钢结构设计梯形屋架
钢结构课程设计之梯形屋架完整版解析
钢屋盖设计任务书（梯形屋架）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C．雪荷载D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大样图；在图的左上角绘制屋架简图，并注明杆件几何长度（左半跨）及杆件内力设计值（右半跨），图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明，如钢材型号、附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。
（注：采用A1图纸594mm×841mm）四、主要参考资料1. 戴国欣主编．钢结构（第三版）．武汉：武汉理工大学出版社，20072. 夏志斌，姚谏．钢结构—原理与设计．北京：中国建筑工业出版社，20043. 张耀春主编．钢结构设计原理．北京：高等教育出版社，20044. 汪一骏等．钢结构设计手册（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，20045. 建筑结构荷载规范（GB50009—2001 ）6. 钢结构设计规范（GB50017—2003）7. 建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）目录1、设计资料 (1)2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置 (1)3、荷载和内力计算 (1)3.1荷载计算 (1)3.2荷载组合 (2)3.3内力计算 (3)4、杆件截面计算 (3)4.1上弦 (3)4.2下弦 (4)4.3斜腹杆B-a (4)4.4斜腹杆B-b (5)4.5斜腹杆C-b (5)5、节点设计 (6)5.1下弦节点 (6)5.2上弦节点 (6)5.3屋脊节点 (9)5.4支座节点 (10)6、参考资料 (12)1. 设计资料某车间跨度21m ，长度96m ,柱距6m ，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20.5kN/m ，当地雪荷载20.65kN/m ，基本风压20.55kN/m ，屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm ⨯400mm ，混凝土标号为C30。
毕业论文(设计) 钢结构课程设计--梯形屋架设计任务
毕业论文（设计）钢结构课程设计--梯形屋架设计任务梯形屋架设计任务1 设计资料梯形屋架，建筑跨度为18m，端部高度为1.99m，跨中高度为2.89m，屋架坡度i 1/10,屋架间距为6m，屋架两端支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm ×400mm，混凝土采用。
屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑（如图1-1所示）。
屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（）20mm 厚水泥砂浆找平层，屋面雪荷载为，钢材采用3号钢（Q390）。
2设计要求2.1 屋面雪荷载取值：按分组序号，取用设计资料屋面雪荷载+0.1×分组序号（第2组，屋面雪荷载取值为：+0.1×2 ）。
2.2 设计中，应绘制出必要的节点详图等图纸。
2.3 其他条件与设计资料相同。
3 荷载计算3.1 永久荷载预应力钢筋混凝土大型屋面板：三毡四油防水层及及找平层（20mm）120mm厚泡沫混凝土保温层：3.2 可变荷载屋面雪荷载：3.3 荷载组合永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：4 内力计算桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。
如图2-1 表3-1杆件轴线长 F荷载内力（kN）弦杆①1358 0 ③1507 -219.323 ④1508 -219.323 ⑥1507 -317.055 ⑦1508-317.055 ⑨1507 -320.896 下弦杆②2850 +127.613 ⑤3000 +280.577 ⑧3000 +326.711斜杆 a 2519 -229.156 b 2602 +161.628 c2859 -119.159 d 3118 +66.399 e 3118-24.318 f 3118 -16.317竖杆 A-B 1990 -17.622 C-D 2290 -35.244 E-F 2590 -35.244 G-H 2890 +28.618杆件内力图5 截面选择5.1 上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以最大轴力⑨杆来选择：在屋架平面内的计算长度，屋架平面外的计算长度。
梯形屋架钢结构课程设计
5.系杆
屋架上弦平面，檩条兼做系杆，对上弦起支撑作用。 屋架下弦平面，可仅在屋脊、屋檐位置布置通长系杆。
6.作图要求：
上弦、下弦和竖直平面内的支撑分开画，只需画出支 撑布置图，不需要作支撑构造详图。
示 例 ：
上 弦 平 面
下 弦 平 面
垂 直 支 撑
2.荷载计算
列明自己学号、家庭所在地，首先得到各项恒载、活载 的标准值，进而计算其组合值。可以表格形式给出。 计算各项荷载时需按照荷载规范列出具体算式。
角钢肢尖焊缝按 承受弦杆的内力差 △ N 和由其产生的弯 矩M= △N e 的共同作 用设计。
3.上弦跨中拼接节点
拼接角钢的长度应 根据拼接焊缝的长度确 定，一般可按被拼接处 弦杆的最大内力或偏于 安全地按与弦杆等强 （宜用于拉杆）计算， 并假定 4 条拼接焊缝均 匀受力。
Af 拼接角钢的总长度为： l w 4 0.7h f f fw
项目 1 荷载项目名称 屋架及支撑自 重 屋面板自重 保温层自重 防水层自重 总和 屋面活荷载 积灰荷载 雪荷载 风荷载（压） 风荷载（吸） 0.35 -0.17 1.4 1.4 0.6 0.6 0.29 -0.14 3.6 -1.8 荷载标准值 （kN/m2） 0.85 分项系 数 1.2 组合系 数 1.0 组合 值 1.02 产生节点力 （kN） 11.3
