屋架的节点设计
钢屋架设计
确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算 长度应按下表规定采用。
角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受 屋面集中荷载，按下式计算其强度： f
弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊 缝承受弦杆相邻节间的内力差 N N 2 N1 计算时应考虑偏心弯矩 M＝ ΔN· e 为 角 钢 肢 尖 至 弦 杆 轴 e（ 线距离），按下列公式计算：
对N : f
对M :
0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.8M0 0.6M0
节间荷载作用的屋架，除把节间荷 载分配到相邻节点外，还应计算节间 荷载引起的局部弯矩。
（3）内力计算与荷载组合
① 全跨恒载+全跨活载：即全跨永久荷载+全跨屋面活载或雪 荷载（取较大值）+全跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。
② 角钢桁架有集中荷载的节点
为便于大型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢 背，缩进距离不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于节点板厚度t。
Q f f fw 2 0.7hf 1lw 式中：Q —节点集中荷载垂直于屋面的分量； hf 1 ——焊脚尺寸，取hf 1 ＝0.5t； f ——正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊
⑤同一屋架的型钢规格不宜 太多，以便订货。 ⑥当连接支撑等的螺栓孔在 节点板范围内且距节点板边缘 距离≥100mm时，计算杆件强 度可不考虑截面的削弱。 ⑦单面连接的单角钢杆件，在按轴心构件计算其 强度或稳定以及连接时，钢材和连接的强度设计值 应乘以相应的折减系数。 2. 杆件的截面选择 轴心受拉杆件应验算强度和长细比要求。轴 心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、 局部稳定和长细比。
节点设计的一般要求
节点设计的一般要求①在原则上，桁架应以杆件的形心线为轴线并在节点处相交于一点，以避免杆件偏心受力。
为了制作方便，通常取角钢背或T型钢背至轴线的距离为5mm的倍数（图 1）。
在螺栓（或铆钉）连接的桁架中，杆件轴线可取螺栓孔准线，双排螺栓时取靠近角钢背的内排螺栓孔准线，这样便于放线而偏心距离不大；也可仍取形心线（取整至5mm倍数）为轴线而螺栓也偏离轴线。
图1 节点构造要求②当节点两侧弦杆截面有改变时，可取左右侧弦杆形心轴线（取整至5mm倍数）相重合；但为拼接构造和上弦杆上放置屋面构件的方便，通常也可做成两侧角钢背的外表面平齐，这时两侧开心线错开，可取其平均值z处（取整至5mm倍数）作为该节点弦杆（或全弦杆）的公共轴线，腹杆交汇于公共轴线上的节点中心。
当两侧形心轴依稀的距离e（图 2）不超过较大弦杆的截面高度的5%时，可不考虑此偏心影响。
图2 弦杆轴线的偏心当偏心距离超过上述值，或者由于其它原因使节点处有较大偏心弯矩时，应根据交汇处各杆的线刚度，将此弯矩分配于各杆（图 2b）。
所计算杆件承担的弯矩为：i i iK M M K =Σi 式中 M ——节点偏心弯矩，对（图 2）的情况，M ＝N 1e ；K i ——所计算杆件线刚度；Σ K i ——汇交于节点的各杆件线刚度之和。
③ 节点各杆件边缘间应留一定间隙（图 1 c ），以利拼装和施焊，并避免焊缝过分密集而使钢材焊接过热变脆。
一般取c ≥20mm ；对直接承受动力荷载的焊接桁架，腹杆与弦杆之间的间隙取c ≥50mm 。
在此前提下c 不宜过大，以免节点板过分加大而其刚度和受压稳定性变差。
桁架图中一般不直接标明各处c 值，而是注明各切断杆件的端距（图 1 e 1～e 3），以控制有足够的间隙。
④ 焊接桁架中节点板通常伸出弦杆角钢外边缘（一般是角钢背）约15mm ，以便布置焊缝，并用注明节点板尺寸h 2来控制（图 1）。
但屋架的上弦节点为便于搁置屋面构件（檩条、大型屋面板等），可将节点板缩进弦杆角钢背d ＝5～10mm （一般用d ≈0.6t ，t 为节点板厚度），而用槽焊缝连接（图3，符号）。
27米钢屋架设计
钢结构课程设计例题－、设计资料某一单层单跨工业长房。
厂房总长度为120m，柱距6m，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0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。
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―A―F，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，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屋架支撑布置见图2所示。
