钢结构钢屋架
24m梯形钢屋架设计（钢结构课程设计）2009-01-10 12:10
附件2
邵阳学院课程设计（论文）任务书
一、课程设计（论文）目的
《钢结构基本原理》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排1周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。
课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。
二、已知技术参数和条件
某厂房总长度90m，跨度根据不同的组号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。
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i=L/10；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；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：组号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载
无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）
荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，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0.6kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.45kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同组号按附表取。
③屋面各构造层的荷载标准值：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2
水泥砂浆找平层0.4kN/m2
保温层0.7kN/m2(按附表取)
积灰荷载0.7kN/m2(按附表取)
一毡二油隔气层0.05kN/m2
水泥砂浆找平层0.3kN/m2
预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2
附表：钢屋架的跨度及保温层标准荷载取值情况
学号尾数保温层荷载标准值（kN/m2）积灰荷载标准值（kN/m2）学号十位数跨度（m）
0 0.4 1.3 0 18
1 0.45 1.
2 1 21
2 0.5 1.1 2 24
3 0.55 1.0 3 24
4 0.6 0.9 4 21
5 0.65 0.8 5 18
6 0.
7 0.7
7 0.6 0.8
8 0.5 0.9
9 0.4 1.0
三、任务和要求
1、由结构重要性，荷载特征（静荷），连接方法（焊接）及工作温度选用钢材及焊条。
2、合理布置支撑体系，主要考虑
（1）上弦横向水平支撑
（2）下弦横向水平支撑
（3）垂直支撑
（4）系杆（刚性或柔性）
并在计算书上画出屋盖支撑布置图，并对各榀屋架进行编号
3、荷载及内力计算
（1）屋面恒载计算，其中水泥珍珠岩预制块自重为4kN/m2。
（2）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑。
（3）屋面积灰荷载按指定值计算，积灰荷载属于可变荷载。
（4）利用结构的对称性，仅计算屋架左半跨杆件内力。
（5）计算屋架杆力时，应考虑三种荷载组合。
（6）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨单位节点荷载内力图计算杆力。（7）确定各杆最不利内力（最大拉力或最大压力）
4、杆件截面选择
（1）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。
（2）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆确定杆件截面及垫板数量。
（3）上弦杆，下弦杆，主斜杆截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可列表进行。
（4）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。
5、节点设计
（1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。
（2）节点设计与施工图绘制往往是同步进行的。
（3）要在计算书内写出上下弦节点各一个，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。
6、屋架施工图
（1）用CAD绘制施工图一张（大小为A1或折合为A1图）
（2）施工图应包括
①屋架简图（比例1∶100），左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力。
②屋架正面图，上下弦平面图，采用两个比例。
③注明全部零件的编号，规格及尺寸，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸。
④材料表。
⑤说明。
⑥图框
邵阳学院城市建设系班级
姓名
（图名）指导教师
日期
标题栏长度设计为150mm，左起第一栏长100mm，第二栏和第三栏各长25mm；高度设计为32mm，各行均分。图纸中字体均采用仿宋体，字体宽高比为0.8。
注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；
2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
[1]中华人民共和国国家标准.《钢结构设计规范（GB50017—2003）》.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2]雷宏刚主编.《钢结构设计基本原理》.北京：科学出版社，2007.
[3]戴国欣主编.《钢结构》. 武汉：武汉理工大学出版社，2007.
