最新21mi土木工程钢结构设计21m总长90m梯形屋架
钢结构课程设计21米梯形屋架
21m跨径简支梯形钢屋架设计（有檩）一、设计资料厂房跨度为21m，长度为108m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/10，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，雪荷载为s=0.25KN/m2，不考虑风压。
钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。
1、屋面荷载标准值：屋架及支撑自重 0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348 2KN M压型钢板=0.151 2KN M檩条（约0.5KN/M,间距1.5m） 0.333 2KN M恒荷载总和 0.832 2KN M雪荷载 0.25 2KN M）KN M（小于0.5，取屋面活载0.5 2积灰荷载 0.6 2KN M活载总和 1.1 2KN M2、屋架计算跨径：020.152120.1520.7ml L=-⨯=-⨯=。
3、屋架形式及图示如图1：二、荷载与内力计算2.1、荷载计算根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。
屋面荷载汇总 ：表1 屋面荷载汇总2.2、荷载组合节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合(1.20.832 1.40.5 1.40.90.6) 1.51244.1792d F =⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯= 2KN M其中永久荷载的分项系数 1.2G γ=,屋面活载或雪荷载载荷分项系数1 1.4Q γ=,组合只设计值1 0.7ϕ=，积灰荷载 1.4Q γ= 20.9ϕ= 按永久荷载效应控制的组合(1.350.832 1.40.50.7 1.40.90.6) 1.51242.6456d F =⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=2KN M 其中永久荷载的的分项系数 1.35G γ=，活荷载的分项系数1 1.4Q γ=，故节点荷载取44.17922KN M ,支座反力=7309.2544d d R F =2KN M 。
2.3、内力计算屋架在上述荷载组合作用的计算简图4所示，用软件求得在F=44.17922KN M作用下屋架各杆的内力入图4所示。
跨度21米梯形钢屋架课程设计计算书
梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1)、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。
屋架跨度21m,屋面排水坡度i=1:10，有组织排水。
屋架支承在钢筋混凝土柱（C30）上，柱顶标高9.0m，柱距6m，柱截面尺寸为400×400mm。
厂房纵向长度60m。
基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。
不考虑积灰荷载。
注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：0.30kN/m2（6.0m）（2）、屋架计算跨度：L0=21-2×0.15=20.7m（3）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度i=1:10，取屋架在21m轴线处的端部高度h0’=1.99m, 屋架的中间高度h=3.025m，则屋架在20.7m，两端的高度为h o=2.004m。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图2-1所示根据厂房长度（60m），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。
因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，图2-1梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。
在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。
梯形钢屋架支撑布置如图2-2.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置1-1垂直支撑布置2-2SC—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2-1梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载：屋架的受荷水平投影面积为：22602A>==，故按⨯mm612621m《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为0.5kN/m2，雪荷载为0.35kN/m2，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/m2。
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/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2，1.5 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/m2。
屋面积灰荷载0.35 kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45 kN/m2，风荷载为0.5 kN/m2。
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 mmL＝L-300＝20700 mm，屋架计算跨度为H＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L，（通常取为2.0 ～2.5 m）端部高度取H+0.5i L＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm，中部高度取H＝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。