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0.75kN/㎡积灰荷载0.50kN/㎡总计 1.25kN/㎡永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡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=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN屋架上弦节点荷载1P=1.75×1.5×6=15.75 kN2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3P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN43.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。
钢屋架设计
1.3.2屋架杆件设计
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垫板间距在受压杆件中不大于40 i ，在受拉杆件中不 大于80 i 。在T形截面中， i 为一个角钢对平行于垫 板的形心轴1-1的回转半径（图1.25a），在十字形 截面中，为一个角钢的最小回转半径（图1.25b)。在 杆件的计算长度范围内至少设置两块垫板。
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梯形屋架（图 1.16b）受力情况较三角形好，腹杆较短， 与柱子的连接既可做成刚接，也可做成铰接。这种屋架一 般用于屋面坡度较小的屋盖结构中，是工业厂房屋盖结构 的最常用形式。
1.3.1屋架形式选择
�
矩形屋架（图 1.16c）的上、下弦平行，腹杆长度相等，杆 件类型少，节点构造统一，便于制造，但弦杆内力分布不 均匀，这种形式一般用于托架或支撑体系中。
�
曲拱形屋架（图 1.16d)的外形与简支梁承受均布荷载的弯 矩图最为接近，作为简支结构受力最合理，但弦杆的曲线 形制造复杂，如改为折线形则较好，这种屋架用于有特殊 要求的房屋中。
1.3.1屋架形式选择
� �
2.腹杆体系 三角形屋架的腹杆体系有单斜杆式、人字式和芬克式。 单斜杆式（图1.17a）中较长的斜杆受拉，较短的竖杆 受压，比较经济。人字式（图1.17b)的腹杆数较少， 节点少，构造简便。芬克式（图1.17c）的腹杆受力合 理，还可分为两榀较小的桁架运输。
1.3.2屋架杆件设计
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当有节间荷载作用时，为提高上弦在屋架平面内的抗 弯能力，宜采用不等肢角钢长肢相并的T形截面（图 1.24c）。
钢结构课程设计(钢屋架节点放样图)
五、节点设计重点设计“E ”、“R ”、“B ”、“A ” “K ”五个典型节点，其余节点设计类同。
1．下弦B 节点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 wt ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
（1）BK 杆的内力N=90.23KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 633= N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 1471216067.0292.51649105.3117.07.022/7.0331=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取150mm 肢尖mm f h N N l wff w 701216067.0292.51649105.3113.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取80mm （2）2-13杆的内力N=243.97KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 901216067.022.655871097.2437.07.022/7.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取100mm 肢尖mm f h N N l w f f w 181216067.022.655871097.2433.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取60mm（1） 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
钢结构基础5.6 屋架节点设计
• 钢结构基础 ４、确定节点板外形时，应注意使其受力情况良好，节点板 边缘与杆件轴线的夹角α不应小于150，如图5.29(a)。节点 板的布置应尽量使连接焊缝中心受力，图5.29(b)所示的节 点板使连接杆件的焊缝偏心受力，应尽量避免采用。