五、进度安排
12.28：荷载及内力计算
12.29~12.30：杆件截面选择
12.31：节点设计
1.1~1.2：施工图绘制
1.3：文本整理
六、教研室审批意见
教研室主任（签字）：年月日七、主管教学主任意见
主管主任（签字）：年月日八、备注
指导教师（签字）：学生（签字）：
附图：
a . 18米跨屋架
b . 18米跨屋架全跨单位荷载
几何尺寸作用下各杆件的内力值
c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
d . 21米跨屋架
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
g . 24米跨屋架几何尺寸
h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
i . 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
课程设计
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题目名称24m梯形钢屋架设计
课程名称钢结构课程设计
指导教师杨桦
2008年11月25日
目录
1设计资料 (2)
1.1结构形式 (2)
1.2屋架形式及荷载 (2)
1.3屋盖结构及荷载 (2)
1.4荷载计算 (2)
2荷载组合 (2)
3内力计算 (3)
4杆件设计 (5)
4.1上弦杆 (5)
4.2其余杆件 (7)
5、节点设计 (7)
5.1下弦节点c (7)
5.2上弦节点B (9)
5.3上弦节点C (10)
5.4屋脊节点G (10)
5.5支座节点A (12)
24米跨梯形屋架设计
1、设计资料
某厂房总长度90m，跨度根据不同的组号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。
1.1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i=L/10；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；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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：组号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。
1.3屋盖结构及荷载
无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）
荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，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0.6kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.45kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同组号按附表取。
③屋面各构造层的荷载标准值：
1.4荷载计算
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2
水泥砂浆找平层0.4kN/m2
保温层0.7kN/m2
一毡二油隔气层0.05kN/m2
水泥砂浆找平层0.3kN/m2
预应力混凝土屋面板Gk1= 1.45kN/m2
屋架及支撑自重Gk2=（0.12+0.011L）=0.12+0.011×24=0.384 kN/m2
恒载总和Gk= 3.684 kN/m2
活荷载（雪载）Qk1= 0.6 kN/m2
积灰荷载0.7kN/m2
Qk=1.3 kN/m2
2、荷载组合
一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨
组合，在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，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。
按《建筑结构荷载规范》（GBJ9—87）规定，活荷载和雪荷载两项取较大值。屋面坡度较小，对荷载影响小故未考虑，风荷载对屋面为吸力，故对重屋盖可不考虑。
荷载组合一般考虑下列三种荷载组合情况，其中后两种仅用于计算跨中的部分腹杆。
（1）全跨永久荷载和全跨可变荷载
FG1 =γGGKαs=1.2×3.684×10-3×1.5×103×6×103=39.79×103N
FQ1=γGQKαs=1.4×1.3×10-3×1.5×103×6×103=16.38×103N
支座反力R为
R=8（FG1 +F Q1）=8(39.79×103N+16.38×103N)=44.94×103N
(2)全跨永久荷载和半跨可变荷载
FG2=γGGKαs=1.2×3.684×10-3×1.5×103×6×103=39.79×103N
FQ2=γGQKαs=1.4×1.3×10-3×1.5×103×6×103=16.38×103N
（3）屋架和支撑自重的半跨屋面板及半跨活荷载
FG3-2=γGGK2αs=1.2×0.384×10-3×1.5×103×6×103=4.15×103N
F G3-1=γGGK1αs=1.2×1.45×10-3×1.5×103×6×103=15.66×103N
F Q3=γGQK1αs=1.4×0.6×10-3×1.5×103×6×103=7.56×103N
F’3 =F G3-1 +F Q3=15.66×103N+7.56×103N=23.22×103N
以上计算中，F为节点荷载设计值
g . 24米跨屋架几何尺寸
h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
i . 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
3、内力计算
用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。其内力设计值见附图1。杆件名称杆件编号内力系数杆力（kN）
计
算
内
力
项
目
组
合
单位荷载F=1 使用阶段施工阶段
在左在右全跨全永FG1×①
在左可FQ1×①
在右可FQ1×②
全永FG3-2×③
在左F’3×①
在右F’3×②
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
上
弦
