18m跨厂房普通钢屋架设计
《钢结构》课程设计任务书
1 ?题目:18m跨厂房普通钢屋架设计
2.目得
通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构得结构型式、结构布置、受力特点与构造要求等;综合应用钢结构得材料、连接与基本构件得基本理论、基本知识, 进行钢屋架得设计计算。
3.设计资料
某厂房跨度为18m,总长度90m,柱距6m;厂房内设有两台3OO/5ORN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-20七,无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度;屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18叫两端较支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400x400mm,混凝土强度等级为C30,屋面坡度i二1/10;釆用1、5 X6、Om预应力混凝土屋板，屋架采用得钢材为Q235B,焊条为E43型;屋架形式、儿何尺寸及内力系数（节点荷载P二1、0作用下杆件得内力）如附图所示。
荷载:①屋架及支撑自重:按经验公式小=0、12+0、011L,L为屋架
跨度，以m为单位，浜为屋架及支撑自重，以kN/ nr为单位;
②屋面活荷载:屋面活荷载标准值为0、5kN/m2,雪荷载标
准值为s『0、35kN/m2,屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,
取两者得较大值;积灰荷载0.9kN/m2根据不同学号按附
表取。
③屋面各构造层得荷载标准值: 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层水泥砂浆
找平层
保温层
一毡二油隔气层
水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板0、4KN/m2
0、6KN/m2
0、45KN/m2（按附表取）
0、05KN/m2
0、3KN/m2
1、55KN/m2
b、18米跨屋架全跨单位荷载作用下各
杆件得内力值
屋架杆件得内力系
ace S
M 吕
c、18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件得内力值
屋架上、下弦布置有水平支撑与竖向支撑（如图1-1所示）。
屋面采用1、5x6m预应力钢筋混凝土大型屋面板,120mm厚珍珠岩（r = 350匕/川）得保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层,20mm厚水泥砂浆找平层, 屋面雪荷载为0.30kN/m\钢材采用3号钢。
2SC
■
% 2、1永久荷载
2-2 2荷载计算EM mitts?
预应力钢筋混凝土大型屋面板: 1?2X1?4=1?6&W/TW2 三毡四油防水层及及找平层（20mm）: l?2xO?76 = O?912￡7V/〃r
120mm厚泡沫混凝土保温层：
1?2><0?42 = 0?504灯//加2 屋架自重与支撑自重按经验公式(跨度1=18m)
巴=1.2 +1 ? 1/ = 1.2 +1」x 18 a 32kg/m2 1.2x0.32 = O.384&7V/m2
2、2可变荷载
屋面雪荷载： 1.4x0.55 = 0.77RN/ m2
2、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：
F = [(1.68 + 0.912 + 0.504 + 0.384) + 0.77 ]x 1.5 x 6 = 38.25^
3内力计算
桁架杆件得内力，在单位力作用下用图解法(图2-1)求得表3-1 o
4、1上弦杆截面选择
上弦杆采用相同截面，以最大轴力G -⑨杆来选择：血和=-348.266灯V
在屋架平面内得计算长度：=150.8C ;H ,屋架平面外得计算长度= 301.5⑷o 选用两个不等肢角钢21100x80x6,长肢水平。
截面儿何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板 厚 8mm ）:
A = 21?274r 〃『i x = 2.40cmJ y = 4.61 c/z?
