[学士]钢结构课程设计—24米钢屋架计算书
钢结构设计-24米钢屋架计算书
目录一、设计资料 (3)二、荷载与内力计算 (3)1、荷载组合 (3)2、内力计算 (3)三、杆件截面设计 (5)1．上弦杆 (5)2．下弦杆 (6)3．竖杆 (6)4．斜腹杆 (8)屋架杆件截面选用表 (9)四．节点设计 (10)1.“下弦节点b” (10)2.“上弦节点B” (12)3.屋脊节点“E” (13)4．支座节点“a” (15)一、设计资料柱距6m ，跨度L=24m ；荷载标准值：活荷载=0.6KN m ⁄2，恒荷载=1.0KN m ⁄2，，屋架布置如下图所示。
二、荷载与内力计算1、荷载组合F d =(1.3×1.0+1.5×0.6)×3×6=42.3KN故节点荷载取为42.3KN ，支座反力为R d =4F d =169.2KN2、内力计算本设计采用数解法计算出全跨荷载作用下屋架杆件的内力。
其内力设计值见图，内力计算结果如表所示。
三、杆件截面设计腹杆最大内力N =-209.39kN ，查表，中间节点板厚度选用t=8mm，支座节点板厚度选用10mm。
1．上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N max=215.73KN在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=305.8cm在屋架平面外，计算长度系数偏安全地取为2.0，计算长度：l oy=2l=2×305.8=611.6cm假定λx=λx=80,A=Nϕf =215.73×1030.687×215=14.6m2i x=l ox=305.8=3.82cm i y=l oyλy=611.680=7.65cm根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L160×16。
肢背间距a=8mm，所提供的A=98.14cm2,i x=4.89cm,i y=6.89cmλx=l oxx=305.8=62.54<[λ]=150λy=l oyi y =611.66.89=88.81<[λ]=150，满足()0.736byϕ=类双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比λyzb t =160.8=20<0.58×l oyb1=0.58×611.616=38.24λyz=λy(1+0.475b4l oy2t2)=88.81×(1+0.475×164611.62×0.82)=100.36>λy故由λmax=λyz=100，按b类查附表4.2得：φ=0.555σ=NϕA=215.73×1030.555×98.14×102=39.61N/mm2<f=215N/mm22．下弦杆下弦也不改变截面，按最大内力计算：N max=226.73 kN下弦杆为受拉构件，可只需计算面内的长细比，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=300.0cm选用2L160×10，提供：A=63.00cm2,i x=4.97cm(1).刚度验算λx=l oxi x =3004.97=60.36<[λ]=350，满足(2).强度验算N A =226.73×10363×102=35.99N/mm2<f=215N/mm2，满足3．竖杆面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0，计算长度(1).A-a杆：N=−21.15kN,l ox=0.8l=192cm,l oy=l=240cm 取2L63*6, A=11.44cm2,i x=2.43cm，i y=3.06cmλx=l oxi x=1922.43=79.01<[λ]=150λy=l oyi y =2403.06=78.43<[λ]=150，满足。
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/m25.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。
24米厂房钢屋架设计
钢结构设计姓名：___________学号：___________班级：___________一、设计资料厂房总长90m，跨度根据不同学号为24m1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度为i=1:10 ；L为屋架跨度。
地区计算温度高于一20E，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150/30 t （中级工作制），锻锤为2台5 t。
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、焊条为：学号为单号用Q235钢，焊条为E43型。
3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。
用1.5 X 6.0预应力混凝土屋板。
荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式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0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取：0.7 KN/m2；③屋面个构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2保温层0.55KN/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、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 ；屋架计算跨度L°= 24000- 300= 23700mm端部高度取H=1990mm跨中高度取3190mm下端起拱50mm屋架几何尺寸如图 1 所示：h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.0ac egI ig'e'c'a'i . 24 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值支撑布置：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。
钢结构课程设计计算书跨度24米
钢结构课程设计计算书跨度24米以下是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。
1. 概述本设计旨在建造一个跨度为 24 米的钢结构屋架，坡度为 1:16。
该屋架将用于容纳教学设施和学生生活设施。
设计要求包括保证屋架在承受正常荷载和风暴荷载时的安全可靠性，同时具有足够的美观性和实用性。
2. 材料屋架主要由热轧型钢制成，包括主桁架、次桁架和檩条等。
