30m跨厂房普通钢屋架设计
30m跨厂房普通钢屋架设计
辽宁工业大学钢结构设计原理课程设计（说明书）题目： 30m跨厂房普通钢屋架设计院（系）：土木建筑工程学院专业班级：建筑121班学号： 120501028学生姓名：王晶指导教师：张玉梅教师职称：副教授起止时间：2016.03.07-2016.03.18课程设计（论文）任务及评语学院：土木建筑工程学院教研室：结构教研室目录一、设置屋盖支撑 0二、屋架的几何尺寸计算 (1)三、屋架荷载分析内力汇计算 (2)3.1 永久荷载标准值 (2)3.2可变荷载标准值 (2)3.3荷载效应组合 (2)3.4内力计算 (3)四、杆件截面设计 (7)4.1端部斜杆BL (7)4.2上弦杆 (8)4.3下弦杆 (8)4.4腹杆DM (9)4.5再分式腹杆PR、KR (10)4.6斜杆HO (11)4.7斜杆HP (11)4.8竖杆AL (12)4.9 杆件计算结果汇总 (13)五、节点设计 (16)5.1下弦节点 (16)5.2上弦节点B (17)5.3屋脊结点K (19)5.4下弦跨中节点Q (20)六、端部支座和支座节点L设计 (22)6.1支座底板的尺寸 (22)6.2节点板的尺寸 (23)6.3加劲肋的尺寸 (23)参考文献 (26)一、设置屋盖支撑车间跨度为30m ，厂房总长度90m ，柱距6m ，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车，工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m ；采用1.5⨯6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，II 级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400400mm ⨯，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B 钢，焊条为E43型。
图1.1 上弦横向水平支撑布置图图1.2 下弦横向和纵向水平支撑布置图图1.3 屋架外形图A B C D E L M N F G H I J K O P QR C 'B 'A 'E 'D 'J 'I 'H 'G 'F 'P 'O 'N 'M 'L 'R 'i =1/11i =1/11二、屋架的几何尺寸计算车间跨度为30m ，厂房总长度90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为12.5m ；两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400400mm ⨯。
30M钢屋架计算书2.
－、设计资料一）题目：设计某车间（无吊车、无天窗、无振动设备） 二）设计资料1、 车间柱网布置图（L ×240m ）2、 屋架支承于钢筋混凝土柱顶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、 柱距6m ，厂房跨度L ＝30m 。
5、 柱网布置如下：图2 屋架几何轴线图三）荷载：屋架自重＝（120+11L ）N/m 2 , L ――屋架跨度静载取值情况荷载内力系数图：四）设计要求（根据教师指定的一个题目）1、屋面支撑布置图2、屋架内力计算3、设计杆件截面4、设计节点5、绘制屋架施工图（A1硫酸图纸或白纸图）二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图所示。
屋架支撑布置见下图所示。
屋架上弦支撑布置图符号说明：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。
永久荷载标准值三毡四油加绿豆沙0.25kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.2 kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1. 0kN/㎡钢屋架和支撑自重0.05+0.12+0.011×30=0.5kN/㎡总计 2.65kN/㎡可变荷载标准值活荷载0.3kN/㎡总计0.30kN/㎡永久荷载设计值 1.35×2.65=3.577 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×0.3=0.42kN/㎡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=（3.577+0.42) ×1.5×6=35.97 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载P=3.577×1.5×6=32.19 kN屋架上弦节点荷载1P=0.42×1.5×6=3.78 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=0.5×1.2×1.5×6=5.4 kN屋架上弦节点荷载3P=(1×1.35+0.42) ×1.5×6=15.59kN43.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。
