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屋盖钢结构设计

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钢结构课程设计文本资料 1 第7章 屋盖钢结构设计 1 厂房结构的受力及荷载的传递 1.1无吊车厂房的荷载类型 荷载包括：竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载：恒荷载、活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊挂荷载、竖向风荷载、竖向地震荷载。 水平荷载：水平风荷载、水平地震荷载。 （1）恒荷载：主要是建筑物的自重。计算刚架或檩条时，结构自重由程

序考虑，需要输入其他材料的自重荷载。比如计算刚架时，需要输入的恒载主要包括彩钢板、保温棉、檩条、拉条、系杆、支撑等自重荷载。 1）彩钢板面荷载=钢材容重X 钢板厚度X 基板宽度/成型后板宽度X 放大系数

如0.6mm 厚V125 型压型钢板自重荷载=78.5X0.0006X1/0.75X1.05=0.066kN/m2 2）保温棉自重=容重X 厚度，保温棉材料一般为玻璃丝棉、岩棉、聚氨酯（多用于夹芯板） 玻璃丝棉容重约64kg/m3，岩棉容重约120kg/m3，聚氨酯容重约40kg/m3 如75mm 厚玻璃丝棉自重荷载=0.64X0.075=0.048kN/m2 75mm 厚岩棉自重荷载=1.2X0.075=0.09kN/m2 3）檩条自重=单位长度重量/檩条间距，连续檩条应再乘以1.1 如C20020 简支1.5 米间距檩条自重=5.71kg/m/1.5=3.81kg/m2=0.038kN/m2 钢结构课程设计文本资料 2 Z20020 连续1.5 米间距檩条自重=5.803kg/m/1.5X1.1=4.3kg/m2=0.043kN/m2 4）拉条自重=单位长度重量X 拉条道数/柱距X 放大系数 如7.5 米柱距布置两道12 圆钢拉条，自重荷载= 0.888kg/mX2/7.5X1.25=0.296kg/m2=0.003kN/m2 5）系杆重量=单位长度重量/系杆间距X 放大系数 如114X3.0 系杆，间距为6 米，则自重=8.213kg/m/6X1.2=1.64kg/m2=0.0164kN/m2 假设为玻璃丝棉，以上之和为0.17kN/m2；假设为岩棉，以上之和为0.22kN/m2 故单层板加玻璃丝棉，屋面恒载可取0.2kN/m2 左右；单层板加岩棉，则可取0.25kN/m2 左右；双层板加玻璃丝棉，一般可取0.25kN/m2 左右；双层板加岩棉或岩棉夹芯板，一般可取0.3kN/m2 左右。以上为经验数据，具体以计算为准。 （2）屋面均布活荷载：门规3.2.2

钢规范GB50017-2003

钢规范GB50017-2012(征求意见稿) 3.2.1 设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。

(3)雪荷载：荷载规范7.1 节 钢结构课程设计文本资料 3 注意屋面积雪分布系数，详见荷载规范表7.2.1 钢结构课程设计文本资料

4 钢结构课程设计文本资料

5 (4)吊挂荷载：若吊挂荷载位置固定或全屋面均有布置且非动荷载时可按恒载

参与计算；若吊挂荷载的位置不确定可能出现不利布置或吊挂荷载为动荷载时，应按活荷载参与计算。

(5)积灰荷载：详见荷载规范5.4.1 条。

1， 本厂房是否排灰；2，附近厂房是否排灰；3，是否靠近沙漠地区 以上荷载除恒载以及可按恒载考虑的吊挂荷载外均为活荷载工况。门规3.2.5

(6)活荷载的不利布置：计算刚架和屋面檩条如何考虑活荷载的不利布置？

活荷载的不利布置通常是考虑在连续梁方面，简支梁不存在活荷载的不利布置。故单跨刚架和屋面简支檩条没有活荷载不利布置的问题。而多跨刚架以及连续檩条是否考虑活荷载不利布置对用钢量影响巨大。处于安全性以及施工的不可靠性方面考虑，建议还是考虑活荷载的不利布置。刚架重要性很高，必须要考虑，而关于檩条，蔡益燕老师主审的《门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义》中这样建议：

