9m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
9m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书-17页word资料
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：李 维 指导老师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）一、 设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸为：36m ×9m ，柱距S=4m ；2、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)；3、屋面坡度i=1∶2.5，恒载0.9kN/m 2，活(雪)载0.3kN/m 2；4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ；5、钢材标号：Q235-B.F ；6、焊条型号：E43型；7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。
二、屋架形式及几何尺寸三角形钢屋架多用于屋面坡度较大的屋盖结构中，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/2～1/3。
三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。
此设计采用六节间的三角形芬克式轻钢屋架。
屋面坡度i=1∶2.5，于是屋面倾角屋架计算跨度： L 0=L-300=9000-300=8700mm 屋架跨中高度： mm i L h 1740.522870020=⨯=⨯=上弦长度： mm L l 46859285.028700cos 200=⨯==α上弦节间长度： mm l l 15623==上弦节间水平投影长度：mm l a 14509285.01562cos =⨯=⋅=α根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
图1 屋架杆件的几何长度(mm)三、屋架支撑布置 (一)屋架的支撑1.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑(如图2)。
2.在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-2和D-2′处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。
三角形钢屋架
武汉科技大学理学院工程力学系081 班计算：李子龙樊智勇徐云飞刘哲画图：辛i=l=r.姜贵资料员：胡鹏吴晓剑校核：刘顺江三角形钢屋架设计说明书1设计资料及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构，单跨屋架结构总长度为36m柱距为4m跨度为l=9m，屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820X 725X 8.其他主要参数：坡度i=i ：3,恒载为m,活载为m,屋架支撑在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20,柱顶标高为6m钢材标号：，其设计强度为f=215KN/m{, 焊条采用E43型，手工焊接，荷载分项系数去：丫G=,丫Q=.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。
1屋架坡度为1: 3，屋面倾角arctan- 18.4。
3sin 0.3162, cos 0.9487屋架计算跨度：l0 l 300 8700mm.屋架跨中高度：h 山1450mm6上弦长度：L —4585 mm2cos节间长度：a L1528mm.3节间水平方向尺寸长度： a a cos 1449 mm .根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1 杆件的几何尺寸3屋盖支撑设计屋架的支撑（如图1所示）⑴ 在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
⑵在屋架的下弦节点2处设置一通长柔性水平系杆。
图2 屋架的支撑屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm 要求搭接长度》150mm 且每张瓦至少需要有三个 支撑点，因此，最大檩条间距为：a pmax 1820 150 835mm .3 1半跨屋面所需檩条条数为：n p — 1 6.5根。
p835考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数为n p=7根，檩条间距a p L 764mm a pmax .可以满足要求。
6檩条水平间距：a p a p cos725mm.檩条选用槽钢［，查表得相关数据：W X 16.1cm 3,W y 4.5cm 3,I x 51cm 4 ⑴荷载计算 恒载：m,活载：m. 檩条截面受力图如图3所示。
12m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：王山虎 指导教师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）1 简介三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等，坡度一般在16~13。
按腹杆布置又分为芬克式，单向斜杆式及人字式。
芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间，短腹杆受压，长腹杆受拉，受力合理，是三角形屋架中常用的经济形式。
