钢结构课程设计参考示例
钢结构课程设计-杆件设计示例 2
屋架中的杆件，除跨中央的竖腹杆采用十字形截面外，其余杆件均采用双角钢组合的T形截面。
(一)、选择节点板厚
由腹杆最大内力N=-105.07kN，查下册教材P85表2.13知：本屋架支座节点板厚度取8mm，其余节点板与垫板厚度取6mm。注意：在节点设计中确定焊脚尺寸hf时，hf要满足：hfmin= =4.24mm(支座结点处)，或hfmin= =3.67mm(其他结点处)。因此所能选择的hfmin=5mm。考虑到要在角钢肢尖处施焊，所以角钢的最小厚度应为5mm。同时，考虑到屋架上、下弦杆要分别在屋脊结点和跨中央进行拼接，拼接时要用拼接角钢和弦杆角钢焊接，而拼接角钢要用安装螺栓定位，所以弦杆角钢的肢宽b不能小于45mm(见上册教材P72表3.8)。
3）、整体稳定性：由λmax=λx=115.8，查表得φmin=0.459，
则：N/(φmin×A)=138.37×10/（0.459×2×7.21）=209.1N/mm2＜f=215N/mm2
所以，2L90×56×5满足要求，而且比较经济。
（3）、填板设计
填板截面尺寸：-60×(56+20)×6=-60×76×6，取为-60×80×6。
（2）构件详图：屋架正立面图（参考比例：轴线1:20~1:30：，杆件及节点1:10~1:20），上、下弦平面图，端部及中间部位剖面图.
（3）零件或节点大样图（参考比例：1:5或1:10）.
（4）材料表.
（5）设计说明。
六、钢材及焊条的选择
根据结构的重要性，荷载特征，结构形式，连接方法，钢材厚度和工作环境等因素采用Q235B级钢材，要求钢材具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和冷弯性能的合格保证，同时碳、硫、磷含量符合焊接钢材的要求。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量等级三级。
钢结构设计范例
钢结构设计范例钢结构作为一种常用的建筑结构形式，在现代建筑中得到了广泛应用。
钢材具有高强度、轻质、可塑性好等优点，使得钢结构在大跨度建筑、高层建筑以及特殊环境下的建筑中具有独特的优势。
本文将以一个钢结构设计范例为例，介绍钢结构设计的基本原理和方法。
一、设计需求分析本次设计的项目是一座位于城市中心的高层办公楼。
楼体高度为100米，总层数为30层。
设计要求包括满足建筑结构的安全性、稳定性和经济性，并考虑到建筑的使用功能和美观性。
二、结构选型与布局钢结构的选型应综合考虑材料的性能、成本和施工工艺等因素。
根据本次设计的需求，我们选择采用焊接H型钢作为主要结构材料。
该材料具有良好的强度和刚度，适用于承受大跨度和重载的建筑结构。
在结构布局方面，我们将采用框架结构形式。
主体结构由纵向和横向的钢框架组成，以承担建筑的重力和水平荷载。
为了增加结构的稳定性，我们将在楼体四周设置剪力墙，并在楼层之间设置钢筋混凝土楼板以增加整体刚度。
三、荷载计算与结构分析在进行结构设计之前，需要对建筑所承受的荷载进行计算和分析。
常见的荷载包括自重、活载、风荷载和地震荷载等。
根据相关规范和经验数据，我们计算出了各种荷载的作用效果，并进行了结构的强度和稳定性分析。
四、结构设计与优化在进行结构设计时，需要根据计算结果和设计要求，确定钢材的规格、截面形状和连接方式等。
同时，还需要进行结构的优化设计，以提高结构的经济性和施工性。
在本次设计中，我们选择了适当的钢材规格和截面形状，以满足结构的强度和刚度要求。
同时，通过合理的连接方式和节点设计，提高了结构的整体稳定性和抗震性能。
五、施工方案与施工监控在完成结构设计后，需要制定详细的施工方案，并对施工过程进行监控和管理。
钢结构的施工需要严格控制材料的质量和焊接工艺的合规性，以确保结构的安全性和可靠性。
六、结构验收与使用阶段在完成钢结构的施工后，需要进行结构的验收工作。
验收包括对结构的质量、尺寸和连接等进行检查和测试，以确保结构符合设计要求和相关规范。
钢结构课程设计计算书(例子)
门式刚架厂房设计计算书一、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐高7.5m ，屋面坡度1/10。
刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋面和墙面采用厚夹芯板，底面和外面二层采用厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。
(不考虑墙面自重) 自然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/KN m 地面粗糙度B 类二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m 。
厂房长度>60m ，因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高<柱距，因此柱间支撑不用分层布置。
（布置图详见施工图） 三、荷载的计算 1、计算模型选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房檐高7.5m ，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m ；屋面坡度为1：10。
因此得到刚架计算模型：2.荷载取值屋面自重：屋面板：0.182/KN m 檩条支撑：0.152/KN m 横梁自重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋面雪荷载：0.32/KN m屋面活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑） 柱自重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作用荷载： （1）屋面荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ⨯⨯= 柱身恒载：0.359 3.15/KN M ⨯=（2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ⨯⨯=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωμμωμμ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地面粗糙度B 类）风载体形系数示意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=⨯⨯==⨯==-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯k k k k 迎风面 侧面， 屋顶， 背风面 侧面， 屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-⨯=-，荷载如下图：kn/mkn/m4.内力计算：（1）截面形式及尺寸初选： 梁柱都采用焊接的H 型钢~L 68⨯⨯⨯梁的截面高度h 一般取(1/301/45),故取梁截面高度为600mm ；暂取H600300，截面尺寸见图所示柱的截面采用与梁相同8668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --=⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯∙（2）截面内力：根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内轴力(拉正，压为向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用)按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合：① 1.2×恒载效应+1.4×活载效应② 1.2×恒载效应+1.4×风载效应③ 1.2×恒载效应+1.4×0.85×{活载效应+风载效应}取四个控制截面：如下图：各情况作用下的截面内力内力组合值控制内力组合项目有：①＋M max与相应的N，V(以最大正弯矩控制)②－M max与相应的N，V(以最大负弯矩控制)③N max与相应的M，V(以最大轴力控制)④N min与相应的M，V(以最小轴力控制)所以以上内力组合值，各截面的控制内力为：1-1截面的控制内力为0120.5848.45==-=-，，M N KN Q KN2-2截面的控制内力为335.33kN m120.58kN48.45，，M N Q KN=-⋅=-=-3-3截面的控制内力为335.33kN m 64.30kN 115.40kN M N Q =-⋅=-=，， 4-4截面的控制内力为246.78kN m 57.82kN 5.79kN M N Q =⋅=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截面内力 平面内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mμμ=+==∴=+⨯==⨯=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平面外计算长度：考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====， ⑴ 局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的。