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。
30m跨门式刚架轻型钢结构仓库结构设计
30m跨门式刚架轻型钢结构仓库结构设计30m跨门式刚架轻型钢结构仓库结构设计摘要：轻型门式刚架房屋结构主要用于厂房、仓库、体育馆及等大跨度房屋，本文介绍的30米跨度单层轻型门式刚架结构用于库房，不带吊车，主钢架梁柱采用Q345B级焊接H形钢，其他构件采用Q235B级钢制作。
关键字：轻钢结构材料选用支撑设置加劲肋设置一.简介：本工程位于沈阳市经济技术开发区，结构类型为30m 跨单跨轻型门式刚架，不带吊车。
柱距6m，总长度194m。
刚架柱顶标高7.5m，屋面坡度采用1：15。
地震烈度为7（0.1g）度，场地类别为Ⅱ类。
风荷载按50年一遇取0.55KN/m?，雪荷载按100年一遇取0.55 KN/m?。
二.构件设计.1.材料的选择。
梁柱采用Q345B级钢。
柱脚锚栓、支撑，隅撑角钢及檩条、系杆、拉条采用Q235B。
2.预估截面.根据结构技术措施梁高取跨度的1/30～1/40。
本工程刚架梁柱采用Q345B 级钢比图集《门式刚架轻型房屋钢结构》02SG518-1，所用钢材等级高，所以梁柱截面均减少，通过PKPM 中钢结构STS软件计算调整，柱截面为H（400～870）X220X8X10，梁为便于运输分为三段，两端的梁截面为H（890～670）X200X6X8，长度相等，中间段梁截面为H （670～870）X200X6X8。
3. 刚架计算。
3.1.工字型截面构件局部稳定应满足规范要求。
工字型截面构件中腹板以受剪为主，翼缘以抗弯为主，增大腹板高度可更好发挥翼缘抗弯能力。
但在增大腹板高度时，根据局部稳定要求增大腹板厚度或者设置加劲肋通常并不经济也不方便施工。
3.2.刚架构件的强度计算和加劲肋设置.（1）梁腹板加劲肋应在较大集中荷载处和翼缘转折处设置横向加劲肋.（2），当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距a宜取hw～2hw（hw为腹板高）本工程刚架剪力较小，经计算未利用腹板屈曲后抗剪强度。
3.3.刚架稳定性计算。
钢屋架设计
1.3.2屋架杆件设计
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垫板间距在受压杆件中不大于40 i ，在受拉杆件中不 大于80 i 。在T形截面中， i 为一个角钢对平行于垫 板的形心轴1-1的回转半径（图1.25a），在十字形 截面中，为一个角钢的最小回转半径（图1.25b)。在 杆件的计算长度范围内至少设置两块垫板。
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梯形屋架（图 1.16b）受力情况较三角形好，腹杆较短， 与柱子的连接既可做成刚接，也可做成铰接。这种屋架一 般用于屋面坡度较小的屋盖结构中，是工业厂房屋盖结构 的最常用形式。
1.3.1屋架形式选择
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矩形屋架（图 1.16c）的上、下弦平行，腹杆长度相等，杆 件类型少，节点构造统一，便于制造，但弦杆内力分布不 均匀，这种形式一般用于托架或支撑体系中。
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曲拱形屋架（图 1.16d)的外形与简支梁承受均布荷载的弯 矩图最为接近，作为简支结构受力最合理，但弦杆的曲线 形制造复杂，如改为折线形则较好，这种屋架用于有特殊 要求的房屋中。
1.3.1屋架形式选择
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2.腹杆体系 三角形屋架的腹杆体系有单斜杆式、人字式和芬克式。 单斜杆式（图1.17a）中较长的斜杆受拉，较短的竖杆 受压，比较经济。人字式（图1.17b)的腹杆数较少， 节点少，构造简便。芬克式（图1.17c）的腹杆受力合 理，还可分为两榀较小的桁架运输。
1.3.2屋架杆件设计
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当有节间荷载作用时，为提高上弦在屋架平面内的抗 弯能力，宜采用不等肢角钢长肢相并的T形截面（图 1.24c）。
30m跨普通厂房钢屋架设计
1设计资料某单跨单层厂房，跨度L=30，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架采用梯形钢桁架，铰接于混凝土柱上，上柱截面尺寸为400*400，屋面采用1.5×6.0m太空轻质大型屋面板。
屋面坡度i=1/11，雪荷载为0.30kN/m2，钢材采用Q235-BF，焊条采用E43型，手工焊。
柱网布置如图1所示。
图1 柱网布置图2屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置采用平坡梯形屋架，i=1/11，屋架计算跨度,端部高度取,中部高度取，根据荷载性质，钢材可采用Q235-BF，屋架连接方法采用焊接，焊条可选用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，如下图所示。
