： 设mm h f 6=，取焊缝最大计算长度
mm l mm h l w f w 2886230036066060'
=?-=>=?==故取mm l w 288=
KN R V 21.424
84.1684===，m KN Vb M ?=?=
=80.341036021.4243
， 23
/4.1728867.021021.427.02mm N l h V w f f =????=?=τ
22
6
2/7.3228867.02104948.367.026mm N l h M w
f f =?????=?=σ 2222
22
/160/324.1722.17.32mm N f mm N w f f f f
=<=+??? ??=+???
? ??τβσ ③节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 假定焊缝传递全部支座反力R=168.84KN ，
mm t h f 7.6205.15.12min =?==，取f h =8mm 。
取切口c=20mm 焊缝的总计算长度为：
mm cm c t b a l w 116060)20210360(230026)2(22=-?--?+?=---+=∑ 焊缝设计应力：
223
/160/3.211160
87.022.11084.1687.0mm N f mm N l h R w f w f f f =<=????=?=∑βσ
∴满足要求
b 、上弦“B ”节点
节点板于上弦的连接焊缝：节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝连接，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载P=24.12KN ，节点板于上弦角焊缝肢尖采用双面角焊缝连接，承担上弦内力差?N 。节点板采用—300?8?200。节点“B ”槽焊缝mm t h f 485.05.01=?==。
mm l w 29242120180=?-+=
2
23
1/2.19516022.1/75.14292
47.021012.247.02mm N f mm N l h R w f f w f f =?=<=????=?=βσ上弦采用不等边角钢短肢相并，肢尖角焊缝尺寸h f2=t-2=6mm ，则角钢肢尖角焊缝的计算长度288m m 62-120180=?+=w l ，弦杆相邻节间内力差?N=-230.699-(-336.128)=-105.429KN ，偏心弯矩M=?Ne 。 e=80-20.1=59.9mm ，
23
2/58.4328867.0210429.1057.02mm N l h N w f f =????=??=τ
2
2
3
22/38.5428867.02109.59429.10567.026mm N l h M w
f f =??????=?=σ2222
22
/160/34.6258.4322.138.54mm N f mm N w f f f f
=<=+??? ??=+???
? ??τβσ ∴满足要求
c、下弦“c“节点
下弦杆于节点杆的链接焊脚尺寸mm
h
f
6
=，焊缝所受的里为左右两下弦杆内力差?N=295.396-129.297=166.099KN，则受力较大的肢背处
焊缝长度为：mm
f
h
N
k
l
w
f
f
w
69
.
92
160
6
7.0
2
10
099
.
166
75
.0
7.0
2
3
1
1
=
?
?
?
?
?
=
?
?
=
mm
l69
.
104
6
2
69
.
92
360
160
200=
?
+
>
=
+
=
节点板采用—360?8?220。
∴满足要求
d、屋脊“G”节点
上弦杆起拱后坡度为0.1，拼接角钢采用与上弦杆相同截面2L100?80?7，热弯成型。角焊缝焊角尺寸f h =t-2=6mm ，按轴心受压等强度设计，则上上弦杆件于拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为
mm f h N l w
f
f w 7.13116067.0410129.3547.043=????=??=，拼接角钢的总长度为mm h l l f w 4.287)627.131(2)2(2=?+?=+=，取l =400mm ，拼接角钢竖肢需
切去的高度为mm h t f 195685=++=++=?，取?=20mm ，及竖肢余留高度为h-?=80-20=60mm 。上弦杆于节点板的链接焊缝按肢尖焊缝承受上弦杆内力的15%计算。角钢肢尖角焊缝的焊脚尺寸mm h f 62=，则角钢肢尖角焊缝的计算长度mm l w 13862150=?-=，
KN N 12.53%15129.354=?=?，偏心距M=e N ??，e=59.9mm 23
/82.4513867.021012.537.02mm N l h N w f f =????=??=τ
2
232
/34.11913867.02109.5912.5367.026mm N l h M w
f f =??????=?=σ2222
22
/160/02.10882.4522.134.119mm N f mm N w f f f f
=<=+??? ??=+???