单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大，节点数量较多，斜腹杆受拉，竖杆受压， 受力不够合理，下弦节点距离相等适于吊顶，但杆件交角较小，构造上不宜处理，制作不够经济，人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点，但斜杆有受拉和受压的可能，受力不确定，但腹杆数量少，较为经济。
2 设计资料及说明：设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构（封闭式），要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸分别为：36m ×12m ，柱距S=4m 。
2、屋面材料：波形石棉瓦（1820×725×8）。
3、屋面坡度1：2.5。
4、 屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m 。
5、钢材标号：Q235-B.F 。
设计强度f=215kN/m 26、焊条型号：E43型。
7、屋架承受的荷载：（1）恒载：20.9kN m ；（2）活（雪）载： 20.6/kN m 8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。
3 屋架杆件几何尺寸的计算基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求，选用芬克式八节三角形屋架。
3.1 屋架尺寸屋架的计算跨度：o l =12000－2×150=11700mm ；屋面倾角：()12.521.8arctg α== ，sin 0.3714,cos 0.9285αα== 屋架跨中高度：h=11700/(2×2.5)=23400mm 上弦长度：L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度：a=6300/4=1575mm根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图所示：图、屋架杆件几何尺寸（mm ）上弦节间水平投影长度：'1575cos 1462a mm α==3.2 屋盖支撑布置3.2.1 屋架的支撑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。
三角形钢屋架课程设计指导书14页word文档
三角形钢屋架课程设计1 三角形钢屋架课程设计任务书1.1 设计题目设计某市郊区某机械加工单层单跨厂房的三角形屋架。
1.2 设计资料某机械加工厂房，设有两台工作级别A4的软钩吊车，建筑平面示意图如图1所示，屋面材料采用上下两层多波形压型钢板，中间用20mm厚矿渣棉板保温层，屋面离地面高度约为20m。
屋架两端支撑于截面为400mm×400mm的钢筋混凝土柱上，柱子的混凝土等级为C20。
图1 建筑平面示意图1.3 设计内容（1）选择钢屋架的材料；（2）确定钢屋架的几何尺寸；（3）屋架及屋盖支撑的布置；（4）檩条的设计；（5）钢屋架的设计；（6）绘制钢屋架施工图。
1.4 参考资料（1）《钢结构设计规范》（GB50017）.（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009）.（3）《建筑抗震设计规范》（GB50011）.（4）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）.（5）《建筑结构制图标准》（GB/T50101）.（6）《建筑结构设计术语和符号标准》（G B／T50083）.（7）周俐俐，姚勇等编著.土木工程专业钢结构课程设计指南. 北京：中国水利水电出版社，知识产权出版社，2019.5.2、三角形钢屋架课程设计指导书参见梯形钢结构屋架课程实际指导书。
3、三角形钢屋架课程设计实例3.1 设计资料三角形（芬克式）屋架跨度24m ，间距6m ，屋面材料为压型钢板（自重0.122kN m ），屋面坡度1／2.5，厂房长度为60m 。
基本风压0.402kN m ，雪荷载为0.352kN m ，屋面高度为（平均约）20m ，屋架支撑于钢筋混凝土柱上。
钢材采用Q235B,焊条采用E43型。
3.2 屋架尺寸和檩条、支撑布置 1.屋架尺寸屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm屋面倾角： '1arctan2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5ααα====o 屋架跨中的高度为：2370047402 2.5h mm ==⨯上弦长度：0127622cos l l mm α==节间长度：mm a 2555512762'==节间水平投影长度：a='a cos α=2555×0.9285=2370mm 屋架几何尺寸见图2。
三角形屋架设计说明
钢结构设计原理课程设计——三角形钢屋架结构设计设计时间目录1课程设计指导书 (6)2屋架杆件几何尺寸的计算 (6)3屋架支撑布置 (7)3.1屋架支撑 (7)3.2屋面檩条及其支撑 (8)3.2.1截面选择 (8)3.2.2强度计算 (9)3.2.3强度验算 (9)3.2.4荷载计算 (9)4屋架的力计算 (10)4.1杆件的轴力 (10)4.2上弦杆的弯矩 (10)5屋架杆件截面设计 (10)5.1上弦杆 (11)5.2下弦杆 (12)5.3腹杆 (13)5.3.1中间竖腹杆JG (13)5.3.2主斜腹杆IK、KG (14)5.3.3腹杆DI (14)5.3.4腹杆BH、CH、EK、FK (15)5.3.5腹杆HD、DK (15)5.4填板设置与尺寸选择 (15)6屋架节点设计 (16)6.1支座节点A (16)6.2上弦一般节点B、C、E、F、D (20)6.3屋脊拼接节点G (21)6.4下弦一般节点H (23)6.5下弦拼接节点I (23)6.6下弦中央节点J (25)6.7受拉主斜杆中间节点K (25)8参考资料 (25)三角形钢屋架课程设计指导书西南交通大学自考班课程设计任务书——钢屋架设计一、设计资料1.某地区某金工车间，长18×Sm，跨度Lm，柱距Sm，采用无檩屋盖结构体系，梯形钢结构屋架，1.5m×Sm预应力混凝土大型屋面板，膨胀珍珠岩制品保温层（容重4kN/m3，所需保温层厚度由当地温度确定），卷材屋面，屋面坡度i。