在同一榀屋架中，所有中间节点板均采用同一厚度， 支座节点板由于受力大且很重要，厚度比中间节点板增大 2mm。
图 5.26弦杆截面改变时的轴线
图 5.27杆件间空隙
• 钢结构基础 2、当焊接桁架的杆件用节点板连接时，腹杆与弦杆、腹杆 与腹杆之间的间隙不应小于20mm，相邻角焊缝焊趾间净 距不应小于5 mm。无集中荷载作用的节点，节点板应伸出 弦杆角钢肢背10～15mm以便施焊，如图5．27。
图 5.28
上弦节点两种做法
图5.30角钢端部切割形式
• 钢结构基础 ６、为了确保两个角钢组成的T形或十字形截面杆件共同工 作，必须每隔一定距离在两角钢之间设置填板并用焊缝连 接，如图5.31，受压构件的两个侧向支承点之间的填板数 不宜少于两个。
填板的厚度与节点板厚度相同，宽度一般取40～60 mm，长度取：T形截面比角钢肢宽大10～15 mm；十字形 截面则由角钢肢尖两侧各缩进10～15 mm。
• 钢结构基础
５、角钢端部的切割宜采用垂直于杆件轴线的直切，如图 5.30(a)。当角钢较宽，为了减少节点板尺寸，也可采用斜 切,如图5.30(b)、(c)，但不允许采用图5.30(d)所示的切割形 式，因为机械切割无法做到，且端部焊缝分布不合理。
(a)
(b) (a)
(b)
(c)
(d)
图5.29节点板与弦杆连接构造
w
w
角钢肢背
l w构基础
（3) 确定节点板的外形、尺寸，并根据需要验算其强度、稳 定性； ①结合构造要求，根据腹杆与节点板间连接焊缝长度确定节 点板的外形和长度、宽度。 节点板的外形轮廓和尺寸可按下列步骤确定： A．画出节点处屋架的几何轴线； B．按杆件形心线与屋架几何轴线重合的原则确定杆件的轮 廓线位置； C．按各杆件边缘之间的距离不小于20 mm的要求确定各杆端 位置； D．按计算结果布置节点板与腹杆间的连接焊缝； E．根据焊缝长度定出合理的节点板轮廓，并按绘图比例量 出它的尺寸。
8个木屋架木屋顶构造节点
8个木屋架木屋顶构造节点
“8个木屋架木屋顶构造节点”这句话指的是在木屋架木屋顶的构造中，有8个关键的节点或连接点。
这些节点对于屋顶的稳定性和功能性至关重要，它们通常涉及木屋架与屋顶各部分的连接和固定。
具体来说，这些构造节点可能包括但不限于：
1.屋架之间的连接节点：用于确保木屋架的整体稳定性。
2.屋架与横梁的连接节点：用于传递荷载和支撑屋顶的重量。
3.屋架与椽子的连接节点：用于固定椽子并传递荷载至横梁或屋架。
4.屋面瓦与木框架的连接节点：例如钉子、木条或特殊连接件等，用于将瓦
片固定在木框架上。
5.特殊功能节点的构造：例如通风口、天窗、烟囱等的节点处理。
由于“8个”这个词表明具体构造节点的数量，需要依据实际的建筑需求、构造方法和建筑设计来具体确定这8个节点的类型和位置。
对于特定的木屋架木屋顶，这8个节点可能各不相同，并涉及不同的构造方式和材料选择。
总结来说，“8个木屋架木屋顶构造节点”指的是在木屋架木屋顶中关键的8个连接或构造位置。
这些节点涉及屋架与屋顶各部分之间的固定和荷载传递，是确保屋顶稳定性和功能性的重要组成部分。
具体的节点类型和构造方式需要根据实际情况来确定。
钢结构课程设计三角形屋架设计(1)
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=1：2.5,屋面倾角α=arctg （1/2.5）=21.8°，sinα=0.37，cosα=0.93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/(2×2.5)=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=1555×0.9487=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3.1 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。
3.2 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 182015083531p a mm-==-半跨屋面所需檩条数15556112.1835p 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 =0.08kN/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 =1.05,γy =1.2。
三角形钢屋架设计说明书
目录1. 设计资料 (2)2 屋架杆件几何尺寸的计算 (2)3 屋架支撑布置 (2)4 屋架的内力计算 (5)5 屋架杆件截面设计 (6)6 屋架节点设计 (10)7.参考资料 (20)钢屋盖课程设计1. 设计资料1）.车间为单跨厂房，全长90m。
屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱距为6m。
上柱截面尺寸为400x400mm。
混凝土强度等级为C30，车间内设有一台起重重量300kN的桥式吊车。