钢结构课程设计(24米跨范例一)
钢结构课程设计班级：姓名：学号:指导老师：2012年 1 月 2 日目录一、设计资料 (1)二、结构形式及支撑布置 (2)三、荷载计算 (4)四、内力计算 (5)五、杆件设计 (6)六、节点设计 (10)七、参考资料 (17)八、附表一 (18)九、附表二 (19)一、设计资料某车间跨度为24m,厂房总长度72m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车（参见平面图、剖面图),工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架,两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。
屋架形式荷载(标准值）永久荷载: 改性沥青防水层0.35kN/m 2 20厚1：2。
5水泥砂浆找平层0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层0。
6kN/m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.4kN/m 2屋架和支撑自重为(0。
120+0。
011L ）kN/m 2可变荷载 基本风压: 0.35kN/m 2 基本雪压:（不与活荷载同时考虑） 0。
30kN/m 2 积灰荷载0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载0.7kN/m 2二、结构形式及支撑布置桁架的形式及几何尺寸如下图2。
1所示图2。
1 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2。
2所示1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000图2。
2 桁架支撑布置符号说明：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 2-2三、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。
钢结构课程设计指导与设计范例
设计钢结构课程的具体指导和设计范例可以根据不同的教育机构、课程设置和教学目标而有所不同。
以下是一般性的设计指导和设计范例的概述，以供参考：设计指导：⚫确定课程目标：明确课程的学习目标和教学目标，确定学生应该掌握的知识、技能和能力。
⚫确定课程内容：根据课程目标，确定课程内容和学习重点。
包括钢结构的基本原理、设计方法和规范要求等方面的知识。
⚫设计教学活动：结合课程内容，设计适合的教学活动和学习任务，如案例分析、实践项目、小组讨论、实验室实践等，以促进学生的实际操作和问题解决能力。
⚫选择教材和资源：选择适合的教材和学习资源，如教科书、参考书籍、学术论文、在线资源等，以支持学生的学习和研究。
⚫考核评估方法：确定合适的考核评估方法，如考试、作业、项目报告、实验报告等，以评估学生对课程内容的理解和应用能力。
设计范例：以下是一个可能的钢结构课程设计范例的大纲：⚫课程介绍和目标设定：介绍钢结构的基本概念和应用领域，明确课程目标和学习成果。
⚫钢结构基本原理：介绍钢结构的力学原理、材料特性和行为，包括静力学、动力学、应力分析等。
⚫钢结构设计规范：学习并了解国内外相关的钢结构设计规范和标准，如建筑结构设计规范、钢结构设计规范等。
⚫钢结构设计方法：介绍常用的钢结构设计方法和工程实践，包括承载力设计、稳定性分析、连接设计等。
⚫钢结构应用案例：通过实际案例分析和讨论，深入了解不同类型的钢结构应用，如建筑物、桥梁、塔吊等。
⚫钢结构计算软件应用：介绍并培训使用钢结构设计软件，如AutoCAD、STAAD.Pro等，以提高学生的设计和分析能力。
⚫实践项目和报告：安排实践项目，要求学生设计和分析一个真实的钢结构项目，并提交相应的设计报告。
⚫考核评估：通过考试、作业、实践项目和报告等方式，对学生的学习成果进行评估。
需要注意的是，具体的钢结构课程设计范例应根据教育机构的要求、师资力量和学生背景进行调整和定制。
建议参考相关的教育机构或课程教材，以获取更具体和详细的设计指导和范例。
最新18米跨度钢结构课程设计-示例
18米跨度钢结构课程设计-示例钢结构课程设计示例附录A 梯形钢屋架设计示例－、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18m。
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0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.5kN/㎡，积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。
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Q235B，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=18000-2×150=17700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）,中部高度2900mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。
图A-1 屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图B-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A-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。
永久荷载标准值防水层（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+0.011×18=0.318kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.068kN/㎡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+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN1P=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+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN3P=(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A-1。
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。
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。
钢结构课程设计范例
钢结构课程设计范例目录1.设计数据：32。
结构形式和布局：33。
负荷计算73.1。
可变跨度+全跨度永久荷载73.2。
全跨永久荷载+半跨可变荷载73.3。
全跨屋架自重（含支架）+半跨屋面板自重+半跨屋盖活载：64。
内力计算75。
构件设计95.1上弦杆：95.2下弦杆：115.3斜腹杆125.4竖杆：166。
节点设计206.1下弦杆设计：。
206.2上弦杆设计246.3屋脊节点K 346.4支承节点a 36单层工业厂房屋盖结构――梯形钢屋架设计1.设计数据：（1）第五组：某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10t中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。