? ??τβσ 节点板按布置腹杆杆端焊缝需要，采用—370?8?280。
∴满足要求
e 、下弦“g ”节点
下弦杆于节点板的连接焊脚尺寸mm h f 6=，则接头一侧需要的焊缝计算长度为：mm f h N l w
f
f w 9.125160
67.0410389.3387.043=????=?=
，拼接角钢的总长度mm h l l f w 8.275)629.125(2)2(2=?+?=+=，取mm l 400=
拼接角钢水平肢较宽，故采用斜切不但便于焊接，且可增加焊缝长度。竖肢因切肢后所留高度较小，故不设安全螺栓。角钢竖肢需切去的高度mm h t f 195685==+=++=?，取?=20mm ，及竖肢斜杆高度为63-20=43mm 。节点板按布置腹杆杆端焊缝需要，采用—300?8?200。 附：21m 梯形屋架施工图
第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 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。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
课程设计说明书题目：钢结构梯形钢屋架设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
一、设计资料 (3) 二、结构形式与布置 (3) 三、荷载计算 (5) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (8) 六、节点设计 (15) 梯形钢屋架课程设计计算书 一、设计资料 1、厂房的跨度分别取18m、21m、24m，长度为60m，柱距6m。车间内设有两台30/5t中级工作制吊车。梯形屋架，屋架端高分别为1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2.0m，
屋面坡度分别为i=1/9，1/10、1/11、1/12，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm ，混凝土标号为C25；计算温度最低－20℃。采用1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。屋面做法：三毡四油绿豆砂防水层，20厚1：3水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。屋面活荷载标准值0.52/kN m ，雪荷载标准值0.52/kN m ，积灰荷载标准值0.52/kN m 。由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。 2、屋架计算跨度 01820.1517.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度：本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，屋面坡度为 i=1/10，屋架在18m 轴线处的端部高度' 0 1.800h m =，屋架的中间高度h=2.800m ，则屋 架在17.7m 处，两端的高度为m h 817.10=。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图1所示。 根据厂房长度60m 、跨度及荷载情况，设置了两道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。 图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸
钢结构 课程设计计算书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 专业：土木工程 班级：土木12-1班 姓名：赵侃 学号：2012102080 指导教师：焦晋峰 太原理工大学现代科技学院 2015年6月
梯形钢屋架计算书 一．设计资料（题号29） （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.25 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.302/m kN 计算。基本雪压取0.22/m kN ，基本风压取0.552/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 000.2'0=，屋架中间的高度h=20250m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为000.20=h 。 二．结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，
《钢结构设计》课程设计 姓名 学号 专业 指导老师
《钢结构》课程设计任务书
一、设计资料： 1、某工业厂房跨度为21m,厂房总长度72m，柱距6m。 2、采用1.5m×6.0m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.0m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4、钢材用Q345-B，焊条用E50 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。 图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L = 21m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 42mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 21 - 2 ? 0.15 = 20.7m 。 =h0+i? l0/2=2935mm。 跨中高度H 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示屋架。 图2
三、支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度为72m, 因此需要布置三道横向水平支撑，如图4所示。 图 4 2、下弦横向和纵向水平支撑 屋架跨设置下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图5所示 图5 3、垂直支撑
钢结构屋盖课程设计计算书 一、设计说明 1、设计某一检修厂房屋盖，跨度为27m，长度为80m，柱距为 6m，三角形屋架，钢材为Q235—B，焊条采用E43型，屋面为 压型钢板，屋面坡度i=1：2.5，屋架铰接于钢筋混凝土柱顶，无吊车，外檐口采用自由排水，采用槽钢檩条，檩条间距为 2827.25mm。 2、基本风压为0.4KN/m2,屋面离地面高度为12 m，不上人屋 面。雪荷载0.6KN/m2 二、檩条设计 1、檩条采用轻型槽钢檩条 2、屋面材料为压型钢板，屋面坡度为1：2.5（α=21.80°） 檩条跨度为6m，于跨中设置一道拉条，水平檩距2396.4× cos21.80°=2396.4×0.93=2228．65mm，坡向斜距2396.4mm 3、荷载标准值（对水平投影面） ⑴永久荷载：压型钢板（不保温）自重为0.1 KN/m2，檩条（包 括拉条和支撑）自重设为0.11 KN/m2 ⑵可变荷载：屋面雪荷载ω=0.6KN/m2,基本风压ωo=0.40 KN/m2 4、内力计算 ⑴永久荷载于屋面活荷载组合 檩条线荷载 pK=（0.21+0.6）×2.229=1.805 KN/m p=（1.2×0.21+1.4×0.6）×2.229=2.434 KN/m pX=psin21.80=2.434×0.37=0.901 KN/m pY=pcos21.80=2.434×0.93=2.264 KN/m 弯矩设计值： MX= pY l2/8=2.264×62/8=10.188KN·m My= pX l2/32=0.901×62/32=1.014KN·m ⑵永久荷载和风荷载的吸力组合 按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001房屋高度为12m 取μz=1.0 按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A，风荷载体型系数为：1.5㏒A-2.9=-1.211 A=2.22865m ×6m=13.72m2 垂直于屋面的风荷载标准值ωk=μSμzω0=-1.211×1.0×（1.05×0.4）=-0.509 KN/m2 檩条线荷载