2）.屋架跨度： 18m3）.屋面坡度： 1：32 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，采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487=l－300＝18000－300=17700mm屋架计算跨度 l×i/2=17700/(2×3)=2950mm屋架跨中高度 h= l上弦长度 L=l/2cosα≈9329mm节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m节间水平段投影尺寸长度 a＇=acosα=1555×0.9487=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3.1 屋架支撑1、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。
2、根据厂房长度90m,跨度为6m，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和下弦横向水平支撑，中间设置一道垂直支撑。
如图2所示。
图2 屋盖支撑布置3.2 屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长1800mm,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mma p 825131501800max =--=半跨屋面所需檩条数根3.12182561555=+⨯=n p 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：可以满足要求。
《钢结构》普通钢屋架课程设计任务书及指导书--2014
附1：房屋长度有4组数据：（1）60m；（2）102m；（3）120m；（4）150m；附2：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（恒载），共10组。
(a)、2.25 KN/m²；(b)、2.5 KN/m²；(c)、2.75 KN/m²；（d)、3.0 KN/m²；（e)、3.25 KN/m²；(f)、3.5 KN/m²；（g)、3.75 KN/m²；（h)、4.0 KN/m²（i)、4.25 KN/m²；(l)、4.5KN/m²；附3：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（活载），共4组。
(a)、0.5 KN/m²；(b)、0.6 KN/m²；(c)、0.7 KN/m²；（d)、0.8 KN/m²；（e)、0.9 KN/m²；(f)、1.0 KN/m²；（g)、0.4 KN/m²2、设计内容:1）、作支撑布置图,其中包括上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、系杆.2）、求屋架杆件内力.必要时应进行内力组合。
3）、选择屋架各杆件的截面形式和尺寸.4）、节点设计,包括支座节点a、屋脊节点I、下弦拼接节点i、上、下弦中间节点E、e、d.5）、绘制屋架的一个运送单元的施工图并作材料表二、普通钢屋架设计指导书1、引言：钢屋架课程设计历年来一直是钢结构课程设计的必做题目，通过钢屋架课程设计的学习，对钢桁架的设计，钢结构节点设计，钢结构支撑体系都会有较深的了解，对钢结构施工图，施工详图的绘制方法也会有较深刻的理解和体会。
近些年来，门式刚架，网架的广泛应用。
致使钢屋架的应用受到了限制。
但是，一方面，仍然有许多情况，如大坡度屋盖、狭长结构屋盖，桁架结构仍是首选结构形式；另一方面，通过对钢屋盖这种最基本的桁架结构设计的学习，对学习其他结构如门式刚架结构（特别是支撑体系），网架结构，其他空间桁架结构也会有很大的帮助。
节点设计
孙煦东
一、节点类型
有
一
集
中
般
荷
载
节
作
用
点
的
节
屋 脊 节 点
下 弦 跨 中 拼 接 节 点
支 座 节 点
点
二、节点设计的一般原则
⑴ 各杆的重心线应与 屋架轴线重合，汇交 于节点中心；角钢肢 背至重心线的距离取 5mm的倍数，小角钢 可取1mm的倍数；
⑵角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便使节 点紧凑时只能切肢尖。不允许一肢完全切去而另一肢 伸出的斜切。
b.节点板尺寸尽量使焊缝中心受力，节点板边缘与杆 件轴线夹角不应小于150 ；
c.节点板应伸出角钢肢背10~15mm ，也可缩进 （上弦搁置屋面板、檩体需要）t1/2~t1，t1为节点 板厚度；
d.同一屋架采用相同节点板厚度。
四、节点设计一般步骤
1）根据腹杆内力计算各杆所需焊缝长度和焊脚尺寸。 2）画出屋架轴线。 3）按比例画出各杆件的角钢轮廓线(表示角钢厚度
Thank you
Hale Waihona Puke (a)(b)一般
允许
(c)
(d)
允许
不允许
（3）弦杆截面有改变时，一般将拼接处弦杆肢背对 齐，屋架轴线在两个杆件形心线中间。节点处腹杆与 腹杆、腹杆与弦杆之间的净距不小于15~20mm；
