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/m2
2、荷载组合
设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载：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=48.93kN
N=P×③
全跨永久荷载+半跨
可变荷载
P1=40.11kN
P2=8.82kN
N左=P1×③+P2×①
N右=P1×③+P2×②
全跨屋架支撑+半跨
屋面板+半跨可变荷
载
P3=5.01kN
P4=25.02kN
N左=P3×③+P4×①
N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 0
11-13 -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 -654.53
1、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=? 需要截面积
23
3967215
807.01025.688mm f N A =??==?
需要回转半径
cm l i x
x 51.260
1508
0==
=
λ
cm 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，842.0=x ?
=σ223
/215/1625060
842.01025.688mm N f mm N A N x =<=??=?
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
23
3166215
1067.680mm 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
/215/1355060
1067.680mm N f mm N A N =<=?=
所选截面满足要求。 3、斜杆截面计算 ① 斜杆1-11
N = -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=<==
=
λλy
y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，568.0=x ?
=σ223
/215/1574460
568.01097.396mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ② 斜杆11-2
N = 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
23
1449215
1050.311mm 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
/215/1641902
1050.311mm 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=<==
=
λλy
y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，614.0=x ?
=σ223
/215/1832172
614.01097.243mm N f mm N A N x =<=??=?
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
23
772215
1093.165mm 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
/215/1531082
1093.165mm 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=<==
=
λλy
y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，568.0=x ?
=σ223
/215/1532172
568.01028.118mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ○
6 斜杆15-4 N = 68.39kN （拉力），l 0x = 0.8l = 2418mm , l 0y = l =3023cm 计算需要净截面面积
23
321215
1039.68mm f N A n =?==
选用2∟56×5，见图8所示，A = 10.82c ㎡ , i x = 1.72 cm , i y = 2.77 cm
图 8 斜杆15-4截面
验算：
350][14172.18.2410=<===
λλx x x i l 350][10977
.23
.3020=<===λλy y y i l =σ223
/215/631082
1039.68mm N f mm N A N =<=?=
所选截面满足要求。 ○
7 斜杆4-17 N =50.27kN （拉力）， l 0x =259.5cm l 0y = l =324.3c m
23234215
1027.50mm f N A n =?==
选用2∟56×5，见图9所示，A =10.82 c ㎡ , i x =1.724cm , i y =2.77cm
图9 斜杆4-17截面
350][15172
.15.2590=<===
λλx x x i l 350][11777
.23
.3240=<==
=
λλy
y y i l 满足长细比：350][=λ的要求。
=σ223
/215/471082
1027.50mm N f mm N A N =<=?=
所选截面合适。 ○
8 斜杆17-5 N =-81.11kN (压力)，l 0x =259.5cm l 0y = l =324.3c m
选用2∟63×6，见图10所示，A =14.58c ㎡ , i x = 1.93cm , i y = 3.06cm
图10 斜杆17-5截面
验算
150][13593
.15
.2590=<===
λλx x x i l 150][10606
.33
.3240=<==
=
λλy
y y i l 由于y x λλ>只需求出x ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，365.0=x ?
=σ223
/215/1521458
365.01011.81mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 4、竖杆截面计算 ○
1边竖杆1-10 N =-23.96kN (压力)，,l 0x = l 0y =l=201.25cm 选用2∟63×10，，A =23.32 c ㎡ , i x = 1.88cm , i y = 3.07cm
150][10688
.125
.2010=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][6607
.325
.2010=<==
=
λλy
y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，517.0=x ?
=σ223
/215/202332
517.01096.23mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ○
2竖杆2-12 N =-47.92kN (压力)，,l 0x =1800mm l 0y =2250mm 选用2∟63×10， A =23.32 c ㎡ , i x = 1.88cm , i y = 3.07cm
150][9688
.1180
0=<===
λλx x x i l 属于b 类截面
150][7307
.3225
0=<==
=
λλy
y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，581.0=x ?