梯形屋架钢结构课程设计
2013.12
一、支撑布置
1.屋架上弦横向水平支撑
总长度=90m＞60m，应设置三道，一般在两端和中间。
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2.屋架下弦横向水平支撑
下弦横向水平支撑应与上弦横向支撑布置在同一柱间。
3.屋架下弦纵向水平支撑
有中级工作制吊车梁，需要布置下弦纵向水平支撑。
梯形钢屋架钢结构课程设计
大威整理XXXXXX学院《钢结构》课程设计计算书题梯形钢屋架目班XXXXXXXX级姓XXXXXXXXXXXXXXX名指导教XX师成绩目录1 设计资料 (1)结构形式 (1)屋架形式和几何尺寸 (1)2 桁架支撑布置 (2)3 荷载计算 (3)全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主操纵的组合） (4)全跨永久荷载+半跨可变荷载 (4)全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主的组合） (4)4 内力计算 (5)5 杆件设计 (6)上弦杆 (6)下弦杆 (7)端斜杆aB (8)腹杆 (8)5.4.1 Bb杆 (8)5.4.2 bD杆 (9)竖杆Aa,Cb,Ec,Gd (9)其余各杆件的截面见表5-1杆件截面选择表 (10)6 节点设计 (12)下弦节点“b”（图6-1） (12)上弦节点“B”(图6-2) (13)屋脊节点“I”（图6-3） (14)支座节点“a”（图6-4） (15)6.4.1支座底板的计算 (16)6.4.2加劲肋与节点板的连接焊缝计算 (17)6.4.3节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 (17)下弦中央节点“e”（图6-5） (17)参考文献 (19)1 设计资料结构形式某厂房跨度为24m，柱距为6m，厂房总长度为90m。
车间内设有一台50t、一台20t 中级工作制软钩桥式吊车，冬季室外最低温度-20℃。
屋面采纳预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10，上铺泡沫混凝土保温层和二毡三油防水层。
屋面活荷载标准值m2,雪荷载标准值 KN/m2，积灰荷载标准值m2。
桁架采纳梯形钢桁架，其两头铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450mm 450mm,混凝土强度品级为C25。
钢材采纳Q235B级，焊条E43型，手工焊。
屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采纳无檩体系平破梯形屋架。
＝24000－300＝23700mm；屋架计算跨度 L24m端部高度取 H=1990mm，端部高度 H=2005mm中部高度取 H=3190mm。
梯形钢屋架钢结构设计屋架设计
目录一、设计资料 (1)二、荷载与内力计算 (1)1、荷载计算 (1)2、荷载组合 (1)3、内力计算 (2)三、杆件截面设计 (2)1．上弦杆 (2)2．下弦杆 (4)3．端斜杆 aB (5)4．再分式腹杆 eg-gK (6)5．竖腹杆Ie (7)四、节点设计 (11)1．下弦节点“b” (11)2．上弦节点“B” (13)3．有工地拼接的下弦节点“f” (15)4．屋脊节点“K” (17)5．支座节点“a” (19)五、填板设计 (25)六、材料表 (25)附表 (27)一、设计资料1、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C25；2、车间柱网布置：柱距 9m ；跨度 L=20m ；3、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；4、屋面坡度 1:10；5、钢材采用 Q235B 钢，焊条为 E43XX 系列，手工焊;6、屋面荷载标准值见表 1表1 荷载标准值7、屋架计算跨度：020.152020.1519.7m l L =-⨯=-⨯=，屋架形式和几何尺寸如图1 所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、荷载与内力计算1、荷载组合由永久荷载起控制作用：21.35 3.064 1.40.70.5 1.40.91 5.8864/KN m ⨯+⨯⨯+⨯⨯= 由可变荷载起控制作用：21.2 3.064 1.41 1.40.70.5 5.5668/KN m ⨯+⨯+⨯⨯=3、内力组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：（1） 组合一：全跨永久荷载＋全跨可变荷载。
根据荷载规范，具体有以下2 种情况21.2 1.4 1.2 1.45 1.40.75 2.79kN/m D L +=⨯+⨯=21.35 1.40.7 1.35 1.45 1.40.70.75 2.69kN/m D L +⨯=⨯+⨯⨯= 所以组合一屋架上弦节点荷载为2.79 1.51250.22kN P qA ==⨯⨯= （2） 组合二：全跨永久荷载＋半跨可变荷载。
钢结构设计作业--梯形钢屋架结构
钢结构设计——课程作业二、梯形钢屋架结构1.设计资料某车间长度180 m，柱距 6 m。
车间内设有两台 20/5T 中级工作制吊车。
计算温度高于-20℃，地震设防烈度为 7 度。
采用 1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，8cm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面。
雪荷载为 0.4，积灰荷载为 0.75。
屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400×400，混凝土标号为 C20。
要求进行屋架设计计算。
2.屋架形式及荷载无檩屋盖方案，屋面坡度i =1/10，采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度为=L-300=29700mm，端部高度取=1715mm，中部高度H=3200mm。