三、节点板设计原则
a.节点板的形状应尽量简单规则，宜采用矩形，也可采 用平行四边形和梯形等，一般至少有两条边平行；
的线可示意画出) 。 4）切断角钢。 5）进行焊缝布置。 6）定出节点板的外形，适当考虑制作和装配误差。
7）标注尺寸： ①腹杆端部至节点中心的距离。 ②节点板的平面尺寸。节点中 心至节点板边缘的长度。 ③各杆件轴线至角钢肢背的距 离。 ④每条角焊缝的焊脚尺寸和焊 缝长度。 8）验算弦杆与节点板的连 接焊缝
钢屋架杆件节点设计讲解
第四节 简支屋架设计
二. 杆件计算长度
1.桁架平面内 理想桁架压杆在平面内计算长度为节点中心距， 考虑到拉杆对节点转动的约束作用，一般可根据节 点的嵌固程度确定。如下所示，弦杆、支座斜杆和 支座竖杆计算长度不折减，其他受压腹杆计算长度l0x ＝0.8l0
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
2.桁架平面外
拼接角钢长度由焊缝长度要求确定,接头一侧的每
条连接焊缝长度应为
N lw 4 0.7h f f fw
式中，N——节点两侧弦杆内力较小值。 拼接角钢长度 L 2(lw 2h f ) (10 ~ 20)mm 弦杆与节点板的连接焊缝，按上弦节点，但ΔN取 弦杆最大内力的15％，
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
2. 截面选择 1）按强度及稳定选择截面，同时应满足容许长细 比的要求。
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
节点设计
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
1.一般要求 1）各杆的重心线应与屋架轴线重合，汇交于节点中 心；角钢肢背至重心线的距离取5mm的倍数，小角 钢可取1mm的倍数； 2）弦杆截面有改变时，一般将拼接处弦杆肢背对齐，屋 架轴线在两个杆件形心线中间，如形心线偏移距离 超过较大弦杆截面高度5％，应考虑由此引起的偏 心弯矩，杆件弯矩按下式计算：
肢背：
1N 2 0.5Q 2
2 0.7h f 1lw1
f fw f fw
肢尖：
2 N 2 0.5Q 2
2 0.7h f 2lw 2
式中, hf1、lw1——肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度； hf2 、lw2——肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。
钢屋盖结构
3.双角钢杆件的填板
钢结构屋架设计计算书
一、设计资料天津某车间，屋架跨度为18m，房屋总厂为60m，屋架间距6m，屋面坡度i＝1／10，屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN／m2），80mm厚泡沫混凝土（0.3KN／m2），20mm厚水泥砂浆（0.3KN／m2），二毡三油铺绿石砂（0.3KN ／m2），屋面活荷载0.7KN／m2，雪荷载0.5KN／m2，积灰荷载0.5KN／m2，屋架端高1990mm，两端较之于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C20。
二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0＝l－300＝1800－300＝17700mm屋架端部高度取h0＝1990mm屋架跨中高度h＝h0＋i×l0／2＝1990＋0.1×17700／2＝2875mm屋架高跨比l0／h＝2.875／17.7＝1／6.16为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点用平间距取1.5m。
三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上下弦横向水平支撑。
由于房间端部为山墙，第一柱间间距小于6m，因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。
设置两道下弦纵向水平支撑。
在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中及两端，两屋架间共设置三道竖向支撑。
屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦设置一道柔性系杆。
屋架支撑的布置如下图：四、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雨雪荷载取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P10＝0.12＋0.011×跨度）计算，跨度单位为米。
