24m钢屋架设计
设计资料
某工程为跨度24m 的单跨双坡封闭式厂房，厂房长54m ，采用梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10，屋架间距为6m ，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。屋面材料采用1.5*6m 钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150加气混凝土保温层，再设20水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。上弦节间尺寸 1.5m ，结构重要性系数为γ0=1.0，地区基本风压w 0=0.45kN/m 2，基本雪压s 0=0.70 kN/m 2，冬季室外计算温度-200C ，不考虑地震设防。 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置
本设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度Lo=L-300=23700mm,端部高度Ho=1990mm ，中部高度H=3190mm （为Lo/7.4），屋架构件的几何尺寸长度详见施工图纸GWJ24-A1(跨中起拱L/500)。根据构造地区的计算温度和荷载性质，钢材采用Q235B 。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，见图1。（放在最后）（参照桌面） 2.荷载计算和内力计算
（1）荷载计算
大型屋面板 1.5KN/m 2
两毡三油上铺小石子 0.35KN/m 2
找平层（2cm 厚） 0.4KN/m 2 150mm 加气混凝土保温层 0.9KN/m 2 悬挂管道 0.10KN/m 2 屋架及支撑自重 0.39KN/m 2 恒荷载总和 3.64KN/m 2 雪荷载 0.7KN/m 2 活荷载 0.5KN/m 2
可变荷载总和： 0.7KN ./m 2
活荷载与雪荷载两者中取较大植参与组合。由于屋面的风载体型系数，迎风面为-0.6，背风面为-0.5，宾个取风荷载沿高度变化系数为1.25，可得负风压设计值： 迎风面：1W =-1.4×0.6×1.25×0.45=-0.473 KN/m 2 背风面：2W =-1.4×0.5×25×0.45=-0.394 KN/m 2
由于1W 2W 垂直于水平面的分力接近于荷载分项系数取1.0的永久荷载，所以受拉杆件在永久荷载和风荷载联合作用下将受压，但压力很小，因此可以不计算荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在250以内。 (2)荷载组合
一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，如果设计时将跨中每侧各2根斜杆均按压杆控制其长细比，可不必考虑半跨荷载作用的情况。 节点荷载设计值|：
按可变荷载效应控制的组合：
Fd=(1.2x3.64+1.4x0.7)x1.5x6=48.2KN （相关的分项系数见p199） 按永久荷载效应控制的组合：
Fd=（1.35x3.64+1.4x0.7x0.7）x1.5x6=50.4KN
故节点荷载取值为50.4KN ，支座反力Rd=8x50.4=403.2KN (3)内力计算
用数解法或图解法可解出全跨荷载作用下屋架杆件的内力
屋架杆件内力组合表
杆件名称内力系数（F=1) 内力组合值计算杆内力（KN）
全跨①Fdx①
上弦AB 0 0 0
BD -8.662 -436.55 -436.55 DF -13.439 -677.33 -677.33 FH -15.146 -763.36 -763.36 HI -14.649 -738.31 -738.31
下弦ab 4.696 236.68 236.68 bc 11.442 576.68 576.68 cd 14.535 732.56 732.56 de 15.052 758.62 758.62
斜腹杆Ba -8.848 -445.95 -445.95 Bb -6.836 -344.54 -344.54 Db -5.424 -273.37 -273.37 Dc 3.678 185.37 185.37 Fc -2.444 -123.18 -123.18 Fd 1.105 55.69 55.69 Hd 0.03 1.51 1.51 He -1.089 -54.89 -54.89
竖杆Aa -0.5 -25.2 -25.2 Cb -.0009 -0.45 -0.45 Ec -1.00 -50.4 -50.4 Gd -0.999 -50.35 -50.35 Ie 2.036 102.61 102.61
上表中内力系数用结构力学求解器算的
3.截面选择
腹杆的最大内力445.95KN，查表7.4，选用中间节点板厚度为t=10mm，支座节点板厚度12mm。
（1）、上弦杆
整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=763.36kN(压)
计算长度：屋架平面内取节间轴线长度 l ox=1508mm ，屋架平面外根据支撑和内力变化取l oy=3000（两块屋面板的宽度）。因为 2l ox=l oy,故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。设λ=60，查轴心受力稳定系数表， =0.807
23
64.4399215
807.01036.763mm f N A =??==?