附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。
在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。
21m跨度,90m长厂房钢屋架设计计算书详细版
目录1、设计资料 (1)2、屋架尺寸及结构形式与选型 (2)3、檩条设计 (2)3.1、檩条布置 (3)3.2、刚度验算 (4)4、屋架的内力计算 (5)5、杆件设计 (7)5.1、上弦杆 (7)5.2、下弦杆 (8)5.3、斜腹杆 (10)六、节点设计 (11)6.1、屋脊节点G (11)6.2、下弦节点C (13)6.3、上弦节点B (14)6.4、支座节点A (15)6.4.2参考资料 (17)致谢 (20)钢屋架设计计算书1设计资料及屋架形式与材料1.1某单跨厂房，长度为90m ，跨度21m ，车间内设有一台50KN 的中级工作制的吊车，计算温度高于-20℃。
采用三角形钢屋架的屋面,坡度i=1：3，采用石棉水泥波形瓦屋面（重量200N/m 2），规格：1820×725×8,轻钢檩条及拉条（重量100N/m 2）.钢屋架简支于钢筋砼柱上，上柱截面为400×400，砼强度等级为C30，基本风压W 0=350N/m 2，屋面均布活载或雪载为500N/m 2，积灰荷载为100~500N/m 2，无抗震要求。
钢材标号：Q345钢，其设计强度为f=310KN/m 2,焊条采用E50型，手工焊接，荷载分项系数去：γG =1.2,γQ =1.4.1.2屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要几跨度参数，采用人字形六节间三角形屋架。
屋架坡度为1：3，屋面倾角1arctan 18.43α==。
sin 0.3162α=, cos 0.9487α=屋架计算跨度：m 2070030021000=-.屋架跨中高度：m i l h 34506/1207002/0=⨯=⨯= 上弦长度：m l L 10910cos 2/0=⨯=α 节间长度：m L18186=. 节间水平方向尺寸长度：m a a a 1725435.18cos 20700cos =︒⨯==. 根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
21m梯形屋架钢结构计算书
某单跨厂房的钢屋盖1、设计资料（1）该车间无悬挂起重机、无天窗、无振动；（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，焊条采用E43型，混凝土等级为C25；（3）梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m 的GRC 大型屋面板（屋面板不作支撑用）；（4）车间跨度21m,长度240m ，纵向柱距6m 。
温度伸缩缝采用双柱。
2、屋架形式和几何尺寸因为屋面为GRC 大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。
屋架尺寸如下： 屋架计算跨度：mm L L 207001502210003000=⨯-=-=；屋架端部高度取值：mm H 15000=；跨中高度：mm H 2550=； 屋架高跨比：1.812070025500==L H ； 屋面坡度：1.015022100015002550=--=i 。
架几何尺寸如图：3、支撑布置由于房屋长度为240m ，故在房屋两端部开间及每隔60m 处个设置一道上弦横向水平支撑，在中间伸缩缝处设置两道上弦横向水平支撑，屋架两端及跨中三处设置垂直支撑，下弦横向水平支撑和上线横向水平支撑设置在同一柱间。
在屋架的屋脊点和制作位置设置刚性a B c Gg4、荷载（对水平投影面）1）恒载标准值GRC大型屋面板1.5*6m 1.2×0.5/0.995=0.60KN/m2防水层（三毡四油加绿豆沙） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2找平层（2cm厚） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2屋架与支撑 1.2×(0.12+0.011×21)=0.42KN/m2合计 1.98 KN/m2 2）活载屋面活载 1.4×0.5=0.70KN/m2雪荷载 1.4×0.5=0.70KN/m 2取大值 0.70KN/m 2计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况组合（一）：满载；KN p 12.2465.1)7.098.1(=⨯⨯+=组合（二）：在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和活载（活载为500N/m2）；KNp 48.1565.1)7.042.06.0(=⨯⨯++=左 KN p 78.365.142.0=⨯⨯=右组合（三）：在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。
-13土木钢结构课程设计任务书-梯形屋架（18米、21米、24米）
-13土木钢结构课程设计任务书-梯形屋架（18米、21米、24米）梯形厂房钢屋架设计（18米，21米，24米）一、题目某厂房总长度90m，跨度根据不同的学号从附表中取，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=1/10；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Q235钢钢材，焊条为E43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，雪荷载的基本雪压标准=0.35KN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较值为S大值；积灰荷载根据不同学号按附表取。
③屋面各构造层的荷载标准值：防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2保温层 KN/m2(按附表取)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（2）有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。