仏=竺^ = 62 $ <150
（p x = 0.7922
x
2.40 x
=
^ = !22^=65.4<150 〉i y 4.61
大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其她节间得长细比与稳 定验算均未超过上述值。
4、2下弦杆截面选择
下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-0杆来选择：叫疵= +354.578kN 在屋架平面内得计算长度：l ox = 300CM ,屋架平面外得计算长度：l oy = 300cm 。 所需截面面积为：4=-= 竺空_ 1649 Amm 2
f 215
选择两个不等肢角钢2Z90x56x6,长肢水平。 截面儿何特点：A = 17.11汆加2 > 16.494<7W 2
= 1.58C/H i v = 4A2cm 2 = — = 189.9 < 350 A v = — = 67.9 < 350
' 1.58 v
4.42
另两个节点得下弦杆内力较小，但Z ov =600c/n,故须验算其屋架平面外得长细比：
600
入=——=135.7 <350 y
4.42
4、3支座竖杆截面选择
杆轴力："=一19?125归V 计算长度九=口 = 199c/n,采用两个等肢角钢2Z63x5,组成T
截面验算:
N _
348266 " 0.778x2127 .4
= 210?4N/〃"“2 型截面截面几何特性:A = 12.286cm2i x = 1.94cm i y = 2.89cm 199 loo 人=——= 102<150, ? =0.542 A =——= 68.9 <150,(p Y = 0.758 ” 1.94 ' - 2.89 、 截面验算：一△一 =——目空——=28.720N/nun1 (p min A 0.542 x 1228.6 4、4支座斜杆截面选择 杆轴力:N = -248.70次N 计算长度:l ox = l oy = 253cm 采用两个不等肢角钢2/00x63x7,长肢相拼。 截面儿何特性：A = 22.222cm1 i x = 3.20cm i v = 2.58c加 253 253 盒=—= 79.1 <150 =0.693 =^1^ = 9&1 <150 0、= 0.567 3.2 x‘ 2.58 > 截面验算：记r肩笔1"7.4<2閔曲 4、5斜杆②③截面选择 杆轴力:N = +175.415灯V 计算长度:l ox = 0.8/ = 0.8 x 261.3 = 209cw l oy = 261.3cm N 175415 所需截面：儿=宁=舞二=815.88加 J /ID 选用两个等肢角钢2Z50x5,组成T形截面 截面特性:A n = 9.606cm2 > &1071 cm2 i = 1.53cm i. = 2.38cm 209 一261.3 人=一= 136.6 <350 A = --------- = 109.8 <350 1.53 - 2.38 4、6竖杆③④截面选择 杆轴力：N = _3&250kN 计算长度：l ox = 0.8/ = 0.8 x 229 = 183.2c加l oy = 229cm 采用两个等肢角钢2Z50x5,组成T形截面。 截而儿何特性：A = 9.606cm2 i x = 1.53cm i Y = 2.38c/n 1 QQ O 9OQ 人=T^H9.7<150^= 0.438 九=—=96.2? < 150 叭=0.580 截面验算：JL_ =—竺?— = 90.91 < 215N/〃”r %討0.438 x960.6 4、7斜杆④⑤截面选择 杆轴力：N = —129.323￡N 计算长度：l ox = 0.8/= 0.8 X 286.4 = 229. lew l oy = 286 Acm 采用两个等肢角钢2Z75x5,组成T形型截面 截面几何特性:A = 9.606C?M2>3.352cm2i x = 1.53cm i、= 2.38cm 229 1 2864 2V =— =9&3<150 (p x = 0.566 2v =— =85.2 <150 0V= 0.652 r 2.33 『3.36 ' 截面验算：—=—匚二——= 154」N/〃〃沪 < f = 2\5N/nun2 (p n,in A 0.566 x 1482 .4 4、8斜杆⑤⑥截面选择 杆轴力：N = +72.06%JV 计算长度:l ax = 0.8/= 0.8 x 286.4 = 229.km l oy = 286 Acm 所需截面：A n = —= ??'"1 = 335.2mm ~ f 215 采用两个等肢角钢2Z50x5,组成T形型截面 截面几何特性:A = 9.606c肿 > 3.352cm2i x = 1.53cm i、= 2.38c/n 229 1 2864 盒== 149.7 < 350 = —- = 120.3 < 350 1.53 > 2.38 4、9竖杆⑥⑦截面选择 杆轴力：N = _3&250kN 计算长度：5 =0.8/=0.8x259 =207.2cm= 259cm 采用两个等肢角钢2Z50x5,组成T形截面 截面几何特性:A = 9.606c/z?2 > 3.352cm2i x = 1.53cm i、= 2.38cw 207 2 259 人=—=135.4 <150(p x = 0.364 2 =^— = 10&8 <150 只=0.501 v 1.53 x 〉 2.38 、 截面验算：一-—= -- ------- =109?4N/〃〃”' < f = 2\5N/mm2 (p min A 0.364 x 960.6 J 课程设计任务书 课程名称：钢结构设计原理 设计题目：某梯形钢屋架设计 专业层次：土木工程（本科） 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2 0 14年1 2 月 目录 1、设计资料 (1) 1.1结构形式 (1) 1.2屋架形式及选材 (2) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (2) 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 (4) 3、荷载计算 (5) 4、内力计算 (6) 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 (10) 5.4腹杆 (10) 5.5竖杆 (15) 5.6其余各杆件的截面 (17) 6、节点设计 (18) 6.1下弦节点“C” (18) 6.2上弦节点“B” (19) 6.3屋脊节点“H” (20) 6.4支座节点“A” (22) 6.5下弦中央节点“H” (24) 参考文献 (25) 图纸 (25) 1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为18m，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C30，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18m，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Q345钢，焊条为E50型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①静荷载： 预应力混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1400N/m2 二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2 水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2 保温层 1000N/m2 支撑自重 70N/m2 ②活荷载： 屋面活荷载标准值： 700N/m2 雪荷载标准值： 400N/m2 2、支撑布置 2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示 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 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。 