24m乘以60m梯形钢屋架设计

一、 设计资料

1. 结构形式

某城防跨度24m 总厂57m 柱距6m 采用梯型钢屋架，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，上主界面400mm ×400mm 混凝土强度等级为c30，无卖弄坡度为i=1:10.地区计算温度高于-22°c ，无侵蚀介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦表保卫18m ；厂房内设中级（A5）级桥式吊车。

屋架形式及炫彩

屋架形式为梯形、几何尺寸及内力系数另制定。屋架采用的钢材及焊条为：Q345B 钢E50焊条。

3.荷载标准值（水平投影面积） ①永久荷载：

二毡三油（上铺绿豆沙）防水层 0.4kN/m2 水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 保温层 0.4kN/m2 冷底子油、热沥青各一道 0.05kN/m2 预应力混凝土大型屋面板和灌缝 1.4kN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L 计算：0.45kN/m2 悬挂管道 ②可变荷载：

屋面活荷载标准值 0. 50kN/m2 雪荷载标准值 0.60kN/m2 积灰荷载标准值 0.20kN/m2 二、荷载计算

根据《建筑结构荷载规范》，屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取雪荷载0.60kN/m2进行计算。

荷 载 计 算 表

荷载名称

标准值（kN/2

m ） 设计值（kN/2

m ） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.35＝1.89 三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35＝0.54 找平层（厚2cm ） 0.4 0.3×1.35＝0.54 冷底子油、热沥青各一道 0.05

0.1×1.35＝0.065 屋架和支撑自重 0.12+0.011×30=0.45 0.45×1.35＝0.6075 永久荷载总和 2.7 3.645 雪荷载 0.6 0.6×1.4＝0.84 积灰荷载 0.2 0.2×1.4＝0.28 可变荷载总和

0.8

1.12

设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载

全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(3.645+0.84+0.28×0.9)×1.5×6.0=42.633kN 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：F1=3.645×1.5×6=32.805kN 半跨节点可变荷载：F2=1.12×1.5×6=10.08kN

3.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重：F3=0.6075×1.5×6=

4.4675kN

半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=1.89+0.84×1.5×6=9.45kN 三、内力计算

屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示：

①②③F *①F 1*①+F 2*②F 1*①+F 2*③F 3*①+F 4*②F 3*①+F 4*③

A B 000000000B C C D -8.4-6.1-2.3-358.1172-337.05-298.746-95.172-59.262-358.1172D E E F -13.2-8.9-4.3-562.7556-522.738-476.37-143.076-99.606-562.7556F G G H -15.1-9.1-6-643.7583-587.0835-555.8355-153.45425-124.15925-643.7583H I -14.8-7.4-7.4-630.9684-560.106-560.106-136.049-136.049-630.9684a b 4.53.41.1191.8485181.8945158.710552.2337530.49875191.8485b c 11.27.83.4477.4896446.04401.688123.74682.166477.4896c d 14.59.35.2618.1785569.4165528.0885152.66375113.91875618.1785d e 15.48.66.8656.5482591.885573.741150.0695133.0595656.5482a B -8.6-6.3-2.3-366.6438-345.627-305.307-97.9555-60.1555-366.6438B b 6.84.72.1289.9044270.45244.24274.79450.224289.9044b D -5.4-3.3-2.1-230.2182-210.411-198.315-55.3095-43.9695-230.2182D c 3.81.91.9162.0054143.811143.81134.931534.9315162.0054c F -2.6-0.8-1.8-110.8458-93.357-103.437-19.1755-28.6255-110.8458F d 1.4-0.41.859.686241.89564.0712.474523.264564.071d H -0.31.5-1.8-12.78995.2785-27.985512.83475-18.35025-27.9855H e -0.8-2.51.7-34.1064-51.444-9.108-27.19912.491-51.444A a -0.5-0.50-21.3165-21.4425-16.4025-6.95875-2.23375-21.4425C b E c G d -1-10-42.633-42.885-32.805-13.9175-4.4675-42.885I e

