厂房梯形钢屋架设计
目录
一、设计资料 (2)
二、结构形式与支撑布置 (2)
1.屋架形式及几何尺寸 (2)
2.屋架支撑布置 (3)
三、荷载计算 (4)
1.荷载设计值 (4)
2.荷载组合 (4)
四、内力计算 (6)
五、杆件设计 (7)
1.上弦杆 (7)
2.下弦杆 (8)
3.斜腹杆“Ba” (9)
4.竖杆“Gg” (10)
5.各杆件的截面选择计算 (10)
六、节点设计 (12)
1.下弦节点“c” (12)
2.上弦节点“B” (13)
3.屋脊节点“H” (15)
4.支座节点“a” (16)
七、屋架施工图 (19)
附节点详图1-6 (20)
一、设计资料
某厂房总长度为90m，跨度为L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距为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，地震设防烈度为7级，设计基本抗震加速度为0.1g.。二类场地。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。
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：用Q345钢，焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载:
无檩体系：采用1.5m×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准值为
S0=0.65kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值，
因此活荷载取0.7kn/m2.。
积灰荷载0.6kN/m2。
③屋面各构造层的荷载标准值：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2
水泥砂浆找平层0.4kN/m2
保温层0.35kN/m2
一毡二油隔气层0.05kN/m2
水泥砂浆找平层0.3kN/m2
预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2
二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置
本方案为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度L0=L-300=2700mm,
端部高度取H0=1990mm,
中部高度H=3040mm,
屋架几何长度见图
钢材采用Q235钢，焊条为E50型，手工焊。
根据车间长度，屋架跨度和荷载情况，设置上下弦杆横向水平支撑，
垂直支撑和系杆
图1 屋架形式及几何尺寸 2.屋架支撑布置如下图2所示：
3LG 2LG LG2
2
S C 1S C 2GG2
LG2CC2
LG1S C 2S C 2S C 2
LG2GG1LG2LG1CC1LG1S C 1LG2GG2LG1CC2垂直支撑2-2
LG5
LG5LG5
LG5
LG5LG5LG5
LG5
CC5
LG3LG3CC6CC6LG6LG3CC5CC2
LG1LG1CC3LG1
LG1CC2CC2
LG1LG1CC3CC3LG11LG CC2CC2
CC3
GG2GG3LG4
LG5
LG4
CC3LG4
LG4LG4
5
CC CC6
CC2
CC3
2GG LG5
2GG 5
LG 2GG 5
LG GG3GG3GG312
1
S C 1S C 2S C 2S C 2S C 2
S C 1
S C 4S C 6S C 6S C 6S C 6
S C 4
GG2
LG2LG2GG1LG2LG2GG2CC2
LG1LG1CC11LG 1LG 2CC CC5
LG3LG3CC4LG3CC52
GG 2LG 2LG 1GG 2LG 2
GG 2
GG 2LG 2LG 1GG 2LG 2GG 垂直支撑1-1
X C 1X C 2X C 2X C 3X C 2X C 2X C 1
X C 4X C 5X C 5X C 6X C 5X C 5X C 4
X C 1X C 2X C 2X C 3X C 2X C 2X C 1
4
LG 4
LG 4
LG 屋架下弦支撑布置图
21000
6000*15=90000
500
屋架上弦支撑布置图
符号说明：
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
三、荷载和内力计算 1.荷载设计值
永久荷载设计值：
预应力混凝土屋面板 2/9575.135.145.1m kN =? 屋架及支撑自重 2/474.035.1)21011.012.0(m kN =??+ 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 2/54.035.14.0m kN =? 水泥砂浆找平层 2/54.035.14.0m kN =? 保温层 0.3531.35=0.4725kN/m 2
一毡二油隔汽层 2/0675.035.105.0m kN =? 水泥砂浆找平层 2/405.035.13.0m kN =?