杆AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ④⑤⑥
BD -6.25 -2.47 -8.72 -248.7 102.4 40.5 -105.8 ④⑤⑥
DF -9.04 -4.49 -13.53 -359.7 -148.1 -73.5 -581.3 ④⑤⑥FH -9.17 -6.09 -15.26 -364.9 -150.2 -99.8 -614.9 ④⑤⑥HI -7.38 -7.38 -14.71 -293.7 -120.9 -120.9 -535.5 ④⑤⑥
下
弦
杆ac 3.48 1.25 4.73 138.5 57.0 20.5 216 ④⑤⑥
ce 8 3.53 11.53 318.3 131.1 57.8 507.2 ④⑤⑥
eg 9.34 5.31 14.65 371.6 153.0 87.0 611.6 ④⑤⑥
gi 8.44 6.73 15.17 335.8 138.2 110.2 584.2 ④⑤⑥
斜
腹
杆aB -6.53 -2.34 -8.87 -259.8 -107.0 -38.3 -405.1 ④⑤⑥Bc 4.76 2.12 6.88 189.4 78.0 37.7 305.1 ④⑤⑥
cD -3.14 -2.03 -5.44 -124.9 -51.4 -33.3 -209.6 ④⑤⑥
De 1.90 1.80 3.70 75.6 31.1 29.5 136.2 ④⑤⑥
eF 0.71 -1.75 -2.46 28.3 11.6 28.7 68.7 ④⑤⑥
Fg -0.45 1.56 1.11 -17.9 -7.4 25.6 0.3 ④⑤⑥
gH 1.55 -1.53 0.02 61.7 25.4 25.1 112.2 ④⑤⑥
Hi -2.47 1.39 -1.08 98.3 40.5 22.8 161.6 ④⑤⑥
竖
杆Aa -0.5 0 -0.5 -19.9 -8.2 0 -28.1 ④⑤⑥
Cc -1.0 0 -1.0 -38.8 -16.4 0 -55.2 ④⑤⑥
Ee -1.0 0 -1.0 -38.8 -16.4 0 -55.2 ④⑤⑥
Gg -1.0 0 -1.0 -38.8 -16.4 0 -55.2 ④⑤⑥
Ii 0.97 0.97 0.812 38.6 16.3 16.3 71.2 ④⑤⑥
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24m故不设下弦支撑。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：
4、杆件设计
4.1上弦杆
整个上弦采用等截面，按FH杆件的最大设计内力设计，即N=－614.9KN
上弦杆计算长度：，
上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。
设λ＝60，＝0.807，截面积为= =2208.9
需要回转半径：= =25.1mm
=50.3mm
查表选用2┐┌180×110×12,截面特性为A=6.74×103mm2 。
验算
截面特性：A=2780 , =19.8mm, =35.1mm
满足长细比要求，查表
（b类），
填板每个节点放一块，=754mm<40
4.2下弦杆
整个下弦不改变截面，按eg杆件的最大设计内力设计，即N=611.6KN
下弦杆计算长度：，
连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100mm，可不考虑螺栓孔对下弦的削弱，需要的毛截面积为
A
查表选用2┐┌180×110×10,截面特性为A=5.68×103mm2
。
验算
腹杆最大内力N=－405.1KN，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。B 类截面。
4.3其余计算结果见下表
屋架杆件截面选择表
杆件名称
杆件编号内力
（KN）计算长度cm 截面规格截面面积（cm2）回转半径（cm）长细比容许长细比
稳定系数计算应力（N/mm2）
上弦FH -614.9 1508 3016 2┐┌180×110×12 6740 31 87.1 48.7 34.4 150.00 0.862
105.8
下弦eg 379.1 300 885 2┐┌180×110×10 34.40 2.53 4.63 118.58 191.14 150.00 0.721 105.8
斜腹aB -240.5 253 253 2┐┌100×63×8 25.2 1.77 3.18 142.9 79.6 150.00 0.688
-286.6
Bc 210.7 209.04 261.3 2┐┌90×56×8 22.4 1.56 2.85 134 91.7
254.2
cD -135.3 229.12 286.4 2┐┌90×56×8 22.4 1.56 2.85 134 91.7 150.00 0.608 189.9
De 56.3 229.12 286.4 2┐┌90×56×8 22.4 1.56 2.85 134 91.7 350.00 0.608 -67.9
eF 59.6 249.92 312.4 2┐┌100×63×8 25.2 1.77 3.18 141.2 98.2 150.00 0.568 69.4
Fg -71.3 249.92 312.4 2┐┌100×63×8 25.2 1.77 3.18 141.2 98.2 150.00 0.568 -82.9
竖杆Aa -28.7 159.2 199 2┐┌63×40×5 8.12 1.14 3.09 139.65 64.40 150.00 0.786 -10.1
Cc -57.3 183.2 229 2 ┐┌70×45×5 11.22 1.28 3.41 143.13 67.16 150.00 0.769 -153.6
Ee -57.3 207.2 259 2┐┌75×50×10 23.60 1.38 3.72 150.14 69.62 150.00 0.308 -78.8
Gg 31 231.2 289 2┐┌70×45×5 11.22 1.28 3.14 180.63 92.04 350.00 0.345 122.8
5、节点设计
5.1下弦节点
用E50型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值＝200MPa。
a.下弦节点“c”，设“Bc”杆的肢背和肢尖焊缝为＝6mm。所需的焊缝长度为
肢背：,取100mm。
肢尖：,取50mm.。
设“cD”杆的肢背和肢尖焊缝为＝6mm。所需的焊缝长度为
肢背：，取70mm。
肢尖：，取50mm。
“Cb”杆内力很小，取＝6mm。综合取节点板尺寸300mm×230mm