荷载：永久荷载：防水层（二毡三油铺绿石砂）0.3×1.2＝0.36KN／m2找平层（20厚水泥砂浆）0.3×1.2＝0.36KN／m2保温层（80厚泡沫混凝土）0.5×1.2＝0.6KN／m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4×1.2＝1.68KN／m2屋架及支撑自重（0.12＋0.011×18）×1.2＝0.38KN／m2恒载总和∑＝3.38KN／m2可变荷载：屋面荷载0.7×1.4＝0.98KN／m2积灰荷载0.5×1.4＝0.7KN／m2活荷载总和∑＝1.68KN／m2计算荷载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P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN2、全跨永久荷载＋半跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN3、 全跨屋架包括自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活载P 恒'＝0.38×1.5×6＝3.42KN P 活'＝（1.68＋0.98）×1.5×6＝23.94KN1、2为使用阶段和在情况，3为施工阶段荷载情况，经过计算，第二种荷载组合所产生的杆件内力，对本题的杆件不起控制作用，所以不列入以下计算中。
钢屋架设计讲义
5.5普通钢屋架设计5．5．4杆件计算长度与长细比1、杆件计算长度（《钢规》5.3.1-5.3.2条）(1)确定桁架弦杆和单系腹杆(用节点板与弦杆连接)的长细比时，其计算长度L0按下表采用：注:① L为构件的几何长度(节点中心间距离)，L1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。
②斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。
③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外）。
当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍，且两节间的弦杆轴心压力不相同时，则该弦杆在桁架平面外的计算长度，应按下式（5-8）确定，但不应小于0.5L1。
对桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及K形腹杆体系的竖杆等，在桁架平面外的计算长度与应按公式（5-8）确定（受拉主斜杆仍取L1）；在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。
（2）确定在交叉点相互连接的桁架交叉腹杆的长细比时，桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离；桁架平面外的计算长度，当两交叉杆长度相等时，应按下列规定采用：①压杆（即计算杆为压杆）* 相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N N ll 00121 * 相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中断但以节点板搭接，则：NN l l 020121π+=* 相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则：l N N ll 5.04312100≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-= * 相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以节点板搭接，则：l NN l l 5.043100≥-= 当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接，若N 0≥N ，或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≥1430220N N l N EI Y π时，取L 0=0.5L 。
上述各式中：L 为桁架节点中心间距离（交叉点不作为节点考虑）；N 为所计算杆的内力；N 0为相交另一杆的内力，均为绝对值。
钢结构计算书讲解与例题
钢屋架施工图设计实训任务书(适用于高等职业技术教育建筑工程技术专业)本课程以实际训练为主，着重于培养学生进行钢屋架施工图设计的能力。
本课程对建筑工程技术专业学生来说，实用性较强，是学好建筑工程技术专业的基础之一。
一、实训目的通过一周实训，学生基本能进行荷载汇集和杆力计算；能选用钢材及焊条；能确定屋架形式及几何尺寸；能够布置屋盖支撑；能够选择杆件截面；能进行节点设计；能画出钢屋架施工图。
二、实训要求1.技术要求：具备钢屋架杆力计算基本能力，具备钢屋架设计及作图能力。
2.环境要求：学生在教室内独立完成。
3.主要媒介：（1）规范、标准：《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计规范》、《建筑结构制图标准》。
（2）教材：《建筑力学》，《建筑结构》。
（3）工具：计算工具，作图工具。
三、实训任务以某单位单跨厂房钢屋盖设计开展实训教学。
1.钢屋架杆力计算。
2.选用钢材及焊条。