钢材选用 Q345B 钢材，其机械性能符合 GB/T1591-2008 标准的要求。
3. 设计计算屋架的设计计算主要包括主桁架和次桁架的计算、檩条的计算以及屋盖系统的设计。
(1) 主桁架和次桁架的计算根据屋架的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。
在计算中，考虑到屋架的坡度和钢材的非线性特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
(2) 檩条的计算檩条的计算主要是根据檩条的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。
在计算中，考虑到檩条的弯曲和扭曲特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
(3) 屋盖系统的设计屋盖系统的设计主要包括屋盖系统的刚度和稳定性计算、屋盖系统的排水设计等。
在计算中，考虑到屋盖系统的几何形状和荷载情况，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
4. 构造设计屋架的构造设计主要包括主桁架、次桁架、檩条等构件的设计和连接设计。
在构造设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。
5. 施工设计屋架的施工设计主要包括屋架的组装和安装、屋架的防腐和防火等设计。
在施工设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。
以上是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。
24米钢屋架计算书绝对实用
钢屋架设计—计算书一、设计资料厂房总长度120m,檐口高度15m。
厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。
拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。
柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。
钢屋架设计不考虑抗震设防。
二、选题厂房柱距选择：6m屋架形式：D，如图2.1，跨度=24m。
图2.1荷载取值：永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板 1.4 kN/m2钢屋架及支撑重（0.12+0.011×24）=0.384 kN/m2防水层（三毡四油上小石子） 0.35 kN/m2找平层（2cm厚水泥砂浆） 0.4 kN/m2保温层（8cm厚泡沫混凝土） 0.5 kN/m2小计∑3.034 kN/m2可变荷载雪荷载（第三组） 0.60 kN/m2屋面活荷载 0.45 kN/m2积灰荷载 0.50 kN/m2三、钢材选择及焊接方法和焊条型号钢材选择：Q235B焊条选择：E43型，手工焊四、屋盖支撑系统布置图本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。
屋架计算长度为L。
=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。
上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图4.1。
因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。
五、荷载计算在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。
各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：3.304x1.35=4.059 kN/m2可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（0.6+0.5）x1.4=1.54kN/m2荷载组合考虑以下三种荷载组合：（1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：F=（4.059+1.54）×1.5×6=50.72kN（2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载：F1=4.059×1.5×6=36.86kN半跨可变活荷载：F2=1.54×1.5×6=13.86kN（3）组合三：全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：F3=0.5184×1.5×6=4.67kN半跨屋面板及活载产生的节点荷载：F4=（1.89+0.84）×1.5×6=24.57kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
24m钢屋架设计计算书
目录1 设计资料 (1)2 屋架形式与结构布置 (2)2.1 屋架形式 (2)2.2 结构布置 (3)3 荷载计算 (4)3.1 恒活荷载计算 (4)3.2 荷载组合 (5)4 内力计算 (6)5 杆件截面设计 (9)5.1 上弦杆截面计算 (9)5.2 下弦杆截面计算 (10)5.3 腹杆截面计算 (10)5.4 其他腹杆及填板设置 (12)6 节点设计 (15)6.1 腹杆与节点板连接焊缝计算 (15)6.2 上弦“B”节点 (16)6.3 下弦“c”节点 (18)6.4 屋脊“I”节点 (19)6.5 下弦拼接节点“i” (20)6.6 支座节点“a” (22)1 设计资料题目为：某车间钢屋架（无吊车，无天窗，无振动）。
1、车间柱网布置图如下图。
2、屋架支承（铰支）于钢筋混凝土柱顶,砼强度等级C25。
3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋大型混凝土屋面板。
（屋面板不作支撑用）4、不考虑地震设防。
5、可供应的钢材为普通碳素结构钢,型钢的最大长度为15m,各种规格齐全,可选用各种类型的焊条及螺栓。
6、钢屋架采用工厂制作,运往工地安装,最大运输长度为16m,运输高度为3.65m,工地具有足够的起重和安装条件。
7、屋面做法及荷载自重屋架自重=（0.12+0.011L） KN/㎡ L—屋架跨度。
屋面做法永久荷载：SBS 改性沥青防水卷材4mm 厚找平层1:3 水泥砂浆20 厚保温层65 厚（聚苯乙烯泡沫塑料板20kg / m3 ）找平层 1:3 水泥砂浆（掺聚丙烯） 20 厚0.94 KN/m²预应力大型屋面板及灌缝可变荷载：屋面活荷载雪载屋面积灰荷载1．4 KN/m²0.8 KN/m²0.6 KN/m²0.75 KN/m²2 屋架形式与结构布置2. 1 屋架形式屋架采用梯形钢屋架 ，无檩体系 ，屋面坡度为 i=1/10 ，屋架计算跨度 l 0 l 300 24000 300 23700mm 。
24钢结构课程设计计算书-跨度为24m.
