梯形钢屋架课程设计例题
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/2m，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：03020.1529.7l 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02000h 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。
跨度米梯形钢屋架课程设计计算书(367)
梯形钢屋架课程设计一、设计资料()、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用厚彩钢复合板（外侧基板厚度，内侧基板厚度，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按计算），檩条采用冷弯薄壁型钢。
屋架跨度,屋面排水坡度，有组织排水。
屋架支承在钢筋混凝土柱（）上，柱顶标高，柱距，柱截面尺寸为×。
厂房纵向长度。
基本风压,基本雪压。
不考虑积灰荷载。
注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：（）（）、屋架计算跨度：×（）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度，取屋架在轴线处的端部高度’, 屋架的中间高度，则屋架在，两端的高度为。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度（），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。
因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，图梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。
在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。
梯形钢屋架支撑布置如图.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置垂直支撑布置—上弦支撑—下弦支撑—垂直支撑—刚性系杆—柔性系杆图梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载：屋架的受荷水平投影面积为：，故按《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为，雪荷载为，取屋面活荷载与雪荷载中较大值。
为屋架跨度，以为单位。
积灰荷载不考虑、荷载标准值。
>永久荷载标准值屋面板屋架及支撑>可变荷载标准值基本雪压基本风压（屋面倾角<。
故不考虑）活荷载因为活荷载较基本雪压大，故采用活荷载作为设计使用。
、设计屋架时应考虑以下三种组合> 全跨永久荷载作用下()××> 全跨可变荷载作用下××> 当基本组合由永久荷载控制时上弦节点设计值×××当基本荷载由可变荷载控制时上弦节点设计值××××可知由可变荷载控制取、节点荷载计算，考虑以下三种荷载组合.全跨永久荷载全跨可变荷载.全跨永久荷载半跨可变荷载.屋架和支撑自重半跨屋面板重半跨施工荷载（取等于屋面使用荷载）设——由永久荷载换算的节点集中荷载——由可变荷载换算的节点集中荷载——由部分永久荷载（屋架及支撑）换算的节点集中荷载——由部分永久荷载（屋面板重）及可变荷载（屋面活荷载）换算的节点集中荷载则××××××××（×）××四、内力组合计算（）、屋架在上述种荷载组合作用下的计算简图如下图所示：F/2由以下图得时屋架各杆件的内力系数（作用于全跨、左半跨和右半跨）米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值图屋架各杆件的内力系数（）、由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表：（）17五、杆件计算腹杆最大内力，查表（课本页），点板厚度选用，支座节点板厚度选用。
完整钢结构课程设计
1.设计资料： ......................................................................................................... 错误!未定义书签。
2.结构形式与布置 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
3.荷载计算 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
4.内力计算 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
附件：设计资料1、设计题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计2、设计任务及参数：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,×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板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m2,找平层2cm厚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m2,积灰荷载标准值m2,3、设计任务分解学生按照下表分派的条件,完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容;表-34、设计成果要求在教师指导下,能根据设计任务书的要求,搜集有关资料,熟悉并应用有关规范、标准和图集,独立完成课程设计任务书指导书规定的全部内容;1需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图;2梯形钢屋架设计要求：经济合理,技术先进,施工方便;3设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂,统一用A4纸书写打印;A、按步骤设计计算,各设计计算步骤应表达清楚,写出计算表达式及必要的计算过程,对数据的选取应写明判断依据;B、计算过程中,必须配以相应的计算简图;C、对计算结果进行复核后,为保证施工质量且方便施工,应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据;4梯形钢屋架施工图共两张,图纸绘制的要求：布图合理,版面整齐,图线清晰,标注规范,符合规范/图集要求;单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料：1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,×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板m 2,上铺100mm 厚泡沫混凝土保温层容重为1KN/m 3,三毡四油上铺绿豆砂防水层m 2,找平层2cm 厚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m 2,积灰荷载标准值m 2,雪荷载及风荷载见下表;2屋架计算跨度)(7.233.0240m l =-=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mmh 19000=中部高度mm h 3100=为6.7/0l ,屋架跨中起拱500/l 考虑,取48m. 2.结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示：图1.梯形钢屋架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;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下图所示：屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图3.荷载计算屋面和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;故取屋面活荷载2m 进行计算;屋面风荷载迎风面 m KN /88.51235.00.1)0.1(4.11-=⨯⨯⨯-⨯=ω 背风面 m KN /82.31235.00.165.0(4.11-=⨯⨯⨯-⨯=ω由于屋面坡度较小,对荷载影响小,未予考虑;风荷载对屋面为吸力,重屋架不考虑;表 1 荷 载 计 算 表设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合： .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：KN F 991.4865.1)82.16234.3(=⨯⨯+=.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载全跨节点永久荷载：611.3265.16234.31=⨯⨯=F半跨节点可变荷载：KN F 38.1665.182.12=⨯⨯=.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 67.465.15184.03=⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载：KN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=1、2为使用节点荷载情况,3为施工阶段荷载情况; 4.