钢屋架计算例题
钢结构屋架设计
普通钢屋架设计--------焊接梯形钢屋架设计－、设计资料1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。
2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。
4、荷载标准值（按水平投影面计）：（1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2保温层0.5 KN/ m2一毡二油隔气层0.05 KN/ m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2屋架及支撑自重0.384KN/m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2荷载标准值 0.35 K N/ m2积灰荷载标准值 1.3KN/ m25．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。
6、钢材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，最大的运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。
二、设计内容一）、屋盖的支撑系统布置（1）屋架上弦支撑系统的具体布置对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。
所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。
上弦支撑具体布置图如下（2）下弦平面支撑系统布置同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。
钢屋架计算例题
钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。
钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。
钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。
该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。
二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度H0=2000mm。
二、支撑布置三、荷载计算1、荷载永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 1500N/m2 =1.5 KN/m2屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2小计∑3.714 KN/m2可变荷载活载 700N/m2=0.70 KN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：1.2×3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/m22、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：P=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN（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：P3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
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。
钢屋架设计算例
26
90mm
其他腹杆所需焊缝长度的计算结果见表4。未列入
表中的腹杆均因杆力很小，可按构造取h f ≥1.5 t =1.5 10
=5mm，l1 = l2 =8 h f +10=50mm。
表4 腹杆杆端焊接尺寸
表中l1、 l2为取整后数值（5或10mm的倍数）
1、下弦节点“b” 按表4中所列出的Bb、bD杆所需焊缝长度，
屋架计算跨度=L – 2×0.15=21 – 2×0.15=20.7m, 屋 架尺寸及几何形式如下图1：
图1 屋架尺寸及几何形式（单位：mm）
屋架标志跨度大于等于24m时，跨中应起拱 约标志跨度的1/500。
屋架杆件几何尺寸
65 25
65 25
65 25
二、屋盖支撑布置
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置两道 上、下弦横向水平支撑。上弦横向水平支撑必设，设在 两端柱间，间距不大于60ｍ。在设置横向水平支撑的柱 间，于屋架跨中和两端共设三道垂直支撑。上下弦在跨 中和端部设三道系杆，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，下弦跨中节点设置一道纵向 通长的柔性系杆，支撑布置见下图。
四、杆件截面设计
屋架腹杆和弦杆的计算长度
项次
弯曲方向
腹杆 弦杆
端竖杆和端斜杆
1
在屋架平面内
l
l
2
在屋架平面外
l1
l
3
斜平面
—
支撑
l1
N1
N2
l
N2 N1 l
l1
其他腹杆
0.8l l
0.9l
屋架
再分式桁架杆件平面内计算长度取杆件几何长度； 平面外计算长度：
受拉主斜杆： l1 受压主斜杆：loy (0.75 0.25N 2 / N1 )l1
钢结构计算例题
例题 8-1简支人字形屋架设计1、设计资料人字形屋架跨度30m，屋架间距12m，铰支于钢筋混凝土柱上。
厂房长度96m。
屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条（见例6-6）的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m，雪荷载为0.20kN/m2。
钢材采用Q235-B·F，焊条采用E43型。
2 屋架尺寸，支撑布置屋架计算跨度L=L－300=29700mm，端部及中部高度均取作2000mm。
屋架杆件几何长度见8－41，支撑布置见图8－42。