目录1、设计资料 01.1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)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/m2.0q01112②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/m22、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19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24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。
24米钢屋架计算书绝对实用(DOC)
钢屋架设计—计算书一、设计资料厂房总长度120m,檐口高度15m。
厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。
拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。
柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。
钢屋架设计不考虑抗震设防。
二、选题厂房柱距选择：6m屋架形式：D，如图2.1，跨度=24m。
图2.1荷载取值：永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板 1.4 kN/m2钢屋架及支撑重（0.12+0.011×24）=0.384 kN/m2防水层（三毡四油上小石子） 0.35 kN/m2找平层（2cm厚水泥砂浆） 0.4 kN/m2保温层（8cm厚泡沫混凝土） 0.5 kN/m2小计∑3.034 kN/m2可变荷载雪荷载（第三组） 0.60 kN/m2屋面活荷载 0.45 kN/m2积灰荷载 0.50 kN/m2三、钢材选择及焊接方法和焊条型号钢材选择：Q235B焊条选择：E43型，手工焊四、屋盖支撑系统布置图本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。
屋架计算长度为L。
=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。
上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图4.1。
因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。
五、荷载计算在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。
各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：3.304x1.35=4.059 kN/m2可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（0.6+0.5）x1.4=1.54kN/m2荷载组合考虑以下三种荷载组合：（1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：F=（4.059+1.54）×1.5×6=50.72kN（2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载：F1=4.059×1.5×6=36.86kN半跨可变活荷载：F2=1.54×1.5×6=13.86kN（3）组合三：全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：F3=0.5184×1.5×6=4.67kN半跨屋面板及活载产生的节点荷载：F4=（1.89+0.84）×1.5×6=24.57kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
24米梯形钢屋架课程设计
24米梯形钢屋架课程设计1. 引言钢屋架是一种以钢材为主要材料的轻型钢结构体系，具有自重轻、强度高、稳定性好、施工方便等特点。
本课程设计以24米梯形钢屋架为对象，通过对钢屋架的设计、分析和优化，探讨其在实际工程中的应用。
2. 设计要求钢屋架的设计要求如下：•跨度：24米•屋架类型：梯形•荷载标准：GB50009-2012《建筑结构荷载规范》•材料标准：GB50017-2017《钢结构设计规范》3. 分析与计算3.1 载荷分析根据荷载规范，对24米梯形钢屋架进行荷载分析。
包括永久荷载、活载、风荷载和温度荷载等。
3.2 结构方案设计根据荷载分析结果，选择合适的结构方案进行设计。
考虑梯形钢屋架的自重以及承受外部荷载的能力。
3.3 结构计算与优化根据结构方案，进行钢屋架的各项计算，包括受力分析、截面设计、节点设计等。
通过对结构的计算与优化，提高钢屋架的性能和安全性。
4. 设计流程4.1 载荷分析流程1.确定荷载标准和设计要求；2.分析永久荷载、活载、风荷载和温度荷载等；3.计算每种荷载的作用效果；4.求取每个节点的内力。
4.2 结构方案设计流程1.根据荷载分析结果，选择合适的结构方案；2.绘制结构草图，确定主要构件的尺寸和数量；3.进行初步计算，确定杆件的选型和布置。
4.3 结构计算与优化流程1.进行各构件的截面设计；2.进行节点设计，以保证节点的强度和刚度；3.对结构进行全面计算审查，进行必要的优化和调整。
5. 结果与讨论通过对24米梯形钢屋架的设计、分析和优化，得到了满足设计要求的结构方案。
经过计算和优化，结构的性能和安全性得到了提高。
6. 结论本课程设计以24米梯形钢屋架为对象，通过对其进行荷载分析、结构方案设计、结构计算与优化等步骤，得到了满足设计要求的结构方案。
钢屋架作为一种轻型钢结构体系，在建筑工程中具有广泛的应用前景。
参考文献•GB50009-2012《建筑结构荷载规范》•GB50017-2017《钢结构设计规范》。
[学士]钢结构课程设计—24米钢屋架计算书