3.确定屋架形式及几何尺寸。
4.布置屋盖支撑。
5.选择杆件截面。
6.进行节点设计。
7.画出钢屋架施工图。
四、成果（作业）形式实训结束，每个学生应当按要求交出一份计算书和钢屋架施工图一张。
实训成果格式：计算书用A4幅面纸张完成，要求计算正确，字迹工整，加装封面，装订成册；钢屋架施工图用A2幅面图纸完成，要求画图准确，布图美观，比例恰当。
五、已知条件根据下面的资料设计某单位单跨厂房钢屋盖。
杆件长度（单位米）内力计算表表1六、实训时间安排本实训共一周七、评价与考核1.评价内容：计算书和钢屋架施工图2.评价方法：过程表现与实训报告相结合进行综合评价，实训报告有老师批改并给出成绩。
3.过程与终结各占比例：过程表现占30%；实训报告占70%。
《钢屋架施工图设计》实训指导书设计步骤指导一、屋架杆件内力计算见任务书中条件二、屋架杆件截面的设计1.杆件的计算长度（1）桁架平面内计算长度l0x桁架弦杆，支座斜杆、支座竖杆刚度较大，两端相连的杆少，对节点的嵌固程度小，可不考虑，其计算长度取几何长度。
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第七节屋架的节点设计
一、构造要求
1.不同杆件连轴线应尽量与屋架的几何轴线重合，并交于节点中心，避免偏心
2.腹杆端部与弦杆或腹杆间留有空隙至少20m m
3.节点板形状有规则，至少两边平行
(1)节点板与杆件夹角应大于
(2)上弦节点处设加劲肋
(3)杆件切割要合理
二、节点设计
1.上弦节点(如图所示）
1)腹杆与节点板连接焊缝
a.肢背：(6-27)
b.肢尖：(6-28)
2)上弦杆与节点板连接焊缝为搁置屋面板或檩条，上弦杆的肢尖与节点板采用槽焊，计算时槽焊当作两条角焊缝进行计算。
对于该处连接，采用以下两种方式计算：
①集中荷载P由肢背和肢尖各承担一半，而内力差分别分配到肢背和肢尖
a.肢背
(6-29) b.肢尖
(6-30)
式中
：——节点处相邻节间上弦的内力
P——节点处的集中荷载
——角钢肢尖肢背的内力分配系数
——角钢肢背槽焊缝的焊脚高度和长度
其
中取节点板厚度一半
——角钢肢尖焊缝的焊脚高度和长度
②集中力P由角钢肢背槽焊缝承担，而内力
差由角钢肢尖与
节点板的角焊缝承受，以及由此产生的偏心
距
a.肢背：
(6-31) b.肢尖：
(6-32)
(6-33)
(6-34)
各参数同前
2.下弦节点(如图所示)
同上弦节点设计
1)节点处无外荷载
a.肢背
(6-35)
b.肢尖
(6-36)
2)节点处有外荷载
a.肢背
(6-37)
b.肢尖
(6-38)
各参数同前
3.屋脊节点(如图所示)
1)腹杆与节点板连接焊缝
式(6-27)、(6-28)
2)上弦杆与节点板连接焊缝
采用槽焊，假定节点荷载P全由上弦角钢肢背处槽焊缝承受，则屋
脊节点一侧所受的力为
a.肢背
(6-39) b.肢尖
坡度较小
时
当坡度较大时，则将力进行合成后再作计算
(6-40)
这里的肢背和肢尖的焊缝计算仅考虑节点一侧上弦与节点板的连接焊缝
3)拼接角钢的连接焊缝
拼接角钢与上弦杆采用四条角焊缝连接
则节点一侧拼接角钢的长度为：
(6-41)
式中
：——弦杆最大内力
而拼接角钢总长度
：
其中
：——节点两侧上弦杆间的间隙
4.下弦拼接节点(如图所示)
1)腹板与节点板连接焊缝
式(6-27)、(6-28)
2)下弦杆与节点板连接焊缝
a.肢背
(6-42)
b.肢尖
(6-43)
3)拼接角钢的连接焊缝
拼接角钢与下弦杆采用四条角焊缝连接，假定拼接角钢与下弦的连接焊缝按下弦截面积等强度计算
则节点一侧拼接角钢的长度为：
(6-44)
式中：A——下弦角钢截面总面积
f——钢材的设计强度
5.支座节点(如图所示)
有刚接和铰接两种型式，同柱脚设计，这里仅讨论简支支座节点中常用的平板式支座。
平板式支座由支座节点板、支座底板、加劲肋和锚栓组成。
1)底板面积
(6-45)
式中：R——屋架支座反力设计值
——砼轴心抗压强度设计值
——支座底板净面积
A：支座底板面积
：锚栓孔面积
2)底板厚度
底板下平均应力
则支座底板单位宽度上最大弯矩
式中：——两相邻支承边的对角线长度
——系数，由(见表)可得，为两支承边的相交点到对角线的垂直距离
则底板厚度(6-46)
3)加劲肋与节点板连接焊缝计算(如图所示)
(6-47)
4)节点板和加劲肋与底板连接焊缝
(6-48)
式中：R——屋架支座反力设计值
——节点板、加劲肋与支座底板的水平焊缝总长度
5)构造要求
a.为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板之间的净距不应小于130m m
b.支座底板尺寸
宽度：取200～360m m
长度：取200～400m m
厚度：当屋架跨度≤18m时，t≥16m m
当屋架跨度>18m时，t≥20m m
c.锚栓
由于支座节点为铰接，故锚栓按构造设置，一般为M20～M25，垫板开孔比锚栓直径大1～2m m，为方便安装，底板开孔一般为锚栓直径的2~2.5倍，锚栓埋入柱内的长度应满足锚固要求。
d.制作
对两端铰支且跨度≥24m的梯形和矩形屋架以及跨度≥15m的三角形屋架，为减小挠度，在制作时常将屋架起拱，起拱值约为跨度的1/500。