屋架杆件截面选择(附表一)

房屋钢结构复习题及参考答案(2)

1.门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取 1/20-1/8 ，在雨水较多的地区取其中的较大值。

2.在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。

3.当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。

4.冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件受压屈曲，并利用其屈曲后强度进行设计。

5.当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑。

6.钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置垫板。

7.屋架上弦杆为压杆，其承载能力由稳定控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由强度确定。

8.梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度L ox = 0.8 L ，在屋架平面外的计算长度L oy = 1.0 L ，其中L 为杆件的几何长度。

9.拉条的作用是防止檩条变形和扭转并且提供x 轴方向的中间支撑。

10.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是为了防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。

11.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是 0.9L 。

12.设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用焊透的k 型坡口焊缝。

13.屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于 60m 。

14.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取横向支撑点之间的距离。

15.能承受压力的系杆是刚性系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是柔性系杆。

16.普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 2 个。

17.吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即竖向荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载。

18.门式刚架的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于 300m ，横向不大于 150m ，超过规定则需设置伸缩缝。

钢结构屋架设计

一丶设计资料厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm1、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C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。

地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。

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）如附表图所示。

屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。

用1.5×6.0预应力混凝土屋板。

荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m²②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m²，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m²，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值③屋面个构造层的恒荷载标准值：水泥砂浆找平层0.4KN/m²保温层 0.4KN/m²预应力混凝土屋面板 1.6KN/m²永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡4、荷载组合。

一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。

节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN二丶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；＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L3190mm，下端起拱50mm。

钢结构屋架计算说明书

课程设计说明书课程名称：钢结构设计题目：钢屋架设计院系：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：专业班级：10土木工程2班指导教师：李珂2012年12月16日课程设计任务书梯形钢屋架课程设计摘要：本设计说明说包括梯形钢屋架的形式及尺寸、支撑布置，内力计算，节点焊缝计算及设计方法，屋架施工图绘制，相关的详图大样绘制以及必要的结构剖面图。

关键词：梯形钢屋架节点节点焊缝支撑目录1 设计背景 (1)1.1设计资料 (1)1.2屋架形式 (1)2 设计方案 (2)3 方案实施 (3)3.1荷载与内力计算 (3)3.2杆件截面设计 (4)3.3节点设计 (10)4 结果与结论 (17)5收获与致谢 (18)5.1收获 (18)5.2致谢 (18)6 参考文献 (19)7 附件 (20)1.1 设计资料某地区一金加工车间。

厂房总长度为150m ，柱距6m ，跨度为24m 。

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。

屋面可变荷载标准值为20.50/kN m ，雪荷载标准值为20.50/kN m , 积灰荷载标准值为20.50/kN m 。

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。

根据该地区的温度及荷载性质, 钢材采用235Q B , 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:024000215023700L mm =-⨯=,端部高度:2000h mm = (轴线处),2015h mm =(计算跨度处),桁架的中间高度:3200h mm =。

1.2 屋架形式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3方案实施3.1 荷载与内力计算1.荷载计算屋面可变荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的可变荷载计算。

钢结构梁的截面选择

1、钢结构分门式刚架、多层框架等结构，材料有H型钢、方管、园管等按具体情况选材，就门式刚架来说没有吊车梁小跨度一般说采用H型钢梁柱断面取1/30-1/60。

大跨度的多采用变截面H型钢梁柱节点和屋脊节点处断面取跨的1/30-1/40；跨中H型钢断面取其跨度的1/50-1/60。

钢框架梁断面一般取跨度的1/15-1/25。

2、对于如何设置加劲肋的问题，请看《钢结构设计手册》节点计算章节有详细的解说。

钢结构设计简单步骤和设计思路(一) 判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。

直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。

这是和钢结构自身的特点相一致的。

(二) 结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。

此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。

在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。

同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。

结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。

《房屋钢结构》作业参考答案

《房屋钢结构》作业参考答案作业一一、选择题：1.DC2.A3.A4.A5.D6.AB二、简答题：1.门式刚架结构如何分类？答：（1）按跨数分类：有单跨、双跨和多跨；（2）按坡度数分类：有单坡、双坡和多坡；（3）按构件体系分类：有实腹式与格构式；（4）按截面形式分：有等截面和变截面；（5）按结构选材分：有普通型钢、薄壁型钢和钢管。