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[学士]钢结构课程设计—24米钢屋架计算书第一部分钢结构课程设计任务书一. 课程设计题目某车间梯形钢屋架结构设计二. 设计资料一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。
厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。
柱顶截面尺寸400×400,，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。
厂房柱距选择为12m屋架为梯形钢屋架(属无檩体系)，跨度为24米带钢屋架挡风板。
无檩体系屋面做法及永久荷载标准值2防水层为三毡四油上铺小石子 0.35 kN/m2找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20,0.40 kN/m2保温层为泡沫混凝土，选取80厚度:0.5 kN/m2预应力大型屋面板重 1.40 kN/m可变荷载标准值2雪荷载 0.50 kN/m2屋面活荷载 0.60 kN/m2积灰荷载 0.50 kN/m三.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示(下弦支撑采用与上弦支撑同样布置)图1.屋架形式及几何尺寸1第二部分、钢屋架设计计算采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板屋架计算跨度:L。
=L-300=23700mm屋架端部高度:H。
=2000mm计算跨度处高度: h,2015,,屋架高跨比: H/L。
=3860/23700=1/6.14层架上弦(下弦)支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2 符号说明:GWJ(钢屋架);SC(上线支撑);XC(下弦支撑);CC(垂直支撑);GC(刚性系杆);LG(柔性系杆)图2 屋架支撑布置图21.荷载计算屋架几何尺寸如图(1)所示，支撑布置如图(2)所示。
因为活载加积灰荷载加雪荷载(2000N/m?)大于活荷载(700 N/m?)，所以动载取2000 N/m?。
屋架自重，P,(120，11×L) N/m?。
永久荷载标准值:2二毡三油加绿豆砂 0.35kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.4kN/m2保温层 0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板(含嵌缝) 1.4kN/m 支撑和钢屋架自重(120+11×30)/1000,0.38 笔下文学2管道设备自重 0.10 kN/m2总计 3.13 kN/m 可变荷载标准值:2屋面活荷载 0.60 kN/m2积灰荷载 0.50 kN/m2总计: 1.10 kN/m 以上荷载计算中，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。
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24m2、屋面坡度：1：103、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/m²；檩条0.2KN/m²；屋面防水层 0.1KN/m²；保温层0.4vKN/m²；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m²；悬挂管道0.05 KN/m²。
2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m²；施工活荷载标准值为0.7 KN/m²；积灰荷载1.2 KN/m²。
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5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2F2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F3、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2F4．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设λ＝60，φ＝0.807，截面积为32N 895.73110A 4955.1mm f 0.807215=××＝＝φ 需要回转半径：0x x 0y y l 1.508i m 25.1mm 60l 3.016i m 50.3mm60==＝＝λ＝＝λ查表选用2┐ ┌ 160×100×10上弦截面××验算:0x x x 0yy y l 1508m 59.2mmi 28.5l 3016m 39.9mmi 75.6==λ＝＝λ＝＝满足长细比要求，x y >λλ查表30.813N 895.73110a a A 0.8135063.0××φ＝＝＝208.86MP <215MP φ 满足要求其余计算结果见下表屋架杆件截面选择表2.节点设计下弦节点用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值wff＝160MPa。
24米跨梯形屋架钢结构计算书
目录1.设计依据 (3)2.结构形式与布置 (3)3.荷载计算 (4)3.1.全跨永久荷载+ 全跨可变荷载 (4)3.2.全跨永久荷载+ 半跨可变荷载 (5)3.3. 全跨屋架+半跨屋面板+半跨屋面活荷载 (5)4.内力计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆： (9)5.2下弦杆： (10)5.3斜腹杆 (11)5.4竖杆： (16)6.节点设计 (19)6.1下弦设计： (19)6.2上弦设计 (25)6.3屋脊节点 (35)6.4支座节点 (36)一设计依据1、《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）2、《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）3、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）4、《钢结构设计规范》》(GBJl7-88)5、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)6、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—91)7、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)二支撑布置根据车间长度（90m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。