1.40.70.759.6862

52.98352.98312.869512.869559.6862

计算杆件

上弦下弦竖杆斜腹杆第三种组合

第二种组合名称编号

全跨左半跨右半跨第一种组合

四、杆件设计

腹杆最大内力366.6438kN ，选用中间节点板厚度为t=12mm ，支座节点板厚度14mm 1上弦杆：

整个上弦采用等截面，按FG 、GH 杆件的最大设计内力设计。 Nmax ＝-643.7583kN 、l0x=1505mm 、 l0y=3000mm

根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢短肢相并。 设λ=60，查Q235钢的稳定系数表，可得φ=0.807，则需要的截面积：

A==φf

N

215807.07583

.643?=3710.3mm2 需要的回转半径：ix=lox/λ=1505/60=25.08 iy=loy/λ=3000/60=50 根据需要A 、

y

x i i 、查角钢规格表，选用2L140×90×10，肢背间距a ＝12mm ，则

A ＝44.6cm2，cm 2.56 i x =，cm 6.85 i y =

按所选角钢进行验算：

79.586.251505

i l ox ===

x x λ

79.435

.683000

i l oy ==

=

y

y λ

满足长细比≤ [λ]＝150的要求。 由于

y

x λλ>，只需求

x ?。查表x ?＝0.744，则

a a a x MP 310MP 0.194MP 6044744.0643758

A N <=?==

?σ

所选截面合适 2下弦杆：

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的de 杆计算。

N N 2.5654865482.656N ==

3000mm l =ox ，mm 11850l =oy

（因跨中有通长系杆），所需截面积为:

2

3053.71mm 215656548N A ===

f

选用2L100×80×10相并，短肢相并，肢背间距a ＝12mm

A ＝34.402cm >30.542cm ，cm 35.2i x =，cm 85.4i y =

35066.12735.2300

i l ox <===

x x λ

35033.24485

.41185

i l oy <==

=

y

y λ

取φ =1，则：a a MP 310MP 86.190 3440

1656548

A φN y <=?==

σ 所以满足要求。

3端斜杆 ①aB:

杆件轴力： N kN 366643--366.6438N -== 计算长度： mm

l l oy ox 2685==

因为

oy

ox l l =，故采用等肢角钢相并。选用2L90×8，肢背间距a=12mm 。则:

A ＝27.88cm2，2

x c 76.2i m =，2y

7c 1.4i m =

97.282.7685

62i l ox ===x x λ 39.6417

.42685

i l oy ==

=

y

y λ

由于

x

y λλ＜，只需求x ?。查表x ?＝0.448，则:

a a MP 310MP 54.293 2278

448.0366643

A N y <=?==

?σ

所选截面合适。 ②Bb

杆件轴力： N kN 4.8990429044.892N -== 计算长度： mm

l l l oy ox 21888.0===

因为

oy

ox l l =，故采用等肢角钢相并。选用2L90×8，肢背间距a=12mm 。则:

A ＝27.88cm2，2

x c 76.2i m =，2y

7c 1.4i m =

94.492.7688

12i l ox ===x x λ 54.6217

.42188

i l oy ==

=

y

y λ

由于

x

y λλ＜，只需求x ?。查表x ?＝0.467，则:

a a MP 310MP 51.272 2278

467.0289904

A N y <=?==

?σ

所选截面合适。 ③bD

N =--230.218kN ，l0x =0.8L=2381mm l0y = l =2977mm 选用2∟80×10， A =30.26cm2 , ix =2.42cm , iy = 3.81cm

8.9442.21

.2380===x x x i l λ 3.7581

.37

.2970==

=

y

y y i l λ

58.21802977

58.058.08108022=?=<==b l t b oy

所以，

08.77)100

2977475

.0801(3.75)475.01(2

4224

2=??+?=+=t l b oy y yz λλ

满足长细比：150][=λ的要求。 由于

yz

x λλ>只需求出

x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，589.0=x ?

=σ2

2/310/9.1193026589.0230218

mm N f mm N A N x =<=?=?

所选截面合适。 ④Dc

N =162.005kN （，l0x = 0.8l =2392mm, l0y = l =2966mm 计算需要净截面面积

296.552310162005mm f N A n ===

选用2∟63×10， A =23.32c ㎡ , ix =1.88cm , iy =3.15 cm

验算：

6.1218.182392

0===

x x x i l λ 76.905

.312966

0==

=

y

y y i l λ

=σ2

2/310/77.692332162005mm N f mm N A N =<==

所选截面满足要求。

⑤cF

N =-110.846kN ，l0x =0.8*3129=2553mm l0y = l =3192mm 选用2∟80×6， A =18.8c ㎡ , ix = 2.47cm , iy = 3.73cm

150][1017.242553

0=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][843

.373192

0=<==

=

λλy

y y i l 属于b 类截面

1.23803192

58.058.04.1368022=?=<==b l t b oy

所以，

6.88)36

3192475

.0801(84)475.01(2

4224

2=??+?=+=t l b oy y yz λλ

满足长细比：150][=λ的要求。 由于

yz

x λλ>只需求出

x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，549.0=x ?