合计 4.4572kN /m
可变荷载设计值：
屋面活荷载 98.04.17.0=?2
k N /m
积灰荷载 0.631.4=0.842kN /m
合计 1.822kN /m 2.荷载组合
设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：
使用阶段荷载情况：
（1）
全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(4.457+1.82)31.536=56.49KN （2）
全跨节点永久荷载： F 1=4.45731.536=40.11KN 半跨节点可变荷载：F 2=1.8231.536=16.38KN
施工阶段荷载情况：
（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
全跨节点屋架自重：F 3=0.47431.536=4.266KN
半跨节点屋面板自重及活荷载：F=(1.9575+0.98)31.536=26.438KN 屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图3所示：
F/2
F
F
F
F
F
F
F F F F F F F F/21990
20700
3040A 2850
3000300030003000
3000
2850
H
G
F
E
D
C
B
d
c
b
a
A
H
G
F
E
D
C
B
F/2
F
F
F
F
F
F
F 3
F
F
F
F
F
F
F F F F F F F/2F/2
F/2
图3 荷载组合作用下的计算简图
四、内力计算
由以下图4得F=1时屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）
21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
图4 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1：
杆件名称
内力系数（F=1）第1种组合第2种组合第3种组合
计算杆
件内力
（kN）全跨()1
左半跨
()2
右半跨
()3
()1?F()()2
1
2
1
?
+
?F
F()()3
1
2
1
?
+
?F
F()()2
1
4
3
?
+
?F
F()()3
1
4
3
?
+
?F
F
上弦
AB 0.000 0.000 0.000 0 0 0 0 0 0 BC，CD -7.472 -5.310 -2.162 -468.196 -427.334 -367.837 -172.261 -89.035 -468.196 DE，EF -11.262 -7.339 -3.923 -705.677 -631.532 -566.97 -242.072 -151.760 -705.677 FG，GH -12.18 -6.861 -5.319 -763.199 -662.67 -633.526 -233.351 -192.584 -763.199 ac 4.100 3.010 1.090 256.906 236.305 200.017 97.069 46.308 256.906
表1 屋架杆件内力组合表
注：F =62.66kN ，1F =43.76kN ，2F =18.9kN ，3F =4.266kN ，4F =26.438kN
五、杆件设计
腹杆最大内力N= -481.479kN ，查表7.4，中间节点板厚度选用10mm ，支座节点板
厚度选用12mm 。 1.上弦杆（图5）
整个上弦采用等截面，按FG 、GH 杆件的最大内力设计。
N= -763.199kN= -763199N ，上弦杆平面内计算长度0150.75cm x l =；在屋架平面外， 根据支撑布置和内力变化情况，平面外计算长度03150.75cm 452.25cm y l =?=。 因为003y x l l =，故截面宜选用两个不等肢角钢短肢相并，选用2L140908??，如下
图5所示：
图5 上弦杆截面图
设70=λ，查附表4.2得751.0=?