柱网采用封闭结合，车间两端的横向水平支撑设在第一开间，该水平支撑的规格与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细杆，以保证安装时上弦杆的稳定；在各柱间下弦平面的跨中和两端各设一道垂直支撑。
梯形钢屋架支撑布置如图所示。
三荷载计算和组合荷载名称标准值（kN/m2）预应力混凝土大型屋面板 1.50三毡四油防水层0.40100厚泡沫混凝土保温层0.6020厚水泥砂浆找平层0.40悬挂管道0.10屋架及支撑0.38永久荷载总和 3.38屋面活荷载0.70屋面积灰荷载0.60注：1由于屋面倾角小于α＜30卸载作用的风吸力，且单层厂房高度较小，故风荷载和地震荷载不予考虑。
2雪荷载计算由公式Sk=μr⨯So 根据规范取用μr=1.0，则Sk=1.0⨯0.30=0.30 kN/m2由于雪荷载和屋面活荷载相比较小，则取屋面活荷载和积灰荷载进行组合。
24钢结构课程设计计算书-跨度为24m.
目录1、设计资料 01.1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)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/m2.0q01112②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/m22、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19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24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。
24m梯形钢屋架设计计算书模板
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：拱50图1：24米跨屋架几何尺寸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＝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＝45.7992kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝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 kN2) 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＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝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＝17.892kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝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F2＝（1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝31.347kN故应取P＝46.23kN3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3=1.2×0.384×1.5×6＝4.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.2×1.4+0.7×1.4）×1.5×6＝23.94kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝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全跨屋架和支撑自重F3＝1.35×0.384×1.5×6＝4.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.35×1.4+1.4×0.7×0.7）×1.5×6＝23.184kN5﹑屋架杆件内力计算见附表16﹑选择杆件截面按腹杆最大内力N ab =-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm ，支座节点板厚度10mm 。
24米跨梯形钢屋架设计计算书
54.7
179.2
150
2
G-H
759.46
600
600
2L180× 110×10 2L63×6 2L63×6 2L100×10 2L180× 110×10 2L63×6 2L80×6 2L80×6
56.8
133.7
250
1
A-F C-G E-H
-50.12 -100.22 46.8 -574.56 301.06 -59.68 -16.84
填板每节间放一块
la =
3、腹杆 ① 杆件 A-F、C-G： NAF=-50.2KN，lox=161.2cm，loy=201.5cm ; NCG =100.22KN，lox =208cm，loy =260cm。 由于内力较小，可按长细比选择截面，按内力较大者计算。 选 2L63×6, A=14.58cm ， i x =1.93cm， i y =2.91cm
2
λx =
l 0 x 600 = = 191.7 < [λ ] = 250 ix 3.13