荷载：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；基本风压为0.50 KN/m2，雪荷载为0.3 KN/m2；二、设计内容1.作屋盖结构及支撑的布置图；2.选择钢材及焊接材料；3.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
钢结构梯形屋架课程设计计算书
钢结构梯形屋架课程设计计算书淮阴工学院课程设计计算说明书课程名称：钢结构设计原理设计题目：某梯形钢屋架设计专业层次：土木工程（本科）班级：土木1081姓名：薛倩倩学号：1081401137指导老师：孙文彬2 0 1 0 年1 2 月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）该车间所属地区辽宁省阜新市。
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）②二毡三油防水层③20mm厚水泥砂浆找④60mm泡沫混凝土保温层⑤支撑重量；考虑活载：①活载6）地震设防烈度为77）钢材选用Q235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=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（为L0/7.4）。
屋架几何尺寸如图1所示：拱50图1：24米跨屋架几何尺寸三、支撑布置由于房屋长度有60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、设计屋架荷载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。
由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。
沿屋面分布的永久荷载乘以1c o s11.004=换算为沿水平投影面分布的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P=0.12+0.011?跨度）计算，跨度单位为m。
钢结构课程设计实例1
1 工程概况(设计资料)1.1 结构形式1）某厂房跨度为21m，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）该车间所属地区南京。
5）采用梯形钢屋架。
1.2屋架形式及选材屋架跨度为21m，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345钢，焊条为E50型。
1.3荷载标准值（水平投影面计）考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m2②二毡三油防水层400N/m2③20mm厚水泥砂浆找平400N/m2④支撑重量70N/m2考虑活载：屋面活荷载与雪荷载不能同时出现，由于本屋架地处南京地区，雪荷载为0.65N/m2小于活载，故取活载为700N/m22 支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置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L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/7.4）。
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2.2 桁架支撑布置桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-23 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(南京地区为0.65kN/m2 <0.7kN/m2 ),故取屋面活荷载计算。
由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。
沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosα=√1+102/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。
钢结构课程设计汇本21米梯形屋架
21m跨径简支梯形钢屋架设计（有檩）一、设计资料厂房跨度为21m，长度为108m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/10，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，雪荷载为s0=0.25 KN/m2，不考虑风压。
钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。
1、屋面荷载标准值：屋架及支撑自重0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348 2KN M 压型钢板0.15* =0.1512KN M檩条（约0.5KN/M,间距1.5m）0.333 2KN M恒荷载总和0.832 2KN M雪荷载0.25 2KN M（小于0.5，取屋面活载0.5 2KN M）积灰荷载0.6 2KN M活载总和 1.1 2KN M2、屋架计算跨径：020.152120.1520.7ml L=-⨯=-⨯=。
3、屋架形式及图示如图1：二、荷载与内力计算2.1、荷载计算根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。
屋面荷载汇总 ：表1 屋面荷载汇总2.2、荷载组合节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合(1.20.832 1.40.5 1.40.90.6) 1.51244.1792d F =⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯= 2KN M其中永久荷载的分项系数 1.2G γ=,屋面活载或雪荷载载荷分项系数1 1.4Q γ=,组合只设计值1 0.7ϕ=，积灰荷载 1.4Q γ= 20.9ϕ=按永久荷载效应控制的组合(1.350.832 1.40.50.7 1.40.90.6) 1.51242.6456d F =⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=2KN M其中永久荷载的的分项系数 1.35G γ=，活荷载的分项系数1 1.4Q γ=，故节点荷载取44.17922KN M ,支座反力=7309.2544d d R F =2KN M 。