下弦
ce 9.744 6.663 3.081 610.559 552.328 484.628 217.724 123.023 610.559 eg 11.962 7.326 4.636 749.539 661.919 611.078 244.715 173.596 749.539 gh 11.768 5.884 5.884 737.383 626.175 626.175 205.763 205.763 737.383 斜腹杆
Ba -7.684 -5.641 -2.043 -481.479 -442.867 -374.865 -181.917 -86.793 -481.479 Bc
5.808 3.960 1.848 363.930 329.002 289.085 129.471 73.634 363.930 Dc -4.409 -2.633 -1.776 -27
6.268 -242.702 -226.504 -88.420 -65.763 -276.268 De 2.792 1.222 1.570 174.947 145.274 151.851 44.218 53.418 174.947 Fe -1.572 -0.047 -1.525 -98.502 -69.679 -9
7.613 -7.949 -47.024 -9
8.502 Fg 0.328 -1.039 1.367 20.552 -5.284 40.190 -26.070 37.540 40.190 -26.070 Hg
0.713 1.913 -1.200 44.677 67.357 8.521 53.618 -28.684 67.357 -28.684 竖杆
Aa -0.5 -0.5 0.00 -31.33 -31.33 -21.88 -15.352 -2.133 -31.33 Cc ，Ee -1.0 -1.0 0.00 -62.66 -62.66 -43.76 -30.704 -4.266 -62.66 Gg
-1.0
-1.0
0.00
-62.66
-62.66
-43.76
-30.704
-4.266
-62.66
需要截面面积为：222.3278310
751.0763199mm mm f N A =?==
? 需要的回转半径为：cm cm l i x
x 154.270
75
.1500===
λ
cm cm l i y
y 461.670
25
.4520==
=
λ
根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表，选用1080125L 2??，截面特征为： 24.39cm A =，x i =2.26cm ，y i =6.11cm ，按所选角钢进行验算：
[]15070.6626
.275.1500=<===
λλx x x i l
[]150
01.7411
.625
.4520=<==
=
λλy
y y i l 满足长细比要求。由于y x λλ>，只需求y ?，查表得725.0=y ?，于是
222/310/2.267/3940
725.0763199
mm N f mm N mm N A N y =<=?==
?σ， 所选杆件满足要求。
2.下弦杆（图6）
图6 下弦杆截面图
整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的
eg “”杆计算。 N kN N 749539539.749max ==, 0300cm x l =，01035cm y l =
所需截面面积为：2218.24310
749539
cm mm f N A ===
选用770110L 2??，因为00x y l l <<，故选用不等肢角钢短肢相并。
26.24cm A =>218.24cm ，x i =2.00cm ，y i =5.39cm []35015000.2300
0=<===
λλx x x i l ，[]35002.19239
.510350=<===λλy y y i l 满足长细比要求，故所选杆件满足要求。
3.斜腹杆“Ba ”（图7）
图7 斜腹杆“Ba ”截面图
杆件轴力-481479N -481.479kN N ==
计算长度00253cm x y l l ==，因为00x y l l =，故采用不等肢角钢长肢相并，使x y i i ≈。 选用1063100L 2??，则20.31cm A =，x i =3.15cm ，y i =2.72cm
32.8015.3253
0===
x x x i l λ，01.9372.22530===y
y y i l λ y x λλ>因为，故只需求y ?=0.601，
222/310/43.258/3100
601.0481479
mm N f mm N mm N A N y =<=?==
?σ， 所选杆件满足要求。
4.竖杆“Gg ”（图8）
图8 竖杆“Gg ”截面图
-62660N -62.66k N N ==，02890.8cm 231.2cm x l =?=，0289cm y l =
由于内力较小，故按[]150λ=选择，所需的回转半径为：
[]
0231.2
c m 1.54c m 150
x
x l i λ=
=
= []
0289
cm 1.93cm 150
y
y l i λ=
=
= 查型钢表，选择截面的回转半径较计算的要略大些，故选用365L 2?。
2
668mm A =，x i =1.75cm ，y i =2.64cm
[]1501.13275
.12.2310=<===
λλx x x i l []1505.10964
.2289
0=<==
=
λλy
y y i l 因为x y λλ>，故只需求378.0=y ?，
222/310/2.248/668
378.062660mm N f mm N mm N A N x =<=?==
?σ，杆件满足要求。
5.其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，其计算结果见表2（在下一页）。
六、节点设计
1.下弦节点“c ”（图9）
图9 下弦节点“c ” 详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算
用E50型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值为2f 200N /mm w f =。 Bc 杆：设“Bc ”杆的肢背和肢尖焊缝8mm f h =和6mm f h =，则所需的焊缝长度为：
mm mm f h N k l w f f w 7.113200
87.02363930
7.07.02:11=????=?=
肢背
214c m f h 考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度为计算长度加，取为。
mm mm f h N k l w f f w 99.64200
67.02363930