内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示：屋架计算简图由图解法或数解法解得F＝1的屋架各杆件的内力系数F＝1作用于全跨、左半跨和右半跨;然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表2屋架构件内力组合表竖杆AaCb、EcGdHRIe 0 00 0 0 0 0 0 05.杆件设计1上弦杆整个上弦采用等截面,按GH,HI杆件的最大内力设计,即KNN89.797-=上弦杆计算长度：在屋架平面内,为节间轴线长度,即在屋架平面外,本屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支持布置和内力变化情况,取oyl为支撑点间的距离,即mmloy6000=根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦杆截面选用两个不等肢角钢,短肢相并;如下图所示;腹杆最大内力KNN06.440-=,由屋架节点板厚度参考可知：中间节点板与垫板厚度取10mm,支座节点板刚度取12mm;设70=λ,查Q235钢的稳定系数表,可得751.0=ϕ由双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类,则需要的截面积为236.4941215751.01089.797mmfNA=⨯⨯==ϕmmlloox1508==需要回转半径：mm l i oxx 5.21701508===λ , mm l i oy y 7.85706000===λ根据需要A,x i ,y i 查角钢规格表,选用101101802⨯⨯L ,肢背间距a=10mm,则：25680mm A =,mm i x 3.31=,mm i y 3.86=按所选角钢进行验算：52.693.866000===yoy y i l λ<λ=150, 758.0=y ϕb 类 双角钢T 型截面绕对称轴y 轴应按扭曲计算长细比yz λ,6.331160056.056.0110.1110=⨯=<==b l t b y 则yz λ=y λ=,754.0=ϕ,MPa MPa A N 3.1865680754.01089.7973=⨯⨯=ϕ＜MPa 215故所选截面满足要求;填板每个节间放一块满足1l 范围内不少于两块,尺寸取60mmx130mmx10mm 则 间距cm x i cm l d 2.12513.340404.7528.150==<==,取80cm; 2下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算;K N 86.741=Nmm l ox 3000= ,mm l oy 118502/23700==因跨中有通长系杆,所需截面积为：235.34502151086.741mm f N A =⨯==选用101101802⨯⨯L ,因oy l ≥ox l ,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图;25680mm A =,mm i x 3.31=,mm i y 3.86=8.953.313000===x ox x i l λ＜350,31.1373.8611850===y oy y i l λ＜35018.483.311508===x ox x i l λMPa MPa A N 21561.13056801086.7413<=⨯==σ故所选截面满足要求;填板每个节间放一块,尺寸取60mm ×130mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.25013.380801502300=⨯=<==,取150cm; 3斜腹杆 ①端斜杆aB ：杆件轴力 KN N 06.440-= 计算长度 =ox l mm l oy 2448=因=ox l oy l ,故采用不等肢角钢,长肢相并,使≈x i y i ;选用8801252⨯⨯L ,肢背间距a=10mm,则： 23200mm A =,mm i x 1.40=,mm i y 7.32= 按所选角钢进行验算：86.747.322448===yoy y i l λ<λ=150 双角钢T 型截面绕对称轴y 轴应按扭曲计算长细比yz λ,7.1788.24458.058.0108.08202=⨯=<==b l t b y 则yz λ=y λ1+2204209.1tl b y =×1+y λ>=⨯⨯58.81)8.08.244809.1224故由58.81max ==yz λλ,b 类,678.0=ϕ,MPa MPa A N 8.2023200678.01006.4403=⨯⨯=ϕ＜MPa 215 故所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×145mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.13027.340406.8138.244=⨯=<==,取90cm; ②杆件dR-RI此杆在R 节点处不断开,采用通长杆件;05.611.402448===x ox x i l λ最大拉力：KN N dR 60.65= ,KN N RI 33.103= 最大压力：KN N dR 63.34-= ,KN N RI 03.31-=再分式桁架中的斜腹杆,在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox 2157=,在桁架平面外的计算长度：mm N N l l oy 5.6399)63.3403.3125.075.0(4314)125.075.0(21=⨯+⨯=⨯+⨯= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=1507.996.192157<===x ox x i l λ因x λ＜y λ,只需求y ϕ;查表得3486.0=y ϕ,则MPa A N y 7.999963486.034630=⨯==ϕσ＜MPa 215 拉应力： MPa MPa A N 2157.10399610333<===σ 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.7896.140409.7137.215=⨯=<==,取75cm; ③ 杆件Bb杆件轴力 KN N 58.339=计算长度 =ox l ×2534=, mm l oy 2534= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=3509.882.2027<===xoxx i l λ 3504.720.352534<===yoy y i l λ 所选截面满足要求;15067.2174.295.6399<===yoy y i l λ填板放两块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.18228.280804.6334.253=⨯=<==,取80cm; ④杆件bD杆件轴力 KN N 24.267-=计算长度 =ox l ×2798=, mm l oy 2798= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=1502.988.224.2238<===x ox x i l λ,1508.812.342798<===y oy y i l λ x λ>y λ,567.0=x ϕ,MPa MPa A N x 2159.2042300567.0267240<=⨯==ϕσ 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.9128.240400.7048.279=⨯=<==,取70cm; ⑤杆件Dc杆件轴力 KN N 33.180=计算长度 =ox l ×2778=, mm l oy 2778= 选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=3505.978.224.2222<===x ox x i l λ,35037.790.352778<===y oy y i l λ MPa MPa A N 2154.782300180330<===σ 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 4.18228.280806.9238.277=⨯=<==,取100cm; ⑥杆件cF杆件轴力 KN N 64.118-=计算长度 =ox l ×3055=2444m, mm l oy 3055=选用8752⨯L ,查角钢规格表得22300mm A =,mm i x 8.22=,mm i y 0.35=1502.1078.222444<===x ox x i l λ,1503.890.353035<===y oy y i l λx λ>y λ,449.0=x ϕ, MPa MPa A N x 2159.1142300449.0118640<=⨯==ϕσ 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×95mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.9128.240404.7645.305=⨯=<==,取cm 80; ⑦杆件Fd杆件轴力 KN N 49.52=计算长度 =ox