采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4kn/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1kn/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4kn/m2），找平层2cm厚（0.3kn/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级c20，上柱截面400×400mm。
钢材选用q235b，焊条采用e43型。
屋面活荷载标准值0.7kn/m2，积灰荷载标准值0.6kn/m2，雪荷载及风荷载见下表。
活荷载1234567基本雪压0.300.750.100.200.450.500.35基本风压0.350.600.250.550.300.500.45（2）屋架计算跨度l0?24?0.3?23.7(m)（3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度，屋架跨中拱度按L/500考虑，取H0？1900mm中等高度h？3100mm（10/7.6）48m2.结构形式与布置屋架的形式和几何尺寸如图所示：2图1梯形钢屋架的形式和几何尺寸根据厂房长度（102m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。
钢结构课程设计实例之 (1)
钢结构设计任务书一、设计资料工业厂房跨度为L=24m，柱距为6m，厂房总长度为90m，采用1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板，屋面坡度i=1/12，屋架两端简支于钢筋混凝土柱上，柱采用封闭结合，上柱截面450mm×450mm,混凝土标号为C20。
二、钢材和焊条的选用钢材选用Q235-B，焊条选用E43型，手工焊三、屋架形式、尺寸及支撑布置屋架计算跨度：L0=L-300=23700(mm)屋架端部高度取：H0=2000（mm）跨中高度：H=3000（mm）屋架高跨比：HL0=300023700=17.9屋面几何尺寸屋架支撑布置四、荷载和内力计算1）荷载计算。
屋面永久荷载： KN/m2预应力混凝土大型屋面板（含灌缝） 1.50防水卷材 0.40找平层 0.40保温层 0.50屋架和支撑自重 0.30合计 3.102）屋面活荷载：雪荷载或活荷载 0.40（由于i=1/12<i=1/8，故不需考虑风荷载的影响）合计 0.403）节点荷载：一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本设计在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。
全跨荷载组合1：P=(1.2×3.1+1.4×0.4)×6×3.0=77.040KN全跨荷载组合2：P=(1.35×3.1+1.4×0.7×0.4)×6×3.0=82.386KN故，节点荷载P=82.386KN支座反力R=4P=4×82.386=329.544KN4）内力计算用图解法先求出节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载。
计算结果列于下表表1 屋架杆件计算内力（KN ）五、杆件截面选择1）上弦杆。
整个上弦不改变截面，按最大内力计算，N max =-646.812KN ，l ox =301.0cm ，l oy =600.0cm ，因为oy ox l l ≈2，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。
《钢结构设计原理》课程设计实例
《钢结构设计原理》课程设计一、设计目的1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识；2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3、为将来毕业设计打下基础。
二、设计要求必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。
三、设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。
四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。
五、已知条件跨度：15米钢号：16Mn 焊条号：E50 恒荷载标准值：98kN活载标准值：202kN 集中荷载个数：5个集中荷载跨度C=2.5米六、其它说明1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4；2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F是恒、活荷载通过次梁传到主梁上；3、主梁自重估计值均为m，且主梁钢板采用手工焊接；4kNq/4、主梁允许最大挠度值[]400/1/=l v T ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为mm 2500。
七、设计过程㈠主梁设计1主梁自重标准值m kN q GK /4=，设计值为m kN m kN q /8.4/42.1=⨯=。
则主梁最大剪力（支座处）为kN kN ql F V 10372158.44.40025225max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=+⨯=最大弯矩（跨中）为m kN m kN F F F ql Rl M ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯-⨯-⨯=⨯-⨯-⨯--=5.46395.74.40025.74.4008158.42152.12375.255.728222max采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度mm t f 16≥，故抗弯强度设计值2/295mm N f =。
计算需要的截面模量为 3336101497829505.1105.4639mm mm f M W x x x ⨯=⨯⨯==γ2、试选截面⑴确定腹板高度0h①建筑允许最大高度 mm h 2500max = ②按刚度条件，梁的最小高度为[]mm mm l v l f h T 13771500040010285.1295/10285.166min =⨯⨯⨯=⋅⨯=③经济梁高，按经验公式mm W h x ce 142630073=-⋅= 取梁的腹板高度为 mm h 14000= ⑵确定腹板厚度w t①按抗剪要求腹板厚度为 mm mm f h V t v w 2.517014*********.12.130max =⨯⨯⨯=≥②按经验公式 ()cm cm h t w 1.111/14011/0==≥取腹板厚度 mm t w 12=⑶确定翼缘尺寸每个翼缘所需截面积为2230078996140012140010149786mm mm h t h W A w x f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=-= 翼缘宽度为h/5b =～1400/5h/3=～2801400/3mm =～467mm 取320mm b =翼缘厚度为 mm mm b 7.24320/7899/A t f === 取26mm t =3、截面验算⑴梁的截面几何参数()mm mm t 145226214002h h 0=⨯+=⨯+= ()mm mm t h 14262/26214002/2h 01=⨯+=⨯+=()[]()4433303x 11204191408.302.14532121121I cm cm h t b bh w =⨯-⨯=⨯--=33x 154332.145112041922W cm cm h I x =⨯==()()2204.3446.23221402.12A cm cm bt h t w =⨯⨯+⨯=+=⑵强度验算mm 21t =w①验算抗弯强度22236x /295/3.286/101543305.1105.4639M mm N f mm N mm N W nx x =<=⨯⨯⨯==γσ ②验算抗剪强度()22243max /170/4.68/121011204193501270071326320101037V mm N f mm N mm N t I S v w x =<=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==τ③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即0c =σ）。
《钢结构》课程设计
《钢结构》课程设计一、设计题目设计一座单跨简支钢梁桥，桥面宽度为4米，跨度为16米。
要求对桥的各个部分进行详细的计算和设计，并确保桥梁的安全性和稳定性。
二、设计任务1. 确定桥梁的总体布置，包括桥面宽度、跨度、桥墩位置等；2. 选择合适的钢梁截面形式和尺寸；3. 对钢梁进行强度、刚度和稳定性计算；4. 设计合适的支座和基础结构；5. 绘制详细的施工图纸。