基本风压W，基本雪压S. 活荷载q2.某地区某车间，长18×S m，跨度L m，采用有檩屋盖体系，三角形屋架，屋面采用压型钢板0.15Kn/m2，不保温，屋面坡度i。
基本风压W，基本雪压S.活荷载q根据附表选择题目。
屋架均简支于钢筋混凝土柱子上，混凝土标号为C20，建造地点见附表。
屋架所受荷载，包括恒载，活荷载，及风雪荷载等，均应该根分组表采用。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：X X 指导教师：XXX（三峡大学 机械与材料学院）1设计资料及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构，单跨屋架结构总长度为36m ，柱距为4m ，跨度为l=9m ，屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820×725×8.其他主要参数：坡度i=1：3，恒载为0.3KN/m 2,活载为0.6KN/m 2，屋架支撑在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高为6m ，钢材标号：Q235-B.F ，其设计强度为f=215KN/m 2,焊条采用E43型，手工焊接，荷载分项系数去：γG =1.2,γQ =1.4.2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==。
s i n 0.316α=, cos 0.9487α= 屋架计算跨度：03008700l l mm =-=. 屋架跨中高度：014506l h mm == 上弦长度：045852cos l L mm α==节间长度：15283La mm ==.节间水平方向尺寸长度：`cos 1449a a mm α==. 根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1 杆件的几何尺寸3屋盖支撑设计3.1 屋架的支撑（如图1所示）⑴ 在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
⑵ 在屋架的下弦节点2处设置一通长柔性水平系杆。
图 2 屋架的支撑3.2屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm ，要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少需要有三个支撑点，因此，最大檩条间距为：max 182015083531p a mm -==-. 半跨屋面所需檩条条数为：1 6.5835p Ln =+=根。
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数为:p n =7根，檩条间距max 7646p p La mm a ==<. 可以满足要求。
轻型钢屋架说明书
目录1设计资料及要紧参数 (1)2屋架形式及几何尺寸 (1)3屋盖支撑设计 (2)屋架的支撑 (2)屋面檩条及其支撑 (2)4屋架的内力计算 (4)杆件的轴力 (4)上弦杆弯矩 (5)5屋架杆件截面计算 (6)上弦杆 (6)下弦杆 (9)腹板 (10)填板设置与尺寸选择 (13)6屋架节点设计 (13)支座点A (13)上弦一样节点B、E、C、F、D (17)屋脊拼接点G (18)下弦杆节点1 (19)下弦杆节点2 (20)受拉主斜杆中间节点4 (19)7施工图 (19)8关于本设计的一些说明 (19)9参考文献 (20)轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：陈 昶 指导教师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院）1设计资料及要紧参数设计一名于杭州市近郊的单跨屋架结构（封锁式），屋架支承在钢筋混凝土柱顶。
其要紧参数如下：一、单跨屋架平面尺寸：36m×18m 二、柱距：S=4m 3、屋面坡度：i=1：3 4、屋面恒载： m 2 五、活（雪）载： m 2六、屋面材料：波形石棉瓦（1820×725×8） 7、混凝土标号：C20 八、柱顶标高：6m九、钢材标号：（其设计强度f =215/m 2） 10、焊条型号：E43型 1一、载荷分项系数：γG =；γQ =2屋架形式及几何尺寸依照所用屋面材料的排水需要和跨度参数，采纳芬克式十二节间三角形屋架。
屋架坡度为1：3，屋面倾角︒==4.1831tan α。
s i n 0.3162α=, c o s 0.9487α=屋架计算跨度：mm L L 17700300180003000=-=-= 屋架跨中高度：mm i L h 2950321770020=⨯=⨯=上弦长度：mm αL l 93299487.0217700cos 20=⨯== 节间长度：mm l a 1555693296===节间水平投影长度：'cos 15550.94871475a a αmm ==⨯=依照《轻型钢结构设计手册》查得各杆长度系数，然后计算各杆件几何尺寸如图1所示。
详细12m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学生：王山虎指导教师：付建科（三峡大学机械与材料学院）1 简介三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等，坡度一般在16~13。
按腹杆布置又分为芬克式，单向斜杆式及人字式。
芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间，短腹杆受压，长腹杆受拉，受力合理，是三角形屋架中常用的经济形式。