l ×3035=2444m, mm l oy 3035= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=3509.1236.192428<===x ox x i l λ,3505.1004.293035<===y oy y i l λMPa MPa A N 2157.5299652490<===σ 所选截面满足要求填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.15696.180802.10135.303=⨯=<==,取110cm; ⑧杆件RG杆件轴力 KN N 13.34=计算长度 =ox l ×1952=, mm l oy 1952= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=3507.796.196.1561<===x ox x i l λ,3506.644.291952<===y oy y i l λx λ>y λ,688.0=x ϕ,MPa A N x 8.49996688.034130=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求填板放两块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 8.15696.180801.6532.195=⨯=<==,取70cm; 4竖杆 ①杆件Aa杆件轴力 KN N 50.24-=计算长度 =ox l ×1900=1520m, mm l oy 1900=由于杆件内力较小,按150][==λλ选择,需要回转半径为mm i x 13.10=,mm i y 67.12=选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=15086.873.171520<===x ox x i l λ,15034.697.261900<===y oy y i l λx λ>y λ,636.0=x ϕ,MPa A N x 87.43878636.024500=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放两块,尺寸取60mm ×76mm ×12mm,则 间距cm i cm l d 2.6973.140403.633.190=⨯=<==,取65cm; ②杆件HR杆件轴力 KN N 99.48-=计算长度 =ox l ×1406=, mm l oy 1406= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=15002.653.178.1124<===x ox x i l λ,1503.517.261406<===y oy y i l λx λ>y λ,78.0=x ϕ,MPa A N x 53.7187878.0448990=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则 间距cm i cm l d 2.6973.140408.4636.140=⨯=<==,取50cm; ③杆件Cb杆件轴力 KN N 92.48-=计算长度 =ox l ×2200=1760m, mm l oy 2200= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=1507.1013.171760<===x ox x i l λ,1503.807.262200<===y oy y i l λx λ>y λ,483.0=x ϕ,MPa A N x 5.115878483.0448920=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则 间距,2.6973.14040554220cm i cm l d =⨯=<==取60cm; ④杆件Ec杆件轴力 KN N 92.48-=计算长度 =ox l ×2500=2000m, mm l oy 2500= 选用4562⨯L ,查角钢规格表得2878mm A =,mm i x 3.17=,mm i y 7.26=1506.1153.172000<===x ox x i l λ,15024.917.262200<===y oy y i l λx λ>y λ,460.0=x ϕ,MPa A N x 1.121878460.0448920=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×76mm ×10mm,则间距,2.6973.140405.624250cm i cm l d =⨯=<==取65cm; ⑤杆件Gd杆件轴力 KN N 47.73-=计算长度 =ox l ×2800=2240m, mm l oy 2800= 选用4632⨯L ,查角钢规格表得2996mm A =,mm i x 6.19=,mm i y 4.29=1503.1146.192240<===x ox x i l λ,1507.924.292800<===y oy y i l λ x λ>y λ,468.0=x ϕ,MPa A N x 6.157996468.073470=⨯==ϕσ＜MPa 215 所选截面满足要求;填板放三块,尺寸取60mm ×83mm ×10mm,则 间距,4.7896.14040704280cm i cm l d =⨯=<==取70cm表 3 屋 架 杆 件 截 面 选 择 表1.下弦设计 1下弦节点b已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算：肢背： mm l w 2.1648216087.02339580321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取180mm ;肢尖： mm l w 4.956216067.02339580312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取100mm ;设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 9.1518216087.02267240321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取120mm ;肢尖： mm l w 6.776216067.02267240312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取90mm ;“Cb ”杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙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300mm ×340mm;下弦节点“b ”下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 27.32618.42245.685==∆—N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 1603.971234060.7226270332＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;2下弦节点c已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“cD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算：肢背： mm l w 4.838216087.02180330321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取100mm ;肢尖： mm l w 3.566216067.02180330312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm ;设“cF ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 4.608216087.02186401321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm ;肢尖： mm l w 3.416216067.02118640312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm ;“cE ”杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差,按比例下弦节点“c ”绘出节点详图,从而确定节点板尺寸为260mm ×300mm;下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 41.15545.86586.741=-=∆N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 16079.371234060.7215541032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;3下旋节点d已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa ;设“Fd 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算：肢背： mm l w 6.358216087.0252490321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm.肢尖： mm l w 8.246216067.0252490312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm.设“dR 的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为： 肢背： mm l w 5.408216087.0265600321=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取80mm.肢尖： mm l w 1.286216067.0265600312=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm .“Gd 的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=;根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙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260mm ×340mm;下弦节点“d ”下弦与节点板连接的焊缝长度为,mm h f 6=;焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 05.181.74086.741=-=∆N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 16026.01234060.72105032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求;4下弦节点e1弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：下弦与节点板连接的焊缝长度为50cm,mm h f 8=;焊缝所受的力为弦杆的内力kN 81.740=N ,则需焊缝长度为: =+⨯⨯⨯=167.04w ff w f h N l mm 222.698216087.04740810=⨯+⨯⨯⨯,取w l =250mm 拼接角钢长度不小于2⨯250+10=510mm,取540mm;为了保证施焊方便和保证连接焊缝的质量,还需将连接角钢的竖直肢切去Δ=t+mm h f 5+=10+8+5=23mm;2竖杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算;kN N 12.111%15408107=⨯=设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm,弦杆一侧需焊缝长度为肢背：mm l w 39.671216067.021012.111323=+⨯⨯⨯⨯⨯=,取w l =80mm 肢尖mm l w 28.391216067.021012.111313`=+⨯⨯⨯⨯⨯=,按构造要求,取焊缝长度`w l ≥50mm, 取`w l =60mm3节点板尺寸：按比例绘出节点详图,从而确定节点板尺寸:图14.下弦节点“e ”MPa f MPa w f 16056.911650080.7274081032＝）—（<=⨯⨯⨯⨯=τ 焊缝强度满足要求;2上弦设计1上弦节点“B ”“Bb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b ”相同;已知： kN 06.440-N =aB设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 68和=,则所需的焊缝长度为按不等肢角钢短肢连接的角焊缝内力分配系数计算：肢背： mm l w 164.538216087.024********=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取170mm ; 肢尖： mm l w 120.056216067.024********=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取140mm ; 为了便于在上弦上搁置屋面板,节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm;用槽焊缝把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：。
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计一、 设计资料（1）题号72，屋面坡度1：10，跨度30m ，长度102m ，，地点：哈尔滨，基本雪压：0.45 kN/m 2，基本风压：0.45kN/m 2。
该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m 。
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 。
混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。
（2）屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m 。
（3）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 005.20='。
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：根据厂房长度（102>60）、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的支撑规则有所不同。
梯形钢屋架支撑布置如下图：三、荷载计算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/m 2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2/)11.012.0(m kN l g k +=计算，跨度单位为米（m ）。
荷载计算表如下：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 1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.480.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和 0.31.82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： 全跨节点永久荷载及可变荷载：kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（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 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
钢结构课程设计之梯形屋架完整版解析
钢屋盖设计任务书（梯形屋架）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C．雪荷载D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大样图；在图的左上角绘制屋架简图，并注明杆件几何长度（左半跨）及杆件内力设计值（右半跨），图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明，如钢材型号、附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。
（注：采用A1图纸594mm×841mm）四、主要参考资料1. 戴国欣主编．钢结构（第三版）．武汉：武汉理工大学出版社，20072. 夏志斌，姚谏．钢结构—原理与设计．北京：中国建筑工业出版社，20043. 张耀春主编．钢结构设计原理．北京：高等教育出版社，20044. 汪一骏等．钢结构设计手册（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，20045. 建筑结构荷载规范（GB50009—2001 ）6. 钢结构设计规范（GB50017—2003）7. 建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）目录1、设计资料 (1)2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置 (1)3、荷载和内力计算 (1)3.1荷载计算 (1)3.2荷载组合 (2)3.3内力计算 (3)4、杆件截面计算 (3)4.1上弦 (3)4.2下弦 (4)4.3斜腹杆B-a (4)4.4斜腹杆B-b (5)4.5斜腹杆C-b (5)5、节点设计 (6)5.1下弦节点 (6)5.2上弦节点 (6)5.3屋脊节点 (9)5.4支座节点 (10)6、参考资料 (12)1. 设计资料某车间跨度21m ，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=，屋面活荷载标准值为20.5kN/m ，当地雪荷载20.65kN/m ，基本风压20.55kN/m ，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。