=σ2

2/310/4.1071880549.0110864

mm N f mm N A N x =<=?=?

所选截面合适。 ⑥Fd

N = 64.07kN ，l0x = 0.8l = 2547mm, l0y = l =3184mm,计算需要净截面面积

267.20631064070mm f N A n ===

选用2∟50×5， A = 9.6c ㎡ , ix =1..53 cm , iy =2.53 cm

验算：

350][5.1663.1525470=<===λλx x x i l 350][8.1253

.253184

0=<==

=

λλy

y y i l

=σ2

2/310/74.6696064070mm N f mm N A N =<==

所选截面满足要求。

⑦dH

N =27.986kN ， l0x =0.8*3418=2734mm l0y = l =3418mm 选用2∟50×5， A = 9.6c ㎡ , ix =1..53 cm , iy =2.53 cm

350][7.1783.1527340=<===λλx x x i l 350][1.1353

.253418

0=<==

=

λλy

y y i l

=σ2

2/310/15.2996027986mm N f mm N A N =<==

所选截面合适。

⑧He

N =--51.444kN ，l0x =2727mm l0y = l =3409mm 选用2∟70×8 ， A =21.44c ㎡ , ix = 2.13cm , iy =3.38cm 验算

150][1283.212727

0=<===λλx x x i l 150][1018.3334090=<===λλy y y

i l

28703409

58.058.075.887022=?=<==b l t b oy

所以， 6

.101)64

3409475

.0701(100)475.01(24224

2=??+?=+=t l b oy y yz λλ

由于

yz

x λλ>只需求出

x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，402.0=x ?

=σ22/310/687.592144

402.051444mm N f mm N A N x =<=?=?

所选截面合适。 4竖杆 ○1Aa

N =-21.443kN ，,l 0x = l 0y =2190mm 选用2∟50×5，A = 9.6c ㎡ , i x =1..53 cm , i y =2.53 cm

150][1433

.1521900=<===λλx x x i l 属于b 类截面

150][6.863

.252190

0=<==

=

λλy

y y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，240.0=x ?

=

σ22/310/07.93960

240.021443

mm N f mm N A N x =<=?=? 所选截面合适。

○2Cb

N =-42.885N ，l 0x =2290*0.8=1952mm l 0y =2440mm 选用2∟50×5，A = 9.6c ㎡ , i x =1..53 cm , i y =2.53 cm

150][6.1273.151952

0=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][5.903

.252290

0=<==

=

λλy

y y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，293.0=x ?

=

σ22/310/5.152960

293.042885

mm N f mm N A N x =<=?=?

○3Ec

N =-42.885N ， l 0x =2590*0.8=2152mm l 0y =2690mm 选用2∟50×5，A = 9.6c ㎡ , i x =1..53 cm , i y =2.53 cm

150][5.1403.1521520=<===λλx x x i l 属于b 类截面

150][2.1063

.2526900=<===λλy y y i l 属于b 类截面

满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，249.0=x ?

=

σ22/310/4.179960249.042885

mm N f mm N A N x =<=?=? 所选截面合适。

○4Gd

N =-42.885N , l 0x =2890*0.8=2532mm l 0y =2940mm 选用2∟56×5， A =10.84 c ㎡ , i x = 1.72cm , i y = 2.77cm

150][2.1472.1725320=<===λλx x x i l 属于b 类截面

150][1.1067

.2729400=<===λλy y y i l 属于b 类截面

满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，228.0=x ?