需要的回转半径：mm l i mm l i oy y ox
x 3.4460
3000,1.25601508
=====
=
λλ
根据需要A 、y
x
i i 、查角钢规格表，选用2L140×90×10，肢背间距a ＝10mm ，则A ＝44.62
cm ，
cm .562 i x =，cm 77.6i y =
按所选角钢进行验算：
9.5825.6
1508
i l ox ===
x x λ 3.447.673000i l oy ===y y λ 满足长细比[]150=≤
λ的要求。
双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比λyz
由b1/t=14>0.56x3000/140=12
λyz=3.7x14x （1+0.044）=54.1>44.3
故由λmax=λyz=54.1,按b 类查附表4.2得?=0.835
a a a MP 215MP 205MP 4460
835.01036.763A N 3
<=??==?σ
上弦杆截面如下：
（把上述改了）
填板每个节间放一块（满足l1范围内不少于两块），la=75.4<40x2.56=102.4cm
(2)下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力杆计算。
N=758.62kN
mm l ox 3000=，mm l l oy 120000==
选用2L 160×100×10，因,0x oy l l ?故用不等肢角钢，短肢相并。 A ＝50.62
cm ，cm .852 i x
=，cm 78.7i y =
35026.10585
.2300
i l ox <===x x λ 3502.15478.71200i l oy <===y y λ a a MP 215MP 150 5060
758620
A N <===
σ所以满足要求。 下弦截面如图：
填板每个节间放一块，la=150cm<80i=80x2.85=228cm.
（3）支座斜杆
按端斜杆Ba 最大设计内力设计
杆件轴力： kN N 95.445-= 计算长度：
mm
l mm l oy ox 25352028==
因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x
。选用2L 100×10。则:
A ＝38.522
c m ，m 3.05c i x
=，m c 60.4i y =
49.6630.5
2802i l ox ===x x λ， 0.550
.462530
i l oy ==
=
y
y
λ 由于x y λλ<，只需求x ?。查表x ?＝0.771，则:
a a MP 215MP 16.501 3852
771.0445950
A N x <=?==
?σ 故所选截面合适。 端斜杆截面如图：
填板各放两块，la=84.5cm<40x3.05=122cm.(采用等肢) （4）斜杆He 按最大设计内力设计
杆件轴力: kN N 95.445-= 计算长度：
mm
l mm l oy ox 33842.2707==
因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x
。选用2L 125×8。则:
A ＝39.52
c m ，m c 88.3i x =，m c 55.5i y =
15077.6938.8
2707.2i l ox <===x
x λ 150 97.605
.553384
i l oy <==
=
y
y λ 由于x y λλ<，查表x ?=0.755
a a MP 215MP 53.149 3950
755.0445950
A N x <=?==
?σ
（修改一下）
填板各放三块，la=84.6cm<80x3.88=310.4cm （5）竖杆Ie 按最大设计内力设计
杆件轴力: kN N 61.102=
计算长度：
mm
l mm l oy ox 31902552==
因为oy ox l l 25.1= ，故可以采用等肢角钢，选用2L 80×8 ，则
A ＝24.62
c m ，m c 44.2i x =，m c 77.3i y =
15059.10424.4
2552i l ox <===x
x λ 150 62.847
.373190
i l oy <==
=
y
y λ a a MP 215MP 71.41 2460
102610A N <===
σ
(修改一下)
填板放三块，la=79.75cm<80x2.44=195.2cm
其余各杆件的截面选择结果见下表
屋架杆件截面选用表 杆件名
称
杆件号 计算长度（m ）
所用截面
截面积（2c m ） 计算应力
容许长细比（λ） 杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝（mm ） 填板
数
lox
loy
上弦杆 F-G
G-H 1.508 3 2L140x 90x10
44.6
205 150 ______ 每节间1 下弦杆 de
3 12 2L160x 100x10 50.6 150
250
_______ 每节间1 斜腹杆
Ba 2.028 2.535 2L100x 10 38.52 150.6 150 _______ 3 Bb 2.608 2.0864 2L100x8 31.28 165.63 150 3 Db 2.869 2.2952 2L80x 8 24.6 155.63 150 3 Dc 2.859 2.2872 2L70x 5 13.76 134.72 250 3 Fc 3.129 2.5032 2L70x 5 13.76 136.89
150
3 Fd 3.119 2.4952 2L50x 5 9.6 58.01 250 3 Hd
3.396
2.7168
2L50x 5
9.6
1.57
250
3
He 2.7072 3.384 2L125x 8 39.5 149.53
150
3 竖杆
Aa 1.990 1.592 2L50x 5 9.6 68.18 150 --------- 2 Cb 2.290 1.832 2L50x 5 9.6 1.51
150
2 Ec 2.590 2.072 2L70x 5 13.76 83.6
3 150 2 Gd 2.890 2.312 2L70x 5 13.76 99.70 150 3 Ie
2.552
3.19
2L180x 8
24.6
41.71 250
3
（结合excel 一起抄写） 4.节点设计
采用E43 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa
=。
（1）下弦节点
设Bb 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm ，所需焊缝长度为：
肢背l1：mm
h f h N K l f w f f 14182160
87.021054.34465.027.023
111=?+?????=+?=
肢尖l2：
mm
h f h N K l f w f f 10262160
67.021054.34435.027.023
222=?+?????=+?=
取l1=150mm ，l2=110mm
设Db 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm,所需要的焊缝长度：
肢背L1:mm h f h N K l f w f f 11682160
87.021037.27365.027.023
111=?+?????=+?=
肢尖l2：mm h f h N K l f w
f f 8462160
67.021037.27335.027.023
222=?+?????=+?= 取l1=120m,l2=90mm
bC 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取hf=5mm
内力差为?N=340kN ，由斜腹杆焊缝确定的节点板尺寸量得实际节点板长度为340cm ，采用
hf=6mm ，肢背焊缝应力为：
()
2
23
1160/3.996234057.021034065.07.02mm mm N l h N K w f f <=?-?????=??=τ
（图纸参照书上p202，需满足构造要求）
（2）上弦节点“B ”
斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算：N=-445.95kN 。
设 “Ba ”杆的肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。所需焊缝长度为 肢背1l ：
mm h f h N K l f w f f 150102160
107.021095.44565.027.023
111=?+?????=+?=
肢尖2l ：
mm
h f h N K l f w f f 12962160
67.021095.44535.027.023222=?+?????=+?=
取mm l 1501=，mm l 1302=。
为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假
定集中荷载P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
。
节点板厚实度mm h mm h f f 5,5102
1
2121==?=?= 肢尖焊缝承担弦杆内力kN N 55.436=?，偏心距e=78.8mm ，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载kN F 4.50=。上弦与节点板间焊缝长度为460mm ，则
σ=MPa 16)
10460(57.0250400
=-???=
<1.22x160=195.2MPa
对 ?N ：MPa f 3.69)
10460(107.02436550
=-???=
τ
对M ：MPa f 8.72)
10460(107.028.8
436550x6x72
=-???=
σ MPa 160MPa 45.913.69)22
.18.72(2222<=+=+f f f τβσ）（
（上图改一下数据，同时满足构造要求） （3）屋脊节点“I ”
拼接杆件一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。
N=-738.31kN 。设肢尖、肢背焊脚尺寸为 10mm 。则需焊缝长度为
mm x l w 185102160
107.04738310
=+???=
拼接角钢长总度取2x185+20=390 mm
上弦与节点板间的槽焊，假定承受节点荷载，验算略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝,应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝mm h f 10=,节点板长度为
500mm ，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为mm l w
220)20102/500(=--=。
焊缝应力为：
MPa N f 36220
010.72738310
0.15=????=
τ
MPa MPa M f
16027.77220
010.72)2.2190(7383100.1562
<=???-???=σ MPa 160MPa 86.7836)22
.127.77(22
22<=+=+f f f τβσ）（ 节点形式如图:
图12：屋脊节点“J ”（将上图改一下，并结合书上p202）
9.4下弦跨中节点“e ”
跨中起拱 50mm ，下弦接头设于跨中节点处，连接角钢取与下弦杆相同截面2L 160×100×10，mm h f 8=，下弦按下弦截面面积等强度计算连接焊缝长度：
=+???=
167.04w f f w f h Af l mm 28716160
87.045060x 210=+???，取w l =300mm 。
拼接角钢长度mm l 620203002=+?=。
弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算。
kN N 79.113%1562.758=?=
设肢背、肢尖焊脚尺寸为8mm ，弦杆一侧需焊缝长度为
肢背：mm l w 5816160
87.021079.11365.03
1=+?????=，取1w l =60mm
肢尖mm l w 3916160
87.021079.11335.032
=+?????=，按构造要求，取焊缝长度
2w l ≥50mm ，取2w l =60mm
节点板宽度是由连接竖杆Ie 和斜杆He 的构造要求所决定的，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸，
MPa f MPa w f 1604.756160080.72758620
65.0＝）
—（<=????=
τ
焊缝强度满足要求。 节点形式如图:
图13：下弦跨中节点“e ”（上图改一下，还有he 杆）
9.5端部支座节点“a ”
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm 。在节点中心
线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度14mm 。
（1）支座底板的计算 支座反力： N R 403200=
设支座底板的平面尺寸采用mm mm 250250?，锚栓直径取25mm ，锚栓孔直径为50mm ，An=62500-50x50x3.14/4=60537.52
mm ，验算柱顶混凝土的抗压强度：
MPa f MPa A R c n 6.966.65
.60537403200=<===
σ(取C20混凝土） 支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：
2
22a M σβ=
式中：σ－底板下的平均应力，即σ=6.66MPa 。 2
a －两边支承之间的对角线长度，即mm a 3.168)2
12
125(22=-
=
2β－系数，由22/b a 查表确定。
2
b 为两边支承的相交点到对角线
2
a 的垂直距离。由此得：
5.03
.1688
.84,8.843.168119120222===?=
a b mm b
查表得
2β＝0.057。则单位宽度的最大弯矩为：
mm N a M ?=??==7.107523.16866.6057.022
22σβ
底板厚度：
mm f M t 3.17215
7
.1075266=?==
，取t ＝22mm 所以底板尺寸为22502250??mm 。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算
焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度（即）。由节点图得焊缝长度为495mm ，计算长度l w ＝440-16＝424（mm ）（设焊脚尺寸h f ＝8mm ），每块加劲肋近似的按承受R/4计算，R/4作用点到焊缝的距离为e ＝（125-8）/2＝58.5mm 。则焊缝所受剪力V 及弯矩M 为：
mm N Ve M N R V ?=?=====
58968005.58100800,1008004
403200
4 焊缝强度验算
2
227.0222.167.02?
??? ?
???+????
???w f w f l h M l h V ＝2
22
42487.0222.1100800642487.02100800??
?
???????+??? ????? ＝21.22N/mm 2＜w
f f =160MPa
满足要求。
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
设焊缝传递全部支座反力N R 403200=，其中每块加劲肋各传
N R 008001/4=，节点板传递N R 201600/2=。
节点板与底板的连接焊缝长度mm l w 476)12250(2=-?=∑，所需焊脚尺寸为
mm f l R h w
f w f 1.322
.11604767.0201600
22.17.02/=???=??=
∑，取mm h f 6=。 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为mm l w 142)12-119(2=?=∑
所需焊缝尺寸
mm f l R h w f w f 5.322