λy = σ=
l0 y iy
=
600 = 70.1 < [λ ] = 250 8.56
N 759.46 × 10 3 = 133.7 N < f = 2 mm 2 A 56.8 × 10 600 = 300 < 80i = 80 × 5.8 = 464cm 2
2、下弦 整个下弦也不改变截面，按最大内力计算。 Nmax=759.46KN，lox=600.0cm，loy=600cm ，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为 100mm（de 节间） ，可不考虑螺栓孔的削弱。 选用 2L180×110×10（短肢相并） ，A=56.8cm ， i x =3.13cm， i y =8.56cm
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第一部分钢结构课程设计任务书一. 课程设计题目某车间梯形钢屋架结构设计二. 设计资料一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。
厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。
柱顶截面尺寸400×400ｍ，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。
厂房柱距选择为12m屋架为梯形钢屋架（属无檩体系），跨度为24米带钢屋架挡风板。
无檩体系屋面做法及永久荷载标准值防水层为三毡四油上铺小石子0.35kN/m2找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20＝0.40 kN/m2保温层为泡沫混凝土，选取80厚度：0.5 kN/m2预应力大型屋面板重 1.40 kN/m2可变荷载标准值雪荷载0.50 kN/m2屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2三.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示（下弦支撑采用与上弦支撑同样布置）图1.屋架形式及几何尺寸第二部分、钢屋架设计计算采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板屋架计算跨度：L。
=L-300=23700mm屋架端部高度：H。
=2000mm计算跨度处高度: h＝2015ｍｍ屋架高跨比： H/L。
=3860/23700=1/6.14层架上弦（下弦）支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2符号说明：GWJ(钢屋架)；SC（上线支撑）；XC(下弦支撑)；CC(垂直支撑)；GC(刚性系杆)；LG（柔性系杆）图2 屋架支撑布置图1.荷载计算屋架几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。
因为活载加积灰荷载加雪荷载（2000N/m²）大于活荷载（700 N/m²），所以动载取2000 N/m²。
屋架自重，P＝(120＋11×L) N/m²。
永久荷载标准值：二毡三油加绿豆砂0.35kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.4kN/m2支撑和钢屋架自重（120+11×30）/1000＝0.38笔下文学管道设备自重0.10 kN/m2总计 3.13 kN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2总计： 1.10 kN/m2以上荷载计算中，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。
永久荷载设计值：1.2×3.13＝3.76kN/m2可变荷载设计值：1.4×1.10＝1.54kN/m22荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合组合一：全跨恒荷载－全跨活荷载屋架上弦节点荷载P＝（3.76+1.54）×1.5×12＝95.4 kN/m2组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P1=3.76×1.5×12＝67.68 kN/m2ｐ2＝1.54×1.5×12＝27.72 kN/m2组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重＋半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载ｐ3＝0.38×1.2×1.5×12＝8.2 kN/m2ｐ4＝（1.68×1.2+0.6×1.4）×1.5×12＝45.36 kN/m2由力学求解器计算屋架各杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，。
屋架各杆件内力组合见下表(1)。
左半跨右半跨3-174.9/104.2-47.73.杆件截面设计腹杆最大内力，N=994.1KN(压)，由屋架节点板厚度参考表可知：支座节点板厚度取18MM,其余节点板与垫板厚度取16MM.1.上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力设计，N＝-1551.2kN上弦杆件计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度l ox＝150.7cm；在屋架平面外，根据支撑布置和内力变化情况取l oy＝2×150.7＝301.4cm.因为l oy＝2l ox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。
图3.上弦截面假定λ＝60，双角钢组合截面绕x 和y 轴稳定性均属于b 类截面。