=

σ22/310/5.1731084228.042885

mm N f mm N A N x =<=?=? 所选截面合适。

⑤Ie ：

N kN 596866862.59N ==

255.2cm 319.00.80.8l l =?==ox ，cm oy 319l =

由于杆件内力较小，按150][==λλ选择，需要的回转半径为

cm l i ox x 70.11502.255][===

λ

cm l i oy y 13.21500

.319]

[==

=

λ

查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大些。选用2L63×4，其几何特性

为：

A ＝9.962c m ， 1.96cm i x =， 3.02cm

i y =

150130.201.96255.2

i l ox <===x x λ 150 105.662

0.3319.1

i l oy <==

=

y

y λ

由于x y λλ＜，只需求x ?。查表x ?＝0.２８３，则:

a a MP 310MP 18.12 9.96386.069090

A N x <=?==

?σ

六、节点设计 重点设计“a ”、“b ”、“B ”、“I ” “e ”五个典型节点，其余节点设计类同。 ①支座a 节点

为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在节点中心线上设置加劲肋。加劲肋的高度与节点板的高度相等，（加劲肋取460×140×12mm ，节点取460×380×14mm 的钢板。） （1）支座底板的计算

按永久荷载控制的节点荷载为F d =40.4支座反力R=40.4×8=323.2KN

设支座底板面积为a×b=280×400mm 2， 如仅考虑加劲肋部分底板承受支座反力，则承压面积为280×292=81760mm 2

验算柱顶混凝土的抗压强度：σ=R/A u =323.2×103/81760=3.95N/mm 2＜f c =14.3N/mm 2满足。

底板的厚度按屋架反力作用下的弯距计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支承，而另两相邻边自由的板，每块板单位宽度的最大弯距为：M=βσa 22

式中 σ—底板下的平均应力，σ=3.95N/mm 2； a 2—两支承边之间的对角线长度，mm a 1.193140)2

14140(22

2=+-

=； β—系数，由b 2/a 2决定。b 2=140×133/193.1=96.4mm ，

b 2/a 2=96.4/193.1=0.4992，查表得β=0.0559

故M=βσa 22=0.0559×3.95×193.12

=8233.3Nmm 。

底板厚度t=310/3.8233

6?=12.6mm ，取t=20mm 。

（2）加劲肋与节点的连接焊缝计算

一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力为四分之一支座反力。

R/4=323.2×103/4=80.8×103N ，M=Ve=80.8×103×140/2=5.656×106Nmm

设焊缝h f =10mm ，焊缝计算长度l w =460-10-20=430mm ，则焊缝应力为 τf =(80.8×103)/(2×0.7×10×430)=13.45N/mm 2， σf =(6×5.656×106)/(2×0.7×10×4302)=13.11N/mm 2，

2

2

22

2

2

/200/21.1758.2122.109.21mm

N f mm N w f

=<=+??

?

??=+???

? ??τβσ

（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝

设焊缝传递全部支座反力R=323.2kN ，初设焊缝焊脚尺寸为6mm ，实际的焊缝计算长度∑=--?+-?=mm l w 1008)1210140(4)12280(2，所需要的焊脚尺寸为h≥323.2×103/(0.7×1008×160×1.22)=2.36mm ，取h=6mm 。 节点图如下图所示。

②下弦b 节点

这类节点的设计步骤是：先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸，即h f 和l w 。然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。

选用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f w t ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。

（1）Bb 杆的内力N=289.904KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =10mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=

N f l h N w f f w f 27328020022.1280107.07.033=?????=∑=β

肢背mm f h N N l w

f f w 919.1510200107.022

/27328010904.2897.07.022/7.0331

=+???-??=?-=，取110mm

肢尖mm f h N N l w

f

f w 67.510200107.022

/27328010904.2893.07.022/3.0332

=+???-??=?-=，取50mm

（2）bD 杆的内力N=-230.218KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =8mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=

N f l h N w f f w f 21862420022.128087.07.033=?????=∑=β

肢背mm f h N N l w

f

f w 14.31820087.022

/21862410218.2307.07.022/7.033=+???-??=?-=，取100mm

肢尖mm f h N N l w

f

f w 96.91620087.022

/21862410218.2303.07.022/3.033-=+???-??=?-=，取40mm

(3)竖杆Cb 杆的内力N=-42.855KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =5mm 。

