钢结构设计计算书-跨度为24m的设计方案 (2)
钢结构设计-24米钢屋架计算书
目录一、设计资料 (3)二、荷载与内力计算 (3)1、荷载组合 (3)2、内力计算 (3)三、杆件截面设计 (5)1．上弦杆 (5)2．下弦杆 (6)3．竖杆 (6)4．斜腹杆 (8)屋架杆件截面选用表 (9)四．节点设计 (10)1.“下弦节点b” (10)2.“上弦节点B” (12)3.屋脊节点“E” (13)4．支座节点“a” (15)一、设计资料柱距6m ，跨度L=24m ；荷载标准值：活荷载=0.6KN m ⁄2，恒荷载=1.0KN m ⁄2，，屋架布置如下图所示。
二、荷载与内力计算1、荷载组合F d =(1.3×1.0+1.5×0.6)×3×6=42.3KN故节点荷载取为42.3KN ，支座反力为R d =4F d =169.2KN2、内力计算本设计采用数解法计算出全跨荷载作用下屋架杆件的内力。
其内力设计值见图，内力计算结果如表所示。
三、杆件截面设计腹杆最大内力N =-209.39kN ，查表，中间节点板厚度选用t=8mm，支座节点板厚度选用10mm。
1．上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N max=215.73KN在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=305.8cm在屋架平面外，计算长度系数偏安全地取为2.0，计算长度：l oy=2l=2×305.8=611.6cm假定λx=λx=80,A=Nϕf =215.73×1030.687×215=14.6m2i x=l ox=305.8=3.82cm i y=l oyλy=611.680=7.65cm根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L160×16。
肢背间距a=8mm，所提供的A=98.14cm2,i x=4.89cm,i y=6.89cmλx=l oxx=305.8=62.54<[λ]=150λy=l oyi y =611.66.89=88.81<[λ]=150，满足()0.736byϕ=类双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比λyzb t =160.8=20<0.58×l oyb1=0.58×611.616=38.24λyz=λy(1+0.475b4l oy2t2)=88.81×(1+0.475×164611.62×0.82)=100.36>λy故由λmax=λyz=100，按b类查附表4.2得：φ=0.555σ=NϕA=215.73×1030.555×98.14×102=39.61N/mm2<f=215N/mm22．下弦杆下弦也不改变截面，按最大内力计算：N max=226.73 kN下弦杆为受拉构件，可只需计算面内的长细比，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=300.0cm选用2L160×10，提供：A=63.00cm2,i x=4.97cm(1).刚度验算λx=l oxi x =3004.97=60.36<[λ]=350，满足(2).强度验算N A =226.73×10363×102=35.99N/mm2<f=215N/mm2，满足3．竖杆面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0，计算长度(1).A-a杆：N=−21.15kN,l ox=0.8l=192cm,l oy=l=240cm 取2L63*6, A=11.44cm2,i x=2.43cm，i y=3.06cmλx=l oxi x=1922.43=79.01<[λ]=150λy=l oyi y =2403.06=78.43<[λ]=150，满足。
24米屋架钢结构课程设计
目录设计资料 (2)结构形式与布置 (3)荷载计算 (5)内力计算 (6)杆件设计 (8)节点设计 (12)附件pf程序数据 (18)钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。
2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400x400mm，钢屋架支承在柱顶。
3.吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12.000m。
4.荷载标准值（1）永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2保温层 0.6 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（包括支撑）自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2（2）可变荷载屋面活载标准值 0.7 KN/m2雪荷载标准值 0.35 KN/m2积灰荷载标准值 0.3 KN/m25.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为1:10)。
图1 梯形屋架示意图（单位: mm）6.钢材选用Q235钢，角钢，钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。
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，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。
二、结构形式与布置（1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。
图2 屋架形式及几何尺寸（单位mm）（2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。
设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。
纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。
钢结构课程设计计算书跨度24米
钢结构课程设计计算书跨度24米以下是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。
1. 概述本设计旨在建造一个跨度为 24 米的钢结构屋架，坡度为 1:16。
该屋架将用于容纳教学设施和学生生活设施。
设计要求包括保证屋架在承受正常荷载和风暴荷载时的安全可靠性，同时具有足够的美观性和实用性。
2. 材料屋架主要由热轧型钢制成，包括主桁架、次桁架和檩条等。
钢材选用 Q345B 钢材，其机械性能符合 GB/T1591-2008 标准的要求。
3. 设计计算屋架的设计计算主要包括主桁架和次桁架的计算、檩条的计算以及屋盖系统的设计。
(1) 主桁架和次桁架的计算根据屋架的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。
在计算中，考虑到屋架的坡度和钢材的非线性特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
(2) 檩条的计算檩条的计算主要是根据檩条的几何形状和荷载情况，采用有限元分析 (FEA) 软件进行计算。
在计算中，考虑到檩条的弯曲和扭曲特性，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
(3) 屋盖系统的设计屋盖系统的设计主要包括屋盖系统的刚度和稳定性计算、屋盖系统的排水设计等。
在计算中，考虑到屋盖系统的几何形状和荷载情况，采用了非线性有限元分析法 (NLFEA) 进行计算。
4. 构造设计屋架的构造设计主要包括主桁架、次桁架、檩条等构件的设计和连接设计。
在构造设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。
5. 施工设计屋架的施工设计主要包括屋架的组装和安装、屋架的防腐和防火等设计。
在施工设计中，需要考虑到钢材的加工和安装以及屋架的整体造型等因素。
以上是一个可能的钢结构课程设计计算书跨度 24 米的参考指南，具体内容需要根据具体工程情况进行具体分析和计算。