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。
3荷载和内力计算3.1永久荷载标准值大型屋面板0.902 kN/m2防水层0.10kN/m212屋架及支撑自重 0.15kN/m 2 悬挂管道 0.05kN/m 2总计 1.202 kN/m 23.2 可变荷载标准值雪荷载 0.30 kN/m 2 屋面活荷载 0.54 kN/m 23.3 荷载组合3.3.1 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设计值: 按永久荷载效应控制的组合按可变荷载效应控制的组合永久荷载荷载分项系数 ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数；组合系数1 1.4Q γ=；组合系数10.7ψ=； 3.3.2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值： 对结构不利时对结构有利时半跨可变设计值：3.3.3 全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时 对结构有利时半跨节点屋面自重和屋面活荷载：综合以上三种组合，故节点荷载取19.8KN，支座反力为。
3.4内力计算用电算法可解出全跨荷载作用下屋架杆件内力，图2 屋架几何尺寸及内力图图3 上弦横向水平支撑布置图图4 屋架、下弦水平支撑布置图34图5 1-1、2-2剖面图4 杆件截面设计腹杆最大内力219.7KN ，查表7.4，选用节点板厚度为t=8mm ，支座节点板厚度10mm 。
30m跨钢屋架设计
一、基本设计资料：某冶金车间厂房，排架结构，单跨，柱距6m,跨内设有30/5t中级工作制(A5)吊车和50/5t 中级工作制(A5)吊车两台，轨顶标高8.57m,牛腿顶面标高7.27m,240mm厚双面清水维护砖墙，钢窗宽度4.20m，建筑平、剖面图如图1、图2所示。
其他条件见附表。
c吊车吨位吊车宽B（mm）轮距K(mm)最大轮压maxP（KN）最小轮压minP(KN)起重机总重（KN）小车总重1Q（KN）车高H(m)30/5t 6650 5250 320 88 515 118 26002、气象条件：基本风压kw＝0.45KN/m2（组合系数0.6），基本雪压0.3 KN/m2（组合系数0.7）。
3、地质条件：修正后的地基承载能力特征值：af＝190 KN/m2，基础埋深应大于－1.80m。
4、结构选型和结构布置：(一)屋面板：采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土屋面板G410(一)、（二），板自重1.40kN/m2(包括灌缝)(一)天沟板：采用G410（三），自重2.02kN/m(一)屋架：采用预应力钢筋混凝土折线形屋架G415（一）,自重106.00kN/榀。
(一)吊车梁：采用G323（二），自重44.20kN/根(一)轨道连接：采用G325（二），自重0.80 kN/m(一) 基础梁：采用G320（二），自重16.70kN/根(一) （9）屋架：采用预应力钢筋混凝土折线形屋架G415（一）,自重106.00kN/榀。
（10）维护墙直接支承于基础梁上，基础梁截面240×450mm ，基础梁自重2.7KN /m 。
（11）天窗采用9m 跨度矩形无挡封板的纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34KN （包括自重，侧板，窗扇支撑等自重）。
（12）采用6m 跨等截面预应力混凝土吊车梁（截面高度1200mm ），每根吊车梁得重力荷载45.50KN ，吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m 。
30m跨圆拱轻钢屋架整体施工法模板
30.5m跨圆拱轻钢屋架整体施工法封闭式综合市场的设计多数采用大跨度圆拱形轻钢屋架（图6-26-1）。
由于施工场地的限制,轻钢屋架一般由工厂加工或远离施工现场制作。
受运输条件的限制,轻钢屋架一般采用分段制作，施工现场二次拼装的方法,造成各种费用支出较大,质量不同程度要受到影响。
对30.5m跨屋架至少需分3段制作才干运走,现场二次拼装时还需再搭设平台1座,拼装时至少需1台吊车配协作业。
3段对接时难以保证屋架的几何尺寸。
为解决上述问题,在依安综合市场39根屋架施工中采用了以下措施。
第1章整体制作第1节平台搭设按屋架的设计形状搭设钢平台I座,并按图实际放样,在各节点处设定位拼装界柱和防止焊后应力变形卡具。
同时制作弧形样板。
第2节娘管工艺为减轻屋架对柱（或墙）的水平推力和防止焊后变形,须消除上下弦的弹性应力,在没有大型弯管机的条件下,对①114和①60钢管,按每6m长分段冷煨。
自行设计制作一套弧型模具如图6-26-2,在20t压力机上分段压制成设计弧度，压制时用弧形样板随时检验。
第3节平台拼装成型各系杆分别制作完毕后，在平台放样设置的界柱内，用模铁控制具体尺寸。
将分段冷煨的不同规格的钢管通长焊接,接口处要设衬管以补强接点强度。