所需要的焊缝长度为：mm l w 503=

kN

N N f l h N w f f w f 855.42400.8520022.125057.07.033=>=?????=∑=β

所以按两面侧焊缝计算。

肢背mm f h N l w

f f w 42.311020057.0210855.427.07.027.03

=+?????=?=，取40mm

肢尖mm l w 18.1910200

57.0210855.423.03

=+?????=

，取40mm （4）下弦杆焊缝验算

下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻下弦内力之差。 ΔN ＝477.490-191.849＝285.641kN 肢背焊缝验算，h f ＝8mm ，

τf ＝200

1087.0210641.28575.03

??????＝9.56N/mm 2＜200N/mm 2焊缝强度满足要求。

根据节点放样，得节点板尺寸为310×360，节点图如下图所示。

2．上弦B 节点：

Bb 杆节点板连接的焊缝计算与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。 aB 杆N ＝-366.644kN ，采用三面围焊，设肢背和肢尖 h f = 10mm ，

N f l h N w f f w f 47824020022.12140107.07.033=?????=∑=β 肢背mm f h N N l w

f

f w 64.910160107.022

/47824010644.36665.07.022/65.0331

=+???-??=?-=， 取40mm 肢

尖

046.3910160107.022

/38259210326.56535.07.022/35.0333

<-=+???-??=?-=mm f h N N l w

f

f w ，取40mm

3、屋脊I 节点

（1）弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，且便于施焊，需要将拼接角钢的尖角削除，并截去垂直肢的一部分宽度（一般为t+h f +5mm ）。拼接角钢的部分削弱，可以借助节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。

中竖杆与节点板的连接焊缝计算：

设Ie 杆与节点板的焊缝尺寸为：肢背h f =5mm ，l w1=(0.7×59.686×103)/（2×0.7×5×200）+10=15.9686mm ，取l w1=40mm ， 肢尖h f =5mm ，l w2=（0.3×59.686×103）/（2×0.7×5×200）+10=12.558mm 。取l w2=40mm 。

拼接角钢：设焊缝高度h f =8mm ，则所需要焊缝计算长度为：l w =（618.179×103）/（4×0.7×8×200）+16=153.99mm 。取l w =280mm 。拼接角钢长度600mm ＞2×280=560mm 。

（2）上弦与节点板间的焊槽，假定承受节点荷载。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，设肢尖焊缝h f =8mm ，节点板长度为470mm ，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为l w =470/2-5-10=220mm ，焊缝应力为：τf N =（0.15×618.179×103）/（2×0.7×8×220）=37.6N/mm 2，σf M =（0.15×618.179×103×55×6）

/（2×0.7×8×2202）=56.45N/mm 2，2

2

τβσ+??

?

? ??

=2

222.1/45.566.37）

（+=59.62kN/mm 2＜200kN/mm 2

节点图如下图所示。

4、下弦跨中e 节点设计

（1）下弦接头设于跨中节点处，连接角钢取与下弦杆相同截面2∟140×90×12，焊缝高度h f =10mm ，焊缝长度为：

l w =（656.548×103）/（4×0.7×10×160）+20=166.5mm ，取l w =250mm 连接角钢长度l w =2×250+10=510mm ，取l w =550mm

下弦杆与节点板，斜杆与节点板之间的连接焊缝按构造设计。

（2）弦杆与节点板连接焊计算：按下弦杆内力的15%计算。N=656.548×15%=98.5KN

设肢背、肢尖焊肢尺寸为8 mm ，弦杆一侧需焊缝长度为

肢背lw=（0.75×98.5×103）/（2×0.7×10×200）+20=25.277mm ，取40mm ， 肢尖lw=（0.25×98.5×103）/（2×0.7×10×200）+20=22.463mm 。取40mm

腹杆He 与节点板连接焊缝的计算

He 杆N ＝-51.444kN ，采用三面围焊，设肢背和肢尖 h f = 6mm ，

N f l h N w f f w f 7173620022.127067.07.033=?????=∑=β>51444N

所以按两面侧焊缝计算。

肢背mm f h N l w

f f w 43.211220067.0210444.517.07.027.03

=+?????=?=，取40mm

肢尖mm l w 5.2312200

67.0210444.513.03

=+?????=，取40mm

节点图如下图所示。

①支座a 节点

为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在节点中心线上设置加劲肋。加劲肋的高度与节点板的高度相等，（加劲肋取460×140×12mm ，节点取460×380×14mm 的钢板。） （1）支座底板的计算