但是，这种做法并没有规范依据，也没有可靠的软件支持。 1.2风荷载： 钢结构课程设计文本资料 6 风荷载在门式刚架规范和荷载规范中均有规定，两者有很大区别，最重要的是风荷载体型系数的区别。 首先要选对规范。门式刚架附录A 条文说明：

门式刚架规范中： 确定按照门式刚架规范来计算风荷载之后判断建筑物的类型，即敞开式、部分封闭式以及封闭式。具体定义见门规2.1 术语： 钢结构课程设计文本资料

7 计算刚架时，体型系数查表A.0.2-1 钢结构课程设计文本资料

8 门规中没有敞开式建筑的刚架体型系数，对《门式刚架轻型房屋钢结构技术钢结构课程设计文本资料

9 规程》(CECS102：2002)的勘误和补遗这个文件里做了补充： 1) 敞开式房屋风荷载体型参数(摘自1996 版MBMA 低层房屋体系手册)

此文件发表时间很久，且并没有加入2012 修订版门规，所以有待商榷。3D3S 中对于敞开式建筑是直接选用荷载规范中的体型系数。 钢结构课程设计文本资料 10 计算檩条和墙梁时，体型系数查表A.0.2-2 钢结构课程设计文本资料

11 计算山墙墙架构件，体型系数查表A.0.2-4

1.3地震荷载：门规条文说明3.1.4：

刚架的地震力可由程序计算；当设防烈度为7 度及以下时，支撑系统可不做抗震验算，当为7 度半及以上且吊车吨位不大时，支撑系统一般由抗震控制，需钢结构课程设计文本资料 12 要做抗震验算。 底部剪力法详见抗规5.2.1 条。关于竖向地震力，详见抗规5.3.2 条。 1.4荷载传递： 刚架梁——主梁；屋面檩条——次梁；屋面板——单向板 竖向荷载作用下： 恒、活、雪、风、积灰——屋面板——檩条——刚架梁——刚架柱——基础 吊挂荷载——檩条（或直接作用于刚架梁）——刚架梁——刚架柱——基础 水平荷载作用下： 横向水平风荷载——纵向墙面板——墙面檩条——刚架柱 (风是垂直于厂房的长边吹过来的） 纵向水平风荷载——山墙墙面板——山墙檩条——抗风柱（刚架柱）——屋面水平支撑（或基础）——柱间支撑——基础 (风是垂直于厂房的短边也就是山墙吹过来的） 钢结构课程设计文本资料

13 2屋盖的组成 屋盖系统由屋面、屋架和支撑系统三大部分组成。

2.1屋盖支撑体系 2.1.1支撑作用 1)保证屋架侧向（平面外）稳定，形成屋架空间整体稳定体系； 2)减少屋架上弦杆侧向（平面外）的计算长度； 3)传递山墙风力和吊车水平刹车力； 4)保证屋架安装时的稳定性。 2.1.2支撑形式和布置原则 (1)支撑形式: 钢结构课程设计文本资料 14 上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。