《钢结构》课程设计任务书 1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计 2．目的 通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。 3．设计资料 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架 为屋架及支撑自重，以kN/ 跨度，以m为单位，g k m2为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标 =0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑， 准值为s k 取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附 表取。 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0.6KN/m2 保温层0.45KN/m2(按附表取) 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 1.55KN/m2 屋架杆件的内力系数 1 02 .279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值A a c e g e 'c 'a ' +2 . 5 3 7 . 0- 4 . 3 7 1- 5 . 6 3 6- 4 . 5 5 1- 3 . 3 5 7- 1 . 8 5 00 . 0 - 4 . 7 5 4 - 1 . 8 6 2 + . 6 1 5 + 1 . 1 7 + 1 . 3 4 4 + 1 . 5 8 1 + 3 . 1 5 8 + . 5 4 - 1 . 6 3 2 - 1 . 3 5 - 1 . 5 2 - 1 . 7 4 8 -1 . 0-1 . + 0. 4 6 0. 0. -0 . 5 +5 . 3 2 5+5 . 3 1 2+3 . 9 6 7+2 . 6 3 7+0 . 9 3 3 B C D E F G F 'E 'D'C' B 'A ' 0 . 51 . 01 . 01 . 01 . 01 . 01 . c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m，长度72m，柱距6m。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa，雪荷载标准值为0.5kN/2 m，积灰荷载标准值为0.6 kN/2m。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7 l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度 02000 h mm '=，屋架的中间高度：3500 h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b、有檩设计方案 在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙 钢结构屋架设计 一丶设计资料 厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm 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C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。 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）如附表图所示。屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊 3、屋盖结构及荷载 采用无檩体系。 用1.5×6.0预应力混凝土屋板。 荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m2 ②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m2，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值 ③屋面个构造层的恒荷载标准值： 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层 0.4KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.6KN/m2 永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡ 4、荷载组合。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN 按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN 故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN 二丶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=1/10； ＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L 3190mm，下端起拱50mm。 屋架几何尺寸如图1所示： 一、设计题目 单跨厂房的钢屋盖设计（24米跨度梯形屋架） 二、设计资料 （1）该车间有20/5t电动双梁桥式起重机（A3级）、无天窗； （2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，混凝土等级为C25； （3）对于梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m的大型屋面板（屋面板可考虑作支撑用）； （4）车间长度为240m，纵向柱距为6m。温度伸缩缝采用双柱。 （5）柱网布置图如图一所示： 2、荷载图二：A组图二：B组 永久荷载：采用加气混凝土屋面板1.5×6.0m，重量（标准值）为0.9 KN/m2; 改性沥青防水卷材，重量（标准值）为0.1 KN/m2; 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L计算，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，所以为0.384KN/m2； 可变荷载：施工活荷载标准值为0.5KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S =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； 三、支撑布置 上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置竖向支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆，考虑大型屋面板在屋架平面外的支撑作用，取两块屋面板宽；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。 四、荷载计算 沿屋面斜面分布的永久荷载乘以1/cos=（√10*10+1）/10=1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。 