单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大，节点数量较多，斜腹杆受拉，竖杆受压，受力不够合理，下弦节点距离相等适于吊顶，但杆件交角较小，构造上不宜处理，制作不够经济，人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点，但斜杆有受拉和受压的可能，受力不确定，但腹杆数量少，较为经济。
2 设计资料及说明：设计一位于市近郊的单跨屋架结构（封闭式），要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸分别为：36m×12m，柱距S=4m。
2、屋面材料：波形石棉瓦（1820×725×8）。
3、屋面坡度1：2.5。
4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。
5、钢材标号：Q235-B.F 。
设计强度f=215kN/m 26、焊条型号：E43型。
7、屋架承受的荷载：（1）恒载：20.9kN m ；（2）活（雪）载： 20.6/kN m 8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4 。
3 屋架杆件几何尺寸的计算基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求，选用芬克式八节三角形屋架。
3.1 屋架尺寸屋架的计算跨度：o l =12000－2×150=11700mm ；屋面倾角：()12.521.8arctg α==o ，sin 0.3714,cos 0.9285αα== 屋架跨中高度：h=11700/(2×2.5)=23400mm 上弦长度：L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度：a=6300/4=1575mm根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图所示：图、屋架杆件几何尺寸（mm ）上弦节间水平投影长度：'1575cos 1462a mm α==3.2 屋盖支撑布置3.2.1 屋架的支撑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。
9m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：李 维 指导老师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）一、 设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸为：36m ×9m ，柱距S=4m ； 2、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)； 3、屋面坡度i=1∶，恒载0.9kN/m 22；4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ；5、钢材标号：Q235-B.F ；6、焊条型号：E43型；7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。
二、屋架形式及几何尺寸三角形钢屋架多用于屋面坡度较大的屋盖结构中，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/2～1/3。
三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。
此设计采用六节间的三角形芬克式轻钢屋架。
屋面坡度i=1∶，于是屋面倾角︒==.821).521arctan(α 3714.0sin =α 9285.0cos =α屋架计算跨度： L 0=L-300=9000-300=8700mm屋架跨中高度： mm i L h 1740.522870020=⨯=⨯=上弦长度： mm L l 46859285.028700cos 200=⨯==α上弦节间长度： mm l l 15623==上弦节间水平投影长度：mm l a 14509285.01562cos =⨯=⋅=α根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
图1 屋架杆件的几何长度(mm)三、屋架支撑布置 (一)屋架的支撑1.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑(如图2)。
9m钢屋架课程设计
9m钢屋架课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解9m钢屋架的结构特点、设计原理及施工要求。
2. 学生能掌握9m钢屋架的力学性能、材料性能及相关计算方法。
3. 学生能了解9m钢屋架在建筑行业中的应用及其优势。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，进行9m钢屋架的设计和计算。
2. 学生能通过实际操作，完成9m钢屋架模型的搭建。
3. 学生能运用专业软件，对9m钢屋架进行模拟分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构工程的兴趣，激发其学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作和团队合作。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到钢结构建筑在节能环保方面的优势。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，结合理论教学和实际操作，使学生掌握9m钢屋架的设计和应用。