根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用 Q235-B，焊条采用 E43 型，手工焊。
恒载标准值：二毡三油上铺小石子 0.35找平层（2cm 厚） 0.40泡沫混凝土保温层（8cm 厚） 0.50预应力混凝土大型屋面板（含灌缝） 1.40钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×L管道设备自重 0.10活荷载标准值： 0.70雪荷载标准值： 0.50积灰荷载标准值： 0.753. 设计计算内容设计屋架时，跨度30m 计算；按“全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载”计算内力，并在屋架示意图上标出内力值。
【符号说明】：预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）荷载设计值：钢屋架和支撑自重荷载设计值：活载设计值：混凝土大型屋面板自重等效到节点荷载设计值：钢屋架和支撑自重荷载等效到节点荷载设计值：活荷载等效到节点的荷载设计值“①”表示由永久荷载效应控制的组合，即永久荷载分项系数取1.35；“②”表示由可变荷载效应控制的组合，即永久荷载分项系数取1.2。
【解】水平投影面1m×1m时，其相应屋面斜面积为1m×1m/cosα，α为屋面及水平面夹角。
由已知数值算得本题α=5.71°，cosα=0.995 。
钢结构设计梯形屋架
钢结构课程设计——21m跨钢屋架设计计算书1 设计资料某厂房总长度90m，跨度L=21m，屋盖体系为无檩体系，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，不考虑地震设防，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：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0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35kN/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0.6kN/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0.7kN/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 1.45kN/m22 结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图7.30所示。
屋架支撑布置如图7.31所示。
图7.30 屋架形式及几何尺寸3荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。
荷载永久荷载：预应力混凝土屋面板 958.135.145.1=⨯2/m kN 屋架及支撑自重 474.035.1)21011.012.0(=⨯⨯+2/m kN 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 54.035.14.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 54.035.14.0=⨯2/m kN 保温层 945.035.17.0=⨯2/m kN 一毡二油隔汽层 068.035.105.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 405.035.13.0=⨯2/m kN总计 4.9292/m kN可变荷载：屋面活荷载 98.04.17.0=⨯2/m kN 积灰荷载 0.6 1.40.84⨯=2/m kN总计 1.822/m kN设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合： (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：(4.929 1.82) 1.5660.74F =+⨯⨯=kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：1 4.929 1.5644.36F =⨯⨯=kN 半跨节点可变荷载：2 1.82 1.5616.38F =⨯⨯=kN（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：30.474 1.56 4.266F =⨯⨯=kN半跨节点屋面板自重及活荷载：4(1.95750.98) 1.5626.44F =+⨯⨯=kN （1） 、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
钢结构梯形屋架课程设计cad
钢结构梯形屋架课程设计cad一、教学目标本课程旨在让学生掌握钢结构梯形屋架的基本概念、设计和CAD绘图技巧。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解钢结构梯形屋架的结构原理、设计方法和施工要求；掌握CAD软件的基本操作和绘图技巧。
2.技能目标：能够独立完成钢结构梯形屋架的设计和CAD绘图；具备分析问题和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对建筑事业的热爱，提高学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.钢结构梯形屋架的基本概念：介绍钢结构梯形屋架的结构特点、应用范围和设计原则。
2.钢结构梯形屋架的设计方法：讲解设计流程、荷载分析、杆件设计及连接设计。
3.CAD绘图技巧：教授CAD软件的基本操作、绘图技巧和常见问题解决方法。
4.案例分析：分析典型的钢结构梯形屋架设计案例，让学生学会分析问题和解决问题的方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解基本概念、设计原理和绘图技巧。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会分析问题和解决问题的方法。