=σ223
/215/352332
581.01092.47mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ○
3竖杆3-14 N =-47.92kN (压力)， l 0x =2000mm l 0y =2500mm 选用2∟63×10， A =23.32 c ㎡ , i x = 1.88cm , i y = 3.07cm
150][10688
.1200
0=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][8107
.3250
0=<==
=
λλy y
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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，517.0=x ?
=σ223
/215/402332
517.01092.47mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ○
4竖杆4-16 N =-47.92kN (压力), l 0x =2200mm l 0y =2750mm 选用2∟63×10， A =23.32 c ㎡ , i x = 1.88cm , i y = 3.07cm
150][11788.1220
0=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][9007
.32750=<===λλy y 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 ??=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，453.0=x ?
=σ223
/215/452332
453.01092.47mm N f mm N A N x =<=??=?
所选截面合适。 ○
5 竖杆5-18 N =47.03kN (拉力)， l 0x =2400mm l 0y =3000mm
23
219215
1003.47mm f N A n =?==
选用2∟63×10， A =23.32 c ㎡ , i x = 1.88cm , i y = 3.07cm
350][12888
.12400=<===
λλx x x i l
350][9807
.3300
0=<==
=
λλy y
y i l
满足长细比：350][=λ的要求。
=σ223
/215/212332
1003.47mm N f mm N A N =<=?=
所选截面合适。
中竖杆截面图
重点设计“1”、“2”、“11”、“18” “5”五个典型节点，其余节点设计类同。 1．下弦2节点
这类节点的设计步骤是：先根据腹杆的力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸，即h f 和l w 。然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f w
t ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
（1）11-2杆的力N=311.5KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：
mm l w 633=
N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=?????=∑=β
肢背mm f h N N l w
f f w 1471216067.0292
.51649105.3117.07.022/7.0331=+???-??=?-=，取150mm 肢尖mm f h N N l w
f
f w 701216067.0292
.51649105.3113.07.022/3.033=+???-??=?-=，取80mm （2）2-13杆的力N=243.97KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：
mm l w 803=
N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=?????=∑=β
肢背mm f h N N l w f f w 901216067.022
.655871097.2437.07.022/7.033=+???-??=?-=，取100mm
肢尖mm f h N N l w
f f w 1812160
67.022
.655871097.2433.07.022/3.033=+???-??=?-=，取60mm （4） 竖杆2-12杆的力N=-47.92KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
所需要的焊缝长度为：mm l w 633=
N f l h N w f f w f 12.137********.126387.07.033=?????=∑=β
因为33
2287521092.473.022N N N k <=???=，所以按两面侧焊缝计算。
肢背mm f h N l w f f w 3516160
87.021092.477.07.027.03
=+?????=?=，取40mm
肢尖mm l w 2416160