（2）《抗规》： 钢结构课程设计文本资料

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16 （3）非抗震设计： 1）上弦横向水平支撑（必设） 作用：传递山墙风力；减少上弦压杆侧向计算长度；保证屋架平面外稳定。 布置原则: A、设置在房屋两端或房屋温度区段的第一柱间或第二柱间,其最大间距为60m,否则在中间增设一道或几道。 B、天窗架的支撑与屋架上弦横向水平支撑应设置在同一开间，以形成空间整体稳定性。 2）下弦横向水平支撑 作用：减小下弦平面外计算长度;传递悬挂吊车水平力;传递水平风力(与抗风柱相连,作为抗风柱的支点)。 钢结构课程设计文本资料 17 布置原则:屋架跨度大于18m；屋架跨度小于18m但屋架下弦设有悬挂吊车；厂房内设有吨位较大的桥式吊车或其他振动设备；山墙抗风柱支撑于屋架下弦;屋架下弦设有通长的纵向水平支撑时。 3）下弦纵向水平支撑 作用：增加厂房空间整体刚度。传递吊车刹车力;保证托架平面外的稳定。 布置原则:房屋内设有重级工作制吊车或吨位较大的轻、中级工作制吊车；房屋内设有锻锤等大型振动设备；屋架下弦设有纵向或横向吊轨；屋盖设有托架；房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高。 4)垂直支撑(必设) 作用：把屋架上弦的力传到柱顶；保证屋架安装时的稳定。 布置原则:

5)系杆 作用：保证无支撑屋架的侧向稳定性;减小弦杆的计算长度;传递水平力。 形式:刚性系杆——可承压,通常采用双角钢或钢管. 柔性系杆——不可承压，通常采用单角钢或圆钢。 布置原则:上下弦杆布置不一样，一般上弦布置密，下弦布置少些 垂直支撑的屋架上、下弦节点处；屋架屋脊节点，支座节点处；当横向水平支撑布置在第二柱间，第一柱间应布置刚性系杆。 (4)钢结构设计手册 钢结构课程设计文本资料 18 钢结构课程设计文本资料

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23 2.2 屋盖支撑的计算（钢结构设计手册）——风荷载 例：（以成品结构图支撑为例） 关于风力在各道水平支撑之间的传递，有以下几种做法： （1） 风压力和风吸力由各道屋面水平支撑均摊，并考虑传力滞后效应，将求得

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钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

三角屋架设计1 设计资料及说明1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。

2、屋面材料：规格长尺压型钢板。

3、屋面坡度i=1：3。

活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。

4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。

5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。

6、焊条型号为E43型。

7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。

2 屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。

屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示图1 屋架形式及几何尺寸3 屋架支撑布置3.1 屋架支撑1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。

2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。

3、根据厂房长度36m,跨度为4m，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。

如图2所示。

图2屋盖支撑布置4 荷载计算屋架支撑0.3（kN/m2）压型钢板015*3.16/3=0.158（kN/m2）檩条和拉条0.13（kN/m2）合计g k=0.588（kN/m2）可变荷载q k=0.3（kN/m2）檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×0.588+1.4×0.35=1.20kN/m2节点荷载设计值P=qa＇s=1.13×1.475×6=10.62kN5 屋架的内力计算5.1 杆件的轴力芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下，腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。

钢结构屋架设计

钢结构屋架设计

普通钢屋架设计--------焊接梯形钢屋架设计－、设计资料1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。

2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。

3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。

4、荷载标准值（按水平投影面计）：（1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2保温层0.5 KN/ m2一毡二油隔气层0.05 KN/ m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2屋架及支撑自重0.384KN/m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2荷载标准值 0.35 K N/ m2积灰荷载标准值 1.3KN/ m25．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。

6、钢材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，最大的运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。

二、设计内容一）、屋盖的支撑系统布置（1）屋架上弦支撑系统的具体布置对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。

所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。

上弦支撑具体布置图如下（2）下弦平面支撑系统布置同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。

(完整word版)27米钢结构课程设计钢屋架课程设计解析

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《钢结构》课程设计指导书普通钢屋架设计河南工程学院土木工程学院2015年12月普通钢屋架设计指导书本指导书根据设计任务书提出的设计内容和要求指出了设计中应考虑的原则和应注意的问题，对其中某些问题作了必要的说明。

更为一般的设计原理、方法及参考数据，可查阅相关设计手册和规程规范。

第一部分：设计及计算与设计说明书的编制普通钢屋架是由普通角钢和节点板焊接而成。

这种屋架受力性能好，构造简单，施工方便，广泛应用于工业和民用建筑的屋盖结构中，一般是用于大型钢筋混凝土屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天窗架上，普通屋架所用的等边角钢不小于∟45×4，不等边角钢不小于∟56×36×4。