2.门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式？如何确定端板厚度？答：门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。

具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。

端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算，但不应小于16mm，和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。

3.檩条布置的拉条起什么作用？如何布置，为什么要设置檩条？答：拉条的作用：防止檩条侧向变形和扭转，并提供x方向的中间支点。

拉条的布置：当檩条跨度大雨4m时，应在檩条跨中位置设置拉条，当檩条跨度大雨6米时，应当在檩条跨度三分点处各设置一条拉条，需要在屋脊或者檐口处设置斜拉条和刚性撑杆，在风荷载较大的地区或在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成既可以既承拉力又承压力的刚性杆。

圆钢拉条可以设在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。

为了兼顾无风和有风两种情况，可以在上下翼缘附近交替布置或在两处都布置。

设置檩托的目的：阻止檩条端部截面的扭转，增强其整体稳定性。

4.厂房结构的荷载取用原则是什么？答：荷载取用原则：结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态，依照组合规则进行荷载效应的组合，并取最不利组合进行设计。

在钢结构设计中按承载能力极限状态进行计算时一般考虑荷载效应的基本组合，必要时考虑荷载效应的偶然组合。

5.简支屋架杆件截面的选择原则是什么？答：先确定截面形式，然后根据轴线受拉，轴线受压和压弯的不同受力情况，按轴心受力构件或压弯构件计算确定。

为了不使型钢规格过多，在选出截面后可作一次调整。

钢结构屋架课程设计

评阅成绩徐州工程学院学生课程设计题目：钢结构屋架课程设计学生姓名：学号：所在院系：土木工程学院专业：房屋建筑工程班级：指导教师：年月日土木工程学院结构教研室附件一一、题目某厂房总长度90m，跨度L＝18 m(按选题表取)，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C25，屋面坡度i=1/10；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）需要自己设计和计算，参考尺寸如附图所示。

屋架采用的钢材、焊条用Q235钢，焊条为E43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0.8kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.5kN/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0.6 kN/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0.7 kN/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/m2（在自己所选题号上涂黑！）跨中高度按坡度及跨度计算确定。

三、参考几何尺寸及内力值18米跨51507梯形钢屋架计算书部分学生姓名学院名称土木工程学院专业名称房屋建筑工程指导教师2012年12月28日目录1 设计资料和屋架尺寸--------------------------------------------------------6 1.1 设计资料--------------------------------------------------------------62 荷载计算和内力计算-------------------------------------------------------62.1 荷载计算-------------------------------------------------------------62.2 荷载组合-------------------------------------------------------------73 内力计算------------------------------------------------------------------8 3.1 内力计算-------------------------------------------------------------8 4杆件设计------------------------------------------------------------------94.1上弦杆---------------------------------------------------------------9 4.2下弦杆---------------------------------------------------------------10 4.3斜腹杆---------------------------------------------------------------10 4.4竖杆-----------------------------------------------------------------11 5节点设计------------------------------------------------------------------125.1下弦节点-------------------------------------------------------------13 5.2上弦节点-------------------------------------------------------------13 5.3屋脊节点G------------------------------------------------------------14 5.4支座节点-------------------------------------------------------------15 5.4.1支座底板的计算---------------------------------------------------15 5.4.2加劲肋与节点板的连接焊缝计---------------------------------------16 5.4.3节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算-------------------------------17参考文献-----------------------------------------------------------------181 设计资料和屋架尺寸1.1 设计资料某厂房总长度90m，跨度L＝18m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。

钢结构梯形屋架课程设计例子

. . .. ..一、设计资料：1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。

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。

屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。

3.荷载标准值（水平投影面计）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可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S=0.35KN/m2，0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。

积灰荷载标准值： 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 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2保温层： 0.4KN/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/m2二、结构形式与布置图：屋架支撑布置图如下图所示。