.11601427.0100800
22.17.04/=???=??≥
∑
所以取mm h f 6=。
节点形式如图(有关图纸参照书上p203)
还有节点板设计（12个一般节点和2个顶点和一个支座节点）和填板设计（取一样的尺寸）
梯形钢屋架课程设计(2017年度)
长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：
时间：2017 年月日
目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)
长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书
一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。
图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2
24m梯形钢屋架设计
钢结构课程设计 学生姓名：李兴锋 学号：20094023227 所在学院：工程学院 专业班级：09级土木(2)班 指导教师：
目录 1、设计资料 (3) 2、屋架形式和几何尺寸 (5) 3、节点荷载设计 (5) 4、屋架荷载 (6) 5、杆件截面选择 (6) 6、屋架杆件计算总表 (13) 7、焊缝计算 (14) 8、杆件应力计算 (16) 9、节点设计 (19) 10、课程设计小结 (25) 11、设计手写稿 (27) 12、施工图 (28)
T型钢架课程设计任务书 一、设计资料 某车间（或厂房）跨度L，长度96m，柱距6m，屋盖采用梯形钢屋架，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，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地基本风压为0.55kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，柱截面400mm×400mm。其他设计资料如下： A．跨度 B．永久荷载 注：表中给出的永久荷载尚未包含屋架和支撑自重。C．雪荷载 D．积灰荷载 二、题目分配
注：土木07-1班执行D1组合；土木07-2班执行D2组合；土木07专升本执行D3组合。 各班学生在题目分配表中找到自己学号所对应的设计资料并结合各自班级的D组合进行设计。 三、设计要求 计算书：内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。 图纸：应符合制图规范及要求，表达应完整；绘制要求：主要图面应绘制正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m，长度72m，柱距6m。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa，雪荷载标准值为0.5kN/2 m，积灰荷载标准值为0.6 kN/2m。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7 l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度 02000 h mm '=，屋架的中间高度：3500 h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b、有檩设计方案 在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>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柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，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
钢结构课程设计指导书(详细版)
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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。 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 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
跨度24m梯形钢屋架设计说明
24m钢结构开始设计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，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45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）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L ＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）
上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载
屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计 值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN 半垮节点可变荷载
普通钢屋架设计实例
普通 1.屋架简图及几何尺寸 24m 跨度梯形钢屋架，端部高度2.0m ，跨中高度3.0m ,屋面坡度12/1=i ，屋架间距6m ，屋架两端与钢筋混凝土柱连接（房屋总长度60m ）。屋架上、下弦连有横向支撑和 竖向支撑。采用大型屋面板mm m m 120,65.1?泡沫混凝土保温层、防水层及找平层。屋面雪荷载为2 /40.0m kN 。柱用混凝土强度等级为20C ，钢材为235Q ，焊条采用425E （图2－1）。 2.屋架内力计算 大型屋面板 2 /68.14.12.1m kn =? mm 20厚防水层及找平层 2 /90.075.02.1m kN =? mm 80厚泡沫混凝土保温层 2/60.050.02.1m kN =? 屋架和支撑自重 2/42.035.02.1m kN =? 屋面雪荷载 2/56.040.04.1m kN =? 图2－1 屋架内力及几何长度 屋架上弦荷载计算： kN P 88.7463]56.042.060.090.068.1[=??++++= 半跨雪荷载时的荷载组合在本屋架计算中不起控制作用，故计算从略，只计算永久荷载加全跨可变荷载的荷载组合（表2－1）。
上弦节间因屋面板 1.5m 宽，故有节间荷载引起的弯矩，端节间的正弯矩0 18.0M M =（0M 为简支梁计算出来的弯矩），其他节间的正弯矩和节点负弯矩均为016.0M M =。 节间屋面板的集中荷载为： kN P 44.3788.742 1 21=?= m kN Pd M .341.21485 .244.378.045.08.01=??=?= m kN Pd M .006.164 85 .244.376.045.06.01=??=?= 3.杆件截面的选择 上弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力来计算： m kN M kN N .006.16,882.5872max =-= 计算长度在屋架平面内cm l x 3010=，屋架平面外因有大型屋面板与屋架焊牢， cm l y 1510=。选用两个等肢角钢101402?L ，相并成T 形，截面几何特征： 19.6,34.4,746.54373.2722 ===?=y x i cm i cm A （节点板厚mm 12） 15039.2419 .6151,15035.6934.4301 00<===<===y y y x x x i l i l λλ 查附录 得b 类截面轴心受压构件的稳定系数956.0,755.0==y x ??。 双角钢在弯矩作用平面内最大纤维净截面模量为： 3 max 46.26973.1342cm W =?= 按照公式（2－ ）计算截面强度，查目录 中05.1=x γ。强度验算： 2 23 3/215/95.16310 46.26905.110160066.5474587882mm N mm N W M A N nx x x n <=???+=+γ