图8-41图8-423、荷载、内力计算及内力组合（1）永久荷载（水平投影面）101=0.1507kN/m2 压型钢板 0.15×10檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2合计0.509kN/m2(2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2(3)风荷载：风荷载为1.25，屋面迎风面的体形系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面：=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m21背风面：2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m 21ω的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量（0.507kN/m 2）。
这里不计风荷载，而将所有拉杆的长细比控制在250以内。
（4）上弦节点集中荷载的设计值为Q=（1.2×0.509+1.4×0.30）×5×12=61.70kN （5）内力计算跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。
因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力见图8-41。
4、杆件截面选择腹杆最大内力N=260.0kN ，查表8-4，选用中间节点板厚度t=10mm ，支座节点板厚度t=10mm 。
普通钢屋架设计例跨距30、柱距6、总长90
一柱间的上弦平面设置刚性系杆，以保证安装时上弦的稳定，在第一柱间的下弦平面也设置刚性系杆传递永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4×1.35=1.89 kN/mm2防水层(三毡四油，上铺小石子)0.4×1.35=0.54kN/mm220㎜厚水泥砂浆找平层20×0.02×1.35=0.54 kN/mm2屋架和支撑自重(0.12+0.011×30)×1.35=0.61 kN/mm23.58kN /mm2可变荷载：屋面活荷载0.7×1.4×0.7=0.68 kN/mm2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P＝(3.58＋0.68)×1.5×6=38.34 kN 屋架在全跨永久荷载＋全跨可变荷载作用下的计算简图如下：节点板的强度验算及稳定性验算略。
上弦杆计算长度：根据支撑布置情况，屋架平面外计算长度取y l 0＝4523mm ，屋架平面内为节间轴线长度，即x l 0＝1508mm 。
假定λ=60，则查表得ϕ=0.807。
所需截面积 A=N/ϕf =869930/(0.807×215)=5013.86mm 2所需回转半径 λ/0x x l i == 1508/60 = 25.13 mm λ/0y y l i == 4523/60 =75.38 mm根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表，选用2∠160×100×12（短肢相并），见图3(a)。
A =60.108㎝2，x i =2.82cm, y i =7.74cm 。
按所选角钢进行长细比及稳定性验算：==x x x i l /0λ150.8/2.82 =53.48< [λ] = 150 ==y y y i l /0λ452.3/7.74 = 58.44< [λ] = 150由y λ = 58.44查表得x ϕ= 0.816，则σ = N/ϕA = 869930/(0.816×6010.8) = 177.36N/㎜2</215N f =㎜2所选截面满足要求。
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。
(完整word版)三角形钢屋架计算实例
实用文档普通钢屋架设计实例1 设计资料北京地区一单跨厂房屋盖，跨度24m ，长度114m ，柱距6m 。
屋架采用24m 芬克式三角形钢屋架，屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm ，混凝土强度等级为C20级，柱网采用封闭轴线。
厂房内设有一台起重量为Q=30t 的中级工作制桥式吊车。
钢材为Q235钢，井具有机械性能四项，抗拉强度、伸长率、屈服点、180°冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条采用E43型，手工焊。
屋面采用波形石棉水泥瓦，自重为0.20kN ／m2；木丝板保温层，自重为0.24kN ／m2，檩条采用槽钢。
屋面均布活荷载为0.30kN ／m2；基本雪荷载为0.30kN ／m2。
屋架形式及几何尺寸：屋面坡度i=1／2.5，屋面倾角()1/2.52148'arctg α==，屋架计算跨度为030023700l l mm=-=，屋架跨中高度为 23700/5470H mm mm ==，上弦长度为()()0/2cos 23700/20.92812762L l mmα==⨯=，取6节间，节间长度为12762/62127s mm ==，节间水平投影长度为cos 21270.92851975s αα==⨯=mm 。
如图9-18示。
图9-18屋架几何尺寸及内力2 支撑布置根据厂房长度为120m >60m ，跨度l =24m 和有桥式吊车的情况，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；并在上弦及下弦各设三道系杆。
上弦因有檩条亦可不设系杆。
如图9—19示。
图9-19 屋盖支撑布置（a ）上弦支撑系统、（b ）上弦支撑系统、（c ）上弦支撑系统3 檩条布置1．檩条布置 檩条采用槽钢檩条，每节间放两根，檩距为2127／3=709mm ，檩条跨中设一根拉条。
2．荷载计算 屋面坡度2148'25α=<，雪荷载按不均匀分布最不利情况考虑，取1.250.30.375k S =⨯=kN ／m2。
钢屋架计算
例6某工程钢屋架如图所示，计算钢屋架工程量，确定 某工程钢屋架如图所示，计算钢屋架工程量， 定额项目。 定额项目。
2
• L70×7每米理论重量为7.398kg/m • L50×5每米理论重量为3.77kg/m • 8号钢板的理论重量为62.80kg／m2