2.3、内力计算屋架在上述荷载组合作用的计算简图4所示，用软件求得在F=44.17922KN M作用下屋架各杆的内力入图4所示。
21米跨钢屋架课程设计
钢结构课程设计设计任务书北京地区某金工车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度21米，柱距6米，厂房高度为15.7米，车间内设有两台200/50KN中级工作制吊车，计算温度高于-20C。
采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5mx6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载0.7 KN/m2，屋面活荷载0.45 KN/m2，雪荷载0.4KN/m2，风荷载0.45 KN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mmx400mm，混凝土标号为C20。
要求设计钢屋架并绘制施工图。
一、设计条件1、钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度 Lo=21000－2×150=20700mm3、跨中及端部高度设计条件为无檩条屋盖方案，屋架端部高度h=1990mm，屋架的中间高度h=3040mm，屋面坡度i＝1/10。
二、结构形式1、屋架形式如下图2、屋架支撑布置厂房长度(168m>60m)、跨度及荷载情况，设置上下弦横向水平支撑4道，下弦纵向水平支撑沿两侧柱列布置。
如下图（修改图，变为4道支撑）三、荷载与内力计算 1、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时发生，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.45 kN/㎡进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按照经验公式()20.120.011/k g l kN m =+=（0.12+0.011*21）=0.351计算，跨度单位为米。
永久荷载设计值取系数1.35，屋面活荷载设计值取系数1.4 荷 载 计 算 表2、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合： （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：F=(4.254+1.68)×1.5×6=53.406kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载： F1=4.254×1.5×6=38.286 kN半跨节点可变荷载： F2=1.68×1.5×6=15.12kN（3）全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.474×1.5×6=4.266kN半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.89+0.63)×1.5×6=22.68kN（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
21m跨径简支梯形钢屋架设计(有檩)
目录1.设计资料 (1)2.屋架形式及几何尺寸 (1)3.支撑布置 (1)4.荷载和内力计算 (2)4.1荷载计算 (2)4.1.1永久荷载（水平投影面） (2)4.1.2可变荷载 (2)4.2荷载组合 (3)4.3内力计算 (3)5.杆件截面选择及验算 (5)5.1上弦杆件截面 (5)5.2下弦杆件截面 (6)5.3斜腹杆件截面 (6)5.4竖直杆件截面 (10)6.典型节点设计 (11)6.1下弦节点“b” (11)6.2上弦节点“B” (12)6.3屋脊节点“K” (14)6.4支座节点“a” (14)7.参考文献 (17)8.结束语 (17)21m跨径简支梯形钢屋架设计（有檁）1.设计资料厂房跨度为21m，长度为96m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/12，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，基本风压位w0=0.5 KN/m2,屋面离地面高度为20m，雪荷载为s=0.4 KN/m2，不考虑风压。
钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。
2.屋架形式及几何尺寸该屋架为有檁屋盖方案，i=1/12，采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度030020700L L mm=-=，端部高度取02000H m=，中部高度2863mm，屋架杆件几何长度如图2.1所示。
3.支撑布置支撑布置如图3.1所示4.荷载和内力计算4.1荷载计算4.1.1永久荷载（水平投影面）压型钢板 20.150.151KN m =檩条（约0.5 KN/m ，水平间为1.5m ） 20.333KN m 屋架及支撑自重 20.120.0110.351L KN m += 恒载总和 20.835KN m 4.1.2可变荷载（1）因屋架受荷水平投影面积超过60m 2，故屋面均布活荷载取为（水平投影面）20.3KN m ，小于雪荷载，故活荷载取为20.4KN m 。
（2）风荷载：风荷载高度变化系数为 1.25，屋面迎风的体形系数为-0.6，被风面为-0.5，所以负风压的设计值（垂直与屋面）为迎风面： 21 1.40.6 1.250.50.525w KM m =-⨯⨯⨯=-背风面： 22 1.40.5 1.250.50.4375w KN m =-⨯⨯⨯=-1w 和2w 垂直与水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载。
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/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2，1.5 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/m2。