三、设计步骤1. 确定总体布置：根据设计任务要求，确定桥梁的跨度、桥面宽度和桥墩位置。
考虑到施工方便和安全性，可以采用常规的桥梁结构形式，如T型钢梁或工字钢梁。
2. 选择钢梁截面形式和尺寸：根据设计任务要求，选择合适的钢梁截面形式和尺寸。
可以采用标准化的钢梁截面形式，也可以根据需要进行非标设计。
需要注意的是，选择的截面形式应满足强度、刚度和稳定性的要求。
3. 计算钢梁的强度、刚度和稳定性：根据钢梁的截面形式和尺寸，进行详细的强度、刚度和稳定性计算。
可以采用理论公式或有限元分析方法进行计算。
确保钢梁在使用过程中不会发生屈服、过大变形或失稳现象。
4. 设计支座和基础结构：根据桥梁的总体布置和荷载情况，设计合适的支座和基础结构。
支座可以采用常见的橡胶支座或球形支座，基础结构应根据地质勘察资料进行设计，确保桥梁的安全性和稳定性。
5. 绘制施工图纸：根据设计结果，绘制详细的施工图纸。
图纸应包括各个部件的尺寸、材料、连接方式等详细信息，以便施工时按照图纸进行制作和安装。
四、注意事项1. 在设计过程中，应充分考虑桥梁的安全性和稳定性，确保桥梁在使用过程中不会发生安全事故；2. 在选择材料时，应考虑材料的力学性能、耐久性和经济性等因素；3. 在设计过程中，应注意各个部件之间的连接方式和构造细节，确保桥梁的整体性和可靠性；4. 在绘制施工图纸时，应保证图纸的准确性和清晰度，以便施工时能够准确按照图纸进行制作和安装。
钢结构课程设计实例
一由设计任务书可知：厂房总长为96m，柱距6m,跨度为24m，屋架端部高度为2m,车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22 C。
暂不考虑地震设防。
屋面采用1.5mX6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:15。
卷材防水层面（上铺120mm 泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。
屋面活荷载标准值为0.35KN/怦，雪荷载标准值为0.3KN/怦，风标准值为0.45KN/怦，积灰荷载标准值为0.5KN/怦。
屋架采用梯形钢屋架，钢屋架铰支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C25.二选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。
其设计强度为215KN/ m2，焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2X150=23700，端部高度：h=2000mm（轴线处）,h=2150（计算跨度处）。
三结构形式与布置：屋架形式及几何尺寸见图一所示：■^670 r呼.屋架支撑布置见图二所示：四荷载与内力计算:1荷载计算：活荷载于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） 找平层（20mm 厚水泥砂浆） 保温层（120mm 厚泡沫混凝土） 预应力混凝土大型屋面板 钢屋架和支撑自重 管道自重0.35KN/ m 20.02 >20=0.40 KN/ m 0.12 >6=0.72 KN/ m 1.4 KN/ m0.12+0.011 >4=0.384 KN/ m 0.1 KN/ m总计：3.354 KN/ m可变荷载标准值：雪荷载v 屋面活荷载（取两者较大值） 0.35KN/ m积灰荷载0.5KN/ m风荷载：查表可知迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面为-0.5，即当屋面夹角（3.8 °小于 15。
时，风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。
总计：0.85 KN/ m永久荷载设计值 1.2 >.354 KN/ m =4.0248KN/ m 可变荷载设计值 1.4 >.85 KN/ m =1.19KN/ m 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荷载 P=（4.0248KN/ m +1.19KN/ m ） >5 >=46.9332KN全跨永久荷载+半跨可变荷载 P 1=4.0248KN/ m X 1.5 6=36.22KNP 2=1.19KN/ m X 1.5 6=10.71KN组合三 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载 P 3=0.384KN/ m X 1.2 >1.5 >6=4.15KNP 4=（1.4 *2+0.35 14） *5 6=19.53KN3,内力计算:首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。
钢结构课程设计参考示例
参考实例：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。
钢结构课程设计_5
普通梯形钢桁架设计成员：普通梯形钢桁架设计1、设计资料某厂房跨度为30m，总长90m，柱距6m，采用普通梯形钢桁架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，20mm厚水泥砂浆找平，上铺60mm泡沫混凝土保温层，二毡三油防水层；屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面500×500，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i。
地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高10:1为18m；厂房内桥式吊车为2台20t（中级工作制）。
屋面活荷载标准值为0.7kN/m2 ，雪荷载标准值为0.5kN/m2 ，积灰荷载标准值为0.75kN/m2桁架计算跨度：l0=30-2*0.15=29.7 m跨中及端部高度：桁架的中间高度：h=3.490 m在29.7 m的两端高度：h0=2.005 m在30 m轴线处端部高度：h0=1.990 m桁架跨中起拱60 mm（≈L/500）。
2、结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图（1-1）图1-1桁架支撑布置如图（1-2）图1-2 3、载荷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。
沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以005.110/110cos /12=+=α换算为沿水平投影分布的荷载。
桁架沿水平方向投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P w=0.12+0.011*跨度）计算，跨度单位为m。
标准永久荷载：预应力混凝土大型屋面板 1.005*1.4 kN/m2=1.407 kN/m2二毡三油防水层 1.005*0.35 kN/m2=0.352 kN/m2找平层（厚20mm） 1.005*0.02 m*20 kN/m2=0.402 kN/m280mm厚泡沫混凝土保温层 1.005*0.06 m*6 kN/m2=0.362 kN/m2桁架和支撑自重 0.12 kN/m2+0.011*30 kN/m2=0.45 kN/m2共 2.973 kN/m2标准可变荷载：屋面活荷载 0.8 kN/m2积灰荷载 0.6 kN/m2设计桁架时，应考虑以下三种载荷组合：（1）全跨永久载荷+全跨可变载荷（按永久载荷为主控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=（1.35*2.973 kN/m2+1.4*0.7*0.8 kN/m2+1.4*0.9*0.6 kN/m2）*1.5 m*6 m=49.981 kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时F1.1=1.35*2.973 kN/m2*1.5 m*6 m=36.12 kN（按永久荷载为主的组合）F1.2=1.2*2.937 kN/m2*1.5 m*6 m=32.11 kN（按可变荷载为主的组合）对结构有利时：F1.3=1.0*2.973 kN/m2*1.5 m*6 m=26.76 kN半跨节点可变荷载设计值：F2.1=1.4*（0.7*0.8 kN/m2+0.9*0.6 kN/m2）*1.5 m*6 m=13.86 kN（按永久荷载为主的组合）F2.2=1.4*（0.8+0.9*0.6）kN/m2*1.5m*6m=16.88KN（按可变荷载为主的组合）（3）全跨桁架包括支撑+半跨屋面板面自重+半跨屋面活荷载（按可变为荷载为主的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时F3,1=1.2*0.45kN/m2*1.5 m*6 m=4.86kN对结构有利时F3,2=1.0*0.45kN/m2*1.5 m*6 m=4.05kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值F4=(1.2*1.4kN/m2+1.4*0.77kN/m2)*1.5 m*6 m=25.2kN（1）（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