按永久荷载控制的节点荷载为F d =40.4支座反力R=40.4×8=323.2KN

设支座底板面积为a×b=280×400mm 2， 如仅考虑加劲肋部分底板承受支座反力，则承压面积为280×292=81760mm 2

验算柱顶混凝土的抗压强度：σ=R/A u =323.2×103/81760=3.95N/mm 2＜f c =14.3N/mm 2满足。

底板的厚度按屋架反力作用下的弯距计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支承，而另两相邻边自由的板，每块板单位宽度的最大弯距为：M=βσa 22

式中 σ—底板下的平均应力，σ=3.95N/mm 2；

a 2—两支承边之间的对角线长度，mm a 1.193140)2

14140(22

2=+-

=； β—系数，由b 2/a 2决定。b 2=140×133/193.1=96.4mm ，

b 2/a 2=96.4/193.1=0.4992，查表得β=0.0559

故M=βσa 22=0.0559×3.95×193.12

=8233.3Nmm 。

底板厚度t=310/3.82336?=12.6mm ，取t=20mm 。

（2）加劲肋与节点的连接焊缝计算

一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力为四分之一支座反力。

R/4=323.2×103/4=80.8×103N ，M=Ve=80.8×103×140/2=5.656×106Nmm

设焊缝h f =10mm ，焊缝计算长度l w =460-10-20=430mm ，则焊缝应力为 τf =(80.8×103)/(2×0.7×10×430)=13.45N/mm 2， σf =(6×5.656×106)/(2×0.7×10×4302)=13.11N/mm 2，

2

2

22

2

2

/200/21.1758.2122.109.21mm

N f mm N w f

=<=+??

?

??=+???

? ??τβσ

（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝 设焊缝传递全部支座反力R=323.2kN ，初设焊缝焊脚尺寸为6mm ，实际的焊缝计算长度∑=--?+-?=mm l w 1008)1210140(4)12280(2，所需要的焊脚尺寸为h≥323.2×103/(0.7×1008×160×1.22)=2.36mm ，取h=6mm 。 节点图如下图所示。

其他节点设计方法与上述方法类似。具体见屋架施工图。

梯形钢屋架课程设计(2017年度)

长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：

时间：2017 年月日

目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)

长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书

一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，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18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 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 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 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（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2

24m梯形钢屋架设计

钢结构课程设计 学生姓名：李兴锋 学号：20094023227 所在学院：工程学院 专业班级：09级土木(2)班 指导教师：

目录 1、设计资料 (3) 2、屋架形式和几何尺寸 (5) 3、节点荷载设计 (5) 4、屋架荷载 (6) 5、杆件截面选择 (6) 6、屋架杆件计算总表 (13) 7、焊缝计算 (14) 8、杆件应力计算 (16) 9、节点设计 (19) 10、课程设计小结 (25) 11、设计手写稿 (27) 12、施工图 (28)

T型钢架课程设计任务书 一、设计资料 某车间（或厂房）跨度L，长度96m，柱距6m，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地基本风压为0.55kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，柱截面400mm×400mm。其他设计资料如下： A．跨度 B．永久荷载 注：表中给出的永久荷载尚未包含屋架和支撑自重。C．雪荷载 D．积灰荷载 二、题目分配

注：土木07-1班执行D1组合；土木07-2班执行D2组合；土木07专升本执行D3组合。 各班学生在题目分配表中找到自己学号所对应的设计资料并结合各自班级的D组合进行设计。 三、设计要求 计算书：内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。 图纸：应符合制图规范及要求，表达应完整；绘制要求：主要图面应绘制正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的

21米梯形钢屋架课程设计计算书要点

《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

钢结构课程设计指导书(详细版)

钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室

钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用

E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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。 2．荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。

跨度24m梯形钢屋架设计说明

24m钢结构开始设计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L ＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）

上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载

屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计 值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN 半垮节点可变荷载

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

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 。

24m梯形钢屋架课程设计计算书

钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系

梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。

2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表

荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下

屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm

跨度 24m梯形钢屋架设计

24m 钢结构开 始 设 计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50

图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置

垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面 集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1 ＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+××+××）××60＝kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面

21米跨梯形钢屋架计算书

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。

30米梯形钢屋架钢课程设计计算书

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

钢结构课程设计汇本梯形钢屋架计算书

－、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，按最大设计力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面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：