87.021092.473.03
=+?????=
，取40mm （4）下弦杆焊缝验算
下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻下弦力之差。 ΔN ＝522.64－212.65＝309.99kN 肢背焊缝验算，h f ＝8mm ，
τf ＝160
1087.0210995.30975.03
??????＝13N/mm 2＜160N/mm 2焊缝强度满足要求。
根据节点放样，得节点板尺寸为310×360，节点图如下图所示。
下弦节点各杆肢尖、肢背尺寸
杆件 h f （mm ）
肢背(mm) h f （mm ）
肢尖(mm)
11-2 6 147mm 取150mm 6 70mm 取80 mm 2-13 6 90mm 取100mm 6 18mm 取60 mm 13-3 5 114mm 取120mm 5 55mm 取70mm 3-15 6 74mm 取80mm 6 38mm 取60mm 15-4 5 53mm 取60mm 5 28mm 取60mm 4-17 6 38mm 取60mm 6 23mm 取60mm 17-5
6
54mm 取60mm
6
30mm 取60mm
2．上弦11节点：
11-2杆节点板连接的焊缝计算与下弦节点2中11-2杆计算相同。 1-11杆N ＝-396.97 kN ，采用三面围焊，设肢背和肢尖 h f = 8mm ，
N f l h N w f f w f 62.30607316022.1214087.07.033=?????=∑=β
因为33
22778791097.39635.022N N N k <=???=，所以按两面侧焊缝计算。
l w1＝16087.021097.39665.03
?????＋16＝144，取l w1＝150mm
l w2＝160
87.021097.39635.03
?????＋16＝78，取l w2＝80m
杆件 h f （mm ）
肢背 (mm)
h f （mm ）
肢尖 (mm) 1-11 8 144mm 取150mm 8 78mm 取80mm 11-2 6 174mm 取180mm 6 82mm 取90 mm 2-13 6 139mm 取150mm 6 66mm 取70 mm 13-3 5 114mm 取120mm 5 55mm 取70mm 3-15 6 74mm 取80mm 6 38mm 取60mm 15-4 5 53mm 取60mm 5 28mm 取60mm 4-17 6 38mm 取60mm 6 23mm 取60mm 17-5
6
54mm 取60mm
6
30mm 取60mm
mm
t
h
f
5
2/
10
2/=
=
=，P＝47.92kN。
节点板尺寸为285?417设肢尖焊缝f h=5mm，假定集中荷载P与上弦垂直，忽略屋架上弦坡度影响。肢背焊缝验算：
2
2
2
2
2
2
1
/
128
160
8.0
8.0
/
115
407
5
7.0
2
)
22
.1
2/
92
.
47
(
)5.
393
75
.0(
7.0
2
)
22
.1
2/
(
)
(
mm
N
f
mm
N
l
h
P
N
K
w
f
w
f
f
=
?
=
<
=
?
?
?
?
+
?
=
?
?
+
?
=
τ
肢尖焊缝验算：
2
2
2
2
2
2
2
/
128
160
8.0
8.0
/
40
407
5
7.0
2
)
22
.1
2/
92
.
47
(
)5.
393
25
.0(
7.0
2
)
22
.1
2/
(
)
(
mm
N
f
mm
N
l
h
P
N
K
w
f
w
f
f
=
?
=
<
=
?
?
?
?
+
?
=
?
?
+
?
=
τ
节点图如下图所示。
3、屋脊18节点
（1）弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，且便于施焊，需要将拼接角钢的尖角削除，并截去垂直肢的一部分宽度（一般为t+h f+5mm）。拼接角钢的部分削弱，可以借助节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆力计算。
设5-18杆与节点板的焊缝尺寸为：肢背h f=8mm，l w1=(0.65×47.03×103)/（2×0.7×8×160）+16=33mm，取l w1=40mm，
肢尖h f=8mm，l w2=（0.35×47.03×103）/（2×0.7×8×160）+16=25mm。取l w2=40mm。
设焊缝高度h f=8mm，则所需要焊缝计算长度为：l w=（654.53×103）/（4×0.7×8×160）+16=199mm。取l w =210mm。拼接角钢长度600mm＞2×210=420mm。
（2）上弦与节点板间的焊槽，假定承受节点荷载，验算略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦力的15%计算，设肢尖焊缝h f=8mm，节点板长度为470mm，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为l w=470/2-5-10=220mm，焊缝应力为：τf N=（0.15×654.53×103）/（2×0.7×8×220）=40N/mm2，σf M=
（0.15×654.53×103×55×6）/（2×0.7×8×2202）=60N/mm2，
2
2
τ
β
σ
+
??
?
?
?