屋面积灰荷载0.35 kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45 kN/m2，风荷载为0.5 kN/m2。
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 mmL＝L-300＝20700 mm，屋架计算跨度为H＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L，（通常取为2.0 ～2.5 m）端部高度取H+0.5i L＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm，中部高度取H＝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。
附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。
在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。
21m跨度钢结构课程设计(完整版)
目录1.0 设计资料 (1)1.1 结构形式与布置 (2)1.1.1 桁架形式及几何尺寸 (2)1.1.2 屋架支撑布置 (2)1.2 荷载计算 (4)1.2.1屋面活荷载选择 (4)1.2.2屋架和支撑自重计算 (4)1.2.3荷载组合 (4)1.3 杆件设计及内力计算 (6)1.3.1 屋架计算简图 (6)1.3.2 杆件内力计算和杆件内力表 (6)1.3.3 杆件设计 (7)(1)上弦杆 (7)(2)下弦杆 (8)(3)腹杆 (9)(4)竖杆 (11)(5)屋架杆件截面选择表 (11)1.4 节点设计 (12)1.4.1 下弦节点“c” (12)1.4.2 上弦节点“B” (13)1.4.3 上弦节点“D” (14)1.4.4 下弦节点“e” (15)1.4.5 上弦节点“F” (16)1.4.6 下弦节点“g” (17)1.4.7 屋脊节点“H” (18)1.4.8竖杆与上弦节点“C,E,G” (19)1.4.9支座节点“A” (19)1.4.10支座节点“a” (21)参考文献 (22)致谢 (22)附录 (22)1.0 设计资料某厂房总长度90m, 跨度21m, 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, 设计基本地震加速度为0.1g, 二类场地。
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）如图1.11及下图所示。
21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+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+1.090BCDE FGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.01.01.0 1.0 1.021米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值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值根据不同学号按附表取。
21米梯形钢屋架钢结构设计
设计资料北京地区某金工车间.采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
车间跨度21m,长度144m，柱距6m,厂房高度15.7m。
车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。
设计温度高于—20℃.采用三毡四油，上铺小石子防水屋面,水泥砂浆找平层,8cm厚泡沫混凝土保温层，1。
5m ×6.0m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载0。
6kN/m2，屋面活荷载0。
35 kN/m2,雪荷载为0。
45kN/m2,风荷载为0.5kN/m2.屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。
一、选择钢材和焊条根据北京地区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。
二、屋架形式及尺寸无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。
＝L-300＝20700mm,屋架计算跨度为L＝1990mm，端部高度取H中部高度取H＝H+1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm，屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm(按L/500考虑）.为使屋架上弦承受节点荷载,配合屋面板1。
5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。
屋架杆件几何长度（单位：mm)三、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。
在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定,第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载.在设置横向水平支撑的柱间,于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑.在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆,支撑布置见附图2.图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2,山墙的端屋架编号为GWJ-3,其他屋架编号均为GWJ—1。
钢结构课程设计21米梯形屋架
-194.890286
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2.3
屋架在上述荷载组合作用的计算简图4所示，用软件求得在F=44.1792KN：M2作用下屋架各杆的内力入图4所示。
内力计算杆端内力值（乘子= 1）
杆端1
21