钢结构课程设计计算书-跨度为24m。月

目录 1、设计资料 0 1.1结构形式 (1) 1.2屋架形式及选材 (1) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (1) 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 (2) 3、荷载计算 (4) 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) 月中落桂子

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235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 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 保温层 0.7 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式L .0+ =计算) 0.384 KN/m2 .0 q011 12 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

梯形钢屋架设计

梯形钢屋架课程设计 计 算 书

目录 一、设计资料 (3) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 1、屋架几何尺寸 (3) 2、檩条布置 (4) 三、支撑布置 (5) 1、上弦横向水平支撑 (5) 2、下弦横向和纵向水平支撑...................................................................................... (5) 3、垂直支撑 (5) 4、系杆 (5) 四、荷载与内力计算 (6) 1、荷载计算 (6) 2、荷载组合 (6) 3、内力计算 (7) 五、杆件截面设计 (7) 1、节点板厚度 (7) 2、杆件计算长度系数及截面形式 (9) 3、上弦杆 (9) 4、下弦杆 (9) 5、再分式腹杆Ig-gf (10) 6、竖腹杆Ie (10) 六、节点设计 (13) 1、下弦节点“b” (13) 2．上弦节点“C” (16) 3．有工地拼接的下弦节点“f” (18) 4．屋脊节点“K” (19) 5．支座节点“a” (16) 七、填板设计 (21)

一、设计资料: 1. 车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。车间内有两台 15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z形钢Z250×75×20×2.5，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9.000m，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 Q235-B，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示 图 1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式 Ho=1650mm 6. 该车间建于深圳近郊。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载0.50 kN/m2 (2) 基本雪压s00 kN/m 2 (3) 基本风压w00.75 kN/m2 (4) 复合屋面板自重0.15 kN/m2 (5) 檩条自重0.084kN/m (6) 屋架及支撑自重0.12+0. 011L kN/m2 8. 运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。

24m钢结构课程设计计算书

设计某厂房钢屋架 一、设计资料 梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。 二、屋架形式和几何尺寸 屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取H0=2000mm，跨中高度H=3200mm 三、屋盖支撑布置（见图1） 四、荷载计算 ⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35 KN／m2 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN／m2 保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KN／m2 钢屋架及支撑重0.12+0.011×24=0.384KN／m2 合计 2.784KN／m2 ⒉可变荷载：屋面荷载0.5KN／m2 雪荷载0.6KN／m2 由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。取0.6 KN／m2 五、屋架杆件内力计算与组合 永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4. ⒈荷载组合： ⑴全跨恒载＋全跨活载 ⑵全跨恒载＋半跨活载 ⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载 ⒉节点荷载： 永久荷载F1=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN

可变荷载F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN ⒊屋架杆件内力计算 表一屋架构件内力组合表（单位：KN）见表1 六、屋架杆件设计 支座斜杆的最大内力设计值为-333.40 KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。 ⒈上弦杆 上弦采用等截面，按N=-572.28KN，FG杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度：平面内：l ox=l o=1507mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，取l oy =2×l0=3014mm。 假设λx=λy=120，查表得φ=0.437。取强度设计值f=215 N／mm2， 则需要的截面面积： A=N∕φf=572280∕0.751×215=3544mm2=35.44 cm2 需要回转半径： i x=l ox∕λ=1507∕70=21.5mm i y= l oy∕λ=1507×2∕70=43mm 根据需要的A、i x，查角钢型钢表，

课程设计24米屋架钢结构

钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 目录 设计资料 (2) 结构形式与布置 (3) 荷载计算 (5) 内力计算 (6) 杆件设计 (8) 节点设计 (12) 附件 pf程序数据 (18)

钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 一、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400x400mm， 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 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 保温层 0.6 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（包括支撑）自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2 （2）可变荷载 屋面活载标准值 0.7 KN/m2 雪荷载标准值 0.35 KN/m2 积灰荷载标准值 0.3 KN/m2 5.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为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。

二、结构形式与布置 （1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。 图2 屋架形式及几何尺寸（单位mm） （2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。 横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。 纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。 垂直支撑：位于两屋架端部或跨间某处的竖向平面或者斜向平面内，它可以保证屋架侧向整体稳定性，传递纵向所受纵向荷载，对于梯形屋架跨度小于30m，因此只需在屋架两端和跨度中点设置垂直支撑。 系杆：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。 具体支撑形式如图3：