24m梯形钢屋架课程设计计算书
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系
梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。
2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表
荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下
屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm
跨度 24m梯形钢屋架设计
24m 钢结构开 始 设 计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m ，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45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用×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）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。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 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置
垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面 集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1 ＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+××+××）××60＝kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面
钢结构18m梯形屋架设计实例
钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。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C30，屋 面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）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0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/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 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸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 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 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，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重
钢结构课程设计汇本梯形钢屋架计算书
－、设计资料 1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度： Lo=27m－2×0.15m=26.7m 3、跨中及端部高度： 端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。 屋架中间高度h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时，应考虑以下三种组合： ①全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷 载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的力系数，见表一。
1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即： oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个 不等肢角钢，且短肢相并，如图四所示：
钢结构课程设计计算书-跨度为24m。月
目录 1、设计资料 0 1.1结构形式 (1) 1.2屋架形式及选材 (1) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (1) 2、支撑布置 (2) 2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2) 2.2桁架支撑布置如图 (2) 3、荷载计算 (4) 4、内力计算 (5) 5、杆件设计 (8) 5.1上弦杆 (8) 5.2下弦杆 (9) 5.3端斜杆A B (9) 5.4腹杆 (11) 5.5竖杆 (16) 5.6其余各杆件的截面 (16) 6、节点设计 (20) 6.1下弦节点“C” (20) 6.2上弦节点“B” (21) 6.3屋脊节点“H” (22) 6.4支座节点“A” (23) 6.5下弦中央节点“H” (23) 参考文献 (27) 图纸 (27) 月中落桂子
1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为10 = i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7 :1 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。 1.2、屋架形式及选材 屋架跨度为24m，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235钢，焊条为E43型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 保温层 0.7 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式L .0+ =计算) 0.384 KN/m2 .0 q011 12 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2 雪荷载标准值： 0.5 KN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2
钢结构设计实例 含计算过程
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/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，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京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。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 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。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
梯形钢屋架设计
梯形钢屋架课程设计 计 算 书