?=2
222
.1/
60
40）
（
+=63.4kN/mm2
＜160kN/mm2
中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=47.03KN此杆力较小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊缝尺寸h f=8
mm，焊缝长度l w>50 mm，节点图如下图所示。
4、下弦跨中5节点设计
（1）下弦接头设于跨中节点处，连接角钢取与下弦杆相同截面2∟160×100×10，焊缝高度h f=8mm，焊缝长度为：
l w=（680.67×103）/（4×0.7×8×160）+16=206mm，取l w=210mm
连接角钢长度l w=2×210+10=430mm，取l w=430mm
下弦杆与节点板，斜杆与节点板之间的连接焊缝按构造设计。
（2）弦杆与节点板连接焊计算：按下弦杆力的15%计算。N=680.67×15%=102KN
设肢背、肢尖焊肢尺寸为8 mm，弦杆一侧需焊缝长度为
肢背lw=（0.75×102×103）/（2×0.7×8×160）+16=59mm，取80mm，
肢尖lw=（0.25×102×103）/（2×0.7×8×160）+16=30mm。取40mm
腹杆与节点板连接焊缝的计算方法与以上几个节点相同，节点图如下图所示。
5、支座1节点
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。加劲肋取460×80×12mm，节点取460×380×14mm的钢板。
（1）支座底板的计算
支座反力R A=R B=479.2KN
按构造要求采用底板面积为a×b=280×360mm2如仅考虑加劲肋部分底板承受支座反力R，则承压面积为280×（2×80+12）=48160mm2
验算柱顶混凝土的抗压强度：σ=R/A u=479.2×103/48160=10N/mm2＜f c=12.5N/mm2满足。
底板的厚度按屋架反力作用下的弯距计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支
承，而另两相邻边自由的板，每块板单位宽度的最大弯距为：M=βσa 2
2
式中 σ—底板下的平均应力，σ=10N/mm 2；
a 2—两支承边之间的对角线长度，a 2=165.6mm ；
β—系数，由b 2/a 2决定。b 2=80×
150/165.6=72.46，b 2/a 2=72.46/165.6=0.438，查表得β=0.045 故M=βσa 2
2=0.045×
10×165.62=12340.5Nmm 。 底板厚度t=215/5.123406?=19mm ，取t=20mm 。 加劲肋高度取与支座节点板相同，厚度取与中节点板相同（即—380×14×460），一个加劲肋的连接焊缝所承受的力为四分之一支座反力。 R/4=479.2×103/4=119.8×103N ，M=Ve=119.8×103×50=5.95×106Nmm 设焊缝h f =8mm ，焊缝计算长度l w =460-10-15=435mm ，则焊缝应力为 τf =(119.8×103)/(2×0.7×8×435)=25N/mm 2， σf =(6×5.95×106)/(2×0.7×8×4352)=17N/mm 2，
22
τβσ+???
? ?? =29N/mm 2＜160N/mm 2
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝 设焊缝传递全部支座反力R=479.2kN ，其中每块加劲肋各传R/4=119.8kN ，节点板传递R/2=239.6kN 。 节点板与底板的连接焊缝计算长度
∑w
l =2×（300-10）=580mm ，所需要的焊脚尺寸为
h≥(239.6×103)/(0.7×580×160×1.22)=3.0mm ，取h=6mm 。 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为
∑w
l
=（100-20-10）×2=140mm 。所需要的焊缝尺寸为
h≥(239.6×103)/(0.7×140×160×1.22)=12mm ，取h=14mm ，节点图如下图所示。
其他节点设计方法与上述方法类似。具体见屋架施工图。
320
6-708-808-1501-11
2-13
250
1686-150
11
40
177
111
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
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
钢结构课程设计 (说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号２0１110６1４3 专业材料成型及控制工程 班级2０１1106１班 完成日期?2０１4年?６月１9日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生:孟杰 学号：２０1１10614１ 指导教师:付建科 (三峡大学 机械与材料学院) 1 设计资料与材料选择 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构（封闭式)，要求结构合理,制作方便，安全经济。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S ＝4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载０.３kN/mm 2,活(雪)载0.3k Ｎ／mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C2０，柱顶标高6m; ④、屋面材料:波形石棉瓦(１820×72５×8）； ⑤、钢材标号:Ｑ235-B.F,其设计强度为215Ｎ∕ｍm 2 ⑥、焊条型号:E ４３型； ⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取: γＧ=1．2,γＱ=1.4。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1／８)的屋盖结构多用三角形钢屋架,而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉,短杆受压，受力较小,且制作方便,易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i ＝1∶３,即, 屋面倾角: 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0＝L-３00=１200０-300＝1170０mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度: mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度:mm l l 47.153940== 上弦节间水平投影长度:mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α 根据已知几何关系,求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)
第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
钢结构课程设计--三角形钢屋架设计