符号说明：WGJ-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Aa+3.4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502-3.382-0.690-0.462+4.739+1.884-0.462-1.0-1.0+0.812-0.5+7.962+9.279+9.279cegBC DE FG 0.5 1.0 1.0 1.0 1.01.01.a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载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。

《工业厂房钢结构屋架设计》计算书

（1）下弦节点“”（如图9示）设杆的肢背和肢尖的焊缝高度和，则所需的焊缝长度为：肢背：，取肢尖：，取图9下弦节点“” 设杆的肢背和肢尖的焊缝高度和，则所需的焊缝长度为：肢背：，取肢尖：，取杆的内力，焊缝尺寸可按构造确定,取。根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙以及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为。下弦与节点板连接待焊缝长度为。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，受力较大的肢背处的焊缝应力为： ,焊缝满足强度要求。
合计可变荷载：屋面活荷载积灰荷载合计设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合： (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载 (2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：半跨节点可变荷载： (3)全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重：半跨节点屋面板自重及活荷载： (1)、(2)为使用阶段荷载情况，(3)为施工阶段荷载情况。
需要截面积：需要的回转半径：，根据需要的查角钢规格表，选用，，，，按所选角钢进行验算：图4上弦截面 9 满足要求。截面在和平面皆属类，由于，只需求。查表得。则 ,满足要求。（2）下弦杆整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的加杆计算： ,（因跨中有通长系杆）所需截面积：图5下弦截面选用，因，故用不等肢角钢，断肢相并。
屋架钢材采用。235-B,焊条采用E43型，手工焊。
桁架计算跨度：
跨中及端部高度：
桁架的中间高度：
在的两端高度：
在轴线处端部高度：
桁架跨中起拱（）。
2）结构形式与布置
桁架形式及几何尺寸如图1所示。
桁架支撑布置如图2所示。
桁架上.弦支撑布置桁架下弦支撑布置垂直支撑1-1 垂宜支撑2-2 图2桁架支撑布置符号说明：SC-上弦支撑；XC一下弦支撵；CC一垂直支撵；GG-刚性系杆：LG-柔性系杆 3）荷载计算永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板卷材层找平层(厚20mm) 60mm厚保温层桁架和支撑自重管道荷载

钢结构课程设计

《钢结构课程设计》任务书和指导书------ 钢屋架一、设计目的《建筑钢结构课程设计》是土木工程专业的一门专业拓展实践类课程，它是为配合《钢结构》课程而开设的一门专项课程设计，具有较强的实践性。

本课程设计主要完成钢屋架结构设计，使学生初步了解结构设计的程序和方法；掌握设计计算的原理和手段；熟悉使用与结构设计相关的规范、规程、标准图和设计计算手册。

通过本课程设计，能够促使学生理论联系实际，培养学生的实践能力和动手能力，学会编写结构计算书、绘制结构施工图，为学生将来的设计或施工管理等工作奠定基础。

二、设计基础1、先修课程（1）《土木工程制图及计算机制图》；（2）《房屋建筑学》；（3）《钢结构》；2、基本要求要求学生在进行本课程设计之前，通过以上专业及专业基础课的学习，能够掌握钢屋架的受力特点；了解屋盖结构的平面布置；了解各种支撑的作用及布置方式；了解屋盖结构平面、立面的关键尺寸；掌握屋盖结构的荷载类型及其计算；掌握钢屋架构件和节点的选型、设计计算以及构造；掌握钢屋架结构施工图的绘制方法。

三、设计任务（一）课程名称人字形钢屋架设计（二）设计资料1、工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度96m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上；屋架跨度为32m，屋面离地面高度约20m，屋架间距12m。

2、屋面做法：屋面材料为压型钢板；屋面坡度为1/10，轧制H型钢檩条的水平间距为5.3m（端节点5.25m），无天窗3、自然条件：基本风压0.5KN/m2，基本雪压0.20KN/m2。

地面粗糙类别为B类，也可根据具体情况选取。

4、材料选用：（1）屋架钢材采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235B级镇静钢或沸腾钢。