目录 一、设计资料 (3) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 1、屋架几何尺寸 (3) 2、檩条布置 (4) 三、支撑布置 (5) 1、上弦横向水平支撑 (5) 2、下弦横向和纵向水平支撑...................................................................................... (5) 3、垂直支撑 (5) 4、系杆 (5) 四、荷载与内力计算 (6) 1、荷载计算 (6) 2、荷载组合 (6) 3、内力计算 (7) 五、杆件截面设计 (7) 1、节点板厚度 (7) 2、杆件计算长度系数及截面形式 (9) 3、上弦杆 (9) 4、下弦杆 (9) 5、再分式腹杆Ig-gf (10) 6、竖腹杆Ie (10) 六、节点设计 (13) 1、下弦节点“b” (13) 2．上弦节点“C” (16) 3．有工地拼接的下弦节点“f” (18) 4．屋脊节点“K” (19) 5．支座节点“a” (16) 七、填板设计 (21)
一、设计资料: 1. 车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。车间内有两台 15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。 上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c＝ 14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示 图 1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式 Ho=1650mm 6. 该车间建于深圳近郊。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载0.50 kN/m2 (2) 基本雪压s00 kN/m 2 (3) 基本风压w00.75 kN/m2 (4) 复合屋面板自重0.15 kN/m2 (5) 檩条自重0.084kN/m (6) 屋架及支撑自重0.12+0. 011L kN/m2 8. 运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。
普通钢屋架设计
普通钢屋架设计 普通钢屋架设计 一.设计资料 某车间跨度30m,长度90m，柱距6m,车间设有30/5t中级制桥式吊车，使用温度-29℃，采用1.5*6.0m预应力混凝土钢筋大型屋面板，10cm厚沥青珍珠岩保温层，卷材屋面，屋 面坡度1/10，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上截面400*400mm，混凝土型号C20 二.屋架形势，尺寸及支撑布局 1.据题参数使用温度为-29℃，连接方法及载荷性质，屋架钢材选用Q235,焊条选 E4303型，手工焊 2.屋面材料为预应力混凝土大型层面板，所以采用无檀层盖体系，平缓坡度形钢屋架 i=1/10.屋架计算跨度L0=L-2*150=29700mm 端部高度取h0=2000mm 所以得屋架高度比;h/l0=3485/29750≈1/8.55 3.屋架示意图 这种设计坡度平缓，适合大型面板，其外型接近弯矩图，因而弦杆内力沿跨度分布较 均匀，屋架的下弦间距做成3m，大型局面板为1.5m，为避免上弦承受局部弯矩，所以采 用再分式腹杆，将节间距做成1.5m，使屋架上弦节点受到载荷，在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分杆式，由屋架跨度大，为避免挠度破坏，跨中拱起60mm（L/500） 三.载荷和内力计算 恒载：两毡三油防水层 0.35KN/mm2 找平层，20mm厚水泥砂浆， 20*0.02=0.4KN/mm2 保温层，100厚沥青珍珠岩 0.3KN/mm2 预应力钢筋混凝土大型层面板包括灌封：1.4KN/m2 屋架和支撑自重： g=0.117+0.011*30=0.45KN/m2 以上恒载总计为：0.35+0.4+0.3+1.4+0.45=2.9KN/m2 分项系数*1.2得3.48KN/m2 可变载荷：屋面活载荷：0.5KN/m2 积灰载荷：1.00KN/m2 总计：1.5KN/m2 分项系数*1.4得2.1KN/m2 雪载荷：0.45KN/m2
24m钢结构课程设计计算书
设计某厂房钢屋架 一、设计资料 梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。 二、屋架形式和几何尺寸 屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取H0=2000mm，跨中高度H=3200mm 三、屋盖支撑布置（见图1） 四、荷载计算 ⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2 防水层（三毡四油上铺小石子）0.35 KN／m2 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN／m2 保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KN／m2 钢屋架及支撑重0.12+0.011×24=0.384KN／m2 合计 2.784KN／m2 ⒉可变荷载：屋面荷载0.5KN／m2 雪荷载0.6KN／m2 由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。取0.6 KN／m2 五、屋架杆件内力计算与组合 永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4. ⒈荷载组合： ⑴全跨恒载＋全跨活载 ⑵全跨恒载＋半跨活载 ⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载 ⒉节点荷载： 永久荷载F1=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN
可变荷载F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN ⒊屋架杆件内力计算 表一屋架构件内力组合表（单位：KN）见表1 六、屋架杆件设计 支座斜杆的最大内力设计值为-333.40 KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。 ⒈上弦杆 上弦采用等截面，按N=-572.28KN，FG杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度：平面内：l ox=l o=1507mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，取l oy =2×l0=3014mm。 假设λx=λy=120，查表得φ=0.437。取强度设计值f=215 N／mm2， 则需要的截面面积： A=N∕φf=572280∕0.751×215=3544mm2=35.44 cm2 需要回转半径： i x=l ox∕λ=1507∕70=21.5mm i y= l oy∕λ=1507×2∕70=43mm 根据需要的A、i x，查角钢型钢表，
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计计算书 1．设计资料： 1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m2;屋面防水层0.4KN/m2；找平层0.4KN/m2;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m2。 2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m2；屋面检修荷载0.5KN/m2 5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 梯形钢屋架支撑布置如图所示：
3 . 荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。荷载计算表