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号80，屋面坡度1：16，跨度30m ，长度96m ，柱距6m ，地点：哈尔滨，基本风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2（2） 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=1/16。
屋面活荷载标准值0.7kPa ，雪荷载标准值为0.45 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。
（4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。
取屋架在29.7m 轴线处的高度m h 972.10=取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 963.10=' 屋架的中间高度m il h h 900.227.29161972.12/00=⨯+=+= 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/m 2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。
荷载计算表如下：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 三毡四油防水层 0.40.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层0.08×6=0.48 0.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和0.31.82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 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（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 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
梯形屋架钢结构课程设计
xx大学钢结构原理与设计课程设计题目钢结构课程设计学生姓名xxxx学院xxxxxx专业班级xxxxxx学生学号x目录第一章梯形钢屋架设计资料----------------------------2 第二章屋架支撑系统的设置----------------------------4第三章杆件内力的计算3.1 荷载计算--------------------------------------- --------------------------------------6 3.2 荷载组合------------------------------------------------------------------------------6 3.3 内力计算------------------------------------------------------------------------------8第四章杆件截面设计4.1节点板厚 ----------------------------------------------9 4.2上弦杆 ------------------------------------------------9 4.3下弦杆 ------------------------------------------------11 4.4腹杆 --------------------------------------------------11 4.5杆件截面选择列表--------------------------------------16 第五章节点设计5.1支座节点 -----------------------------------------------17 5.2下弦节点 -----------------------------------------------18 5.3上弦节点 -----------------------------------------------20 5.4屋脊节点 -----------------------------------------------22 5.5 跨中下弦拼接点 -----------------------------------------23 附录------------------------------------------------------24第一章、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。
钢结构m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，雪荷载的基本雪压标=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取准值为S两者的较大值；积灰荷载为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 0.45kN/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。
钢结构课程设计
钢结构课程设计－、设计资料1、题号92的已知条件：梯形钢屋架跨度24m，该厂房位于北京，长度为84m，柱距6m。
屋面坡度i＝1/10。
屋面活荷载标准值为0.40 kN/m2，雪荷载标准值为0.4kN/m2，风荷载标准值0.45kN/m2，积灰荷载标注值为0.60kN/m2。
该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.500 m。
冬季最低温度为－20℃，。
采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板屋面板。
屋架支撑在钢筋混凝土柱上，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：Lo=24000－2×150=23700mm3、跨中及端部高度：本设计中为无檩条屋盖方案，采用平坡形屋架取屋架在21m轴线处的端部高度h`=1990mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。
屋架的中间高度h=3040mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取50mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，支撑布置见图2所示。
图1 屋架形式及几何尺寸屋架下弦支撑布置图图2 屋架支撑布置符号说明：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）三、荷载与内力计算1.荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.5 kN/㎡进行计算.屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按照经验公式()20.120.011/k g l kN m =+计算，跨度单位为米。
表1 荷 载 计 算 表荷载名称 标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2） 压型钢板屋面板 1.4 1.4×1.35=1.89 三毡四油防水层0.4 0.4×1.35=0.54 找平层 0.4 0.4×1.35=0.54 保温层0.10.1×1.35=0.135屋架和支撑自重0.12+0.011×21=0.3510.351×1.35=0.474管道荷载0.1 0.1×1.35=0.135 永久荷载总和 2.751 3.714屋面活荷载0.40 0.4×1.4=0.56积灰荷载0.60 0.6×1.4=0.84 可变荷载总和0.80 1.122.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：（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：F=(3.71+1012)×1.5×6=43.5kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=3.71×1.5×6=33.42kN半跨节点可变荷载：F2=1.12×1.5×6=10.08kN（3）全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重：F3 =0.474×1.5×6=4.26kN半跨大型屋面板重及活荷载：F4=(1.89+0.4)×1.5×6=20.61kN1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。
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/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 0.45kN/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。
课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)