用弧形样板检验,到达设计要求后依次将制作好的各系杆摆放定位。
检验无误后实焊一面,再按以上步骤拼装另一面系杆和下弦弯管。
完成上面焊接并翻面后再焊下面焊缝。
第4节翻面工艺在弧形平台中间处立1根4m高桅杆,桅杆上下端各设1个滑轮,用1.5t卷扬机将屋架拉起立直，两侧用插杆插稳。
倒放时需撤掉一侧插杆,用人力推另一侧插杆,不启动卷扬机,只间断轻轻松开卷扬机的制动器,屋架靠倾斜自重带头卷简反转,倒放时速度不宜过快，以防止屋架摔坏、变形。
倒放到肯定地位时要作暂短停留以减轻惯性力。
可直接放在运输台车上。
此时可检讨和移动台车。
焊接、刷漆均可在台车上进行。
第2章整体运输屋架第1节简易台车简易台车如图6-26-3,用两对900-16型汽车胎,一根通长轴做成带转盘的台车,前后各1部，前部带三角形刚性牵引架,后部带矩形操纵转向架,较接焊在车轴上,前后尺寸相同,可依据需要前后互换。
钢结构计算说明书
普通梯形钢屋架设计(2)-3说明书摘要：本说明书针对内蒙古工业大学钢结构课设-普通梯形钢屋架（2）-3方案编制。
屋架位于北京地区，抗震设防烈度8度，建筑面积324㎡，厂房长度54m ，跨度30m ，柱距6m 。
包括屋架布置，荷载计算，内力计算，截面设计，节点设计等几个方面的计算设计。
关键词：钢屋架1.设计资料普通梯形钢屋架，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度为30m ，柱距6m ，长度为54m 。
，地震设计烈度为8度，1.5m ×6m 轻型混凝土保温屋面板。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。
表12.钢材和焊条的选用根据当地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235B ，要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S ）、磷（P ）、碳（C ）三项化学成分的合格含量。
焊条采用 E43型，手工焊。
3.屋架形式和几何尺寸屋面材料为轻型混凝土保温屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度。
mm l l 2700015023000015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 18000=。
跨中高度：mm i l H 330010/12/3000018002H 00=⨯+=⋅+=为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m，屋架几何尺寸如图1图1 30米跨屋架几何尺寸4.屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。
《钢结构》普通钢屋架课程设计任务书及指导书--2014
附1：房屋长度有4组数据：（1）60m；（2）102m；（3）120m；（4）150m；附2：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（恒载），共10组。
(a)、2.25 KN/m²；(b)、2.5 KN/m²；(c)、2.75 KN/m²；（d)、3.0 KN/m²；（e)、3.25 KN/m²；(f)、3.5 KN/m²；（g)、3.75 KN/m²；（h)、4.0 KN/m²（i)、4.25 KN/m²；(l)、4.5KN/m²；附3：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（活载），共4组。
(a)、0.5 KN/m²；(b)、0.6 KN/m²；(c)、0.7 KN/m²；（d)、0.8 KN/m²；（e)、0.9 KN/m²；(f)、1.0 KN/m²；（g)、0.4 KN/m²2、设计内容:1）、作支撑布置图,其中包括上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、系杆.2）、求屋架杆件内力.必要时应进行内力组合。
3）、选择屋架各杆件的截面形式和尺寸.4）、节点设计,包括支座节点a、屋脊节点I、下弦拼接节点i、上、下弦中间节点E、e、d.5）、绘制屋架的一个运送单元的施工图并作材料表二、普通钢屋架设计指导书1、引言：钢屋架课程设计历年来一直是钢结构课程设计的必做题目，通过钢屋架课程设计的学习，对钢桁架的设计，钢结构节点设计，钢结构支撑体系都会有较深的了解，对钢结构施工图，施工详图的绘制方法也会有较深刻的理解和体会。
近些年来，门式刚架，网架的广泛应用。
致使钢屋架的应用受到了限制。
但是，一方面，仍然有许多情况，如大坡度屋盖、狭长结构屋盖，桁架结构仍是首选结构形式；另一方面，通过对钢屋盖这种最基本的桁架结构设计的学习，对学习其他结构如门式刚架结构（特别是支撑体系），网架结构，其他空间桁架结构也会有很大的帮助。
30m跨度普通钢桁架设计计算模板
.WORD.格式.钢结构设计计算书姓名：班级：学号：指导教师：一、设计资料：1.结构形式: 某厂房总长度108m，跨度为24m，纵向柱距6m，厂房建筑采用封闭结合。