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＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝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＝45.7992kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝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 kN2) 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＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝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＝17.892kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝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F2＝（1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝31.347kN故应取P＝46.23kN3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3=1.2×0.384×1.5×6＝4.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.2×1.4+0.7×1.4）×1.5×6＝23.94kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3＝1.35×0.384×1.5×6＝4.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.35×1.4+1.4×0.7×0.7）×1.5×6＝23.184kN5﹑屋架杆件内力计算见附表16﹑选择杆件截面=-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm，支座按腹杆最大内力Nab节点板厚度10mm。
钢结构课程设计-24米跨厂房桁架设计
目录一、设计资料 (1)二、结构简图 (2)三、荷载计算 (4)四、内力计算 (5)五、杆件设计 (6)六、节点设计 (10)钢结构课程设计一、设计资料1.厂房纵向长度90m，纵向柱距6m。
采用钢桁架屋架屋架跨度为24m。
2.结构采用梯形。
3.屋架采用Q235B钢材，构件选用热轧角钢。
节点采用焊接，焊条为E43型。
4.屋盖结构采用型钢檩条，压型钢板作屋面板，荷载为：屋架及支撑自重标准值：q=0.12+0.011L,L以m为单位，q以kN/m2为单位屋架铺设管道荷载标准值：0.20kN/m2屋面自重标准值：0.35kN/m2屋面活荷载标准值：0.50kN/m2积灰荷载：1.20kN/m2二、结构形式及支撑布置1.绘出屋架屋面的横向支撑及檩条图2.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算，并进行最不利内力组合；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
结构形式及支撑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GG ：刚性系杆； LG ：柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、荷载计算桁架及屋盖沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosa=1.006换算为沿水平投影面分布的荷载。
1.荷载标准值按屋面水平投影计算的永久荷载标准值标准永久荷载：屋面自重 1.006*0.35=0.352kN/m2管道荷载 0.20kN/m2屋架和支撑自重 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 0.936kN/m2标准可变荷载：屋面活荷载 0.50kN/m2积灰荷载 1.20kN/m2_____________________________共 1.7kN/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③全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F1=(1.35*0.936+1.4*0.7*0.50+1.4*0.9*1.2）*1.5*6=29.39F2=(1.2*0.936+1.4*0.5+1.4*0.9*1.2)*1.5*6=30.02F3=(1.2*0.936+1.4*0.7*0.5+1.4*1.2)*1.5*6=29.63 取F2=30.02 （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：F12=1.35*0.936*1.5*6=11.37 （按永久荷载效应控制的组合）F12=1.2*0.936*1.5*6=10.11 （按可变荷载效应控制的组合）对结构有利时：F13=1.0*0.936*1.5*6=8.42 取F12=11.37半跨可变荷载设计值：F21=1.4*（0.7*0.50+0.9*1.2）*1.5*6=18（按永久荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.50+0.9*1.2）1.5*6=19.89（按可变荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.7*0.50+1.2）1.5*6=19.53 取F22=19.89（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F31=1.2*0.384*1.5*6=4.15对结构有利时：F32=1.0*0.384*1.5*6=3.46 取F31=4.15半跨节点屋面板自重+半跨节点屋面活荷载设计值：F4=（1.2*0.35+1.4*0.50)*1.5*6=10.08四、内力计算桁架内力组合表五、杆件设计（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计。
钢结构课程设计计算书-跨度为24m
钢结构课程设计任务书姓名：杨文博学号：A13110059 指导教师：王洪涛目录1、设计资料 01.1结构形式 (2)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 (3)3、荷载计算 (5)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)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235B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/m220厚水泥砂浆找平层0.4 kN/m2100厚加气混凝土保温层0.6kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2预应力混凝土大屋面板（加灌缝） 1.4kN/m2屋架及支撑自重(按经验公式L.0+=计算) 0.384 KN/m212.0q011②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/m22、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19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。
钢结构设计课程设计--24m跨厂房普通钢屋架设计
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；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，焊条为E43型。