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计计算书 1．设计资料： 1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m2;屋面防水层0.4KN/m2；找平层0.4KN/m2;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m2。 2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m2；屋面检修荷载0.5KN/m2 5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 梯形钢屋架支撑布置如图所示：

3 . 荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。荷载计算表

1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F 4. 内力计算 计算简图如下 (c) (b) (a) 2 F /22 3//3F 22/F 4 2F /F 1/2/22 1// 2 2/4

5. 杆件设计 1、 上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 设λ＝60，υ＝0.807，截面积为3 2N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215 =××＝＝υ

24m梯形钢屋架设计

高等教育自学考试 钢结构课程设计 号：130213100072 : 桀铭

1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，屋架间距6m， 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①1.5m*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2）、②二毡三油加绿豆沙、③20mm厚水泥砂浆找平层（0.4KN/m）④支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345B级钢，焊条为E43型。 2、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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示：

拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置

屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：

计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9

最新24m梯形钢屋架汇总

24m梯形钢屋架

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： 0.7kN/m2 屋架（包括支撑）自重0.12+0.011L=0.384kN/m2 (2)可变荷载 屋面活载标准值 0.5 kN/m2 雪荷载标准值 0.5 kN/m2 积灰荷载标准值 0.45 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： 1.1 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。 1.2 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。 1.3 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。 1.4 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=0.51，故取如下图垂直支撑形式： 垂直支撑图样 1.5 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。

24m钢屋架设计

设计资料 某工程为跨度24m 的单跨双坡封闭式厂房，厂房长54m ，采用梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10，屋架间距为6m ，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。屋面材料采用1.5*6m 钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150加气混凝土保温层，再设20水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。上弦节间尺寸 1.5m ，结构重要性系数为γ0=1.0，地区基本风压w 0=0.45kN/m 2，基本雪压s 0=0.70 kN/m 2，冬季室外计算温度-200C ，不考虑地震设防。 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 本设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度Lo=L-300=23700mm,端部高度Ho=1990mm ，中部高度H=3190mm （为Lo/7.4），屋架构件的几何尺寸长度详见施工图纸GWJ24-A1(跨中起拱L/500)。根据构造地区的计算温度和荷载性质，钢材采用Q235B 。焊条采用E43型，手工焊。根据车间长度，屋架跨度和荷载情况，设置上下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见图1。（放在最后）（参照桌面） 2.荷载计算和内力计算 （1）荷载计算 大型屋面板 1.5KN/m 2 两毡三油上铺小石子 0.35KN/m 2 找平层（2cm 厚） 0.4KN/m 2 150mm 加气混凝土保温层 0.9KN/m 2 悬挂管道 0.10KN/m 2 屋架及支撑自重 0.39KN/m 2 恒荷载总和 3.64KN/m 2 雪荷载 0.7KN/m 2 活荷载 0.5KN/m 2 可变荷载总和： 0.7KN ./m 2 活荷载与雪荷载两者中取较大植参与组合。由于屋面的风载体型系数，迎风面为-0.6，背风面为-0.5，宾个取风荷载沿高度变化系数为1.25，可得负风压设计值： 迎风面：1W =-1.4×0.6×1.25×0.45=-0.473 KN/m 2 背风面：2W =-1.4×0.5×25×0.45=-0.394 KN/m 2 由于1W 2W 垂直于水平面的分力接近于荷载分项系数取1.0的永久荷载，所以受拉杆件在永久荷载和风荷载联合作用下将受压，但压力很小，因此可以不计算荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在250以内。 (2)荷载组合 一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，如果设计时将跨中每侧各2根斜杆均按压杆控制其长细比，可不必考虑半跨荷载作用的情况。 节点荷载设计值|： 按可变荷载效应控制的组合： Fd=(1.2x3.64+1.4x0.7)x1.5x6=48.2KN （相关的分项系数见p199） 按永久荷载效应控制的组合： Fd=（1.35x3.64+1.4x0.7x0.7）x1.5x6=50.4KN 故节点荷载取值为50.4KN ，支座反力Rd=8x50.4=403.2KN (3)内力计算 用数解法或图解法可解出全跨荷载作用下屋架杆件的内力