解：上弦重量＝3.40×2×2×7.398＝100.61kg 上弦重量＝3.40× 7.398＝ 下弦重量＝5.60× 下弦重量＝5.60×2×1.58＝17.70kg 1.58＝ 立杆重量＝1.70×3.77＝ 立杆重量＝1.70×3.77＝6.41kg 斜撑重量＝1.50× 斜撑重量＝1.50×2×2×3.77＝22.62kg 3.77＝ ①号连接板重量＝0.7×0.5×2×62.80＝43.96kg 号连接板重量＝0.7×0.5× 62.80＝ ②号连接板重量＝0.5×0.45×62.80＝14.13kg 号连接板重量＝0.5×0.45×62.80＝ ③号连接板重量＝0.4×0.3×62.80＝7.54kg 号连接板重量＝0.4×0.3×62.80＝
∟50×4 ×
－50 ×5
6
解：1.制作工程量 1.制作工程量 查五金手册∟50× 每米重3.059kg 查五金手册∟50×4每米重3.×3.059=14.68kg 钢筋竖杆重量=1 钢筋竖杆重量=1 ×21 ×0.00617 ×162=33.17kg 扁钢横衬重量 785０ ００5=18.84kg =4.8 ×2 ×785０ ×０.０5 ×０.００5=18.84kg 钢栏杆的制作工程量为 14.68+33.17+18.84=66.69kg=0.0667t 2.运输工程量= 2.运输工程量=安装工程量 运输工程量 =0.0667× =0.0667×1.015=0.0687t
十节间豪式钢屋架计算案例
重心距离 Z0 (mm) 25.2 22.3 15.3 15.3 15.3 15.3 15.3 15.3 15..3 15.3 15.3
轴线距离 ’ Z0 (mm) 25 25 15 15 15 15 15 15 15 15 15
8.3 节点的设计 8.3.1 支座节点
图 5 支座节点”1” (1) 上弦杆的节点连接计算 A. 支座底板的计算 支座反力R = 5P = 5 × 11.58KN = 57.90KN 设 a,b 取 12cm,则 a1 = √2 × 12 = 16.9cm, b1 = 底板的承压面积 底板下的应力 底板的最大弯矩
由公式 σf =
P 2×0.7hf1 lw
=
11.58×10
3
2×0.7×4×217
= 9.1 N⁄mm2 < ff = 0.95 × 160 = 152 N⁄mm2
w
可见塞焊缝一般不控制。 B. 上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝 角焊缝的焊角尺寸hf2 = 5mm,计算长度 Lw = 225 − 2hf = 217mm 上弦杆的内力差 N=-18.29KN,偏心距M = Ne, e = 65mm,则由公式得, σf = 2×0.7×h τf = 2×0.7×h
) + (2×0.7×β h ×l2 )
f f w
2
6M
2
=25.41N⁄mm2 <ffw = 160 N⁄mm2 C. 支座底板的连接焊缝 假定焊缝传递全部支座反力R = 57.90kN,设焊缝hf = 5mm,支座底板的连接焊缝的长度为： ∑ Lw = 2 × (240 − 2hf ) + 4 × (120 − 5 − 10 − 2hf ) =2 × (240 − 2 × 8) + 4 × (120 − 5 − 10 − 2 × 8) =804 mm 由公式得, τf = 0.7β h
(完整word版)钢屋架设计计算书
一：设计资料1、青岛地区某金属加工厂厂房总长度90m，跨度为18m。
，柱距6m，采用梯形角钢屋架，钢材Q235B，焊条E43型。
无檩无天窗屋盖体系，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。
屋架下弦标高为18m;厂房内设A5级150/30t桥式吊车2台.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。
2. 屋架荷载标准值（水平投影面计)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：查《建筑结构荷载规范GB50009—2012》，青岛市雪压标准值为0。
2 KN/m2，因不考虑积灰荷载和屋面不上人，故屋面活荷载取0。
5 KN/m2。
因为活荷载与雪荷载取较大值，故取可变荷载值为0.5 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：0.4KN/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左侧为屋架杆件几何尺寸右侧为屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值二：结构布置图屋架施工详图,支撑布置图见A3图纸.三：荷载于内力计算1．荷载计算活荷载与雪荷载不同时出现，故取两者较大值.永久荷载标准值：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钢屋架和支撑自重0。
12+0.011*18=0.32 KN/m2总计:3.32 KN/m2可变荷载标准值：屋面活荷载0.5 KN/m2总计:0。
5 KN/m2永久荷载设计值1。
2*3。
32=3.98 KN/m2可变荷载设计值1。
钢结构钢屋架课程设计,跨度21m,长度102m
一、设计资料1、题号53的已知条件：梯形钢屋架跨度21m，长度102m，柱距6m。
该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000 m。
冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g。
采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。
屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.2 kN/m2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m2，风荷载标准值0.55 kN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C20。
钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度：l= 21m － 2×0.15m = 20.7 m3、跨中及端部高度：该屋架为无檩体系屋盖方案，屋面材料为大型屋面板，故采用平坡梯形屋架；由于L<24m，不考虑起拱，端部高度取H0=1990mm，屋架的中间高度h = 3.040m （约l/6.8）。
二、结构形式与布置屋架几何尺寸如图(1)所示。
图(1)：21米跨钢屋架型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。