3.实验法：让学生动手操作，提高学生的实际操作能力。
4.讨论法：鼓励学生提问、发表见解，培养学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，保证学生能够动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：定期进行考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
4.CAD绘图实践：评估学生的实际操作能力和设计水平。
钢结构梯形屋架设计指导书-副本
钢结构课程设计指导书土木教研室2012.51. 设计背景1.1设计资料某地区一金加工车间。
厂房总长度为150,柱距6m ，跨度为24m 。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
钢屋架设计可不考虑抗震设防。
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。
屋面可变荷载标准值为2/7.0m kN ,雪荷载标准值为20.6/kN m , 积灰荷载标准值为2/5.0m kN 。
屋架采用梯形钢屋架, 其两端铰支于钢筋混凝土柱上。
柱头截面为mm mm 400400⨯, 所用混凝土强度等级为C20。
1.2设计要求根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用AF Q 235,其设计强度2/215mm N f =,焊条采用E43型,手工焊接。
构件采用钢板及热轧型钢, 构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:mm L 237001502240000=⨯-=, 端部高度: mm h 2000=(轴线处),mm h 2015=(计算跨度处), 屋架跨中起拱)500/(50L mm ≈。
2. 结构形式与布置2.1屋架形式及几何尺寸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2.2屋架支撑布置屋架支撑布置见图2所示。
由于屋架的纵向长度为150mm ，所以在屋架的两端以及纵向和处各设置一道支撑。
屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑1-1符号说明：GWJ-(钢屋架)：SC-（上弦支撑）；XC-（下支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）LG-（柔性系杆）图2屋架支撑布置图3. 荷载与内力计算3.1荷载计算屋面可变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 防水层(三毡四油上铺小石子) 2/35.0m kN找平层(mm 20厚水泥砂浆) 4.02002.0=⨯2/mkN保温层(mm 120厚泡沫混凝土) 0.72/m kN 预应力混凝土大型屋面板 1.402/m kN 钢屋架和支撑自重 2/38.024011.012.0m kN =⨯+ 管道设备自重 0.102/m kN总计 3.332/m kN 可变荷载标准值屋面可变荷载 0.702/m kN 积灰荷载 0.52/m kN总计 1.22/m kN永久荷载设计值 00.433.32.1=⨯2/m kN 可变荷载设计值 68.12.14.1=⨯2/m kN3.2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=(4.00+1.68)×1.5×6=51.12kN/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=4.00×1.5×6=36.00kN/m2 P2=1.68×1.5×6=15.12kN/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=1.2×0.38×1.5×6=4.10kNP4=(1.2×1.4+1.4×0.7)×1.5×6=23.94kN3.3内力计算本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。
钢结构设计梯形屋架结构设计
钢结构设计梯形屋架结构设计一．设计资料梯形屋架跨度30m，屋架间距6m，铰支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。
厂房长度84m。
屋面材料为长尺压型钢板，玻璃纤维保温层，屋面坡度i=1/8，轧制H型钢檩条，基本风压为0.5KN/m2，基本雪压0.55KN/m2，屋面均布活荷载为0.3KN/m2（计算负荷面积不超过60m2时，取0.5KN/m2），钢材采用Q235-B，焊条为E43型。
二．屋架几何尺寸的确定屋架跨度l＝30m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2×0.15m＝29.7m；端部高度取H0＝2m，根据所给坡度，中间高度为H＝3.856m；起拱按f＝l0/500。
屋架的轴线尺寸如图所示。
图2.1 屋架的杆件尺寸三．屋盖支撑布置根据厂房长度及设备条件，在端部及第7,8榀之间设置上弦横向水平支撑，在相应位置设置下弦横向支撑；在与上下弦水平支撑同一柱间设置纵向垂直支撑，在屋架端部及跨中设置横向支撑；并在垂直支撑及横向支撑设置柔性系杆，在支座节点刚性系杆，由于上弦有檩条，可替代系杆。
具体见图。
图3.1 屋架支撑布置四．荷载计算1.永久荷载（水平投影面）压型钢板 51.10865*5.10 KN/㎡ 檩条（约为0.5KN/m ） 0.5/3=0.167KN/㎡ 屋架，支撑，保温层等重 0.3KN/㎡ 合计 0.618KN/㎡2.因为屋架受荷水平投影面超过60㎡，故屋面均布活荷载取为（水平投影面）0.3KN/㎡，小于雪载，故只考虑雪荷载，为0.55KN/㎡。