当工作温度等于或低于-200C时，应采用Q235B级镇静钢。

（2）焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1988中规定的E43型焊条。

（3）普通螺栓应采用性能等级为4.6级C级螺栓。

锚栓采用《碳素结构钢》GB/T700-1988规定的Q235级钢制成。

钢结构课程设计 18M跨

钢结构课程设计目录1. 设计资料 (1)2. 屋架形式,尺寸,材料选择 (1)3．荷载和内力计算 (1)3.1 荷载计算 (1)3.2 荷载组合 (1)3.3.内力计算 (2)4. 杆件截面选择 (2)4.1 上弦 (2)4.2 下弦 (3)4.4 斜腹杆D-c (4)5 节点设计 (6)5.1 下弦节点b,如图5 (6)5.2 上弦节点B,如图6 (7)5.3 屋脊节点 (8)5.4 下弦拼接节点d (9)5.5 支座节点，如图8 (10)6 主要参考资料 (12)1. 设计资料某车间跨度18m ，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=，屋面永久荷载标准值为0.4 kN/m 2屋面活荷载标准值为0.5 kN/m 2，当地雪荷载0.3 kN/m 2，积灰荷载（锰铬铁车间）0.75 kN/m 2，基本风压0.50 kN/m 2，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。

2. 屋架形式,尺寸,材料选择屋架的计算跨度0L =18000-2×150=17700mm,端部高度0h 1990mm =，中部高度H=2890mm ，屋架形式如图1所示。

根据建造地区的计算温度和荷载性质，刚材采用Q235B 。

焊条采用E43型，手工焊。

` 图1屋架尺寸及内力 3．荷载和内力计算 3.1 荷载计算屋面永久荷载标准值 0.4 kN/m 2 屋架及支撑自重 0.12+0.011L=0.12+0.011×18=0.318 kN/m 2 恒荷载总和 0.718 kN/m 2 屋面活荷载标准值（不与雪荷载同时考虑） 0.50 kN/m 2 雪荷载 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75 kN/m 23.2 荷载组合节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合F d =（1.2×0.718+1.4×0.5+1.4×0.9×0.75）×1.5×6=22.56kN其中，永久荷载荷载分项系数Q γ 1.2=；屋面活荷载或雪荷载荷载分项系数Q1γ 1.4=；组合值系数，雪荷载1ψ0.7=；积灰荷载Q2γ 1.4=，1ψ0.9=。

钢结构屋架计算

一、设计资料天津地区一单跨物资仓库，长96米，跨度为21米，钢筋混泥土柱（400×400），柱距6米，混凝土标号为C30，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。

屋面檐口离地面高度13.5米，设计温度高于-20℃。

屋面坡度i=1:10，采用 1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板，标准值为1.4kN/m2；20厚水泥砂浆找平层，标准值为0.4kN/m2；泡沫混凝土保温隔热层，标准值为0.3kN/m2；八层做法卷材屋面防水层，标准值为0.35kN/m2 。

屋面积灰荷载0.45kN/m2，雪荷载为0.40kN/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。

其他资料参照相关标准规定。

根据天津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。

屋架计算跨度为L＝L-300＝20700mm，＝1990mm，端部高度取H+1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm，中部高度取H＝H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。

建筑结构——钢屋盖计算

心弯矩均由角钢肢尖与节点板间的焊缝“A”承坦，于是“K”焊缝的强度
条件为：
P 2 0.7 h'f lw
f
w f
(23.10)
“A”焊缝承受的力有：
杆力差N N1 N2 ( N1 N 2 ) 和偏心弯矩M＝Ｐ•e＋N•e’，e’为弦杆
轴线到肢尖的距离，在焊缝“A”中产生平均剪应力：
N
N 2 0.7 h f
a.电算 b.图解法 c.解析法 (2)局部弯矩 a.无天窗时，端节间跨中正弯矩取0.8M0,其它节间正弯矩和节点负弯矩均取0.6M0。b.有天窗，所有节点和节间弯矩均取0.8M0。
2C2.1.2 屋架杆件截面的设计 1. 杆件的计算长度
桁架弦杆和单系腹杆的计算长度lo按表（23.1）采用。
(1)桁架平面内计算长度l0x： a.桁架弦杆，支座斜杆、支座竖杆，其计算长度取几何长度。 b.其它受压腹杆，取l0x=0.8 l0。
风
荷载等。
b. 取值规定
(a)屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑。
(b)当屋面坡度大于50o，不计雪荷载。 (c)当屋面坡度小于30o时，可不计风荷载。
（23.1）
c. 节点集中荷载 pi —屋面水平投影面上的荷载标准值。
d. 荷载组合（a）全跨永久荷载＋全跨可变荷载。（b）全跨永久荷载＋半跨可变荷载。（c）屋架支撑和天窗自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载。 3. 桁架内力计算 (1)轴力：
a. 按平面内、平面外分别验算：
x l0x
ix
（23.3a）
y l0y
iy
（23.3b）
b. 对单角钢腹杆，或十字形截面的双角钢竖杆, 应验算杆件在斜平面的
最大长细比：