因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间支撑的规格有所不同。
在上弦平面设置了刚性系杆与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。
在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。
梯形钢屋架支撑布置如图（2）所示。
cc1cc1cc3LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG2LG2LG2LG2LG2LG2LG1LG1LG2LG2LG111G W J -22G W J -2G W J -1G W J -1G W J -2G W J -2G W J -2G W J -1G W J -1LG2LG2LG1LG1LG1LG2LG2LG2LG2LG2LG2LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1cc3cc1cc1G W J -22cc2LG1LG1LG1LG2LG2LG1LG2LG2LG1LG2LG2LG1LG2LG2cc4s c 2s c 1s c 2s c 2s c 2s c 2s c 2s c 1s c 3s c 4s c 4s c 4s c 2s c 4s c 4s c 3s c 1s c 2s c 2s c 2s c 2s c 2s c 2s c 11500屋架上弦支撑布置图cc2屋架下弦支撑布置图垂直支撑2-2LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1LG1cc1LG1LG1cc3LG1LG1cc1垂直支撑1-1cc2cc4cc2SC －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） 梯形钢屋架支撑布置三、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。
30米跨梯形屋架设计例题1
钢结构课程设计（B 组乙（Ⅱ--a ））一、设计资料1 设计资料（1）某车间，长240m ，跨度27m ，柱距6m ，车间内无吊车、无天窗、无振动设备。
采用梯形钢屋架， 1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.0 kN/m 2），二毡三油加绿豆沙防水层（0.25 kN/m 2），20mm 厚水泥砂浆找平层（0.2 kN/m 2），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0.50 kN/m 2。
（2）屋架计算跨度m 7.293.030l 0=-= （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01990h mm =中部高度mm 3390h =（为0/8.0l ）。
二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度为L 0=L -300=29700mm ，端部高度取H 0=1990mm ，中部高度取H=3490mm （为L 0/8.5）,屋架杆件几何长度见附图1（跨中起拱按L/500考虑）。
根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用Q235-B 。
焊条采用E43型，手工焊。
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下、弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见附图2。
因连接孔和连接零件上的区别图中给出了W1、W2和W3等三种编号。
附图1：屋架杆件几何长度及设计内力附图2：屋面支撑布置图3 荷载计算3.1 永久荷载设计值预应力钢筋混凝土大型屋面板： 2m /kN 2.10.12.1=⨯ 二毡三油防水层及找平层（20mm ）： 2m /kN 6.025.02.125.02.1=⨯+⨯ 支撑重量： 2m /kN 06.005.02.1=⨯ 3.2 可变荷载设计值屋面活荷载： 2m /kN 7.05.04.1=⨯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：()[]04.2365.17.006.06.02.1F =⨯⨯+++=3、内力计算用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。
第三章建筑工程 第六节 金属结构工程习题
第三章建筑工程第六节金属结构工程例题与习题例题【例6.1】某厂房屋面钢屋架15榀，每榀重5t，采用不同规格的角钢。
由金属构件厂加工，场外运输5km，现场拼装，采用汽车吊跨外安装，安装高度为10m。
编制钢屋架的分部分项工程量清单，并进行清单报价。
解 1.钢屋架分部分项工程量清单的编制钢屋架工程量=5.000×15=75.000t表6.2分部分项工程量清单与计价表工程名称：某工程标段：第1 页共1页2.钢屋架工程量清单计价表的编制钢屋架清单项目发生的工程内容包括构件制作、运输、拼装、安装。
（1）钢屋架制作工程量=75.000t钢屋架制作每榀5t以内套定额7-2-4，人材机价款=5741.14×75.000=430585.50元。
（2）钢屋架运输工程量=75.000t，钢屋架（Ⅰ类构件）运输5km以内套定额10-3-26，人材机价款=850.58÷10×75.000=6379.35元。
（3）钢屋架拼装工程量=75.000×1.05=78.750t钢屋架拼装每榀重量8t以内套定额10-3-214，人材机价款=（168.58-0.07×837.76）÷10×78.75=865.75元。
（采用汽车吊按轮胎式起重机定额项目乘以系数1.05，扣除定额内所含轮胎式起重机台班费用）（4）钢屋架安装工程量=75.000×1.05=78.750t钢屋架安装每榀重量8t以内套定额10-3-217，人材机价款=（222.89-0.11×837.76+2.00×28×0.18人工+0.53×99.94×0.18交流电焊机）÷10×78.75=1184.01元。
（采用汽车吊按轮胎式起重机定额项目乘以系数1.05，扣除定额内所含轮胎式起重机台班费用；跨外安装就位人工、机械台班乘以1.18系数。
2017年梯形钢屋架课程设计例题
钢屋架课程设计一、 设计资料二、 B 组甲（Ⅱ—a ）跨度30m ，长度210m 。