采用钢筋混凝土柱,梯形钢屋架，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面400mm×400mm，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50/10t（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Q345A钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载标准值（水平投影面计）无檩体系：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。
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，以可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准值为S0=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
积灰荷载标准值：0.5kN/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 0.40kN/m2水泥砂浆找平层 0.50kN/m2保温层 0.80kN/m2一毡二油隔气层 0.05kN/m2水泥砂浆找平层 0.40kN/m2预应力混凝土屋面板 1.50kN/m2④桁架计算跨度：02420.1523.7l=-⨯=m跨中及端部高度：桁架的中间高度： 3.490h=m在23.7m的两端高度：02.005h=m在30m轴线处的端部高度：01.990h=m 桁架跨中起拱50mm二、结构形式与布置图：桁架形式及几何尺寸如图1所示：图1 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置图如图2所示：图2三、荷载计算1、荷载计算：屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
《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
某工程(长30米)钢屋架制作方案
1.工程概况1.1.工程简介3号汽机房屋面结构采用梯形钢屋架上覆复合压型钢板，其中屋架跨度30.0m，屋架下弦标高+26.200m，共10榀，每榀屋架间由横向水平支撑及纵向垂直支撑联结成整体，屋架钢结构材质均选用Q235B，采用喷砂除锈，除锈等级Sa2.0，焊缝质量等级Ⅱ级。
钢屋架选自国家建筑标准图籍《梯形钢屋架》（05G511）中GWJ30-3A1、GWJ30-3A3（根据东北电力设计院F180ⅡS-T0215图纸，第15号杆件由L63x5变更为L75x5，在制作中应予以注意），屋架上弦选用L200x125x12角钢制作，下弦选用L180x110x12角钢制作，每榀桁架重5.09t，由两片梯形屋架采用M20普通螺栓组成整体。
1.2.主要工程量1.3.2007年9月1日完成钢屋架制作2.施工应具备的条件⑴图纸会检完毕，施工方案编写完成并报监理审批完毕并组织有关人员进行学习和技术交底，焊工必须经过培训合格，持岗位合格证上岗。
⑵进厂各类钢材根据材料需用计划准备充足，同时完成必要的复试、检验。
⑶钢煤斗制作基本完毕，制作钢屋架的场地满足施工要求。
2.施工主要机具及材料2.1.施工主要机具2.2.施工主要材料3.3.1.施工总体部署⑴屋架在钢结构加工厂制作成形，由于屋架总长30m，考虑到现场的道路情况，单榀屋架分两片制作，每片长15m，在主厂房A列外搭设临时组装平台进行钢屋架组装。
⑵钢屋架的构件加工、喷砂、除锈、刷漆均在钢结构加工厂完成，现场组装厂只进行屋架及构件的螺栓组装。
考虑到屋架安装的精度要求，单元组间的联系杆的节点板在吊装完毕后现场焊接。
⑶根据吊装方案，在组装厂将相临两榀桁架及桁架的所有纵向垂直支撑、横向组装成一个单元组（1-2轴、3-4轴、5-6轴、7-8轴、9-10轴）一次吊装，各单元组间的联系杆件现场安装。
⑷屋架的上、下弦的角钢接头形式采用型钢的标准接头。
3.2.施工步骤原材料的验收→加工准备及下料→零件加工→小装配 (小拼)→总装配 (总拼)→屋架焊接→支撑连接板，檩条、支座角钢装配、焊接→验收→除锈、油漆、编号3.3.施工方法☆根据《工程建设标准强制性条文》的有关规定：⑴焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
简支人字形屋架设计
简⽀⼈字形屋架设计例题 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L0=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：1ω=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m2背风⾯：2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m21ω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 。