. 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋 混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm×400mm,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2?。屋面的活荷载为kNm=1.0，屋面的恒荷载的标准值为0.5γ2.1米。结构的重要度系数为022??，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布m，雪荷载为0.350.2 kN kNm状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 1′°2618=檩距arctan,=屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为α3。为1.866m 屋架形式和几何尺寸1 图 支撑的布置3.上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细。2杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图
'. . 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 荷载标准值5.35.31kN6=×6×=0.51.77××=0.5×1.866P上弦节点恒
荷载标准值110√3×61.866×0.35=60.35=×1.77×=3.72kN×P上弦 节点雪荷载标准值210√3 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图 上弦节点恒荷载图3 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 '. . 图4 上弦节点雪荷载 6.内力组合 内力组合见表—1
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ， 夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2 计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1'0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。 三、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载，在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 SC —上弦支撑；XC —下弦支撑：CC —垂直支撑；GG —刚性系杆；LG —柔性系杆 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为 迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN 背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN 对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取 1.0），由此可见，风吸力较小）而 且在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
黄冈市黄梅戏大剧院 结构计算说明书 北京航空航天大学交通科学与工程学院 组名：六合 指导教师：高政国 组长：王恒 组员：王豪、王鑫、王庆、许豪文、林敬辉 2011年5月
一、设计资料： 舞台主跨总长18ｍ，跨度30m，柱距6m，屋面采用1500*6000*30mm轻型金属夹心板，结构形式为钢筋混凝土柱，柱截面800*800mm。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。屋架下弦标高为29ｍ。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）如附表图所示。屋架采用Q345钢，焊条为E50型。 3屋盖结构及荷载 （1）轻型金属夹心板：采用1500*6000*30mm屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：有公式q=0.12+0.11L，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屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 S=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不 同时考虑。 ③屋面构造层的荷载标准值： 2000*2000*30mm 轻型金属夹心板 0.102KN/m2 二、屋架结构形式与选型（如图）
三、荷载及内力计算 1.永久荷载标准值 金属夹心屋面板 0.102KN/m2 屋架及支撑自重 0.12+0.011×30=0.45KN/m2 总计 0.552KN/m2 可变荷载标准值 屋面活荷载 0.7 KN/m2 积灰荷载 1.2 KN/m2 总计 1.9KN/m2 2.荷载组合 按可变荷载效应控制的组合： F d=(1.2×0.552+1.4×0.7+1.4×0.9×1.2) ×1.5×6=28.3896KN 按永久荷载效应控制的组合： F d=(1.35×0.552+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1.2)×1.5× 6=26.4888KN 故节点荷载取28.3896KN 4截面选择 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max=-994.2KN，l ox=150.8cm，l oy=300.0cm （l1去两块屋面板宽度）选用2∟110×10，A=42.52cm2，i x=3.38cm i y=5.00cm
－、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内力系数，见表一。
1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得： N = -1139.63KN ，屋架平面内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，根据支撑布置和内力变化情况，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
梯形钢屋架设计（21m 跨） 一、设计资料 某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21 m ，柱距6 m ,厂房长度为144 m ，厂房高度为15.7 m 。车间内设有两台150/520 kN 中级工作制吊车，计算温度高于 -20 ℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2， 1.5 m ×6.0 m 预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2，屋面活荷载0.35 kN/m 2，雪荷载为0.45 kN/m 2，风荷载为0.5 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm ×400 mm ，砼标号为C20。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 1、钢材及焊条选择 根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B 。焊条采用E43型，手工焊。 2、屋架形式及尺寸 本设计采用无檩屋盖，i ＝1/10，采用梯形屋架。 屋架跨度为L =21000 mm 屋架计算跨度为0L ＝L -300＝20700 mm ， 端部高度取0H ＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L ，（通常取为2.0 ～2.5 m ） 中部高度取H ＝0H +0.5i L ＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm ， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm （f = L /500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m 的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m 。