学生特点：九年级学生已具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力，但对建筑结构知识了解有限。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 钢结构基本概念、分类及特点- 9m钢屋架结构形式、设计原理- 钢材力学性能、材料性能- 9m钢屋架施工工艺及验收标准2. 实践操作：- 9m钢屋架模型设计与计算- 9m钢屋架模型搭建与调整- 专业软件在9m钢屋架设计中的应用3. 教学大纲：- 第一周：钢结构基本概念、分类及特点，介绍9m钢屋架结构形式- 第二周：钢材力学性能、材料性能，学习9m钢屋架设计原理- 第三周：9m钢屋架施工工艺及验收标准，讲解模型设计与计算方法- 第四周：分组进行9m钢屋架模型设计与计算，指导搭建与调整- 第五周：运用专业软件进行9m钢屋架设计，总结与评价教学内容依据课程目标，结合教材章节，确保科学性和系统性。
通过理论与实践相结合的方式，使学生全面掌握9m钢屋架的设计与应用。
12m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书1 简介三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等，坡度一般在16~13。
按腹杆布置又分为芬克式，单向斜杆式及人字式。
芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间，短腹杆受压，长腹杆受拉，受力合理，是三角形屋架中常用的经济形式。
单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大，节点数量较多，斜腹杆受拉，竖杆受压，受力不够合理，下弦节点距离相等适于吊顶，但杆件交角较小，构造上不宜处理，制作不够经济，人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点，但斜杆有受拉和受压的可能，受力不确定，但腹杆数量少，较为经济。
2 设计资料及说明：设计一位于郑州市的单跨屋架结构（封闭式），要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸分别为：96m×12m，柱距S=6m。
2、屋面材料：压型钢板。
3、屋面坡度1：。
4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱为混凝土柱尺寸为450mm*450mm。
5、钢材标号：Q235-B。
设计强度f=215kN/m26、焊条型号：E43型。
7、屋架承受的荷载：（1）恒载：m²；（2）活（雪）载：m²。
8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =，γQ= 。
3 屋架杆件几何尺寸的计算基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求，选用芬克式八节三角形屋架。
屋架尺寸屋架的计算跨度：o l =12000－2×150=11700mm ；屋面倾角：()12.521.8arctg α==o ，sin 0.3714,cos 0.9285αα== 屋架跨中高度：h=11700/(2×=23400mm 上弦长度：L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度：a=6300/4=1575mm根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图所示：图、屋架杆件几何尺寸（mm ）上弦节间水平投影长度：'1575cos 1462a mm α==屋盖支撑布置屋架的支撑在房屋两端第一个之间和中间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
12m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书1 简介三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等，坡度一般在1~13。
按腹杆布置又分为芬克式，单向斜杆式及人字式。
芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间，短腹杆受压，长腹杆受拉，受力合理，是三角形屋架中常用的经济形式。
单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大，节点数量较多，斜腹杆受拉，竖杆受压，受力不够合理，下弦节点距离相等适于吊顶，但杆件交角较小，构造上不宜处理，制作不够经济，人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点，但斜杆有受拉和受压的可能，受力不确定，但腹杆数量少，较为经济。
2 设计资料及说明：设计一位于郑州市的单跨屋架结构（封闭式），要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸分别为：96m×12m，柱距S=6m。
2、屋面材料：压型钢板。
3、屋面坡度1：。
4、 屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱为混凝土柱尺寸为450mm*450mm 。
5、钢材标号：Q235-B 。
设计强度f=215kN/m 26、焊条型号：E43型。
7、屋架承受的荷载：（1）恒载：m2；（2）活（雪）载：m2。
8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =，γQ = 。
3 屋架杆件几何尺寸的计算基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求，选用芬克式八节三角形屋架。