钢结构课程设计-杆件设计示例
钢结构课程设计-杆件设计示例杆件设计示例（以艾塗慕的设计资料和内力为例）－、设计资料（略）二、钢材及焊条的选择根据结构的重要性，荷载特征，结构形式，连接方法，钢材厚度和工作环境等因素采用Q235B 级钢材，要求钢材具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和冷弯性能的合格保证，同时碳、硫、磷含量符合焊接钢材的要求。
焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量等级三级。
三、屋架的形式、几何尺寸1.屋架形式：梯形屋架，跨度L=24m ，跨中高度h=2.4m ，坡度i=1/9。
荷载Ⅴ 2.几何尺寸：几何尺寸计算结果见表1。
四、荷载组合和内力计算1.荷载组合和内力计算：结果见表2. 2.几何尺寸及内力：如图所示。
五、支撑布置由于厂房长度120米，厂房内又有中级工作制桥式吊车，故需在厂房两端和中间开间设置上、下弦横向水平支撑和垂直支撑。
因屋架跨度L=24m ＜30m,所以应在屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
其他屋架则在上、下弦水平支撑节间端部设置系杆。
连接横向支撑的屋架编号为WJ-1，其余屋架为WJ-2（见支撑布置图）。
六、杆件设计屋架中的杆件，除跨中央的竖腹杆采用十字形截面外，其余杆件均采用双角钢组合的T 形截面。
(一)、选择节点板厚由腹杆最大内力N=-251.8kN ，查下册教材P 85表2.13知：本屋架支座节点板厚度取10mm ，其余节点板与垫板厚度取8mm 。
注意：在节点设计中确定焊脚尺寸h f 时，h f 要满足：h fmin =m ax1.5 1.510t ==4.74mm(支座结点处)，或h fmin =m ax 1.5t =1.58=4.24mm(其他结点处)。
因此所能选择的h fmin =5mm 。
考虑到要在角钢肢尖处施焊，所以角钢的最小厚度应为5mm 。
同时，考虑到屋架上、下弦杆要分别在屋脊结点和跨中央进行拼接，拼接时要用拼接角钢和弦杆角钢焊接，而拼接角钢要用安装螺栓定位，所以弦杆角钢的肢宽b 不能小于45mm(见上册教材P 72表3.8)。
钢结构课程设计实例
目录第一部分设计资料设计资料 (1)第二部分设计计算书一、屋架支撑系统的设置 (2)二、杆件内力的计算 (3)荷载的计算 (4)荷载的组合 (4)内力的计算 (6)三、杆件截面设计 (8)节点板厚选择 (8)上弦杆计算 (8)下弦杆计算 (10)腹杆斜腹杆、竖腹杆计算 (11)四、节点设计 (17)下弦节点c设计 (17)上弦节点f设计 (19)屋脊节点I设计 (21)跨中下弦拼接点i设计 (22)支座节点a设计 (23)第三部分附录程序计算一、全跨各节点受单位力计算 (26)输入数据 (26)输出数据 (28)二、左半跨各节点受单位力计算 (30)输入数据 (30)输出数据 (32)三、右半跨各节点受单位力计算 (34)输入数据 (34)输出数据 (36)梯形钢屋架设计资料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;4.荷载标准值（1）永久荷载三毡四油上铺绿豆沙防水层 m2水泥砂浆找平层 KN/m2保温层 KN/m2一毡二油隔气层 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 KN/m2屋架包括支撑自重 += KN/m2（2）可变荷载屋面活载标准值 KN/m2雪荷载标准值 KN/m2积灰荷载标准值 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: mm6.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,工地有足够的起重安装设备;一、屋架支撑系统的设置屋架支撑为了保持平面屋架的几何不变性而设置的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆;在本设计中,屋架支撑系统设计如下：厂房柱距6m,屋架间距取为6米;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;房屋长度较大,为102m,其两端横向支撑间距超过了60m,为增加屋盖的刚性,在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑;房屋是厂房,且厂房内有吊车,高度较高,对房屋整体刚度的要求较高,设置纵向支撑,对梯形屋架,纵向支撑设置在屋架的下弦平面;在屋架中和两端各布置一道垂直支撑;垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定;在此屋架结构中,h/l=3085/6000=,故取如下图垂直支撑形式：垂直支撑图样在屋架上弦平面,屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆,其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面,仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆;屋架支撑系统设置如图2所示;梯形屋架支撑布置图1—垂直支撑；2—系杆；3—上弦横向支撑；4—下弦横向支撑；5—下弦纵向支撑二、杆件内力的计算:先定出屋架所有杆件的尺寸,画出屋架示意图如图3：屋架几何尺寸图荷载计算按屋面做法,已知各荷载标准值算出各荷载的设计值：对于永久性荷载,按公式荷载设计值=⨯荷载标准值；对于可变荷载,按公式荷载设计值=⨯荷载标准值;同时按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则,算出可变荷载的设计值;计算可列表1进行：序号荷载名称标准值KN/㎡设计值KN/㎡备注恒载1 三毡四油上铺绿豆沙防水层2 水泥砂浆找平层3 保温层4 一毡二油隔气层5 预应力混凝土大型屋面板6 屋架包括支撑自重q=+×LL=24m永久荷载总重g活载7 屋面活载屋面均布可变荷载和雪荷载,只取其较大者8 雪荷载9 积灰荷载可变荷载总重p 取7、8中较大的值荷载组合内力组合的目的是求取各种不同荷载组合下屋架杆件的最“不利”内力设计值;对于梯形屋架,满跨荷载时可使弦杆的内力最大,而跨度中间的部分腹杆却是半跨受荷载时使其内力最大,因而在梯形屋架的内力组合时通常应考虑三种组合：使用阶段a.全跨永久荷载+全跨可变荷载23.7608 1.400 5.1608/q KN m=+=∑结点荷载设计值：() 5.16086 1.546.4472P q l b KN=⋅⋅=⨯⨯=∑a种荷载组合屋架受力图b.全跨永久荷载+半跨可变荷载节点荷载设计值：全跨永久荷载1 3.76086 1.533.8472p =⨯⨯= 半跨可变荷载2 1.40006 1.512.6p KN =⨯⨯= 11246.4472P p p =+=2133.8472P p ==b 种荷载组合屋架受力图其中风荷载不参与组合,因为屋架的屋面坡度α通常都小于030,此时屋面的风荷载一般为吸力; 施工阶段c.