梯形钢屋架设计（21m跨）一、设计资料某地区某金工车间。
采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度为21 m，柱距6 m,厂房长度为144 m，厂房高度为15.7 m。
车间内设有两台150/520 kN中级工作制吊车，计算温度高于-20 ℃。
采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2，1.5 m×6.0 m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m2。
屋面积灰荷载0.35 kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45 kN/m2，风荷载为0.5 kN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm×400 mm，砼标号为C20。
二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区（北京）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。
2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖，i＝1/10，采用梯形屋架。
屋架跨度为L=21000 mmL＝L-300＝20700 mm，屋架计算跨度为H＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L，（通常取为2.0 ～2.5 m）端部高度取H+0.5i L＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm，中部高度取H＝屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm（f = L/500考虑）。
为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m。
附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、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。
某车间27m梯形钢屋架设计
一、课程设计任务概述涉及一榀钢屋架，地震烈度为6度。
无侵蚀性介质，屋架下弦标高为12.5m。
屋面积灰荷载0.8kN/㎡。
钢材为Q345，焊条E50型。
屋架铰支于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C25。
屋面均布活载（不与雪荷载同时考虑）为0.7kN/㎡。
屋架跨度27m，雪荷载0.35 kN/㎡，柱距6m采用无檩体系，屋面材料采用预应力混凝土屋面板,，屋架坡度为1：10。
二、屋架几何尺寸屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处），h=3325mm（计算跨度处）。
三、屋架上弦、下弦及支撑布置GWJ：钢屋架 GG:刚性系杆 LG:柔性系杆屋架上弦水平支撑布置见下图（图一）屋架下弦水平支撑布置见下图（图二）端垮垂直支撑布置见下图（图三）跨中垂直支撑布置见下图(图三)图一图二图三四、屋架荷载分析及内力汇总表 1、荷载分析活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：三毡四油防水层 0.4 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.4 kN/㎡ 保温层 0.5 kN/㎡ 一毡二油隔气层 0.05 kN/㎡ 水泥砂浆找平层 0.3 kN/㎡ 预应力混凝土 1.45㎡kN/㎡ 屋架及支撑自重 0.12+0.297=0.417kN/㎡总计 3.517kN/㎡可变荷载标准值:活荷载 0.70kN/㎡ 雪荷载 0.35kN/㎡ 积灰荷载 0.90kN/㎡ 不需要考虑风压作用由可变荷载效应控制的组合： =1.2×3.517＋1.4×0.7＋1.4×0.9×0.70 =6.0824kN/㎡由永久荷载效应控制的组合： =1.35×3.517＋1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7 =6.316kN/㎡所以本设计按永久荷载效应控制设计 荷载组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载｛=max(屋面均布活荷载，雪荷载）｝+全跨积灰荷载 P= 6.0824kN/㎡×1.5m ×6m=54.74kN 全跨永久荷载+半跨可变荷载+半跨积灰荷载 1P =1.35×3.517kN/㎡×1.5m ×6m=42.73kN=（1.4×0.7×0.7＋1.4×0.9×0.7）kN/㎡×1.5m ×6m=14.11kN 2、内力汇总表112nG GK Q Q K Qi ci Qiki S S S S γγγψ==++∑1nG GK Qi ci Qiki S S S γγψ==+∑2P杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数：注：表内负号表示压力杆件内力系数单向荷载内力内力组合不利组合全跨半跨恒载荷载9.07恒+全恒+半全跨半跨AB00000000 RS00000000上BC-10.078-7.267-430.633-142.201-102.537-572.834-533.17-572.834 QR-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 CD-10.078-10.88-430.633-142.201-153.517-572.834-584.15-572.834弦PQ-10.078-2.81-430.633-142.201-39.6491-572.834-470.282-572.834 DE-15.978-10.88-682.74-225.45-153.517-908.19-836.257-908.19 OP-15.978-5.092-682.74-225.45-71.8481-908.19-754.588-908.19杆EF-16.244-11.146-694.106-229.203-157.27-923.309-851.376-923.309 NO-16.244-5.091-694.106-229.203-71.834-923.309-765.94-923.309 FG-16.008-10.91-684.022-225.873-153.94-909.895-837.962-909.895 MN-16.008-5.091-684.022-225.873-71.834-909.895-755.856-909.895 GH-18.813-11.143-803.879-265.451-157.228-1069.33-961.107-1069.33 LM-18.813-7.66-803.879-265.451-108.083-1069.33-911.962-1069.33 HI-19.018-11.366-812.639-268.344-160.374-1080.98-973.013-1080.98 KL-19.018-7.643-812.639-268.344-107.843-1080.98-920.482-1080.98 IJ-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93 JK-18.806-11.153-803.58-265.353-157.369-1068.93-960.949-1068.93下ab 5.681 4.189242.749180.1589159.10679322.908301.8559322.908 hi 5.681 1.569242.749180.1589122.13859322.908264.8877322.908弦bc13.4099.403572.9666189.201132.6763762.1676705.6429762.1676 gh13.409 4.001572.9666189.20156.45411762.1676629.4207762.1676杆cd18.4511.524788.3685260.3295162.60361048.698950.97211048.698 fg18.45 6.867788.3685260.329596.893371048.698885.26191048.698 de18.0489.037771.191254.6573127.51211025.848898.70311025.848 ef18.0489771.191254.6573126.991025.848898.1811025.848腹Aa-0.501-0.501-21.4077-7.06911-7.06911-28.4768-28.4768-28.4768 Si-0.5010-21.4077-7.069110-28.4768-21.4077-28.4768 Ba-10.226-7.54-436.957-144.289-106.389-581.246-543.346-581.246 Ri-10.226-2.727-436.957-144.289-38.478-581.246-475.435-581.246 Bb7.824 5.475334.3195110.396677.25225444.7162411.5718444.7162 Rh7.824 2.291334.3195110.396632.32601444.7162366.6455444.7162 