屋架尺寸屋架的计算跨度：o l =12000－2×150=11700mm ；屋面倾角：()12.521.8arctg α==，sin 0.3714,cos 0.9285αα==屋架跨中高度：h=11700/(2×=23400mm 上弦长度：L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度：a=6300/4=1575mm根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图所示：图、屋架杆件几何尺寸（mm ）上弦节间水平投影长度：'1575cos 1462a mm α== 屋盖支撑布置 屋架的支撑在房屋两端第一个之间和中间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
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轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生：李 维 指导老师：付建科（三峡大学 机械与材料学院）一、 设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸为：36m ×9m ，柱距S=4m ；2、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)；3、屋面坡度i=1∶2.5，恒载0.9kN/m 2，活(雪)载0.3kN/m 2；4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ；5、钢材标号：Q235-B.F ；6、焊条型号：E43型；7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。
二、屋架形式及几何尺寸三角形钢屋架多用于屋面坡度较大的屋盖结构中，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/2～1/3。
三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。
此设计采用六节间的三角形芬克式轻钢屋架。
屋面坡度i=1∶2.5，于是屋面倾角︒==.821).521arctan(α 3714.0sin =α 9285.0cos =α屋架计算跨度： L 0=L-300=9000-300=8700mm屋架跨中高度： mm i L h 1740.522870020=⨯=⨯=上弦长度： mm L l 46859285.028700cos 200=⨯==α上弦节间长度： mm l l 15623==上弦节间水平投影长度：mm l a 14509285.01562cos =⨯=⋅=α根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
图1 屋架杆件的几何长度(mm)三、屋架支撑布置 (一)屋架的支撑1.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑(如图2)。
2.在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-2和D-2′处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。
3.因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在各屋架的下弦节点2和2′各设置一道通长柔性水平系杆，水平系杆的始、终端连于屋架垂直支撑的下端节点处。
4.上弦横向支撑和垂直支撑节点处的水平系杆均由该处的檩条代替。
(二)屋面檩条及其支撑 1.檩条数量波形石棉瓦长1820mm ，要求搭接长度≧150mm ，且每张瓦至少要有三个支承点，因此最大檩条间距mm a 835131501820max =--=半跨屋面所需檩条数根6.6183515623=+⨯=p n考虑到所需平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数p n =8根，檩条间距mm a a p p 8353.46691815623max =<=-⨯=可满足要求。
2.檩条选择檩条通常是双向弯曲结构，分实腹式和桁架式两大类，或者制造费工，应用较少。
实腹式檩条常采用槽钢、角钢以及 冷弯薄壁C 型钢和Z 型钢。
槽钢檩条应用普遍，其制作、运输和安装均较简便；但热轧型钢壁较厚，材料不能充分发挥作用，故用钢量较大；薄壁型钢檩条受力合理，用钢量少，在材料有来源时宜优先采用，但防锈要求较高。
这里试选用[8槽钢，查型钢表可得4101cm I x =，33.25cm W x =，38.5cm W y =。
实腹式檩条由于腹板与屋面垂直放置，故在屋面荷载q 的作用下将绕截面的两个主轴弯曲。
若荷载偏离截面的弯曲中心，还将受到扭矩的作用，但屋面板的连接能起到一定的阻止檩条扭转的作用，故设计时可不考虑扭矩的影响，而按双向受弯构件计算。
由于型钢檩条的壁厚较大，因此可不计算其抗剪和局部承压强度。
3.檩条验算a.荷载计算恒载2/9.0m kN g k =,活载2/3.0m kN s k =，则檩条均布荷载设计值2/5.13.04.16.02.1m kN s g q k Q k G =⨯+⨯=+=γγ图2所示实腹式檩条在屋面竖向荷载q 作用下，檩条截面的两个主轴方向分布承受αsin q q x =和αcos q q y =分力作用。
图2 槽钢檩条受力示意图则 2x /9.319285.05.1cos m kN q q =⨯==α2/6.503714.05.1sin m kN q q y =⨯==αb.强度验算m kN l q M x /78.21639.181812x =⨯⨯==m kN l q M y /28.046.5081)2(812y =⨯⨯==281L q M y x =2x q 81L M y =檩条承受双向弯曲时，按下列公式计算强度：f W M W M nyy y nx x x≤+γγ截面塑性发展系数05.1=x γ，20.1=y γ，故mm kN mm N mm kN /215/145/145.08.52.128.03.2505.178.222<==⨯+⨯所以满足要求。