三、 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。
屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.1 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。
四、 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。
五、 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m六、 跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。
平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度：m H 9.10=。
跨中高度：H=mm iL H 34902/0=+。
屋架跨高比：H/L=3490/3000=1/8.6。
屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m2进行计算。
跨度单位为米（m）。
荷载计算表如下：(2.72/0.7=3.9>2.8则由永久荷载效应组合控制)荷载名称标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.35=1.89 三毡三油加绿豆沙 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.40.4×1.35=0.54 支撑自重 0.07 0.07×1.35=0.0945 屋架自重 0.12+0.011×30=0.45 0.45×1.35=0.6075永久荷载总和 2.72 3.672屋面活荷载 0.7 0.7×1.4×0.7=0.686可变荷载总和 0.70.686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：kN F 22.3965.1)686.0672.3(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 05.3365.1672.31=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 17.665.1686.02=⨯⨯=（3）全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：kN F 32.665.1)6075.00945.0(3=⨯⨯+=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 18.2365.1)686.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。
钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。
钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。
该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。
二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度H0=2000mm。
二、支撑布置三、荷载计算1、荷载永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 1500N/m2 =1.5 KN/m2屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2小计∑3.714 KN/m2可变荷载活载 700N/m2=0.70 KN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：1.2×3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/m22、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：P=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN（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：P3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
四、力计算按力学求解器计算杆件力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆力，取其中不利力（正、负最大值）作为屋架的依据。
具体计算见图屋架各杆力组合见表。
全跨荷载布置图全跨荷载力图左半跨荷载布置图左半跨荷载力图右半跨荷载布置图右半跨荷载力图力计算表表1杆件名称杆力系数全跨永久荷载+全跨可变荷载P=48.93kNN=P×③全跨永久荷载+半跨可变荷载P1=40.11kNP2=8.82kNN左=P1×③+P2×①N右=P1×③+P2×②全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载P3=5.01kNP4=25.02kNN左=P3×③+P4×①N右=P3×③+P4×②计算力KN P=1在左半跨在右半跨全跨①②③上弦杆10-11 0 0 0 0 0 0 011-13 -6.35 -2.51 -8.86 -424.57 -393.55 -346.13 -253.62 -132.50 -393.55 13-15 -9.35 -4.65 -14.00 -670.88 -613.42 -555.38 -379.18 -230.94 -613.42 15-17 -9.62 -6.39 -16.01 -767.20 -688.25 -648.36 -399.80 -297.92 -688.25 17-18 -7.84 -7.84 -15.68 -751.39 -654.53 -654.53 -341.67 -341.67 -654.531、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大力计算N = -688.25kN （压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用12mm ，支座节点板厚度选用14mm 。