屋架形式荷载（标准值）永久荷载： 改性沥青防水层m 220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1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000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 桁架支撑布置桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、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α=换算为沿水平投影面分布的荷分布的永久荷载乘以1cos 1.004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w算，跨度单位为m。
标准永久荷载：改性沥青防水层厚1:水泥砂浆找平层 =m2100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③全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：()222F 1.35 3.145kN m 1.40.70.7kN m 1.40.90.75kN m 1.5m 6m 52.89kN=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=（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：21,2F 1.35 3.145kN m 1.5m 6m 38.21kN =⨯⨯⨯=（按永久荷载效应控制的组合） 21,2F 1.2 3.145kN m 1.5m 6m 33.97kN =⨯⨯⨯=（按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：213F 1.0 3.145kN m 1.5m 6m 28.31kN =⨯⨯⨯=，半跨可变荷载设计值：()222,1F 1.40.70.7kN m 0.90.75kN m 1.5m 6m =14.68kN =⨯⨯+⨯⨯⨯（按永久荷载效应控制的组合）()22,2F 1.40.70.90.75kN m 1.5m 6m =17.33kN =⨯+⨯⨯⨯（按可变荷载效应控制的组合）（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：23,1F 1.20.384kN m 1.5m 6m=4.15kN =⨯⨯⨯ 对结构有利时：23,2F 1.00.384kN m 1.5m 6m=3.46kN =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.2 1.4kN m 1.40.7kN m 1.5m 6m=23.94kN =⨯+⨯⨯⨯四、内力计算荷载组合（1）计算简图如图，荷载组合（2）计算简图如图，荷载组合（3）计算简图如图.图 荷载组合（1） 图 荷载组合（2）图 荷载组合由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右 半跨）。
钢结构设计课程设计--24m跨厂房普通钢屋架设计
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，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，焊条为E43型。
屋架形式荷载（标准值）永久荷载： 改性沥青防水层0.35kN/m 220厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.4kN/m 2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L ）kN/m 2可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m 2 积灰荷载0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载0.7kN/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2.1所示图2.1 桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2.2所示1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000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2.2 桁架支撑布置桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、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0.35kN/m 2 小于0.49kN/m 2，故不考虑风荷载的影响。
沿屋面分布的永久荷载乘以1cos 1.004α==换算为沿水平投影面分布的荷载。
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目录1、设计资料 (1)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 (1)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (3)3、荷载计算 (4)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (9)5.1上弦杆 (9)5.2下弦杆 (10)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (12)5.5竖杆 (17)5.6其余各杆件的截面 (18)6、节点设计 (21)6.1下弦节点“C” (21)6.2上弦节点“B” (22)6.3屋脊节点“H” (23)6.4支座节点“A” (24)6.5下弦中央节点“H” (26)致谢................................... 错误!未定义书签。
参考文献.. (28)图纸281、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C30，屋面坡度为10:1=i 。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7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Q345钢，焊条为E50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/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.6KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.45 KN/m 2 屋架及支撑自重(按经验公式L q 011.012.0+=计算) 0.384 KN/m 2 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/m 2积灰荷载标准值： 1.1 KN/m 2(按附表取)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所示拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸117图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aa cegg'e'c'a'+3.480.000-6.25-9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49-2.470.000.00-6.53-3.14+0.71+1.55+1.39+1.56+1.80+2.12+4.76+1.90-0.45-2.47-1.53-1.75-2.03-2.34-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.25BC DE F GH I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.01.01.01.0 1.01.01.0i图2.3 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。