4.1标准永久荷载值 加气混凝土屋面板1.5*6m 0.9*1.005=0.905 KN/m2 改性沥青防水卷材 0.1*1.005=0.101KN/m2 屋架与支撑 0.384KN/m2 合计 1.39 KN/m2 4.2标准可变荷载 屋面活荷载与雪荷载两者取大值，从资料可知屋面雪荷载大于活荷载，故取屋面雪荷载作为标准可变荷载。 屋面活载 0.5 KN/m2 雪荷载 0.65 KN/m2 合计 0.65 KN/m2 4.3三种荷载组合 4.3.1全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点荷载设计值： F1=(1.35*1.39+1.4*0.7*0.65)*1.5*6=22.622 KN F2=(1.2*1.39+1.4*0.65)*1.5*6=23.202KN F3=(1.2*1.39+1.4*0.7*0.65)*1.5*6=20.745 KN取F2=23.202KN 4.3.2在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。 全跨永久荷载设计值： 对结构不利时： F1.1=1.35*1.39*1.5*6=16.889KN（按永久荷载为主要控制） F1.2=1.2*1.39*1.5*6= 15.012KN（按可变荷载为主要控制） 对结构有利时： F1.3=1.0*1.39*1.5*6=12.51 KN 取F1.1=16.889KN 半跨节点荷载设计值： 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： 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 此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除 《钢结构》课程设计任务书 1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计 2．目的 通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。 3．设计资料 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架 为屋架及支撑自重，以kN/ 跨度，以m为单位，g k m2为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标 =0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑， 准值为s k 取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附 表取。 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0.6KN/m2 保温层0.45KN/m2(按附表取) 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 1.55KN/m2 此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除屋架杆件的内力系数 1 02 .279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值A a c e g e 'c 'a ' +2 . 5 3 7 . 0- 4 . 3 7 1- 5 . 6 3 6- 4 . 5 5 1- 3 . 3 5 7- 1 . 8 5 00 . 0 - 4 . 7 5 4 - 1 . 8 6 2 + . 6 1 5 + 1 . 1 7 + 1 . 3 4 4 + 1 . 5 8 1 + 3 . 1 5 8 + . 5 4 - 1 . 6 3 2 - 1 . 3 5 - 1 . 5 2 - 1 . 7 4 8 -1 . 0-1 . + . 4 6 0. 0. -0 . 5 +5 . 3 2 5+5 . 3 1 2+3 . 9 6 7+2 . 6 3 7+0 . 9 3 3 B C D E F G F 'E 'D'C' B 'A ' 0 . 51 . 01 . 01 . 01 . 01 . 01 . c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 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 。 钢结构厂房设计报告 1 绪论 (1) 1.1 门式钢架的优点 (1) 1.2 门市钢架的发展 (1) 2 设计资料 (4) 2.1 工程概况 (4) 2.2 设计原始资料 (4) 3 建筑设计 (5) 3.1 建筑平面设计 (5) 3.1.1 厂房平面形式的选择 (5) 3.1.2 柱网的选择 (5) 3.1.3 辅助构件的定位 (5) 3.2 剖面设计 (6) 3.2.1 厂房高度的确定 (6) 3.2.2采光设计 (7) 3.2.3 通风设计 (7) 3.2.4 厂房的保温，隔热设计 (7) 3.3 定位轴线的确定 (7) 3.4 建筑立面设计 (8) 4 檩条设计 (9) 4.1永久荷载标准值 (9) 4.1.1 可变荷载标准值 (9) 4.2 内力计算 (9) 4.2.1 永久荷载与屋面活荷载组合 (9) 4.2.2 永久荷载与风荷载组合 (9) 4.3 截面选择 (10) 4.4 截面验算 (10) 4.5 稳定性验算 (11) 4.6 挠度验算 (11) 4.7 构造要求 (12) 5 墙梁设计 (13) 5.1 荷载计算 (13) 5.1.1 墙梁所受荷载标准值 (13) 5.1.2 墙梁所受荷载设计值 (13) 5.2 内力分析 (13) 5.3 截面验算 (13) 5.3.1 各组成板件有效截面 (13) 5.3.2 强度验算 (14) 5.3.3 刚度验算 (14) 6 抗风柱设计 (15) 6.1 荷载计算 (15) 6.1.1 风荷载作用 (15) I 6.2 柱截面选择 (15) 6.3 内力分析 (15) 6.4 构件强度验算 (15) 6.5 稳定性验算 (15) 6.5.1 整体稳定性 (15) 6.5.2 位移验算 (16) 6.6 抗风柱柱脚计算 (16) 6.6.1 计算指标 (16) 6.6.2 柱脚底板下混凝土局部受压计算 (17) 6.6.3 底板下后浇层抗剪承载力计算 (17) 6.6.4 柱脚底板厚度计算 (17) 6.7 抗风柱基础设计 (17) 5.7.1 基础底面尺寸确定 (18) 6.7.2 验算荷载偏心距e (18) 6.7.3 验算基底最大压力和最小压力 (18) 6.7.4 基础高度验算 (18) 6.7.5 基础底板配筋计算 (19) 7 水平支撑计算 (20) 7.1 风荷载设计值和杆件内力： (20) 7.2 横杆（压杆） (21) 7.3交叉斜杆（拉杆） (21) 8 柱间支撑 (22) 8.1 风荷载设计值和杆件内力 (22) 8.2 吊车梁以上的柱间支撑 (23) 8.3 横杆： (23) 8.4 吊车梁以下的柱间支撑: (23) 9 吊车梁设计 (24) 9.1 吊车荷载计算 (24) 9.2 内力计算 (24) 9.3 截面选择 (25) 9.4 截面特性 (26) 9.5 强度验算 (26) 9.6 稳定验算 (26) 9.7 挠度计算 (27) 10 刚架设计 (28) 10.1 荷载计算 (28) 10.2 各部分作用荷载 (29) 10.3 刚架内力计算 (30) 11 截面验算 (40) 11.1 构件宽厚比的验算 (40) 11.1.1 柱截面 (40) 11.1.2 梁截面 (40) 11.2 有效截面特性 (41) 11.2.1 柱有效截面特性 (41) 2010年1月 一、设计资料 某厂房跨度30m，总长90m，柱距6 m，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C30， :1 i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，抗震设防烈度为7度，屋屋面坡度为10 架下弦标高为18m；厂房桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 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0.55 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 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L 计算：0.45KN/m2 悬挂管道：0.15 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 积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2 钢材采用Q235-B。