Cb-1.032-1.032-44.0974-14.5615-14.5615-58.6589-58.6589-58.6589杆Qh-1.0320.016-44.0974-14.56150.22576-58.6589-43.8716-58.6589 Db-6.43-4.133-274.754-90.7273-58.3166-365.481-333.071-365.481 Ph-6.43-2.294-274.754-90.7273-32.3683-365.481-307.122-365.481 Dc7.771 2.752332.0548109.648838.83072441.7036370.8856441.7036 Pg7.771 2.026332.0548109.648828.58686441.7036360.6417441.7036 Ec-1.661-1.664-70.9745-23.4367-23.479-94.4112-94.4536-94.4112 Og-1.6610-70.9745-23.43670-94.4112-70.9745-94.4112Gc -3.451 -0.954 -147.461 -48.6936 -13.4609 -196.155 -160.922 -196.155 Mg -3.451 -2.493 -147.461 -48.6936 -35.1762 -196.155 -182.637 -196.155 Ej 0.212 0.212 9.05876 2.99132 2.99132 12.05008 12.05008 12.05008 Om 0.212 0.01 9.05876 2.99132 0.1411 12.05008 9.19986 12.05008 Fj -0.149 -0.149 -6.36677 -2.10239 -2.10239 -8.46916 -8.46916 -8.46916 Nm -0.149 0.001 -6.36677 -2.10239 0.01411 -8.46916 -6.35266 -8.46916 Gd 0.671 -0.96 28.67183 9.46781 -13.5456 38.13964 15.12623 38.13964 Mf 0.671 1.628 28.67183 9.46781 22.97108 38.13964 51.64291 38.13964 Hd -1.416 -1.489 -60.5057 -19.9798 -21.0098 -80.4854 -81.5155 -80.4854 Lf -1.416 0.072 -60.5057 -19.9798 1.01592 -80.4854 -59.4898 -80.4854 Jd 1.077 3.13 46.02021 15.19647 44.1643 61.21668 90.18451 61.21668 Jf 1.077 -2.051 46.02021 15.19647 -28.9396 61.21668 17.0806 61.21668 Hk 0.171 0.181 7.30683 2.41281 2.55391 9.71964 9.86074 9.71964 Ll 0.171 -0.01 7.30683 2.41281 -0.1411 9.71964 7.16573 9.71964 Ik -0.116 -0.129 -4.95668 -1.63676 -1.82019 -6.59344 -6.77687 -6.59344 Kl -0.116 0.013 -4.95668 -1.63676 0.18343 -6.59344 -4.77325 -6.59344 Je 2.095 1.047 89.51935 29.56045 14.77317 119.0798 104.2925 119.0798五、杆件截面设计腹杆最大内力，N=－581.246N ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
梯形钢屋架钢结构设计屋架设计
目录一、设计资料 (1)二、荷载与内力计算 (1)1、荷载计算 (1)2、荷载组合 (1)3、内力计算 (2)三、杆件截面设计 (2)1．上弦杆 (2)2．下弦杆 (4)3．端斜杆 aB (5)4．再分式腹杆 eg-gK (6)5．竖腹杆Ie (7)四、节点设计 (11)1．下弦节点“b” (11)2．上弦节点“B” (13)3．有工地拼接的下弦节点“f” (15)4．屋脊节点“K” (17)5．支座节点“a” (19)五、填板设计 (25)六、材料表 (25)附表 (27)一、设计资料1、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C25；2、车间柱网布置：柱距 9m ；跨度 L=20m ；3、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；4、屋面坡度 1:10；5、钢材采用 Q235B 钢，焊条为 E43XX 系列，手工焊;6、屋面荷载标准值见表 1表1 荷载标准值7、屋架计算跨度：020.152020.1519.7m l L =-⨯=-⨯=，屋架形式和几何尺寸如图1 所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、荷载与内力计算1、荷载组合由永久荷载起控制作用：21.35 3.064 1.40.70.5 1.40.91 5.8864/KN m ⨯+⨯⨯+⨯⨯= 由可变荷载起控制作用：21.2 3.064 1.41 1.40.70.5 5.5668/KN m ⨯+⨯+⨯⨯=3、内力组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：（1） 组合一：全跨永久荷载＋全跨可变荷载。
根据荷载规范，具体有以下2 种情况21.2 1.4 1.2 1.45 1.40.75 2.79kN/m D L +=⨯+⨯=21.35 1.40.7 1.35 1.45 1.40.70.75 2.69kN/m D L +⨯=⨯+⨯⨯= 所以组合一屋架上弦节点荷载为2.79 1.51250.22kN P qA ==⨯⨯= （2） 组合二：全跨永久荷载＋半跨可变荷载。
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书(DOC)
－、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=26.7m3、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内力系数，见表一。
1、上弦杆：整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得： N = -1139.63KN ，屋架平面内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，根据支撑布置和内力变化情况，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：图四 上弦杆腹杆最大内力N =-574.7KN ，查表可知，中间节点板厚度取12mm ，支座节点板厚度取14mm 。
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。
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钢结构课程设计班级：姓名：学号：指导老师：2012年 12 月 9 日梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号61，屋面坡度1：16，跨度21m ，长度96m ，，地点：上海，基本风压：0.20kN/m 2,基本雪压：0.55 kN/m 2。
该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m 。
（2） 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=1/16。
屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.55 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。
（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。
（4） 屋架计算跨度：l 0=21m-2×0.15m=20.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架，取屋架在21m轴线处的端部高度m h 005.20='。
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。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。
荷载计算表如下：（1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载：kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（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 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