其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤为2台5t ，布置下弦纵向水平支撑。
桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-23、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。
沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以005.110/110cos /12=+=α换算为沿水平投影面分布的荷载。
标准永久荷载值： 三毡四油防水层： 1.005×0.4=0.402 kN/m 2 水泥砂浆找平层： 1.005×0.4=0.402 kN/m 2 保温层： 1.005×0.6=0.603 kN/m 2 一毡二油隔气层： 1.005×0.05=0.05025 kN/m 2 水泥砂浆找平层：1.005×0.3=0.3015 kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板：1.005×1.45=1.4575 kN/m 2屋架及支撑自重： 0.12+0.011×24=0.384kN/m 2共 3.6 kN/m 2可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.8 kN/m 2积灰荷载标准值： 1.1 kN/m 2共 1.9 kN/m 2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：3.1、全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点永久荷载设计值：F=（1.35×3.6 +1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×1.1）×1.5×6=63.27 kN 3.2、全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值： 对结构不利时：F 1.1=1.35×3.6×1.5×6=43.74 kN(按永久荷载为主的组合) F 1.2=1.2×3.6×1.5×6=38.88 kN(按可变荷载为主的组合) 对结构有利时：F 1.3=1.0×3.6×1.5×6=32.4 kN 半跨节点可变荷载设计值：F 2.1=1.4×（0.7×0.8+0.9×1.1）×1.5×6=19.53 KN(按永久荷载为主的组合)F 2.2=1.4×（0.8+0.9×1.1）×1.5×6=22.554 KN(按可变荷载为主的组合)3.3、全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主控制的组合) 全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F 3 .1=1.2×0.384×1.5×6=4.1472 kN 对结构有利时：F 3 .2=1.0×0.384×1.5×6=3.456 kN 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值： F 4=（1.2×1.45+1.4×0.8）×1.5×6=25.74 kN3.1、3.2为使用阶段荷载情况，3.3为施工阶段荷载情况。
荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3图 4.1 荷载组合（1）图 4.2 荷载组合（2）图 4.3 荷载组合4.34、内力计算F=1的桁架各杆件内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）已经给出。
求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表4.1。
表4.1 桁架杆件内内力组合表85、杆件设计5.1上弦杆整个上弦架采用等截面，按FG 、GH 杆件之最大设计内力设计。
（受压）N N -965500-965.50==上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 8.150=在桁架平面外，根据支承布置及内力变化情况，取：cm cm l oy 4.4528.1503=⨯= 因为ox oy l l 3=，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图5.1）腹杆aB 最大内力N =561.20kN ，查表9.6.4，节点版厚度选用12mm ，支座节点板厚度用14mm 。
设λ=60查附录4得739.0=ϕ。
需要截面积：2250.4214/310739.0965500mm mmN Nf N A =⨯==ϕ需要的回转半径：2.51cm 608cm.150===λoxx l i m cml i oyy c 54.7604.452===λ根据需要的A ，ix ，iy 查角钢规格表（附录8），选用121252002⨯⨯L ，2824.75cm A =，cm i x 57.3=，cm i y 61.9=，67.1612/200/1==cm cm t b ，按所选角钢进行验算：44.423.57cm8cm.150===x ox x i l λ 67.12c 200/c 452456.0/56.067.16/11=⨯=>=m m b l t b oy150][82.63)2007.521245241(122007.3)7.521(7.342241221=<=⨯⨯+⨯⨯=+=∴λλb t l t b oy yz 满足长细比[]150=<λ的要求。
图5.1上弦杆的截面图截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于x yz λλ > ，只要求 ϕy ，查表得710.0y=ϕ。
222y/310/34.1794.7582710.0655009mm N mm N mmNAN<=⨯==ϕσ 所需截面合适5.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按gi 杆最大设计值计算。
N kN N eg 95981081.599==cm l ox 300=，根据桁架下弦支撑布置情况，得cm l oy 600=所需截面积： 22296.303096/310598109cm mm mmN N f N A req ====根据所需截面积查表选用10801252⨯⨯L ，不等肢角钢，短肢相并（图5.2）。
2296.3042.39cm cm A >=，cm i x 98.3=，cm i y 19.6=350][93.9619.6/600/=<===λλcm cm i l y oy oy350][37.7598.3/300/=<===λλcm cm l i x ox ox考虑下弦有有2φ21.5mm 的栓孔削弱，下弦净截面面积：2223512105.2123942mm mm mm A =⨯⨯-=222/310/29.2733512598109mm N mm N mmNA N <===σ 所需截面适合。
5.3端斜杆aB图5.2 下弦杆的截面图杆件轴力：受压）(56120020.561N kN N -=-=计算长度cm l l oy ox 5.253==。
因为l l oy ox =，故采用不等边角钢，长肢相并，使i i y x ≈。
设λ=80，查附录4得，581.0=ϕ2287.3115/310581.0561200mm mmN Nf N A =⨯==ϕ 需要的回转半径：m l i i xy x c 16.380253====λ根据需要的A ，i x ，i y 查角钢规格表，选用2L140×90×10，（图5.3）2522.44cm A = ，cm i x 47.4=，cm i y 74.3=，910902==t b 。