1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F 4. 内力计算 计算简图如下 (c) (b) (a) 2 F /22 3//3F 22/F 4 2F /F 1/2/22 1// 2 2/4
5. 杆件设计 1、 上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 设λ＝60，υ＝0.807，截面积为3 2N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215 =××＝＝υ
24m梯形钢屋架设计
高等教育自学考试 钢结构课程设计 号：130213100072 : 桀铭
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，屋架间距6m， 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）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①1.5m*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2）、②二毡三油加绿豆沙、③20mm厚水泥砂浆找平层（0.4KN/m）④支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345B级钢，焊条为E43型。 2、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=（3040－1990）/10500=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（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示：
拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：
计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m ，长度72m ，柱距6m 。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i ＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa ，雪荷载标准值为0.5kN/2 m ，积灰荷载标准值为0.6 kN/2 m 。屋架铰支在钢筋 混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm ，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度0 2000h mm '=，屋架的中间高度：3500h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a 、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b 、有檩设计方案
在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>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柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，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3所示。
梯形钢屋架钢33米课程设计计算书
钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 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Q345B级，焊条采用E50型。 2、屋架计算跨度： Lo=33－2×0.15=32.7m， 3、跨中及端部高度： 端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。 屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 图1 屋架形式及几何尺寸
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 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡单层彩色钢板波形瓦0.12kN/㎡ 总计0.57kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 总计0.7kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×0.57=0.684kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×0.7=0.98kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 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：F=(0.684+0.98) ×1.5×6=14.97kN ②全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：F1=0.684×1.5×6=6.156kN 半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82 kN
课程设计24米屋架钢结构
钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 目录 设计资料 (2) 结构形式与布置 (3) 荷载计算 (5) 内力计算 (6) 杆件设计 (8) 节点设计 (12) 附件 pf程序数据 (18)
钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 一、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12.000m。 4.荷载标准值 （1）永久荷载 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 保温层 0.6 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（包括支撑）自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2 （2）可变荷载 屋面活载标准值 0.7 KN/m2 雪荷载标准值 0.35 KN/m2 积灰荷载标准值 0.3 KN/m2 5.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: mm） 6.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3.85m，工地有足够的起重安装设备。
二、结构形式与布置 （1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。 图2 屋架形式及几何尺寸（单位mm） （2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。 横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。 纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。 垂直支撑：位于两屋架端部或跨间某处的竖向平面或者斜向平面内，它可以保证屋架侧向整体稳定性，传递纵向所受纵向荷载，对于梯形屋架跨度小于30m，因此只需在屋架两端和跨度中点设置垂直支撑。 系杆：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。 具体支撑形式如图3：