3.07.02:22=????=?=
肢尖
28c m f h 实际焊缝长度为计算长度加，取为。
Dc 杆：设“Dc ”杆的肢背和肢尖焊缝8mm f h =和6mm f h =，则所需的焊缝长度为：
mm mm f h N k l w f f w 3.86200
87.02276268
7.07.02:11=????=?=
肢背
210c m f h 考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度为计算长度加，取为。
mm mm f h N k l w
f f w 3.49200
67.02276268
3.07.02:22=????=?=
肢尖
26c m f h 实际焊缝长度为计算长度加，取为。
Cc 杆：由于“Cc ”杆内力很小，故焊缝尺寸可按构造要求确定，取5mm f h =。 （2）确定节点板尺寸
根据上面求得的焊缝长度，按构造要求留出杆件间应有的间隙并考虑制作和装配等 误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为260mm 350mm ?。 （3）下弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
下弦与节点板连接的焊缝长度为250mm ，取6mm f h =，焊缝所受的力为左右两下 弦杆的内力差353.653kN 256.906)kN -610.559(==?N ，对受力较大的肢背处焊缝进 行强度验算：
222/200/42.93/)
12350(67.02353653
75.0mm N f mm N mm N w f f =<=-????=
τ，
焊缝强度满足要求。 2.上弦节点“B ”(图10)
图10 上弦节点“B ”详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算
Bc 杆与节点板的连接焊缝尺寸和下弦节点“c ” 相同。
Ba 杆：肢背和肢尖焊缝分别采用10mm f h =和8mm f h =，则所需的焊缝长度为：
cm 144.120200107.02481479
7.07.02:11，取肢背mm mm f h N k l w
f f w =????=?=
cm 85.64200
87.02481479
3.07.02:22，取肢尖mm mm f h N k l w f f w =????=?=
(2)确定节点板尺寸(方法同下弦节点“c ”) 确定节点板尺寸为250mm 400mm ?。 (3)上弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
应考虑节点荷载P 和上弦相邻节间内力差N ?的共同作用，并假定角钢肢背槽焊缝承 受节点荷载P 的作用，肢尖角焊缝承受相邻节间内力差N ?及其产生的力矩作用。肢 背槽焊缝强度验算：
,390)10400(5)105.0(5.021mm mm l l mm mm t h w w f =-===?==， 节点荷载，P=62.66kN 2221/200/95.22/390
57.0262660
7.02mm N f mm N mm N l h P w f w f f =<=???=?=
τ
肢尖角焊缝强度验算：
弦杆内力差为468.196kN 0)kN -468.196(==?N ， 轴力作用线至肢尖焊缝的偏心距为9025mm 65mm e =-=， 偏心力矩为m kN m kN e N M ?=??=??=452.30)065.0496.468(， 则2222/200/61.171/390
57.02468496
7.02mm N f mm N mm N l h N w f w f N =<=???=??=
?τ
2
22
62/80.85/390
107.0210452.3067.026mm N mm N l h M W M w f w M
=?????=?==σ 2222
222
/200/46.185/)22
.180.85(
61.171)22
.1(
mm N f mm N mm N w f M
N =<=+=+?στ 满足强度要求。
3.屋脊节点“H ”（图11）
1-1
图11 屋脊节点“H ” 详图
（1）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算方法与以上几个节点相同，计算过程略，结 果见图11。
（2）确定节点板尺寸为：250mm 450mm ? （3）计算拼接角钢长度
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，并便于施
焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直直肢的一部分宽度。拼接角钢的这部分 削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。 拼接角钢规格与上弦杆相同，长度取决于其与上弦杆连接焊缝要求，设焊缝 10mm f h =，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）
： mm mm f h N l w
f f w 3.136200
107.04763199
7.04=???=?=
拼接角钢总长度，m m 3006.302)20103.1362(，取mm mm L =++?=。 竖肢需切去mm mm 23)5810(=++=?，取25mm ?=，并按上弦坡度热弯。 （4）上弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算
上弦角钢肢背与节点板之间的槽焊缝承受节点荷载P ，焊缝强度验算同上弦节点 “B ”，计算过程略。
上弦角钢肢尖与节点板的连接焊缝强度按上弦内力的15%验算。设10mm f h =，节 点板长度为450mm ，节点一侧焊缝的计算长度为
mm mm l w 205)101025250(=---=
则22/89.39/205
107.02763199
15.07.0215.0mm N mm N l h N w f f =????=?=
τ
2222/89.75/205
107.026576319915.067.026mm N mm N l h M W M w f w f =??????=?==
σ 2222
222/200/90.73/)22
.189.75(
89.39)22
.1(
mm N f mm N mm N w f f
f
=<=+=+στ 焊缝强度满足要求。
因屋架的跨度较大，需将屋架分为两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置 工地拼接，左半跨的上弦杆、斜腹杆和竖腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半跨 的上弦杆、斜腹杆与节点板连接用工地焊缝。 4.支座节点“a ”（图12）