梯形钢屋架课程设计---简支梯形钢屋架设计

北京建筑工程学院土木与交通工程学院《钢结构》课程设计任务书班级姓名学号日期指导教师2012年6月梯形钢屋架课程设计任务书一、设计题目简支梯形钢屋架设计二、设计资料工程名称：某机加工车间1 结构平面布置某地区单层单跨工业厂房机加工车间，屋架跨度及厂房长度见附表，柱距6m，屋架下弦标高16.5m。

2 排架结构体系钢筋混凝土柱（混凝土强度等级为C20，上柱截面400×400）；钢屋架铰支于柱上；1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板；屋面坡度10i。

=/13 车间内设有中级工作制、起重量≤300KN的吊车，计算温度高于-200C。

4 材料钢屋架选用Q235-B·F钢，焊条为E43型。

5 荷载（标准值）（屋面构造层做法也可自定）二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m2(硫化型橡胶油毡,PVC建筑防水塑料油膏)砂浆找平层(厚20mm) 0.40 KN/m2泡沫混凝土保温层(厚80mm) 0.48 KN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板1.4 KN/m2（包括灌缝）屋架及支撑自重（ 0.12+0.011l） KN/m2悬挂管道（奇数） 0.15 KN/m2吊顶（奇数） 0.55 KN/m2活荷载或施工荷载：见附表屋面积灰荷载：见附表雪荷载： 0.40 KN/m26、钢屋架形式示意图（未表示起拱）图1 钢屋架形式示意图三、设计任务要求设计钢屋架并绘制施工图。

掌握钢屋架荷载的计算；掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度；掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计及计算和构造；掌握钢屋架施工图的内容和绘制。

具体要求：1、计算说明书确定屋架几何尺寸(参考标准图集)，选择钢材和焊条；布置屋盖支撑：应包括钢屋架结构支撑系统布置简图（上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑及系杆）；钢屋架计算简图及几何长度；荷载计算与组合；杆件内力计算及组合；（利用结构对称性，P=1）杆件截面设计；节点设计（五个典型节点：支座、屋脊、下弦跨中、上下弦一般节点）2、施工图绘制：绘制运送单元施工图，该施工图内容应包括：钢屋架正面图；上、下弦杆平面图；端竖杆和正中竖杆的侧面图；（以上各图轴线比例1:30，杆件截面及节点比例1:15）屋架简图，按1:100比例绘制；（注明起拱尺寸，左半部分注上杆件几何长度，右半部分注上杆件内力）特殊节点板大样图（按1:10～1:5比例）；整榀钢屋架材料表（计入焊缝重量2%）；图纸附注，应说明钢屋架选用的钢材种类、焊缝型号、焊接方法和质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸，图中所用的单位，及对防护措施、运输和加工要求等在图中未表明的其它内容。

屋架尺寸与布置

一、设计资料：某工程为单跨双坡封闭式厂房，跨度m6，厂房纵向长度=，柱间距mL18i。

屋架铰支于混凝土柱上，上60m，采用三角形芬克式屋架，屋面坡度3/1=柱截面mmC。

结构重要性系数为 1.0，厂房内无400⨯，混凝土等级20mm400吊车。

柱网图如下二、屋架形式及几何尺寸：屋架形式及几何尺寸如图。

(a)是上弦支撑布置图，（b）是下弦支撑布置图。

屋架坡度i=1/3（b）三、屋架支撑布置：1、屋架的支撑(1) 在屋架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。