3.风荷载：风荷载高度变化系数为1.07（按B 类粗糙地面），屋面迎风体形系数-0.6，背风面体形系数-0.5，所以负风压设计值（垂直于屋面）为：迎风面：ω1=-1.4*0.6*1.07*0.5=-0.45KN/㎡ 背风面：ω2=-1.4*0.6*1.07*0.5=-0.45KN/㎡ω1和ω2垂直于水平面的分力已经小于荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故受拉杆件在永久荷载与风荷载联合作用下拉力杆件仍然受拉，只不过拉力值变小，所以可以不计算风荷载产生的内力。
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/m2③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。
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钢结构课程设计——21m跨钢屋架设计计算书1 设计资料某厂房总长度90m，跨度L=21m，屋盖体系为无檩体系，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，不考虑地震设防，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：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0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35kN/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0.6kN/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0.7kN/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 1.45kN/m22 结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图7.30所示。
屋架支撑布置如图7.31所示。
1图7.30 屋架形式及几何尺寸3荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。
荷载永久荷载：预应力混凝土屋面板 958.135.145.1=⨯2/m kN 屋架及支撑自重 474.035.1)21011.012.0(=⨯⨯+2/m kN 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 54.035.14.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 54.035.14.0=⨯2/m kN 保温层 945.035.17.0=⨯2/m kN 一毡二油隔汽层 068.035.105.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 405.035.13.0=⨯2/m kN总计 4.9292/m kN可变荷载：屋面活荷载 98.04.17.0=⨯2/m kN积灰荷载 0.61.40.8⨯=2/m kN总计 1.822/m kN设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：(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：(4.929 1.82) 1.56F =+⨯⨯=kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：1 4.929 1.5644.36F =⨯⨯=kN 半跨节点可变荷载：2 1.82 1.5616.38F =⨯⨯=kN（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：30.474 1.56 4.266F =⨯⨯=kN半跨节点屋面板自重及活荷载：4(1.95750.98) 1.5626.44F =+⨯⨯=kN （1） 、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
4内力计算屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图见图7.32所示。
由已知得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表7.6。
（a）(b)F/2F/2(c)F/2F/2屋架支撑布置如图7.31所示。
垂直支撑2-2符号说明：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7.31 屋架支撑布置注：F =60.74kN ；1F =44.36kN ；2F =16.38kN ；3F =4.26kN ；4F =26.44kN 。
5 杆件设计（1） 上弦杆整个上弦采用等截面，安FG 、GH 杆件之最大设计内力设计。
N=-739.810kN= -739810N ， 上弦杆计算长度 0150.75x l =cm 在屋架平面外： 根据支撑布置和内力变化情况03150.75452.25y l cm =⨯=。
因为003y x l l =，故截面宜选用两个等肢角钢短肢相并（图7.35）。
腹杆最大内力N= -486.09kN ，查表7.5，节点板厚度选10mm 支座节点板厚度用12mm 。
设60λ=，查附录中附表2.2得0.807ϕ=。
需要截面积27705070.8072957.230.807310N A mm f ϕϕ====⨯需要得回转半径： 0150.752.512560xx l i cm λ=== 0452.257.537560yy l i cm λ=== 根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表（附表6），选用2140908∠⨯⨯， A=36.0762cm ，x i =2.59cm ，y i =6.73cm ，按所选角钢进行验算：[]0150.7558.221502.59x x x l i λλ===<=， []0452.2567.21506.73y y yl i λλ===<=满足长细比的要求。