钢屋架设计
⑷各零件要进行详细编号，按主次、上下、左右 顺序进行。
⑸施工图中的文字说明应包括不易用图表达以及 为了简化图面而易于用文字集中说明的内容， 如：钢材标号、焊条型号、焊缝形式和质量等 级、图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸以及防腐、 运输和加工要求。
3.施工荷载（屋面活载）
荷载组合效应
组合一：全跨恒载+全跨活载 组合二：全跨恒载+半跨活载 组合三：全跨屋架、支撑和天窗自重+
半跨屋面板重+半跨屋面活荷载
注：屋面活荷载和雪荷载不会同时出现， 取两者中的较大值计算。
计算屋架杆件内力的基本假定
屋架的节点为铰接； 屋架所有杆件的轴线都在同一平面内，且
内力的较小值N,考虑到截面形心处的力与拼接
角钢两侧的焊缝近于等距，N力由两根拼接角钢 的四条焊缝平分传递。弦杆和连接角钢连接一 侧的焊缝长度为：
l1
N 4 0.7hf
f
w f
2hf
拼接角钢长度为 L 2l1 b
内力较大一侧的下弦杆与节点板间的焊缝传 递弦杆内力之差△N,如△N过小则取弦杆较大 内力的15%，内力较小一侧弦杆与节点板间焊 缝参照传力一侧采用。
t 板件厚度，
应力扩散角，取30°。
由试验研究，桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定： ⑴对有竖腹杆的节点板，当 c t 15 235 f y 时， 可不计算稳定,否则应进行稳定计算。 在任何情况下 c t 不得大于 22 235 f y ， c为受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向 至弦杆的净距离，t为节点板厚度。
K1N 2 0.7hf1
f
w f
2hf 1
肢尖焊缝：
钢结构课程设计30m跨度
一、设计资料（1）某车间跨度为30m，厂房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级工作制软钩桥式吊车，地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，桁架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450×450mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材及焊条为：钢材采用Q345钢，焊条为E50型。
（2）屋架计算跨度L。
=30000-2×150=29700(3)跨中及端部高度：本设计为无檩屋盖体系，采用平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线处的端部高度h’=2000mm，屋架的中部高度h=3500mm.二、结构形式与布置屋架杆件的几何尺寸如图1所示图1屋架支撑布置见图2所示：图2三、荷载与内力计算1、荷载计算永久荷载：改性沥青防水层0.4kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2150厚加气混凝土保温层0.9kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2悬挂管道0.10N/m2屋架和支撑自重为0.120+0.011x30=0.45kN/m2 总和 3.65kN/m2可变荷载基本风压：0.40 kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.5kN/m2积灰荷载0.7kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2总和 1.4kN/m2永久荷载设计值 1.2×3.65KN/㎡=4.38KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.4KN/㎡=1.96KN/㎡屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
2．荷载组合：设计屋架时应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载P=(4.38KN/㎡+1.96KN/㎡) ×1.5×6=57.06KN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=4.38KN/㎡×1.5×6=39.42KNP2=1.96KN/㎡×1.5×6=17.64KN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载P3=0.45KN/㎡×1.2×1.5×6=4.86KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN四、内力计算用图解法或数解法皆可算出屋架杆件在全跨荷载作用下的内力，如表4.1 所示。