(2) 在屋架的上弦节点A、C、E、G处设置一通长的刚性水平系杆。

(3) 在屋架的下弦节点I处设置一通长的柔性水平系杆。

2、屋面檩条及其支撑四、设计与计算1、荷载标准值（所有荷载按水平投影面积算）(1) 永久荷载平行于屋面方向的永久荷载：水泥平瓦 20.55/KN m 、油毡、木望板 20.18/KN m—————————————————————————————————————————————————————————————————210.73/p KN m =水平方向的永久荷载：檩条 20.15/KN m 管道等 20.07/KN m 屋架及支撑 20.120.0110.120.011180.318/l KN m +=+⨯=220.538/p KN m = (2) 可变荷载可变荷载取屋面活荷载(230.50/p KN m =)和雪荷载(240.60/p KN m =)中的较大值，故为20.60/KN m 。

2、荷载组合设计屋架时应考虑以下三种荷载组合： (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：124(cos ) 1.2 1.5556 1.4 1.5556cos (0.730.538cos18.43) 1.2 1.55560.6 1.4 1.5556cos18.4321.32P p p p KNαα=+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯= (2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨可变荷载作用下： 112(cos ) 1.2 1.5556(0.730.538cos18.43) 1.2 1.555613.9P p p KN α=+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯=永久荷载作用下：24 1.4 1.55560.6 1.4 1.55567.84P p KN =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=(3) 全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：32 1.5556 1.2cos 0.538 1.5556 1.2cos18.43 5.71P p KN α=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= 作用于半跨的屋面板及活荷载产生的节点荷载，取屋面可能出现的活载： 4131.5556 1.2 1.5556 1.4cos 0.38 1.5556 1.20.5 1.5556 1.4cos18.4310.45P p p KNα=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯= 以上(1)、(2)为使用阶段荷载组合，(3)为施工阶段荷载组合。

荷载内力计算和杆件截面选择计算

（1）设计资料昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为24m ，屋架端部高度2m ，长度90m ，柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采用1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。

20mm 厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度=i 1/10。

屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm ，混凝土C20，屋面活荷载0.50 kN/m 2，屋面积灰荷载0.75 kN/m 2，保温层自重0.4kN/m 2。

（2）钢材和焊条的选用屋架钢材选用Q235，焊条选用E43型，手工焊。

（3）屋架形式，尺寸及支撑布置采用无檩屋盖方案，屋面坡度10/1=i ，由于采用1.5m ⨯6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下：屋架计算跨度：mm L L 23700300240003000=-=-= 屋架端部高度取：=o H 2000mm 跨中高度：mm i L H H 319031851012237002000200≈=⨯+=+= 屋架高跨比：4.712370031900==L H 为使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系，屋架跨中起拱48mm ，几何尺寸如图所示：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，因车间两端为山墙，故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的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷载；在设置横向水平支撑的同一柱间，设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端和跨中，屋脊节点及屋架支座处沿厂房设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设置一道通长柔性系杆，凡与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-2，不与横向支撑连接的屋架编号为GWJ屋架竖向支撑（3）荷载和内力计算1)荷载计算永久荷载标准值：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝）： 24.1m kN防水层（三毡四油，上铺小石子）： 24.0m kN 找平层（20mm 厚水泥砂浆）： 24.0m kN 屋架和支撑自重（按经验公式估算）：238.024011.012.0011.012.0m kN L =⨯⨯=⨯ 保温层： 24.0m kN 可变荷载标准值：屋面活荷载： 25.0m kN 屋面积灰荷载： 275.0m kN 2)节点荷载计算（1）当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：()()kNS P 21.47507.1675.09.05.04.1507.164.04.038.04.04.12.1=⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯++++⨯=（2）当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：()()kNS P 35.49507.1675.09.05.07.04.1507.164.04.038.04.04.135.1=⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯++++⨯=由以上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取: kN P 35.49=3）屋架节点荷载计算。