梯形钢屋架课程设计 指导教师：宋拓 班级：土木81403 学生姓名：朱克林 学号：140008346 设计时间：2017年1月
1 设计资料 某厂房总长度72m ，跨度21m ，纵向柱距6m 。 钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=L/12，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，屋架下弦标高为18m 。 2 结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示。 1990 1 3502290 2590 2890 3040 2613 2864 3124 2530 2864 3124 33901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g h B C D F G H 150 07=10500× 21米跨屋架几何尺寸
A a +4 .1000 .000-7.472-11 .262- 12.18-12.18 - 7.68 4 -4.4 09 -1.5 72 +0.7 13 +5 .808 +2.7 92 +0. 328-1.0 -1.0 -1.0 -0.5+9 .744+1 1.962+11 .768c e g h B C D E F G H 0.5 1. 01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 A a c e g g 'e 'c ' +3.0100 .000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641 -2.63 3 -0.0 47 +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+1.0 90B C D E F G H G 'F 'E 'D 'C 'B '0. 51.01.01.01.01.01.01.0 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 屋架支撑布置如图所示。
1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加，屋面的恒 2.1米。结构的重要度系数为保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～，不考，雪荷载为。屋面的活荷载为荷载的标准值为 虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为 1.866m。,檩距为屋架形式和几何尺寸图1 支撑的布置3.并在相应开间的屋架跨上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，下弦跨中设置中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，2。一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图支撑的布置图图2 檩条布置4. ，所以在檩条6m檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。荷载标准值5. 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载 内力组合6. 内力组合见表—1
8.节点设计 8.1杆件焊缝尺寸的计算
。不小于和40mm其中较小值。注：表中焊缝的计算长度 8.2 形心距离的确定 屋架各杆件的角钢背面的距离如图表-4，表中为杆件重心线至角钢背面的距离。 屋架各杆件的角钢背面的距离表-4 8.3节点的设计 8.3.1支座节点 图5 支座节点”1” (1)上弦杆的节点连接计算 A.支座底板的计算 支座反力 a,b设取12cm,则 底板的承压面积 底板下的应力 取,则由于底板的最大弯矩, 取支座厚度 B.加劲肋计算 加劲肋厚度取与节点相同。加劲肋与节点板的连接焊缝的计算： 假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一,即 , 设焊缝, 弯矩焊缝受剪力, 焊缝计算长度： 由焊缝的应力公式得
一、结构形式及支撑布置桁架的几何尺寸如下图1.1所示： 图1.1 桁架形式及几何 桁架支撑布置如图1.2所示：
二、荷载计算永久荷载： 屋架及支撑自重：0.12+0.011*21=0.351 压型钢板：
檩条自重（间距1.5m ）：0.333kn/2m 保温层荷载： 0.65 kn/2m 恒荷载总和： 1.485 kn/2m 可变荷载： 屋面活荷载（雪荷载）： 0.5 kn/2m 积灰荷载： 0.8 kn/2m 可变荷载总和： 1.3 kn/2m 风荷载： 风压高度变化系数为1.0，迎风面体形系数为-0.6，背风面体形系数为-0.5，故负风设计值为（垂直屋面）： 迎风面： 1ω=-1.4*0.6*1.0*0.5=0.42 kn/2m 背风面： 2ω=-1.4*0.5*1.0*0.5=0.35 kn/2m 屋架计算跨度：030020.7l l m =-= 考虑以下两种荷载组合 ① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 由可变荷载控制的组合：(1.20.90.8)6=30.9kn F =?1.485+1.4?0.5+1.4???(21-0.3)/14? 有永久荷载控制的组合：(1.350.90.8)6=15.2kn F =?1.485+1.4?0.5?0.7+1.4???(21-0.3)/14? ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载 永久荷载： 1F =1.2?1.485?21-0.3)/14?6=15.8KN （ 可变荷载： 2F 1.40.5+1.40.9210.3/14615.2KN =???0.8?-?=（）（）
三、内力计算 (e) 21米跨屋架全跨单位荷载 几何尺寸作用下各杆件的内力值 (f) 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 内力计算结果如表：
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
一丶设计资料 厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm 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C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。 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）如附表图所示。屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊 3、屋盖结构及荷载 采用无檩体系。 用1.5×6.0预应力混凝土屋板。 荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m2 ②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m2，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值 ③屋面个构造层的恒荷载标准值： 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层 0.4KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.6KN/m2 永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡ 4、荷载组合。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN 按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN 故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN 二丶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； ＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L 3190mm，下端起拱50mm。 屋架几何尺寸如图1所示：
钢结构课程设计任务书 姓名：杨文博学号：A13110059 指导教师：王洪涛