下弦与节点板连接的焊缝长度为30.0cm，＝6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差ΔN＝191.8KN，受力较大处的肢背出的焊缝应力为:
<200 Mpa
焊缝强度满足要求
5.2上弦节点“B”
“Bc”杆与节点板的焊缝尺寸同上。
设“aB”杆的肢背和肢尖焊缝＝8mm和6mm，所需焊缝长度为
肢背：,取90mm.。
肢尖：，取50mm
节点板上边缘缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条焊缝计算，需在强度设计值乘以0.8的折减系数。假定集中荷载P= FG1+
FQ1=38350N+18900N=57250N与上弦垂直，上弦肢背槽焊缝内的应力计算如下：
=6mm，＝8mm
上弦与节点板焊缝长度为290mm，则
92.14 Mpa
<0.8 =160 Mpa
上弦肢尖角焊缝的切应力为
92.14 Mpa
<0.8 =160 Mpa
5.3上弦节点“C”
设“Cc”杆的肢背和肢尖焊缝为＝6mm。所需的焊缝长度为
肢背：，取50mm。
肢尖：，取50mm。
验算节点板强度
上弦与节点板焊缝长度为173mm，则
<0.8 =160 Mpa
上弦肢尖角焊缝的长度为126mm的切应力为
<0.8 =160 Mpa
5.4屋脊节点“G”
设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝＝8mm，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）
拼接角钢长度+弦杆杆端空隙20，拼接角钢长度取180mm。
上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算如下
设“FG”杆的肢背和肢尖焊缝为＝8mm和6mm。所需的焊缝长度为
肢背：，取120mm。
肢尖：，取60mm。
验算节点板强度
上弦与节点板焊缝长度为210mm，则
<0.8 =160 Mpa
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15％计算，＝155－6－15＝134mm，焊缝应力为
5.5支座节点“A”
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高度相等，厚度10mm。
（1）支座底板的计算。支座反力R＝57250×6（竖向支座反力单位系数）＝343500N。设支座地板的平面尺寸采用240×360mm，现仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为280×230＝64400mm2。验算柱顶混凝土强度：
支座板底厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将节点板分为四块，块板为两相邻边自由板，每块板的单位宽度的最大弯矩为
底板厚度，取t＝16mm
（2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算。假定加劲肋受力为屋架支座反力的1/4，即343500/4=85875N,则焊缝内力为
V=85875N
M=85875×50=4293750N?mm
设焊缝＝6mm，焊缝长度＝400－20－12＝368mm，焊缝应力为
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。设焊缝传递全部支座反力R=343500N，其中每块加劲肋各R/4＝87875N，节点板传递R/2＝171750N。
节点板与底板的连接焊缝长度＝2（240－12）＝456mm，所需焊脚尺寸为
，故取＝6mm。
每块加劲肋于底板的连接焊缝长度为
＝2（110－20－12）＝156mm
所需焊缝尺寸为
≥，故取＝6mm。
钢结构屋架设计
钢结构屋架设计
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：
钢结构梯形钢屋架设计
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
钢结构梯形屋架课程设计
一、设计资料： 1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8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。 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）如附图所示。 屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。 3.荷载标准值（水平投影面计） 荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，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； =0.35KN/m2， ②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。 积灰荷载标准值： 0.7KN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 一毡二油隔气层 0.05KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2 二、结构形式与布置图： 屋架支撑布置图如下图所示。
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符号说明：WGJ-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 A a +3. 4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502 -3.3 82 -0.690 -0.462 +4.739 +1.884 -0. 462 -1.0-1. 0+0. 812-0.5+7. 962+9.279 +9. 279c e g B C D E F G 0.5 1. 0 1. 0 1. 0 1.0 1.0 1. a.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 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： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层： 0.4KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m 2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m 2 总计：3.32KN/m 2 可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m 2<屋面活荷载标准值0.70KN/m 2，取0.70KN/m 2 0.70KN/m 2 积灰荷载 0.70KN/m 2 总计：1.14KN/m 2 永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m 2=3.984KN/m 2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m 2=1.96KN/m 2 2、荷载组合