屋架钢材一般采Q235BF（3号沸腾钢）钢材，冬季计算温度等于或低于-30℃时的屋架宜采用Q235B（3号镇静钢），荷载较大的大跨度屋架可采用Q345（16Mn钢）或Q390（15MnV 钢）。

一、屋架的形式及主要尺寸（一）普通梯形钢屋架概述普通梯形钢屋架通常用于屋面坡度较为平缓的大型屋面板或长尺压型钢板的屋面，跨度一般为15～36m，柱距6～12m，跨中经济高度为（1/8～1/10）l。

梯形屋架外形比较接近弯矩图，因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀，用料较经济，且可以和柱刚接或铰接，且刚接可使建筑物横向刚度提高。

与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/12～1/16）l，通常取2.0～2.5m；与柱铰接的梯形屋架，端部高度1.5～2.0m，此时，跨中高度可根据端部高度和上弦坡度确定。

在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度应尽可能相同。

当采用大型屋面板时，为使荷载作用在节点上，上弦杆的节间长度宜等于板的宽度，即1.5m 或3.0m。

当采用压型钢板屋面时，也应使檩条尽量布置在节点上，以免上弦杆受弯。

对于跨度较大的梯形屋架，为了保证荷载作用于节点，并保持腹杆有适宜的角度和便于节点构造处理，可沿屋架全长或只在屋架跨中部分布置再分式腹杆。

建筑钢结构课程设计-跨度为24m

建筑钢结构课程设计-跨度为24m

建筑钢结构课程设计-跨度为24m建筑钢结构课程设计题⽬：普通梯形钢屋架（1 ）—1 3 学⽣姓名：学院：班级：指导教师：摘要通过课程设计，对屋盖结构的整体构造和组成有⼀个全⾯的了解，对⽀撑体系在结构中的作⽤和重要性有⼀定的理解。

运⽤以前各章学习到的基本理论、基本知识和基本计算技能，掌握普通钢屋架的设计，打到能绘制施⼯图的要求。

本次设计包括单层单跨⼚房钢屋盖⽀撑布置；计算杆件内⼒；杆件设计；节点设计等内容。

⽬录1、设计资料 01.1结构形式 (3)1.2屋架形式及选材 (3)1.3荷载标准值（⽔平投影⾯计） (3)2、⽀撑布置 (4)2.1桁架形式及⼏何尺⼨布置 (4)2.2桁架⽀撑布置如图 (4)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 其余各杆件的截⾯ (11)6、节点设计 (12)6.1下弦节点“B” (12)6.2上弦节点“B” (13)6.3⽀座节点“A” (14)参考⽂献 (17)11、设计资料1.1、结构形式某⼚房跨度为 24m，总长 54m，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i 1 : 10 。

地震设防烈度为 7 度.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 235 钢，焊条为E43 型。

1.3、荷载标准值（⽔平投影⾯计）永久荷载：SBS 改性沥青油毡防⽔层0.4 KN/m220 厚⽔泥砂浆找平层0.4 KN/m210 厚⽔泥珍珠岩保温层0.4 KN/m2冷底⼦油隔汽层0.05 KN/m2混凝⼟⼤型屋⾯板（包括灌浆） 1.4 KN/m2可变荷载：屋⾯活荷载(或雪荷载) 0.6KN/m2积灰荷载标准值0.5 KN/m2 22、⽀撑布置2.1 桁架形式及⼏何尺⼨布置如下图 2.1、2.2、2.3 所⽰图 2.124 ⽶跨屋架⼏何尺⼨图 2.2 24 ⽶跨屋架全跨单位荷载作⽤下各杆件的内⼒值2.2 桁架⽀撑布置桁架形式及⼏何尺⼨在设计任务书中已经给出，桁架⽀撑布置如图 1.1 所⽰，布置下弦纵向⽔平⽀撑。