全跨屋架包括支撑自重+半跨屋面板+半跨活载 节点荷载设计值： 1P 6 1.531.8672kN =⨯⨯=（0.4608+1.68+1.4）2P 0.46086 1.5 4.1472kN=⨯⨯=P1/2P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2c 种荷载组合屋架受力图内力计算本设计采用清华大学力学求解软件计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见下表全跨和左半跨计算相关数据见附录;由表内三种组合可见：组合一,对杆件计算主要起控制作用；组合二和组合三,可能引起跨中几根斜腹杆发生内力变号;如果施工过程中,在屋架两侧对称均与铺设面板,则可避免内力变号而不用组合三;杆件及节点编号：节点编号示意图屋架节点编号,如下图所示：节点编号图示根据电算所得各荷载组合下杆件内力系数,即可求得其对应控制内力,结果见下表：三、杆件截面设计根据最新钢结构规范GB50017—2003可知,对于板厚mm t 40<的轴心受压构件,当为轧制角钢时为b 类截面,从而可以进行下面的查表计算处理;对单系腹杆即无中间节点的腹杆,其上端与受压弦杆相连,对其转动约束影响不大,而其下端则与刚度较大的受拉弦杆相连,对其转动约束的影响较大;根据理论分析,对其取l l ox 8.0=;在桁架平面外,弦杆的计算长度取其侧向支撑点的距离;侧向支承点必须是桁架横向支撑或垂直支撑的节点及与其用系杆相连的各个节点;规范中还规定所有腹杆在平面外的计算长度都等于其各自的几何长度,即l l oy =;、节点板厚选择支座斜杆最大内力设计值N=,查钢结构原理与设计课本表P412：选取中间节点板厚t=10mm,支座结点板厚t=12mm; 、上弦杆压弯构件整榀屋架上弦杆采用同一截面,免去不同截面杆件间的拼接;截面按受力最大的部位F-G-H 节间选用,最大内力为：max 735.399N KN =- 由屋面坡度1：10得屋面倾角：1arctan 5.7110α== 计算长度：弯矩作用平面内 1507.48ox l mm = 弯矩平面外侧向无支撑 21507.483014.96oy l mm =⨯=虽当2oy ox l l =时宜选用长边外伸的两不等边角钢,但压弯构件又希望加大角 钢的竖边尺寸,因而仍选用两个等边角钢;设75x y λλλ===,查附表b 类截面轴心受压构件的稳定系数得,0.72ϕ=,则需要截面特性为：322735.399104750.647.510.72215N A mm cm f ϕ⨯====⨯ 150.7482.0175oxx xl i cm λ===301.4964.0275oyy yl i cm λ=== 因为F-G-H 节间不是端部,故节点板厚度为10mm,由此查附表得：选用2∠125×10等边角钢见下图;截面特性为： 2224.37348.746A cm =⨯= 3.85x i cm = 5.52y i cm =则：[]0150.74839.21503.85x x x l cm i λλ===<= []0301.49654.61505.52y y yl i λλ===<= 由54.6y λ=cm 查附表得,0.833ϕ=故2243/215/1.18110746.48833.010399.735mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯==-ϕσ整榀屋架下弦杆采用等截面;截面按受力最大的部位g-i 节间选用,最大内力为：729.9642N KN =计算长度：3000ox l mm =,3000oy l mm =因下弦有纵向支撑和系杆截面选择：322729.9642103395.233.95215N A mm cm f ⨯==== 根据所需截面特性,查附表选用2∠100×80×10不等边角钢,且短肢相连;见下图截面特性为: 2334.34167.172cm A =⨯= cm i x 35.2= cm i y 35.2= 截面验算： 刚度验算：[]300127.66<3502.35ox x x l i λλ==== []30062.76<3504.78oy y yl i λλ==== 强度验算： 3224729.9410212.6/215/34.33410N N mm N mm A σ-⨯===<⨯ 故下弦杆满足要求;斜腹杆 1 端斜杆aB计算内力：N=压杆计算长度：2442.1ox oy l l cm == 设75x y λλλ===,查附表得,0.72ϕ=则需要截面积：326418.0251027.00()0.7221510N A cm f ϕ⨯===⨯⨯估 截面选择：选取等边角钢2∠110×7端部节点板厚度为12mm截面特性：215.196230.392 3.41 4.93x y A cm i cm i cm =⨯===，， 截面验算：[]244.2171.6<1503.41ox x x l i λλ==== []244.2149.51504.93oy y yl i λλ===<= 查附表得：0.741x ϕ=3224418.02510213.6/215/0.74130.39210x N N mm N mm A σϕ-⨯===<⨯⨯稳定性验算 故端斜杆aB 符合要求; 2 斜腹杆Bc计算内力：N=拉杆计算长度：0.8252.81202.25ox l cm =⨯=252.81oy l cm =截面选择： 需要截面积22322.574150015.0215N A mm cm f ==== 选取2∠80×5截面特性：215.824 2.48 3.63x y A cm i cm i cm ===，， 截面验算： 刚度验算： []202.2581.6<3502.48ox x x l i λλ==== []252.8169.6<3503.63oy y yl i λλ==== 强度验算： 224322.576203.9/215/15.82410N N mm N mmA σ-===<⨯ 3 斜腹杆cD计算内力：N=压杆计算长度：0.82775.32220.24222.0ox l mm cm =⨯== 277.5oy l cm =截面选择：设75x y λλλ===,查附表得,0.72φ=.则需要截面积：326253.421016.37()0.7221510N A cm f ϕ⨯===⨯⨯估选取2∠80×8截面特性：2212.30324.606 2.44 3.69x y A cm i cm i cm =⨯===，，截面验算： 刚度验算：[]222.091.0<1502.44ox x x l i λλ==== []277.575.2<1503.69oy y yl i λλ==== 由91.0x λ=查附表得：0.614x ϕ=稳定性验算：3224253.4210167.74/215/0.61424.60610x N N mm N mm A σϕ-⨯===<⨯⨯4 斜腹杆eF计算内力：N=压杆计算长度：242.56ox l cm = 303.2oy l cm = 截面选择：设75x y λλλ===,查附表得,0.72ϕ= 则需要截面积：326112.03107.24()0.7221510N A cm f ϕ⨯===⨯⨯估算 选取2∠56×8截面特性：228.36716.734 1.68 2.75x y A cm i cm i cm =⨯===，，截面验算：[]242.56144.4<1501.68ox x x l i λλ==== []303.2110.25<1502.75oy y yl i λλ==== 由144.4x λ=查附表得：0.328x ϕ=3224112.0310204.11/215/0.32816.73410N N mm N mm A σϕ-⨯===<⨯⨯竖腹杆 竖腹杆Ii计算内力：N=拉杆计算长度：0.830852468246.8ox l mm cm =⨯==308.5oy l cm=截面选择：需要截面积32294.70110440.5 4.41215N A mm cm f ⨯==== 选取2∠45×3截面特性：22.6592 5.318 1.40 2.22x y A cm i cm i cm =⨯===，， 截面验算：[]246.8176.3<3501.40ox x x l i λλ==== []308.5139.0<3502.22oy y yl i λλ==== 322494.70110178.1/215/5.31810N N mm N mm A σ-⨯===<⨯ 其它几根竖向腹杆的截面选择可根据同样的方法求算出来; 杆件截面选择列表上弦杆和下弦杆采用等截面通长杆,腹杆截面形式有多种截面形式;各杆件截面选择表汇总如下表：四、节点设计选取下弦端节点及其下弦相邻节点、跨中上弦与下弦节点、上弦典型受力位置节点屋脊节点5个节点作为主要节点进行设计,采用E43焊条,角焊缝的抗拉、抗压和剪切强度设计值wf f =160N/mm 2,最小焊缝长度不应小于8f h 和40mm,其余节点类同;其5个节点位置见下图：下弦节点c图 下弦节点c先计算腹杆焊缝长度,然后定出节点板的形状和尺寸,最后计算下弦杆与节点板之间的连接焊缝;1 斜杆Bc 与节点板的连接焊缝计算KN N 576.322=角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =,设焊缝 6f h mm =,则焊缝所需长度： 角钢背——计算长度：mm h mm f h N l f wf e w 3606016816067.0210576.3227.027.03=<=⨯⨯⨯⨯⨯== 实际长度：mm 18062168=⨯+,取1180l mm = 角钢趾—— 计算长度：mm h mm f h N l f wf e w 4880.7216067.0210576.3223.023.03=>=⨯⨯⨯⨯⨯== 可 实际长度：mm 846272=⨯+,取290l mm = (2) 竖杆Cc 与节点板的连接焊缝计算N 46.4472kN =-角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =,设焊缝6f h mm =,则焊缝所需长度： 角钢背——计算长度：30.70.746.44721024.19848220.76160w f we f N l mm h mm h f ⨯⨯===<=⨯⨯⨯ 据构造要求取为48mm实际长度：mm 606248=⨯+,取160l mm = 角钢趾——计算长度：30.30.346.44721010.37848220.76160w f we f N l mm h mm h f ⨯⨯===<=⨯⨯⨯ 据构造要求取为48mm实际长度：mm 606248=⨯+,取160l mm = 3 斜杆cD 与节点板的连接焊缝计算cD 杆焊缝计算KN N 416.253-=角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =,设焊缝 6f h mm =,则焊缝所需长度： 角钢背——计算长度:mm h mm f h N l f wf e w 3606099.13116067.0210416.2537.027.03=<=⨯⨯⨯⨯⨯==实际长度：mm 14462132=⨯+,取1150l mm =角钢趾—— 计算长度：mm h mm f h N l f w f e w 48857.5616067.0210416.2533.023.03=>=⨯⨯⨯⨯⨯== 实际长度：mm 696257=⨯+,取170l mm =4 下弦杆焊缝验算下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻内力之差：△N=根据节点放样,得节点板尺寸为400×300mm;肢背焊缝验算,设6f h mm =,3220.70.7328.391070.53/160/20.720.76(40012)w f f f w N N mm f N mm h l τ∆⨯⨯===<=⨯⨯⨯⨯-上弦节点F 图 上弦节点F1 Fe 杆焊缝计算 KN N 031.112-=,角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =,设焊缝 6f h mm =,则焊缝所需长度： 角钢背——计算长度:mm h mm f h N l f w f e w 48835.5816067.0210031.1127.027.03=<=⨯⨯⨯⨯⨯== 实际长度：mm 35.706235.58=⨯+,取180l mm =角钢趾—— 计算长度：mm h mm f h N l f w f e w 48801.2516067.0210031.1123.023.03=<=⨯⨯⨯⨯⨯== 据构造要求取为48mm实际长度：mm 606248=⨯+,取160l mm =2Fg 杆焊缝计算KN N 58.55=,角焊缝强度设计值2160/w f f N mm =,设焊缝 6f h mm =,则焊缝所需长度： 角钢背——计算长度: mm h mm f h N l f w f e w 48894.2816067.021058.557.027.03=<=⨯⨯⨯⨯⨯== 据构造要求取为48mm实际长度：48×2+6=60,取160l mm =角钢趾—— 计算长度：30.30.355.5741012.40848220.76160w f w e f N l mm h mm h f ⨯⨯===<=⨯⨯⨯ 据构造要求取为48mm实际长度：mm 606248=⨯+,取160l mm =3 上弦杆焊缝验算上弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻内力之差：△N=根据节点放样,得节点板尺寸为260×230mm;考虑搁置屋面板的需要,节点板缩进上弦肢背10mm,用槽焊缝连接,槽焊缝按两条角焊缝计算,取'/25f h t mm ==;焊缝设计强度应乘以折减系数,假定集中荷载P 与上弦杆垂直,忽略屋架上弦坡度的影响;肢背焊缝验算：120.70.380.30846.447K K N KN P KN==∆== 22322``221'/1281608.08.0/9.3310)10260(57.02)22.12447.46()308.807.0(7.02)]22.12/([)(mm N f mm N l h P N K w f w f f =⨯=<=⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯⨯+∆=-τ肢尖焊缝验算： 22322````222''/160/5.1710)10260(57.02)22.12447.46()308.803.0(7.02)]22.12/([)(mm N f mm N l h P N K w f w f f =<=⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯⨯+∆=-τ屋脊节点1 拼接角钢与弦杆的连接计算及拼接角钢总长度的确定拼接角钢与受压弦杆的连接可按弦杆中的实际压力设计值N 进行计算,每边共有4条焊缝平均承受此力,因而得焊缝长度为 mm f h N l w f f w 9.26316067.0410249.7097.043=⨯⨯⨯⨯=⨯= 由此可得拼接角钢总长度为：2(2)s w f l l h =++⨯⨯弦杆杆端空隙=2（263.9+26）+20=571.7mm 取 s l =600mm2 弦杆与节点板的连接焊缝计算由于屋脊节点的节点板宽度相对较大且焊缝连接需抵抗的力一般不大,故上弦杆与节点板之间槽焊强度足够,不需计算;考虑焊缝必须有一必要的最小承载力,需对此进行补充验算;上弦杆角钢趾部与节点板之间连接焊逢,按上弦杆内力15%计算设8f h mm =,节点板尺寸取为400×200mm,节点一侧焊缝：40020101702w l mm =--=焊缝应力验算：22222222323/160/5.124)22.17.135()9.55()22.1()(/7.13517087.0268.6810249.70915.07.02615.09.26316067.0410249.7097.04mm N f mm N mm N l h e N mm f h N l w f M Nn f f w f Mf w f f w =<=+=+==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯=⨯=σττσ 跨中下弦拼接点i1 下弦杆拼接及长度计算设焊缝h f =8mm下弦杆双角钢截面选用同样大小的角钢作为拼接件,为使拼接角钢与原来的角钢相紧贴,对拼接角钢顶部截去棱角,宽度为rr 为角钢内圆弧半径,对其竖直边应割去：mm t h f 2351085=++=++=∆拼接接头一侧的连接焊缝长度按下弦杆强度计算,每条焊缝所需长度为： mm f h f A l w ff w 96.20516087.042154.34337.042=⨯⨯⨯⨯=⋅⨯= 由连接焊缝的强度条件可求出拼接拼接角钢的总长度为：2(2)(10~20)2(205.9628)20463.92s w f l l h mm mm=++=⨯+⨯+= 取拼接角钢长度L ＝600mm,节点板尺寸为450×350mm;2 下弦节点与节点板连接角焊缝节点一侧的连接焊缝按下弦杆内力的15%验算,焊缝长度按构造决定,因此不再计算;支座节点a1 支座底板计算支座反力：KN R R 58.3714472.4688=⨯== 所需底板净面积：32371.581038706.259.6n c R A mm f ⨯=== 设底板尺寸为250×250mm,底板锚栓孔径为50mm 底板平面净面积：22585734502250250)2)(2(cm b a A n =⨯⨯-⨯=-=π锚栓孔缺口面积底板下平均应力：32371.5810 6.34/58573n R N mm A σ⨯=== 底板为两相邻边支撑板,单位宽度弯矩为：21a q M ⋅⋅=β111112212501778920.50.0580.058 6.3417711520.30a mm a b mm b a M q a N mmββ=======⋅⋅⨯⨯=⋅由，查表得所需底板厚度：mm t mm f M t 2093.1721530.1152066==⨯==，取 2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算设一个加劲肋承受四分之一屋架支座反力,即 R 371.58N=92.895kN 44== 焊缝内力为:1V=N =92.895kN31M=N 92.8951068.86391.176N m e ⋅=⨯⨯=⋅ 设焊缝h f =6mm,焊缝计算长度：w l =420-15-10=395mm 焊缝应力验算：2236.86/160/f N mm f N mm τ===<= 3 底板与节点板、加劲肋板底端的角焊缝连接计算 公式：0.7w f f f f wR f h l σβ=≤⨯⨯∑ 其中：12(22)4(2)w f f l a h b c h =⨯-+⨯--∑切角宽度,1.22f β=设底板焊缝传递全部支座反力,底板焊缝总长度为： 2(25012)4(1201512)848w l mm =⨯-+⨯--=∑ 设焊缝hf=6mm,底板焊缝验算:322371.5810104.33/ 1.22195.2/0.70.76848w f f f w R N mm f N mm h l σ⨯===<=⨯⨯⨯⨯∑故符合要求;。