钢结构18m梯形屋架设计实例
钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 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i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，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 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 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，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
－、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
钢结构屋架工程施工工艺及方法
钢结构屋架工程施工工艺及方法 钢结构屋架，应注意以下制作和质量控制措施要点。 （1）、制作工艺流程： （图纸会审、原材料验收矫正、工具胎具准备）→放样号料→切割→零件平直→钻孔→清理坡口→钢板接料→焊接→焊缝检查→部位矫正→焊接加劲肋及缀板→钢梁预拼装→检查几何尺寸→成品钻孔→除锈→刷漆→包装出厂 （2）、放样、号料： 放样前应熟悉图纸。确保放样平台平整、清洁。放样用的量具必须经过国家计量部门校准，并与安装人员使用同一厂家产品，同一计量，以便安装、检查。 放样时，根据工艺要求，预留切割余量，焊接收缩余量，并按规范要求起拱。 根据所放大样，制作样板、样杆，以加快号料的速度，保证精度。 号料时，应确保钢梁上下翼缘板和腹板的焊接接口相互错开200MM，并应尽量减少接口数量。需要拼接的零件必须同时下料，并标明接料号码。接口处标明坡口形式和角度。 （3）、切割： 为保证加工精度，钢板切割及坡口加工均采用半自动切割机，切割边必须整齐，出现缺口应修磨。 （4）、零件平直： 采用火焰加热及辊式平板机，对已切割的钢板零件进行处理，要求钢板局部平整度偏差小于‰，侧向弯曲小于‰。 （5）、钻孔： 用摇臂钻床对加劲肋、缀板及檩条垫板钻孔，为保证制作质量，对缀板采用钻模钻孔。孔径允许偏差为（0~+）。 （6）、坡口加工：
上下翼缘板和腹板均采用45°单面V 型坡口，坡口用半自动切割机加工，用角向磨光机清理焊缝接区氧化物及其他杂物，保持接口两侧50MM 内清洁干燥。 （7）、钢板接料： 将钢板按预先标定的顺序排放，并把接头部位垫高，以补偿焊后收缩变形，腹板可垫高30MM，翼缘板垫高50MM。然后由持证焊工点焊固定，并在对焊缝的两端设引弧板，引弧板的板厚、材质、坡口形式应与母材相同，尺寸不小于100MM*100MM。定位焊接电流应比正式焊接时大15~20%，焊高5MM，焊缝长50MM。间距200~300MM，并应避开焊缝两端。 （8）、焊接： 钢板焊接采用埋焊自动焊机。焊接前，应按规定烘干焊剂，清理焊丝，确保焊剂、焊丝清洁干燥。 焊接时，应严格按照焊接工艺评定给出的参数，由持证焊工实施，焊缝余高为2~3MM。 焊接完毕，用割矩割去引弧板，再用磨光机修磨平整。 （9）、焊缝检查： 对焊缝进行外观检查，不得存在咬边、裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 外观合格后，清除焊缝两侧飞溅物，对焊缝进行超声探伤，达到二级标准为合格。 若内部出现超标缺陷，应将焊缝清除重焊。 （10）、除锈、油漆： 采用喷砂除锈，砂中石英含量不低于50%，除锈等级Sa2（1/2），然后立即清理、涂刷防锈漆，油漆型号和厚度应符合设计要求。涂刷油漆后四小时内不得淋雨，上道漆干燥后方可涂刷下道。
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。
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 。
钢结构课程设计三角形屋架设计
1:荷载计算 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，采用人字式三角形屋架。屋面坡度为i=1：,屋面倾角α=arctg （1/）=°，sinα=，cosα= 屋架计算跨度 l 0 =l －300＝15000－300=14700mm 屋架跨中高度 h= l 0×i/2=14700/(2×=2940mm 上弦长度 L=l 0/2cosα≈7903mm 节间长度 a=L/4=7903/4≈1979m m 节间水平段投影尺寸长度 a ＇=acosα=1555×=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 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。 屋面檩条及其支撑 波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数