三角屋架设计 1 设计资料及说明 1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。 2、屋面材料：规格长尺压型钢板。 3、屋面坡度i=1：3。活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。 5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487 屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m，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。如图2所示。 图2屋盖支撑布置 4 荷载计算 屋架支撑0.3（kN/m2） 压型钢板015*3.16/3=0.158（kN/m2） 檩条和拉条0.13（kN/m2） 合计g k=0.588（kN/m2） 可变荷载q k=0.3（kN/m2） 檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×0.588+1.4×0.35=1.20kN/m2 节点荷载设计值P=qa＇s=1.13×1.475×6=10.62kN 5 屋架的内力计算 5.1 杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下，腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》，对于十二节间芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载P=10.62kN,屋架及荷载是对称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表1所示。
梯形钢屋架计算书
黄冈市黄梅戏大剧院 结构计算说明书 北京航空航天大学交通科学与工程学院 组名：六合 指导教师：高政国 组长：王恒 组员：王豪、王鑫、王庆、许豪文、林敬辉 2011年5月
一、设计资料： 舞台主跨总长18ｍ，跨度30m，柱距6m，屋面采用1500*6000*30mm轻型金属夹心板，结构形式为钢筋混凝土柱，柱截面800*800mm。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L 为屋架跨度。屋架下弦标高为29ｍ。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Q345钢，焊条为E50型。 3屋盖结构及荷载 （1）轻型金属夹心板：采用1500*6000*30mm屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：有公式q=0.12+0.11L，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准值为 S=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不 同时考虑。 ③屋面构造层的荷载标准值： 2000*2000*30mm 轻型金属夹心板 0.102KN/m2 二、屋架结构形式与选型（如图）
三、荷载及内力计算 1.永久荷载标准值 金属夹心屋面板 0.102KN/m2 屋架及支撑自重 0.12+0.011×30=0.45KN/m2 总计 0.552KN/m2 可变荷载标准值 屋面活荷载 0.7 KN/m2 积灰荷载 1.2 KN/m2 总计 1.9KN/m2 2.荷载组合 按可变荷载效应控制的组合： F d=(1.2×0.552+1.4×0.7+1.4×0.9×1.2) ×1.5×6=28.3896KN 按永久荷载效应控制的组合： F d=(1.35×0.552+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1.2)×1.5× 6=26.4888KN 故节点荷载取28.3896KN 4截面选择 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max=-994.2KN，l ox=150.8cm，l oy=300.0cm （l1去两块屋面板宽度）选用2∟110×10，A=42.52cm2，i x=3.38cm i y=5.00cm
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/m2 2、荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：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、内力计算 按力学求解器计算杆件内力，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内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内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内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。 全跨荷载布置图 全跨荷载内力图 左半跨荷载布置图
钢结构计算书
钢结构 课程设计计算书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 专业：土木工程 班级：土木12-1班 姓名：赵侃 学号：2012102080 指导教师：焦晋峰 太原理工大学现代科技学院 2015年6月
梯形钢屋架计算书 一．设计资料（题号29） （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.25 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.302/m kN 计算。基本雪压取0.22/m kN ，基本风压取0.552/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 000.2'0=，屋架中间的高度h=20250m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为000.20=h 。 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90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、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，该水平支撑的规格和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，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，
芬克式三角形钢屋架设计说明
芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：
1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 檩条重量： 2097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载
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
钢结构计算书