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辽宁工业大学钢结构设计原理课程设计（说明书）题目： 30m跨厂房普通钢屋架设计院（系）：土木建筑工程学院专业班级：建筑121班学号： 120501028学生姓名：王晶指导教师：张玉梅教师职称：副教授起止时间：2016.03.07-2016.03.18课程设计（论文）任务及评语学院：土木建筑工程学院教研室：结构教研室目录一、设置屋盖支撑 0二、屋架的几何尺寸计算 (1)三、屋架荷载分析内力汇计算 (2)3.1 永久荷载标准值 (2)3.2可变荷载标准值 (2)3.3荷载效应组合 (2)3.4内力计算 (3)四、杆件截面设计 (7)4.1端部斜杆BL (7)4.2上弦杆 (8)4.3下弦杆 (8)4.4腹杆DM (9)4.5再分式腹杆PR、KR (10)4.6斜杆HO (11)4.7斜杆HP (11)4.8竖杆AL (12)4.9 杆件计算结果汇总 (13)五、节点设计 (16)5.1下弦节点 (16)5.2上弦节点B (17)5.3屋脊结点K (19)5.4下弦跨中节点Q (20)六、端部支座和支座节点L设计 (22)6.1支座底板的尺寸 (22)6.2节点板的尺寸 (23)6.3加劲肋的尺寸 (23)参考文献 (26)一、设置屋盖支撑车间跨度为30m ，厂房总长度90m ，柱距6m ，车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车，工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m ；采用1.5⨯6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，II 级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400400mm ⨯，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B 钢，焊条为E43型。
图1.1 上弦横向水平支撑布置图图1.2 下弦横向和纵向水平支撑布置图图1.3 屋架外形图A B C D E L M N F G H I J K O P QR C 'B 'A 'E 'D 'J 'I 'H 'G 'F 'P 'O 'N 'M 'L 'R 'i =1/11i =1/11二、屋架的几何尺寸计算车间跨度为30m ，厂房总长度90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为12.5m ；两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400400mm ⨯。
21000=H ,屋面坡度11/1=i 。
轴线外间距150。
图2.1 屋架几何尺寸图135515061506150615061506150615061506150628503000300030003000346416642291229122913191340334032918316031602923292326542686210026452372三、屋架荷载分析内力汇计算3.1 永久荷载标准值改性沥青防水层 0.35kN/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.4 kN/m2 100厚加气混凝土保温层 0.9kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2屋架和支撑自重（0.120+0.011×30）=0.45kN/m2 总计 3.2kN/m23.2可变荷载标准值基本风压 0.35kN/m2基本雪压 0.45kN/m2积灰荷载 0.75kN/m2不上人屋面活荷载 0.7kN/m23.3荷载效应组合3.3.1由可变荷载效应控制的组合2211/ 765.575.09.04.17.04.12.32.1mkNS SSSniQiKciQiKQQGKG=⨯⨯+⨯+⨯=++=∑=ψγγγ3.3.2由永久荷载效应控制的组合21/5 5.975.09.04.17.07.04.12.3 35.1mkN SSSniQiKciQiGK G=⨯⨯+⨯⨯+⨯=+=∑=ψγγ所以本设计按永久荷载效应控制。
3.3.3节点荷载kNP38.8865.135.12.31=⨯⨯⨯=()kNP8.27165.14.17.075.02=⨯⨯⨯+=3.4内力计算图3.1 屋架结构计算图表3.1 内力计算表第1页共4 页杆件内力系数单项荷载内力内力组合不利组合类型编号全跨半跨恒载活载恒载+全跨活载恒载+半跨活载全跨半跨上弦杆AB -3.54 -2.29 -137.64 -64.68 -41.84 -202.31 -179.47 -202.31 A’B’-3.54 -1.25 -137.64 -64.68 -22.84 -202.31 -160.47 -202.31 BC -6.97 -4.77 -270.99 -127.34 -87.15 -398.34 -358.14 -398.34 B’C’-6.97 -2.2 -270.99 -127.34 -40.19 -398.34 -311.19 -398.34 CD -9.57 -6.54 -372.08 -174.84 -119.49 -546.93 -491.57 -546.93 C’D’-9.57 -3.03 -372.08 -174.84 -55.36 -546.93 -427.44 -546.93 DE -12.48 -8.42 -485.22 -228.01 -153.83 -713.23 -639.06 -713.23 D’E’-12.48 -4.06 -485.22 -228.01 -74.18 -713.23 -559.40 -713.23第2页共4 页第3页共4 页第4页共4 页四、杆件截面设计腹杆最大内力，N= 297.75kN ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取20mm ；其余节点板与填板厚度取8mm 。