由于y x λλ>，只需求y ϕ。
查表得0.768y ϕ=。
22770507267.013100.7683607.6y N N N mm mm A ϕ==<⨯ 所需截面合适。
（2） 下弦杆整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的eg 杆计算。
max 726570N N = 0300x l cm =，0y l =1035cm 所需截面为272657023.4377310n N A cm f === 选用2140908∠⨯⨯，因为 00x y l l <<，故选用不等肢角钢短肢相并。
A=36.0762cm >24.932cm ，x i =2.59cm ，y i =6.73cm ，01035153.83506.73y y yl i λ===< 0300115.83502.59x x x l i λ===<（3）端斜杆aB杆件轴力 466730N N =-计算长度00253x y l l cm ==，因为00x y l l =，故采用不等肢角钢长肢相并，使2140908∠⨯⨯x y i i ≈。
选用2110708L ⨯⨯，则 227.888A cm =， 3.51x i cm =， 2.92y i cm = 025372.083.51x x x l i λ===，025386.642.92y y y l i λ=== 因为y x λλ>，只求y ϕ=0.645。
2466730259.473100.6452788.8y N kN mm A σϕ===<⨯ 所需截面合适。
（4） 竖杆Gd60740N N =-，l 0x =289×0.8=231.2cm, l 0y =289cm内力较小，按[λ]=150选择，需要的回转半径为：i x =l 0x /[λ]=231.2/150=1.54cm i y =l 0y /[λ]=289/150=1.93cm 查型钢表，选截面的回转半径较计算的要略大些，选用2∟56×5 i x =1.72cm ，i y =2.69cm ，A=1083mm 2 λx = l 0x / i x =231.2/1.72=134.42﹤150 λy = l 0y / i y =289/2.28=107.43﹤150λx ﹥λy ，只求ϕx =0.368σ=N/ϕx A=60740/(0.368×1083)=152.4 N/ mm 2<310 N/ mm 2 其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，现将计算结果列于表2中。
杆件截面选择表6节点设计（1）下弦节点“b” (图7.37)下弦点"b " 用焊条为E50型的抗拉，抗压，抗剪强度为f w f=200 N/ mm2。
设“Bb”杆的肢背和肢尖焊缝h f=8mm和6mm，则所需的焊缝长度为：肢背:l w’=0.7N/2h e f w f=0.7×325780/（2×0.7×8×200）=102mm 取12cm肢尖:l w〞=0.3N/2h e f w f=0.3×325780/（2×0.7×6×200）=58.2mm 取7 cm设“bD”杆的肢背和肢尖焊缝h f=8mm和6mm，则所需的焊缝长度为：肢背: l w’ =0.7N/2h e f w f=0.7×267800/（2×0.7×8×200）=83.7mm取10cm肢尖: l w〞=0.3N/2h e f w f=0.3×267800/（2×0.7×6×200）=47.8mm取6cm“Cb”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取h f=5mm.。
根据上面的计算结果及相应的构件之间应有的制作和装配误差，确定节点板的尺寸为260 mm×350 mm.下弦与节点板的焊缝长度为250 mm，h f=6mm。
焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差∆N=591.85-249.03=342.82KN，受力较大的肢背处的焊缝应力为τf=0.75×342820/(2×0.7×6×(350-12))=90.6 N/ mm2<200 N/ mm2(2)上弦节点“B”(图7.38)KN466.73KN上弦节点"B "0KN“Bb”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b”相同。
“aB”杆的肢背和肢尖焊缝h f =10mm 和8mm ，则所需的焊缝长度为： 肢背:l w ’=0.7N/2h e f w f =0.65×466730/（2×0.7×10×200）=108.3mm 取13cm 肢尖:l w 〞=0.3N/2h e f w f =0.35×466730/（2×0.7×8×200）=72.9mm 取 10cm 为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8.用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。
曹焊缝作为两条角焊缝计算，焊缝强度设计值剩以0.8的折减系数。
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。
上弦肢背槽焊缝的内应力为 h f ′=1/2×节点板厚度=1/2×10=5mm, h f 〝〞=10mm 上弦与节点板间焊缝长度为 480mm.[]''222117.02))22.12/(()(wf l h P N N K ⨯⨯+-==125.02N/ mm 2 <0.8 f w f =0.8⨯200=160 N/ mm 2 上弦肢尖角焊缝的剪应力为[]''''222127.02))22.12/(()(wf lh P N N K ⨯⨯+-==21.83N/ mm 2<200N/ mm 2 （3） 屋脊节点“H”屋脊节点"H " 7.39739.81KN1-1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，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直直肢的一部分宽度。