计算长度 屋架平面取节间轴线长度cm l x 5.1500= 屋架平面外根据支撑和力变化取cm l y 0.3015.15020=⨯=因为y x l l 002=，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。
如图1所示。
图1上弦截面设60=λ，查轴心受压构件的稳定系数表807.0=ϕ 需要截面积233967215807.01025.688mm f N A =⨯⨯==ϕ需要回转半径cm l i xx 51.26015080===λcm l i y y 03.56030160===λ根据需要的A 、 i x 、i y ，查角钢型钢表，选用2∟10100160⨯⨯，A = 50.6 c ㎡ , i x = 2.85 cm , i y = 7.78cm 。
按所选角钢进行验算5385.25.1500===x x x l λ，3978.70.3010===y y y l λ满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，842.0=x ϕ=σ223/215/1625060842.01025.688mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大力计算，N =680.67kN （拉力） 计算长度 屋架平面取节间轴线长度cm l x 3000= 屋架平面外根据支撑布置取cm l y 6000= 计算需要净截面面积2331662151067.680mm f N A n =⨯==选用2∟160×100×10（短肢相并），见图2所示，A =50.60 c ㎡ , i x = 2.85 cm , i y =7.78cm 按所选角钢进行截面验算，取A A n =。
图2 下弦截面350][10585.23000=<===λλx x i l 350][7778.76000=<===λλy y i l =σ223/215/13550601067.680mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
3、斜杆截面计算 ① 斜杆1-11N = -396.97kN (压力)，l 0x = l 0y = l =251.6 cm因为l 0x = l 0y ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使i x = i y 选用2∟140×90×10，见图3所示，A = 44.6 c ㎡ , i x = 2.56 cm , i y = 6.84cm图3 斜杆1-11截面150][9856.26.2510=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][3784.66.2510=<===λλyy y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，568.0=x ϕ=σ223/215/1574460568.01097.396mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
② 斜杆11-2N = 311.50kN （拉力），l 0x = 0.8l = 208.1c m , l 0y = l =260.1 c m 计算需要净截面面积2314492151050.311mm f N A n =⨯==选用2∟63×8，见图4所示，A = 19.02 c ㎡ , i x = 1.90 cm , i y = 3.10 cm图 4斜杆11-2截面验算：350][11090.11.2080=<===λλx x x i l 350][8410.31.2600=<===λλy y y i l =σ223/215/16419021050.311mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
○3 斜杆2-13 N =-243.97kN (压力)，l 0x =2247mm l 0y = l =2809mm 选用2∟80×7，见图5所示，A =21.72mm 2 , i x =2.46cm , i y = 3.75cm图5斜杆2-13截面150][9146.27.2240=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][7575.39.2800=<===λλyy y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，614.0=x ϕ=σ223/215/1832172614.01097.243mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
○4斜杆13-3 .N =165.93kN （拉力），l 0x = 0.8l = 224.7cm , l 0y = l =280.9 cm 计算需要净截面面积237722151093.165mm f N A n =⨯==选用2∟56×5，见图6所示，A =10.82 c ㎡ , i x =1.72 cm , i y =2.77 cm图 6 斜杆13-3截面验算：350][13172.17.2240=<===λλx x x i l 350][10177.29.2800=<===λλy y y i l =σ223/215/15310821093.165mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
○5 斜杆3-15 N =-118.28kN (压力)，l 0x =241.8cm l 0y = l =302.3cm 选用2∟80×7，见图7所示，A =21.72c ㎡ , i x = 2.46cm , i y = 3.75cm图7 斜杆3-15截面150][9846.28.2410=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][8175.33.3020=<===λλyy y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，568.0=x ϕ=σ223/215/1532172568.01028.118mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。