`
图12 支座节点“a ”详图
为了便于施焊，下弦杆轴线至支座底板的距离取160mm ，在节点中心线上设置加劲 肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度为12mm 。 （1）支座底板的计算
支座底板尺寸按采用280mm 360mm ?，
承受支座反力kN kN F R 62.43866.6277=?==，若仅考虑有加劲肋部分的底板承受 支座反力作用，则承压面积为22280212mm 59360mm n A =?=，则柱顶混凝土的抗 压强度按下式验算：
222/3.14/39.7/59360
438620
mm N f mm N mm N A R c n =<===
σ 式中，c f 为混凝土强度设计值，对C30混凝土，214.3N /mm c f =。
底板的厚度按桁架反力作用下的弯矩计算，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，见图12。板的厚度由均布荷载作用下板 的抗弯强度确定： 底板下的平均应力q 为：
2/39.7mm N q ==σ
两支承边之间的对角线长度1a 为：
2
2112140110mm 173.4mm 2a ?
?=-+= ??
?
由相似三角形关系得：
1134110mm 88.2mm 167.2b ?=
=，1188.20.509173.4
b a ==
1b 为两支承边的相交点到对角线1a 的垂直距离，β由11b a 查表确定，查表得
0.057β=。
每块板单位宽度的最大弯矩M 为：
mm mm N mm mm N qa M /26.12665/4.17339.7057.0221?=???==β
底板厚度t 为：mm mm f M t 66.15310
26.1266566=?=≥
根据构造要求，屋架跨度为21m 18m >，时当mm t 20≤，取20mm t =。 底板尺寸为：mm mm 20280mm 360??。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算
加劲梁计算简图
M V
设6mm f h =，焊缝计算长度mm mm l w 468)2062500(=-?-=。
加劲肋与节点板间的竖向焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全的假定一个加劲肋受 力为屋架支座反力的14，即，kN kN R V 655.1094
62
.4384===
并考虑其偏心弯矩， 为加劲肋宽度的一半）其中e m kN m kN e V M (03.6055.0655.109?=??=?=按下列公
式验算：
2
22
22
622
2
222
/200/22.32/)468622.17.021003.66()46867.02109655()7.026()7.02()(mm N f mm N mm N l h M l h V w f w
f f w f f f f
=<=??????+???=?+?=+ββστ
，焊缝强度满足要求。
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
实际的焊缝总长为()()228012411026mm 928mm w l =?-+?-?=∑，设焊缝传递全 部支座反力kN R 62.438=，设6mm f h =，焊缝强度按下式验算：
2
222/244/20022.1/54.112/928
67.0438620
7.0mm N mm N f mm N mm N l h R w f f w
f f =?=<=??=
=
∑βσ 焊缝强度满足要求。
（4）其余节点详图见施工图（附节点详图1-6，在下一页）
七、绘制屋架施工图，见施工图
钢结构梯形钢屋架设计
课程设计说明书题目：钢结构梯形钢屋架设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
一、设计资料 (3) 二、结构形式与布置 (3) 三、荷载计算 (5) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (8) 六、节点设计 (15) 梯形钢屋架课程设计计算书 一、设计资料 1、厂房的跨度分别取18m、21m、24m，长度为60m，柱距6m。车间内设有两台30/5t中级工作制吊车。梯形屋架，屋架端高分别为1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2.0m，
屋面坡度分别为i=1/9，1/10、1/11、1/12，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm ，混凝土标号为C25；计算温度最低－20℃。采用1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。屋面做法：三毡四油绿豆砂防水层，20厚1：3水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。屋面活荷载标准值0.52/kN m ，雪荷载标准值0.52/kN m ，积灰荷载标准值0.52/kN m 。由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。 2、屋架计算跨度 01820.1517.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度：本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，屋面坡度为 i=1/10，屋架在18m 轴线处的端部高度' 0 1.800h m =，屋架的中间高度h=2.800m ，则屋 架在17.7m 处，两端的高度为m h 817.10=。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图1所示。 根据厂房长度60m 、跨度及荷载情况，设置了两道上、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。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2所示。 图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸
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
钢结构课程设计(钢屋架厂房)