C.刚度验算当檩条间设有拉条时，檩条只需计算垂直于屋面方向的最大挠度，计算挠度时，荷载应取其标准值。
荷载标准值： 2/1.119385.0)3.09.0(cos )(m kN s g q k k y =⨯+=+=α则 150122611001.11006.2400011.1384538456533<=⨯⨯⨯⨯⨯=•=x y EI l q l ν能满足刚度要求。
四、屋架的内力计算 (一)杆件的轴力载荷计算：恒载2/9.0m kN ，活载2/3.0m kN ，屋面水平投影面上的荷载设计值为2/5.13.04.19.02.1m kN s g q k Q k G =⨯+⨯=+=γγ为求杆件轴力，把荷载化成节点荷载：kN qas p 7.394562.15.1=⨯⨯==由于屋架及荷载的对称性，只需计算半榀屋架的杆件轴力。
由《建筑结构静力计算手册》查得内力系数，计算出各杆内力如表。
图Ap 2表3杆件内力设计值上弦杆的弯矩屋架上弦杆在节间荷载作用下的弯矩，按下列近似公式计算： 上弦杆短节间的最大正弯矩 018.0M M =其他节间的最大正弯矩和节点负弯矩 026.0M M ±=0M 是视上弦节间杆段为简支梁时的最大弯矩，计算时屋架及支撑自重仅考虑上弦杆重量。
上弦杆节间集中荷载 kN qas P .923445.15.13=⨯⨯==' 节间简支梁最大弯矩 m kN a P M /4.145.19.231310=⨯⨯='=端节间最大正弯矩 m kN M M /2.114.18.08.001=⨯==其它节间最大正弯矩和节点负弯矩 m kN M M /84.04.16.06.002=⨯±=±= 五 屋架杆件截面设计在设计杆件截面前，必须首先确定所用节点板厚度。
在三角形屋架中，节点板厚度与弦杆的最大内力有关。
根据弦杆最大内力kN N 30.60max =查《钢结构设计指导与实例精选》钢屋架节点板厚度选用表，可选择支座节点板厚度8mm ，中间节点板厚度6mm 。
（一）上弦杆整个弦杆采用等截面筒长杆，以避免采用不同截面时的杆件拼接 弯矩作用平面内计算长度 cm l ox 2.156=侧向无无支撑长度 cm l 4.3122.15621=⨯= 首先适选择上弦截面为2∟563⨯。
查表得其相关参数：228.12cm A =,mm r 7=, cm i x 94.1=,cm i y 89.2=,3m ax 6.26cm W X =,3min 16.10cm W X =截面塑性发展系数05.11=X γ，20.12=X γ 1. 强度检验 检验条件:2/215mm N f W M A NnXX X n =≤+γ 取最大内力杆段A-B 短上弦杆验算：轴心压力 N=60.3kN最大正弯矩（节间）m kN M M X ⋅==12.11，最大负弯矩（节点）m kN M M x ⋅==84.02正弯矩截面：3623max 11max 10.62605.11012.1108.2121030.60⨯⨯⨯+⨯⨯=+=+X X X X X n W M A N W M A N γγ22/215/.2891.4049.1mmN f mm N =<=+=负弯矩截面：3623min 22min 106.11020.11084.0108.2121030.60⨯⨯⨯+⨯⨯=+=+X X X X X n W M A N W M A N γγ22/215/1189.6849.1mmN f mm N =<=+=上弦杆强度满足要求2. 弯矩作用平面内的稳定性验算 按下列规定计算(1)对角钢水平肢121/215)25.11(mm N f N N W M ANEXX X XmX X =≤-+γβϕ(2)对角钢竖直肢222/215)25.11(mm N f N N W M AN EXX X XmX =≤--γβ因所考虑杆段相当于两端支承的构件、杆上同时作用有端弯矩和横向荷载并使构件产生反向曲率的情况，故按规范第5.2.2条取等效弯矩系数 85.0max =β[]1502.58094.12.156=<===λλX oX X i l 属b 类截面，查《钢结构》P339页附表17-2b 类截面轴心受压杆件的稳定系数687.0=X ϕ。
欧拉临界力kN EA N X EX.7384102.580108.212102063223222=⨯⨯⨯⨯⨯==-πλπ 杆段A —B 轴心压力kN N 30.60=157.0.738430.60==EX N N 用最大正弯矩验算：m kN M M X ⋅==12.113max 16.26cm W W X X ==， 3min 26.110cm W W X X ==)157.08.01(10.62605.11012.185.0108.212687.01030.60)8.01(36231⨯-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯-+EXXX X mX X N N W M A N γβϕ22/215/3.711898.39.571mmN f mm N =<=+=)157.025.11(106.1102.11012.185.0108.2121030.60)25.11(36232⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=--EXXX X mX N N W M A N γβ22/215/7.1466.97.149mmN f mm N =<=+=用最大负弯矩进行验算：m kN M M X ⋅==84.02，20.12==X X γγ3min 16.110cm W W X X ==)157.08.01(106.11020.11084.085.0108.212687.01030.60)25.11(36231⨯-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-+EXXX X mX X N N W M A N γβϕ22/215/07.11697.661.49mmN f mm N =<=+=平面内长细比和稳定性均满足要求。