查轴心受压构件的稳定系数表，得φ＝0.807 需要截面面积A ＝fNφ＝1551200/（0.807×215）＝8940mm 2 需要的回转半径为：i x ＝λl ox ＝1508/60＝25.15mm i y ＝λl oy＝3016/60＝50.3mm 根据A 、i x 、i y 查不等肢角钢规格表,选用2L200×125×16,A ＝99.4cm 2, ix ＝3.52cm, i y ＝6.38cm. 按所选角钢进行验算：λx ＝i l x ox ＝1507/35.2＝42.8＜[λ] ＝150λy ＝i l yoy ＝3014/63.6＝47.39＜[λ] ＝150（满足要求）由于λx<λy ，只需求φy 查附表用内插法得φx ＝0.868 σ＝ANx φ＝1551200/(0.868×9940)=179.79N/mm 2＜215 N/mm 2 所选截面合适。
2．下弦杆整个下弦也不改变截面，按最大内力N ＝1673.1kN 。
按下弦支撑布置情况：L ox ＝3000mm,L oy ＝11850mm 计算下弦截面净面积：An ＝fN＝1673100/215＝7781mm 2 选用2L125×110×14（短肢相并,见图），A ＝78cm 2, ix ＝3.08cm iy ＝5.75cm λx ＝i l xox＝300/3.06=97.4<[λ]=350;λy ＝i l y oy ＝1185/5.75=206.1<[λ]=350.A N n＝1673100/78=214.5 N/ mm 2＜215 N/ mm 2 满足要求。
图4.下弦杆截面 3．端斜杆Ba已知N ＝994.1kN, l ox ＝l oy ＝253.9cm 。
因为l ox ＝l oy ，故采用不等肢角钢长肢相并（图 ），使ix=iy.如选用2L180×110×14，则A ＝78cm 2ix ＝5.75cm ，iy ＝4.6cm 截面刚度和稳定性验算：λx ＝i l x ox =253.9/5.75=44.16＜[λ] ＝150λy ＝i l yoy =253.9/4.6=55.2＜[λ] ＝150 ，刚度满足要求。
查b 类截面轴心受压构件的稳定系数表，得φx ＝0.655A N n＝994100/(0.832×7800)＝153.18N/mm 2＜215N/mm 2 ， 所选截面满足要求。
图5.端斜杆截面4．竖杆JeN ＝290.9kN(压力)， l ox ＝0.9l ＝0.9×320＝288cm 选用2L80×10的角钢，并采用十字形截面，则A ＝30.26cm ，ix 0＝3.04mm λx 0＝il xox ＝288/3.04＝94.7＜[λ]＝150AN=290900/3026=96.13N/mm 2＜215N/mm 2 满足要求。
其余各杆截面选择计算过程不一一列出,见表(2)-196.9250.3117.1192.8271.82302609七、节点设计用E13焊条时，角焊缝的抗拉，抗压和抗剪强度设计值f wt=160N/ mm2。
各杆件内力由表查得，最小焊缝长度不应小于8h f下弦节点b（图）斜杆Bb与节点板连接焊缝计算：N=357.7Kn.设肢背与肢尖的焊缝尺寸分别为6mm和5mm,所需焊缝长度为肢背：lw ＝(0.7×790.9×1000)/ (2×0.7×6×160)+12＝423.9mm，取lw＝430mm肢尖：lw ＝(0.3×790.9×1000) / (2×0.7×5×160)+12＝221.8mm，取lw＝230mm斜杆Db与节点板的连接焊缝计算：N=648.7KN肢背:lw ＝(0.7×648.7×1000) / (2×0.7×6×160)+12=349.9mm,取lw＝350mm肢尖:lw ＝(0.3×648.7×1000) / (2×0.7×6×160)+12=201.6mm 取lw＝210mm竖杆Cb与节点板连接焊缝计算：N=95.4KN因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸h f，焊缝长度lw>50mm. 下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为节点板两侧下弦杆的内力差ΔN=1307.8-524.5=783.3KN.设肢尖与肢背尺寸6mm，所需焊缝长度为肢背lw ＝0.7×783.3×1000/2×0.7×6×160+12＝418mm,取lw＝420mm肢尖lw ＝0.3×783.3×1000/2×0.7×6×160+12＝180mm,取lw＝180mm节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隔和制作装配等误差，按比例作出构造详图，从而定出节点板尺寸。
本设计确定节点板尺寸可在施工图中完成，校核各焊缝长度不应小于计算所需的焊缝长度。
2.上弦节点B（图）斜杆Bb与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b中Bb杆计算相同。
斜杆Ba与节点板连接焊缝计算，N=994.1KN肢背和肢尖焊缝分别采用：h f＝10mm和 h f＝6mm肢背lw ＝(0.7×994.1×1000)/(2×0.7×10×160)+20＝311mm，取lw＝320mm肢尖lw ＝(0.3×994.1×1000)/(2×0.7×6×160)+12＝234mm,取lw＝240mm为了便于搁置屋面板，上弦节点板的上边缘缩进上弦肢背80mm，上弦角钢与节点板间用槽焊连接.焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。
假定集中荷载P由槽焊缝承受，P＝95.4KN。
所需槽焊缝计算长度l w ＝95.4×1000/2×0.7×6×160+20＝70.98mm 上弦肢尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差ΔN ＝985.5-0＝985.5KN ， 偏心距e=125-29.9=95.1mm.设肢尖焊脚尺寸16mm ，需焊缝长度为410mm ，则τf ＝ΔN /2h e l w ＝985.5×1000/(2×0.7×16×444)＝99N/mm 2σf ＝6l h M w e 22＝(6×985.5×1000×95.1)/(2×0.7×16×4442)＝313N/mm 2τ+βσ22)/(f f f ＝143.86N/mm 2＜160 N/mm 2满足强度要求。