工业厂房课程设计 计算书 一、设计资料 １．车间基本参数 某公司因生产需要，拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间（设计使用寿命50年），车间建筑平面、剖面见下图。 车间采用排架结构，下 部为现浇钢筋混凝土柱及独 立基础，上部采用钢屋架结 构，屋架与排架柱铰接。车 间内设有一台A4工作制的 软钩梁式吊车，屋架下弦距 离牛腿顶面1.8m，轨道高度 130mm。混凝土排架柱采用 实腹矩形柱;吊车梁可以采 用T形或矩形钢筋混凝土吊 车梁，也可以采用H形截面 钢吊车梁(二选一)，抗风柱 为矩形截面钢筋混凝土柱。 车间屋面采用75mm厚 彩色夹芯钢板，屋面檩条为 卷边C型钢（C180×70×20 ×2.5），檩条间距约 1.5m; 车间四周围护墙采用240mm厚砖墙，内外各抹灰20mm厚，表面刷涂料;纵墙塑钢窗洞高为1.8m、宽为2.4m，共上下两层。 2、车间荷载、材料自重、抗震设防等级 ①屋面活荷载标准值:0.5kN/m2(不上人屋面，无积灰荷载)； ②基本风压：0.45kN/m2； ③基本雪压：0.30kN/m2； ④屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重标准值:0.25kN/m2（按投影面积）； ⑤钢屋架及屋面支撑自重标准值（估算）：0.35kN/m2（按投影面积）； ⑥钢筋混凝土自重25 kN/m3；砖及抹灰自重20 kN/m3；回填土自重20 kN/m3； ⑦抗震设防等级：6度。 3、荷载组合 ①钢屋架 为简化计算，屋面暂不考虑风荷载作用。首先计算一榀典型简支屋架的内力系数，然后分别计算下述三种荷载标准值作用下的杆件内力：全跨永久荷载、全跨屋面活荷载、半跨屋面活荷载。最后列表进行下述两种荷载组合： 1.2×全跨永久荷载+1.4×（屋面活荷载，雪荷载）max； 1.2×全跨永久荷载+1.4×（半跨屋面活荷载，半跨雪荷载）max。 ②排架柱 为简化计算，不考虑车间的空间作用，将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁，两端与排架柱铰接连接。屋面永久荷载及活荷载标准值分别等效作用到横梁上。
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
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
钢结构课程设计计算纸
一、设计资料 温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m，跨度18m。建筑平面图如图1所示。 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=1/10； 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； 厂房内桥式吊车为1台30t（中级工作制）。 2. 屋架形式及材料: 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2所示。屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。 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 0.5 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式0.120.011 q L =+计算： 0.318 KN/m2 悬挂管道： 0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：2 7.0m kN / 雪荷载标准值： 0.35KN/m2 积灰荷载标准值： 1.2 KN/m2 厂房平面图
.51507.5 9 内力系数图 二、屋盖支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水 平支撑。 2、下弦横向水平支撑 屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，
梯形钢屋架设计要点
1.设计资料 某工业厂房，总长度120M，屋架柱距6M，采用1.5?6M预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，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400?400mm,混凝土强度等级为C30，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。屋面坡度i=1/10。 2.结构形式与布置 桁架形式及几何尺寸如图所示。 桁架支撑布置图 3．荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘
以(2 a=+=) 1cos10110 1.005 换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（0.120.011 P=+?跨度）计算，跨度单位为 W m。 1.永久荷载： 三毡四油防水层： 0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2水泥砂浆找平层：0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2保温层： 0.45×1.005 KN/M2=0.45225KN/M2一毡二油隔气层： 0.05×1.005 KN/M2=0.05025KN/M2水泥砂浆找平层：0.3×1.005KN/M2=0.3015KN/M2预应力混凝土大型屋面板：1.4×1.005KN/M2=1.407KN/M2屋架和支撑自重为：（0.12+0.011×21）KN/M2=0.351 KN/M2 悬挂管道： 0.15KN/M2 共 3.516 KN/M2 2.可变荷载 屋面活荷载标准值：0.7 KN/M2雪荷载标准值：0.35 KN/M2因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值所以只考虑屋面活荷载标准值 积灰荷载标准值： 1.1KN/M2 共 1.8KN/M2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：
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
钢结构课程设计参考示例
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.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。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
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 。