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41
梯形钢屋架设计
精品文档-可编辑目录T O C\o"1-2"\u1设计资料 (1)2屋架形式及几何尺寸 (1)3支撑的布置 (2)4荷载计算 (3)5内力计算 (4)6杆件复核 (5)7节点复核 (10)采用P K P M 软件进行设计，对杆件和部分节点进行手算复核。
1 设计资料 1.1 结构形式跨度为21 m ，总长90 m ，柱距6 m ，采用梯形钢屋架。
1.2 屋架尺寸及选材屋架端部高度设计为1.8 m ，屋面坡度为1/10，采用Q 235钢，E 43型焊条。
1.3 荷载标准值恒载有：防水层、找平层、保温层等 1.7 k N /m 2 预应力混凝土屋面板（含灌缝） 1.5 k N /m 2 屋架及支撑自重 ()20.120.011kN /m k g L =+ 0.351k N /m 2活载有：屋面均布活载 0.5k N /m 2雪荷载 0.35k N /m 2积灰荷载 0.5k N /m 2屋面为重屋面，不考虑风荷载；抗震设防烈度为6度，不考虑地震作用。
2 屋架形式及几何尺寸(1) 计算跨度215021000215020700mm L L =-⨯=-⨯=；(2) 屋架中部高度2100018000.1=2850mm 2H =+⨯； (3) 屋架跨中起拱高度L /500=42 m m ，实取50 m m ； (4) 几何尺寸如下图1所示：1508135715081508150815081508285030003000300018152100240027002850237627092964322624552699295342ABCDEF GHI JKLM屋架几何尺寸示意图（单位：mm ）图1 屋架几何尺寸示意图（单位：m m ）3 支撑的布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，上、下弦各设两道横向水平支撑，具体见支撑布置图2。
a 上弦支撑b 下弦支撑c 1-1剖面垂直支撑图2 屋面支撑布置（单位：m m ）S C －上弦支撑；X C －下弦支撑；C C －垂直支撑；G G －刚性系杆；L G －柔性系杆4荷载计算屋面活荷载与雪荷载不同时组合，屋面活荷载大于雪荷载，故只取屋面活荷载进行计算。
21米梯形钢屋架课程设计计算书
《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 fc ＝14.3N/mm 2。
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 l 0 = L - 2 ⨯ 0.15 = 21 - 2 ⨯ 0.15 = 20.7m 。
跨中高度H 0=h 0+i ⨯ l 0 /2=2935mm 。
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。
19901350229025902890304026132864312425302864312433901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eghBC D F GH15007=10500×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。
钢结构课程设计21m跨径简支梯形钢屋架设计
钢结构课程设计一、设计资料说明：21m 跨径简支梯形钢屋架设计厂房跨径为 21m，长度为 108m，柱距为 12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长 尺压型钢板，屋面坡度为 i=1/10 采用热轧 H 型钢，雪载荷为 s0 0.25kN / mm 2 。
钢材采用 Q235B,焊条采用 E43 型 二、屋架形式及几何尺寸平面图：三、支撑布置：四、荷载计算 1、永久载荷计算： 压型钢板0.15 10 10 0.1 5 1kN m2檩条0.238 kN m2屋架支撑自重12 1.1 21 35.1 kg m2 0.351 kN m2、活动载荷计算雪载0.25 10 10 0.2 5 1kN m2总载荷：Q 0.151 0.238 0.3511.2 0.2511.412 2.1 31.2kN m2五、杆件内力计算及组合：通过用有限元软件 PATRAN 计算后列出了单元的受力大小，利用的是 Rod 单元，计算 结果如下表所示：位置 上弦杆下弦杆 斜杆竖杆杆件编号B C D E F L M N O PH I K A G J内力计算表轴线长度(mm)2110 2111 2110 2111 2110 1950 2100 2100 2910 30133327 3327 3662 1950 2370 2790荷载内力（KN）0 -185 -185 -235 -235 114 222 228 -163 101-60 200 12.8 -13 -26 -26六、杆件截面选择及验算： 1、上弦杆截面选择： 上弦杆采用相同截面，以最大的压力设计；N max 235 KN在屋架平面内的计算长度为 lox 2.11m ，在平面外的计算长度为 loy 4.22m 。
面积和特性（长支水平角钢组成 T 型截面节点板根据最大应力选用板厚 8mm）：（上述选用两个不等支角钢 2L10080 6mm ，长支水平。
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5 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；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====⨯0150.752.512560xx l i cm λ=== 0452.257.537560yy l i cm λ=== 2140908∠⨯⨯[]0150.7558.221502.59x x x l i λλ===<=， []0452.2567.21506.73y y yl i λλ===<=0.768y ϕ=22770507267.013100.7683607.6y N N N mm mm A ϕ==<⨯ （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 kNmm 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 l h 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。