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ， 夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2 计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1'0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。 三、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90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、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，该水平支撑的规格和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置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 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 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为 迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN 背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN 对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取 1.0），由此可见，风吸力较小）而 且在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
三角形钢屋架设计
1.设计资料 (2) 2屋架杆件几何尺寸的计算 (2) 3屋架支撑布置 (2) 4屋架的内力计算 (5) 5屋架杆件截面设计 (6) 6屋架节点设计 (10) 7.参考资料 (20)
钢屋盖课程设计 1.设计资料 1) .车间为单跨厂房，全长90m 屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱距为 6m 上柱截 面 尺寸为400x400mm 混凝土强度等级为 C30,车间内设有一台起重重量 300kN 的桥式 吊车。 2) .屋架跨度： 18m 3) .屋面坡度： 1 : 3 2屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1： 3,屋面倾角 a =arctg(1/3) =18.435 ° sin a =0.3162cos a =0.9487 10 =1 — 300= 18000- 300=17700mm h= 10X1/2=17700/(2 3*2950mm L=l 0/2cos a~ 9329mm a=L/6=9329/6 ?1555 m 节间水平段投影尺寸长度 a z =acos a =1555X 0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图 1所示 3屋架支撑布置 3.1屋架支撑 1 、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性 水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 2、根据厂房长度90m,跨度为6m 在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横 向水 平支撑和下弦横向水平支撑，中间设置一道垂直支撑。如图 2所示。 屋架计算跨度 屋架跨中高度 上弦长度 节间长度 图1屋架形式及几何尺寸
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
－、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
24米钢屋架计算书绝对实用
钢屋架设计—计算书 一、设计资料 厂房总长度120m,檐口高度15m。厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 二、选题 厂房柱距选择：6m 屋架形式：D，如图，跨度=24m。 图 荷载取值： 永久荷载
防水层（三毡四油上小石子） kN/m2 找平层（2cm厚水泥砂浆） kN/m2 保温层（8cm厚泡沫混凝土） kN/m2 一毡二油隔气层 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 kN/m2 钢屋架及支撑重（+×24）= kN/m2 悬挂管道： m2 小计∑ kN/m2 可变荷载 雪荷载（第三组） kN/m2 屋面活荷载 m2 积灰荷载 m2 三、钢材选择及焊接方法和焊条型号 钢材选择：Q235
焊条选择：E43型，手工焊 四、屋盖支撑系统布置图 本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。屋架计算长度为L。=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图。因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。 五、荷载计算 在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。各荷载均按水平投影面积计算。 永久荷载设计值： kN/m2 可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（+）=m2 荷载组合 考虑以下三种荷载组合： （1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：F=（+）××6= （2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨永久荷载：F=××6=
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/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2， 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/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2，屋面活荷载0.35 kN/m 2，雪荷载为0.45 kN/m 2，风荷载为0.5 kN/m 2。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 mm 屋架计算跨度为0L ＝L -300＝20700 mm ， 端部高度取0H ＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L ，（通常取为2.0 ～2.5 m ） 中部高度取H ＝0H +0.5i L ＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm ， 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 。
18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
18m三角形钢屋架设计 1 设计资料及说明 设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构（封闭式），主要参数如下： 1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m，S=4m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为4m。 2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。 3、屋面坡度i=1：3。恒载为0.3kN/m2,活（雪）载为0.60.3kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。 5、钢材标号为Q235-B.F，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分 项系数取：γ G =1.2，γ Q =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支
撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，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。如图2所示。 图2 屋盖支撑布置 3.2 屋面檩条及其支撑 波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数 15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。
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
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。
(整理)钢屋架设计计算
钢结构课程设计 学院工程技术学院班级土木0812 姓名郭若男学号 2008987034 成绩指导老师吴开微 2011年12 月 1 日
钢屋架设计计算 一、设计资料 某单跨单层厂房，跨度L=24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5×6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235-BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图1所示， 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 大型屋面板 0.534 KN/m2 屋架及支撑自重 0.15 KN/m2 防水层 0.1 KN/m2 悬挂管道0.05kN/m2 小计∑0.834 KN/m2 可变荷载 活载 0.56 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：1.2×0.834=1.0008kN/m2 可变荷载设计值：1.4×0.56=0.784kN/m2 2、荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：P=（1.0008+0.784）×1.5×6=16.0632kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载：P1=1.0008×1.5×6=9.0072kN P2=0.784×1.5×6=7.056kN （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=1.2×0.15×1.5×6=1.62kN 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=（1.2×0.534+1.4×0.56）×1.5×6=12.8232kN 以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。 四、内力计算 按力学求解器计算杆件内力，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内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内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内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。 全跨荷载布置图
21m屋架钢结构计算书
一、结构形式及支撑布置桁架的几何尺寸如下图1.1所示： 图1.1 桁架形式及几何 桁架支撑布置如图1.2所示：
二、荷载计算永久荷载： 屋架及支撑自重：0.12+0.011*21=0.351 压型钢板：
檩条自重（间距1.5m ）：0.333kn/2m 保温层荷载： 0.65 kn/2m 恒荷载总和： 1.485 kn/2m 可变荷载： 屋面活荷载（雪荷载）： 0.5 kn/2m 积灰荷载： 0.8 kn/2m 可变荷载总和： 1.3 kn/2m 风荷载： 风压高度变化系数为1.0，迎风面体形系数为-0.6，背风面体形系数为-0.5，故负风设计值为（垂直屋面）： 迎风面： 1ω=-1.4*0.6*1.0*0.5=0.42 kn/2m 背风面： 2ω=-1.4*0.5*1.0*0.5=0.35 kn/2m 屋架计算跨度：030020.7l l m =-= 考虑以下两种荷载组合 ① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 由可变荷载控制的组合：(1.20.90.8)6=30.9kn F =?1.485+1.4?0.5+1.4???(21-0.3)/14? 有永久荷载控制的组合：(1.350.90.8)6=15.2kn F =?1.485+1.4?0.5?0.7+1.4???(21-0.3)/14? ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载 永久荷载： 1F =1.2?1.485?21-0.3)/14?6=15.8KN （ 可变荷载： 2F 1.40.5+1.40.9210.3/14615.2KN =???0.8?-?=（）（）
三、内力计算 (e) 21米跨屋架全跨单位荷载 几何尺寸作用下各杆件的内力值 (f) 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 内力计算结果如表：
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
钢结构屋架设计计算书
1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加，屋面的恒 2.1米。结构的重要度系数为保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～，不考，雪荷载为。屋面的活荷载为荷载的标准值为 虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为 1.866m。,檩距为屋架形式和几何尺寸图1 支撑的布置3.并在相应开间的屋架跨上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，下弦跨中设置中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，2。一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图支撑的布置图图2 檩条布置4. ，所以在檩条6m檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。荷载标准值5. 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载 由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载 内力组合6. 内力组合见表—1
8.节点设计 8.1杆件焊缝尺寸的计算
。不小于和40mm其中较小值。注：表中焊缝的计算长度 8.2 形心距离的确定 屋架各杆件的角钢背面的距离如图表-4，表中为杆件重心线至角钢背面的距离。 屋架各杆件的角钢背面的距离表-4 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 a,b设取12cm,则 底板的承压面积 底板下的应力 取,则由于底板的最大弯矩, 取支座厚度 B.加劲肋计算 加劲肋厚度取与节点相同。加劲肋与节点板的连接焊缝的计算： 假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一,即 , 设焊缝, 弯矩焊缝受剪力, 焊缝计算长度： 由焊缝的应力公式得