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
m梯形钢屋架设计
高等教育自学考试 钢结构课程设计 准考证号： 姓名: 冯桀铭
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×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）该车间所属地区为郑州市 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（m2）、②二毡三油加绿豆沙、③20mm厚水泥砂浆找平层（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： 起 拱 5 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 ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝，屋 面集灰荷载γ Q2＝，ψ 2 ＝，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γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝、 ψ 1＝，屋面集灰荷载γ Q2 ＝，ψ 2 ＝，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γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝，屋 面集灰荷载γ Q2＝，ψ 2 ＝ 全垮节点永久荷载 F1=（×）××6＝ 半垮节点可变荷载 F2＝（×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝、 ψ 1＝，屋面集灰荷载γ Q2 ＝，ψ 2 ＝ 全垮节点永久荷载 F1=（×）××6＝ kN 半垮节点可变荷载 F2＝（××+××）××6＝
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
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。
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，
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：
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。
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，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/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（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/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0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 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-3 4、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，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/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（0.4KN/m 2 ），找平层2cm 厚（0.3KN/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0.7KN/m 2 ，积灰荷载标准值0.6KN/m 2 ，雪荷载及风荷载见下表。 活载KN/m 2 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压 0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45 （2）屋架计算跨度 )(7.233.0240 m 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 mm h 19000=中部高度
厂房梯形钢屋架设计
钢结构课程设计 计算书 目录 一、设计资料 (2)
二、结构形式与支撑布置 (2) 1.屋架形式及几何尺寸 (2) 2.屋架支撑布置 (3) 三、荷载计算 (4) 1.荷载设计值 (4) 2.荷载组合 (4) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (7) 1.上弦杆 (7) 2.下弦杆 (8) 3.斜腹杆“Ba” (9) 4.竖杆“Gg” (10) 5.各杆件的截面选择计算 (10) 六、节点设计 (12) 1.下弦节点“c” (12) 2.上弦节点“B” (13) 3.屋脊节点“H” (15) 4.支座节点“a” (16) 七、屋架施工图 (19) 附节点详图1-6 (20) 一、设计资料 某厂房总长度为90m，跨度为L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距为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，不考虑地震设防，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。 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：用Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载: 无檩体系：采用1.5m×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0.8kN/m2。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2 水泥砂浆找平层0.4kN/m2 保温层0.65kN/m2 一毡二油隔气层0.05kN/m2 水泥砂浆找平层0.3kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 二、结构形式与支撑布置 1.屋架形式及几何尺寸如下图1所示： 图1 屋架形式及几何尺寸 2.屋架支撑布置如下图2所示：