本设计中常使oy ox l l =2，保证达到支撑的近于等稳的条件。
4.1端部斜杆BL最不利内力N= -297.75kN （压杆），计算长度：mm l l oy ox 6542==截面选用2 L100×14，肢背间距mm a 8=，所提供的截面几何特性：26.52cm A =，cm i x 00.3=，cm i y 53.4=。
4.1.1刚度验算 []15088.470.306542=<===λλx ox x i l （满足条件） []15058.63.456542=<===λλyoy y i l （满足条件）4.1.2整体稳定验算15.39100265458.058.01.71410011=⨯=<==b l t b oy 故58.6==y yz λλx yz λλ<，上弦杆绕x 轴弯扭屈曲，按b 类截面查得828.0=ϕ，则223/215/4.685260828.01075.972mm N mm N A N f <=⨯⨯==ϕ（满足条件）填板放置个数的确定：mm i mm l z 120040327126542=>==，故填板个数为2个。
4.2上弦杆整个上弦杆采用相同截面，按最大内力计算，N= -1008.7kN （压杆） 计算长度：mm l ox 6150= mm l l ox oy 60244==截面选用2 L200×125×14，且短肢相并，肢背间距mm a 8=，所提供的截面几何特性：287.8cm A =，cm i x 45.3=，cm i y 05.9=。
4.2.1刚度验算 []15054.424.356150=<===λλx ox x i l （满足条件） []15063.4956024=<===λλyoy y i l （满足条件）4.2.2整体稳定验算16.87200602456.056.05.124120011=⨯=<==b l t b oy 故4.63==y yz λλx yz λλ>，上弦杆绕y 轴弯扭屈曲，按b 类截面查得805.0=ϕ，则223/215/142.7187.80508.0107.1008mm N mm N A N f <=⨯⨯==ϕ（满足条件）填板放置个数的确定：mm i mm l z 16144075326150=<==，故填板个数为1个。
4.3下弦杆整个下弦杆采用相同截面，按最大内力计算，N=-429.2KN （压杆） 计算长度：mm l ox 3000= mm l oy 6000= 截面选用2 L200×125×14，且短肢相并，肢背间距mm a 8=截面几何特性：28.87cm A =，cm i x 54.3=，cm i y 50.9=。
4.3.1刚度验算 []1507.844.353000=<===λλx ox x i l （满足条件） []1502.630.956000=<===λλyoy y i l （满足条件） 4.3.2强度验算223/215/48.88878010429.2mm N mm N A N f <=⨯==（满足条件）填板放置个数的确定：mm i mm l z 283280150023000=<==，故填板个数为1个。
4.4腹杆DM杆件承受最不利内力组合值N=-208.6kN （压杆） 计算长度：mm l l ox 4.23380.8== mm l l oy 2392==截面选用2 L100×10，肢背间距mm a 8=，所提供的截面几何特性：26.38cm A =，cm i x 05.3=，cm i y 45.4=。
4.4.1刚度验算 []15076.675.3042238.=<===λλx ox x i l （满足条件） []15065.695.442329=<===λλyoy y i l （满足条件）4.4.2强度验算223/215/54.04386010208.6mm N mm N A N f <=⨯==（满足条件） 杆件所承受的内力荷载较小，不必进行稳定性验算。
填板放置个数的确定：mm i mm l z 2440809232=>=，故填板个数为2个。
4.5再分式腹杆PR 、KR计算长度系数：0.1=x μ0.11.87129.16-96.22-25.075.0225.075.0212>=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=N N y μ 计算长度：mm l ox 2912= mm l oy 902429121.87=⨯= 截面选用2 L 90×56×8，且短肢相并，肢背间距mm a 8=，所提供的截面几何特性：24.22cm A =，cm i x 56.1=，cm i y 47.4=。