目录 1、设计资料 0 1.1结构形式 (2) 1.2屋架形式及选材 (2) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (2) 2、支撑布置 (2) 2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2) 2.2桁架支撑布置如图 (3) 3、荷载计算 (5) 4、内力计算 (5) 5、杆件设计 (8) 5.1上弦杆 (8) 5.2下弦杆 (9) 5.3端斜杆A B (9) 5.4腹杆 (11) 5.5竖杆 (16) 5.6其余各杆件的截面 (16) 6、节点设计 (20) 6.1下弦节点“C” (20) 6.2上弦节点“B” (21) 6.3屋脊节点“H” (22) 6.4支座节点“A” (23) 6.5下弦中央节点“H” (23) 参考文献 (27) 图纸 (27)
1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为10 = i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7 :1 度，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。 1.2、屋架形式及选材 屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用235B钢，焊条为E43型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 kN/m2 20厚水泥砂浆找平层0.4 kN/m2 100厚加气混凝土保温层0.6kN/m2 一毡二油隔气层0.05kN/m2 预应力混凝土大屋面板（加灌缝） 1.4kN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式L .0+ =计算) 0.384 KN/m2 12 .0 q011 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2 雪荷载标准值： 0.5 KN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2 2、支撑布置 2.1桁架形式及几何尺寸布置
一、 课程设计名称 普通梯形钢屋架设计 二、 课程设计资料 乌鲁木齐地区某车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为27m ，柱距6m ，长度为84m 。车间内设有两台20/5tkN 中级工作制吊车，计算温度高于-20℃，地震设计烈度为8度。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm ×400mm ，混凝土标号为C20。 设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。 三、 钢材和焊条的选用 根据乌鲁木齐地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235B ，要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S ）、磷（P ）、碳（C ）三项化学成分的合格含量。焊条采用 E43型，手工焊。 四、 屋架形式和几何尺寸 屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。屋面坡度。10/1=i 屋架计算跨度。mm l l 2670015022700015020 =?-=?-= 屋架端部高度取：mm H 19900=。 跨中高度：mm i l H 312012/12/2670020002 H 00=?+=?+= 为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为
3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m，屋架几何尺寸如图 图1：27米跨屋架几何尺寸 五、屋盖支撑布置 根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。
1. 设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m 。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm ×400mm ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C 型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为γ0=1.0，屋面的恒荷载的标准值为0.5 kN m 2?。屋面的活荷载为0.2 kN m 2?，雪荷载为0.35 kN m 2?，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B ，焊条采用E43型。 2. 屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为α=arctan 1 3=18°26′,檩距为1.866m 。 图1 屋架形式和几何尺寸 3. 支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。 图2 支撑的布置图
4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 5.荷载标准值 =0.5×1.77×6=5.31kN 上弦节点恒荷载标准值P1=0.5×1.866×6× √10 =0.35×1.77×6=3.72kN 上弦节点雪荷载标准值P2=0.35×1.866×6× √10 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度30m，长度72m，柱距6m。该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000 m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为6度，设计基本地震加速度为0.1g。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.65 kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，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=30－2×0.15=29.7m， 3、跨中及端部高度： 端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。 屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 图1 屋架形式及几何尺寸
符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图 三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 SBS改型沥青油毡防水层0.40kN/㎡ 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡ 保温层（100mm厚水泥珍珠岩）0.1×6=0.6kN/㎡ 隔气层（冷底子油）0.05 kN/㎡ 混凝土大型屋面板（包括灌浆） 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.23kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 积灰荷载0.60kN/㎡ 总计 1.3kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.23=4.36kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡ 2.荷载组合
钢结构课程设计 班级：建工1003班姓名：刘政华 学号：201030135 指导老师：周莉莉 2012年 1 月 2 日
目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)
一、设计资料 某车间跨度为24m，厂房总长度72m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 屋架形式
荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000