4、内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨\左半跨和右半跨).然后进行组合,如下表:5、杆件设计 （1） 上弦杆整个上弦采用等截面，按IJ 、JK 杆件的最大设计内力设计，即 N= -1247.76kN 上弦杆计算长度：屋架平面内：为节间轴线长度，即m l l ox 508.10==屋架平面外：由于屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支持布置和内力变化情况，取y l 0为支撑点间的距离，即y l 0=3×1.508=4.524m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图：腹杆最大内力N= -629.72kN ，查表得中间节点板厚度选用12mm ，支座节点板厚度选用14mm 。
设λ=60，查Q235钢的稳定系数表，得807.0=ϕ（由双角钢组成的T 形和十字形截面均属b 类），则需要的截面积为:2349.7191215807.01076.1247mm f N A =⨯⨯=⨯=ϕ需要的回转半径： mm m l i oxx 1.2560508.1===λmm l i oyy 4.7560524.4===λ根据需要A 、x i 、y i 查角钢表，选用2∟180×110×14，肢背间距a=12mm ，则：A=78002mm ，x i =30.8mm ，y i =88.0mm验算：41.510.88452496.488.301508======y oyy x ox x i l i l λλ由于[λ]=150，所以满足细长比要求。
因为x y λλ>，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.847，则MPa MPa MPa A N y21587.1887800847.01076.12473<=⨯⨯=ϕ 故所选截面符合要求。
（2） 下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算. N=1232.18kNm l ox 3000=,14850229700==oy l (因跨中有通长系杆),所需截面为:2231.5707.57312151232180cm mm f N A ====选用2∟180×110×12,因ox oy l l >>,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图cm i cm i cm cm A y x 75.8,10.3,31.5740.6722==>=3507.16975.8148535077.9610.330000<===<===yy y x x x i l i l λλ故所选截面符合要求。
(3) 端斜杆aB杆件轴力: N= -629.72kN 计算长度: mm l l oy ox 2535==因为oy ox l l =,故采用不等肢角钢,长肢相并,使oy ox l l ≈.选用2∟140×90×10,则A=44.6cm 2，cm i x 47.4=， cm i y 73.3= 71.5647.45.253===x ox x i l λ96.6773.35.253===yoy y i l λ 因为y x λλ>，只需要求y ϕ，查表得0.764，则MPa MPa A N y 21581.1844460764.01072.6293<=⨯⨯==ϕσ所以所选截面符合要求。
（4）腹杆eK eg -此杆可在g 点处不断开，采用通杆。
最大拉力： kN N kN N eg gK 5756.117,628.157== 最大压力： kN N kN N gK eg 14.44,0798.45-=-=在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l x 23060=，在桁架平面外的计算长度：cm N N l l y 95.449)08.4514.4125.075.0(460)25.075.0(1210=⨯+⨯=+= 选用2∟63×5，查表有：1500.14804.395.44915087.11894.16.23004.3,94.1,26.12002<===<======yy y x x x y x i l i l cmi cm i cm A λλ因y λ>x λ，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.31，则MPa MPa A N MPaMPa A N y 21536.128122810628.1572154.118122831.01008.4533<=⨯==<=⨯⨯==σϕσ拉应力：符合要求（5）竖杆Iecml cm l l kNN y x 319,2.2553198.08.04435.8300==⨯===由于杆件内力较小，按150][==λλ选择，则需要的回转半径为cml i cm l i y y x x 13.2150319][70.11502.225][00======λλ查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大。
选用2∟63×5，其几何特征为15097.10404.33191505.13194.12.25504.3,94.1,26.12002<===<======yy y x x x y x i l i l cmi cm i cm A λλ因y λ>x λ，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.38，则MPa MPa A N y 2158.178122838.01044.833<=⨯⨯==ϕσ符合要求。
其余各杆见下表：杆件编号内力(kN)计算长度截面规格截面面积回转半径(cm)长细比容许长细比稳定系数计算应力IJ、JK -1247.7585 150.8 452.42∟180×110×1477.93 3.08 8.8 48.961 51.4091 150 0.847 189.0350996de 1232.18235 300 1485 2∟180×110×1267.42 3.1 8.74 96.7742 169.908 350 182.76Aa -27.8145 199 199 2∟63×5 12.286 1.94 3.04 102.577 65.4605 150 0.538 42.08026545aB -629.72028 253.5 253.5 2∟140×90×1044.522 4.47 3.74 56.7114 67.7807 150 0.764 185.131217Bb 503.44245 208.64 260.8 2∟100×6 23.864 3.1 4.51 67.3032 57.8271 350 210.96 Cb -55.629 183.2 229 2∟50×5 9.606 1.53 2.53 119.739 90.5138 150 0.439 131.9149905 bD -420.55524 229.52 286.9 2∟100×7 27.592 3.09 4.53 74.2783 63.3333 150 0.724 210.5238487 Dc 308.74095 228.72 285.9 2∟70×6 16.32 2.15 3.33 106.381 85.8559 350 189.179 Ec -55.629 203.84 254.8 2∟50×5 9.606 1.53 2.53 133.229 100.711 150 0.363 159.533556 cF -237.53583 250.32 312.9 2∟90×6 21.274 2.79 4.13 89.7204 75.7627 150 0.621 179.7994558 Fd 152.42346 249.44 311.8 2∟50×5 9.606 1.53 2.53 163.033 123.241 350 158.675 Gd -55.629 231.2 289 2∟50×5 90606 1.53 2.53 151.111 114.229 150 0.304 0.020196249 dH -96.67413 271.6 339.5 2∟70×6 16.32 2.15 3.33 126.326 101.952 150 0.304 194.8572344He47.1906-26.7021270.8 338.5 2∟63×5 12.28 1.94 3.04 139.588 111.349 150 0.347 60.11Ie -83.4435 255.2 319 2∟63×5 12.28 1.94 3.04 131.546 104.934 150 0.381 178.3483803eg 117.57564-45.0798230.6 449.95 2∟63×5 12.28 1.94 3.04 118.866 148.01 150 0.31 118.4gK 157.62852-41.1414230.6 449.95 2∟63×5 12.28 1.94 3.04 118.866 148.01 150 0.31 108.02Kf 9.45693 349 349 2∟63×5 12.28 2.45 2.45 142.449 142.449 200 7.7gI 36.15885 166.32 207.9 2∟50×5 9.606 1.53 2.53 108.706 82.1739 350 37.64Jg -55.629 120.64 150.8 2∟50×5 9.606 1.53 2.53 78.8497 59.6047 150 0.665 87.083730566、节点设计(1) 下弦节点b用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值MPa f f 160=ω。