15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。 3.2.1 截面选择 试选用普通槽钢[8，查表得m =m,I x =101cm 4,W x =25.3cm 3,W y =5.8cm 3; 截面塑性发展系数为γx =,γy =。 恒载 ×=（kN/m ） 石棉瓦 ×=（kN/m ） 檩条和拉条 （kN/m ） 合计 g k =（kN/m ） 可变荷载 q k =×=（kN/m ） 檩条的均布荷载设计值 q=γG g k +γQ q k =×+×=m q x =qsin α=×=m q y =qcos α=×=m 3.2.2 强度计算 檩条的跨中弯距 X 方向： 2211 1.1554 2.31088x y M q l kN m ==??=? Y 方向： 2211 0.37940.1903232y x M q l kN m = =??=? （在跨中设了一道拉条） 檩条的最大拉力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处 662 33 2.310100.19010138215/1.0525.310 1.2 5.7910 y x x x y y M M f N mm W W ??=+=+===????б＜［б］γγ 满足要求。 3.2.3 强度验算 载荷标准值 ()cos y k k p q g q a =+??α=(0.469+0.467)0.7780.9487=0.691kN/m 沿屋面方向有拉条，所以只验算垂直于屋面方向的挠度： 3 354550.691400011384384 2.061010110361150 y x q l V l EI ?=?=?=???＜
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/ m2 5．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。其具体支撑布置如下：
钢屋架钢课程设计
－、设计资料 梯形钢屋架长度为72m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235级，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 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 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.3kN/㎡ 积灰荷载0.60kN/㎡ 总计0.90kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 P=4.572×1.5×6=41.148 kN 屋架上弦节点荷载 1 P=1.26×1.5×6=11.34 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
钢结构课程设计 普通钢屋架设计(18m梯形屋架)
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）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 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
钢结构屋架设计
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：
钢结构屋面施工方案
钢结构屋面专项施工方案 第一章编制说明 一、工程概况 1、工程名称：澄湖农贸市场 2、工程地点：苏州市吴中区甪直镇 3、结构类型：排架 4、建筑面积：923.17m2 5、结构设计：建筑物抗震设防类为丙类，抗震设防烈度为7度，结构设计合理使用年限为五十年。 二、编制依据： 2.1、工程合同 2.2、施工图纸 2.3、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 2.4、《钢结构高强螺栓连接安全技术规程》JGJ82-91 2.5、《施工现场临量用电安全技术规范》JGJ46-2005 2.6、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91 2.7、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-86 2.8、《钢结构制作安装规程》YB9254-95 2.9、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002 2.10、《焊接与切割安全》GB9448-88 三、适用范围 本施工方案仅适用甪直镇澄湖农贸市场钢结构屋面工程。
第二章施工方案 一、施工准备 公司材料部充分落实工程所需的一切材料，项目部委派专人到工地现场实地考察、联系，具体落实吊装机械的进出路线、材料的堆放位置以及管理人员的办公室、材料仓库工作等。为确保安装人员顺利进场施工创造一个良好的施工环境。具体准备工作如下： 1、做好施工资料的准备，熟悉图纸，领会设计意图，编制详细的施工工艺及技术安全措施，并落实到每个人。 2、认真组织规划。项目部应根据合同要求和工程特点编制施工要点和质量计划，对施工过程提出控制要求。 3、项目经理部在开工前必须请设计院和建设单位进行设计交底或图纸会审，图纸会审应在项目经理部自审的基础上进行。 4、按施工要求，配置有关施工机械、设备。 5、钢结构进场前，项目经理部应对预埋螺栓位置、标高及轴线进行复核。 6、开工前，项目经理部对安装人员进行安全思想教育，对质量、工期、安全等进行全面贯彻，对所有设计图和节点有一个完整的了解。 7、现场需接通380V和220V电源，计算出所需要足够的电源线，做好各分配电箱的工作。 二、施工总体步骤 在现场进行主体施工的同时，在我公司进行钢构件的制作加工，屋架在加工厂制作好，现场进行拼接、安装。在制作中采用气割下料，手工焊接，经除锈和防腐处理后，加长汽车运到现场。在框架柱校正后，开始钢结构安装，吊装前
钢屋架课程设计
钢结构课程设计 学院：建筑工程学院 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2012.05.27
钢结构课程设计——钢屋架设计 一、设计资料 1、某车间的跨度27m ，柱距为6m ，厂房总长度为240m ，屋面采用1.5m ?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），屋面的坡度为 10/1=i 。 2、屋架采用梯形钢屋架，其屋架支承于钢筋混凝土柱顶。 3、屋架的计算跨度：26.7m =0.152-2715.020?=?-=L L 4、屋架的中间高度：H =3.340m 5、在26.7m 的两端高度为：0h =2.005m 6、在27m 轴线处端部高度为：0h =1.990m 7、混凝土强度等级为C25，钢材采用Q235-B 级，焊条采用E43型，手工焊。 8、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）。
柱网布置图 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） 备注：某车间所设计的屋盖无吊车、无天窗、无振动设备，不必进行有关这些的计算。 二、结构形式与布置 屋架形式及尺寸如下图所示:
三、荷载计算 荷 载 计 算 表 荷载名称 标准值（kN/2m ） 设计值（kN/2m ） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.2＝1.68 三毡四油绿豆砂 0.45 0.45×1.2＝0.54 找平层20mm 厚 0.4 0.4×1.2＝0.48 保温隔热层 1 1×1.2＝1.2 支撑重量 0.07 0.07×1.2＝0.084 屋架自重 0.12+0.011×27=0.417 0.417×1.2＝0.50 永久荷载总和 3.737 4.48 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4＝0.84 积灰荷载 0.8 0.8×1.4＝0.96 可变荷载总和 1.5 1.8 设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况： （1）第一种荷载组合：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： kN F 52.5665.1)8.148.4(=??+= （2）第二种荷载组合：全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： kN F 32.4065.148.41=??= 半跨节点可变荷载： kN F 2.1665.18.12=??= （3）第三种荷载组合：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： kN F 256.565.1)084.050.0(3=??+= 半跨节点屋面板自重及活荷载：
钢结构屋架设计计算书
钢结构屋架设计计算书
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，屋面的恒荷载的标准值为。 屋面的活荷载为，雪荷载为，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 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 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 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 4 上弦节点雪荷载6. 内力组合内力组合见表— 1 屋架杆件内力组合表表—1
8. 节点设计 8.1 杆件焊缝尺寸的计算 屋架杆件的焊缝计算表-3 注：表中焊缝的计算长度。不小于和40mm其中较小值 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
钢结构屋架设计
2（按附表取） 2 、题目 某厂房总长度90m 跨度为18m 屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距 6m> 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i=L/10 ； L 为屋架跨度。地区计算温度高于-20°C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18m 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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为： Q345钢，焊条为 E50 型。 3. 屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5 x 6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷 载：①屋架及支撑自重：按经验公式 q=0.12+0.011L , L 为屋架 跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以kN/m 为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为 0.7kN/m 2，雪荷载的 基本雪压标准值为S=0.35kN/m 2，施工活荷载与雪荷 载不同 时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m 2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水 层 0.45kN/m 水泥砂浆找平层 0.7kN/m 保温层 0.4 kN/m 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m
150 C € 1 >0l^e = 9iW(} 1,0 10 i.o i ?° TB + 7.962 + 9.279 ￡102 + 9.279 (a) 18 米跨屋架 ace 二、设计内容 1. 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 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(b)18 米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 可 匚 e g e (c) 18 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 J z5n7 5 .1507^ 1507』历07』”°?】g C s E 5 T 3,470 g 1 弐一 o7oo o
钢结构屋架设计计算书Word 文档
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，屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为，雪荷载为，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,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 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6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨 雪（kN）123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22