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参考实例：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+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN1P=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。
由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。
如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
屋架杆件内力组合表表1杆件名称全跨⑴左半跨⑵右半跨⑶P×⑴P1×⑴＋P2×⑵P1×⑴＋P2×⑶P3×⑴＋P4×⑵P3×⑴＋P4×⑶计算内力(KN) AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 BCD-11.11-8.01-3.74-616.38-557.79-477.09-246.80-141.89-616.38 DE-17.89-12.26-6.79-992.54-886.13-782.75-381.73-247.34-992.54 EFG-18.47-12.84-6.79-1024.72-918.31-803.96-398.59-249.95-1024.72 GHIJ-20.14-12.19-9.44-1117.37-967.11-915.14-390.14-322.57-1117.37 a-b 5.93 4.37 1.89329.00299.51252.64134.0673.12329.00 b-c14.9410.52 5.33828.87745.33647.24325.71198.19828.87 c-d21.0813.489.161169.521025.88944.23426.06319.921169.52 d-e18.259.809.801012.51852.81852.81322.91322.911012.51 Aa-0.50-0.500.00-27.74-27.74-18.29-14.54-2.25-27.74 Ba-11.16-8.22-3.54-619.16-563.59-475.14-252.19-137.20-619.16 Bb8.96 6.29 3.21497.10446.64388.43194.87119.19497.10 Cb-1.00-1.000.00-55.48-55.48-36.58-29.07-4.50-55.48 Db-7.44-4.88-3.08-412.77-364.39-330.37-153.38-109.16-412.77 Dc 5.48 3.21 2.73304.03261.13252.06103.5391.74304.03 Ec-1.50-1.500.00-83.22-83.22-54.87-43.61-6.75-83.22 E10.730.730.0040.5040.5026.7021.22 3.2940.50 c1-4.56-1.78-3.35-252.99-200.45-230.12-64.25-102.83-252.99 F1-1.00-1.000.00-55.48-55.48-36.58-29.07-4.50-55.48 G1-3.76-0.98-3.35-208.60-156.06-200.86-41.00-99.23-208.60 Gd-2.26-2.930.51-125.38-138.05-73.03-82.16 2.36 2.36 -138.05 Hd0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 H20.000.000.000.000.000.000.000.00-156.06 I20.000.000.000.000.000.000.000.000.00 J2d 2.69 3.50-0.61149.24164.5586.8798.10-2.88164.55 -2.88 Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.00图3 屋架接点图四、杆件截面设计腹杆最大内力，N=-619.16KN ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
1.上弦杆整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-1117.37KN 计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度Oxl =150.8cm屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取上弦横向水平支撑的节间长度：Oyl =3000cm因为2Oxl ≈Oyl ，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图4图 4 上弦截面设λ=60，查轴心受力稳定系数表，ϕ=0.807需要截面积*A =fN .ϕ=2158070103711173⨯⨯..=64402mm需要回转半径*x i =601508=λox l =2.51 cm *yi =603000=λox l =5.00 cm 根据需要的*A 、*x i 、*y i 查角钢型钢表，初选 2 L 160⨯100⨯14，A=69402mm ，x i =2.80cm ，y i =7.86m 。
按所选角钢进行验算x λ=xox i l =828150..=52.9＜[λ]=150y λ=y oy i l =867300.=38＜[λ]=150由于51016030005605604111416011./.b /l .＞./t /b oy =⨯===则：444167524130014116737521734224221.)..(..)b .t l (t b .oy yz =⨯⨯+⨯=+=λ＜[λ]=150由于 y yz x λλλ>>，只需求出x min ϕϕ=，查轴心受力稳定系数表，x ϕ＝0.8384694083840103711173⨯⨯=..A N x ϕ=192N/2mm <215 N/2mm 所选截面合适。
2 .下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=1169.52kN 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Oxl =4500mm屋架平面外根据支撑布置取Oyl =13350mm计算需要净截面面积*A =215105211693⨯=.fN =5439.62mm选用 2 L140⨯90⨯14（短肢相并），见图5。
图 5 下弦截面 A=69402mm ， x i =2.51cm ，y i =6.93cm 。
按所选角钢进行截面验算，取A A =n（若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm ，则可不计截面削弱影响）6100105211693⨯=.A N n =191.7 N/2mm <215 N/2mmx λ=xox i l 512450.==179.3<[λ ]=250y λ===9361335.i l yoy 192.6<[λ]=350 所选截面满足要求。
3. 端斜杆B a 已知N ＝-619.16kN ，Oxl ＝Oyl ＝253.9cm因为Oxl ＝Oyl ，故采用等肢角钢，使x i ＝y i选用角钢2 L 100⨯12,见图6图 6 端斜杆BaA ＝45602mm ，x i ＝3.03cm ，y i＝4.64cm截面刚度和稳定验算 x λ= ==0339253..i l xox =83.8<[λ ]=150yλ=6449253..i l yoy ==54.7<[λ ]=150由于1092535805803832110/..b /l .../t /b oy ⨯=<===14.73557219253104750175447501224224.)...(.)tl b .(oy y yz =⨯⨯+=+=λλ==x min ϕϕ0.6624=⨯⨯=45606624010166193..A N x ϕ205N/2mm <215 N/2mm 所选截面满足要求。