焊条采E43型，手工焊。 桁架计算跨度： l o=30-2 0.15=29.7m 跨中及端部高度： 桁架中间高度：h=3.490m 在29.7m处的两端高度：h o=2.005m 在30m处轴线处端部高度：h o=1.990m 桁架跨中起拱60mm（L/500）。 1.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 2、荷载计算 由于i=1/10，则：α=5.71°，cosα=0.995。计算竖向节点荷载时，按水平投影面计算。节点荷载即为1.5m*6m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（P W=0.12+0.011×跨度）计算，跨度单位为米。 恒载计算： 防水层（三毡四油）：0.4/0.995=0.402 kN/m2 预应力钢筋混凝土大型屋面板： 1.4/0.995=1.407 kN/m2 隔气层、找平层：0.35/0.995=0.3518 kN/m2 保温层、找平层：0.95/0.995=0.9548 kN/m2 一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风 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＝ 一、设计资料 某车间跨度为24m，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（参见平面图、剖面图），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×6 m 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 400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条 屋架形式 荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 m 2 20厚1:水泥砂浆找平层 m 2 100厚泡沫混凝土保温层 m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） m 2 屋架和支撑自重为 （+）kN/m 2 可变荷载 基本风压： m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） m 2 积灰荷载 m 2 不上人屋面活荷载 m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图所示 图 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图所示 图 桁架支撑布置 符号说明：SC ：上弦支撑； XC ：下弦支撑； CC ：垂直支撑 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 3056 304 52798 3305 329 53081 2850 3000 3000 3000 GG：刚性系杆； LG：柔性系杆 三、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。由于风荷载为m2 小于m2，故不考虑风荷载的 影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1cos 1.004 α==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（ P=+?跨度）计算，跨度单位为m。 w 标准永久荷载： 改性沥青防水层厚1:水泥砂浆找平层 =m2 100厚泡沫混凝土保温层 =m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） =m2 屋架和支撑自重为 +=m2 _____________________________ 共 m2 标准可变荷载： 屋面活荷载 m2 积灰荷载 m2 __________________________ ___ 共 m2 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 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， 普通钢屋架设计 --------焊接梯形钢屋架设计 －、设计资料 1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。 2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm， 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。 3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。 4、荷载标准值（按水平投影面计）： （1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m 水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2 保温层0.5 KN/ m2 一毡二油隔气层0.05 KN/ m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2 屋架及支撑自重0.384KN/m2 （2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2 荷载标准值 0.35 K N/ m2 积灰荷载标准值 1.3KN/ m2 5．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示 由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。 6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。 7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m， 运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。 二、设计内容 一）、屋盖的支撑系统布置 （1）屋架上弦支撑系统的具体布置 对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。上弦支撑具体布置图如下 （2）下弦平面支撑系统布置 同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。其具体支撑布置如下： 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。18m跨厂房普通钢屋架设计.
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