单跨双坡门式刚架设计土木工程钢结构课程设计
单层双跨钢结构课程设计
单层双跨钢结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解单层双跨钢结构的基本概念，掌握其结构特点和应用场景。
2. 学生能够掌握单层双跨钢结构的受力分析，了解主要受力构件及其受力特性。
3. 学生能够了解单层双跨钢结构的材料选择、连接方式及构造要求。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，对单层双跨钢结构进行初步设计，包括结构布置、构件选型等。
2. 学生能够运用相关软件或工具，对单层双跨钢结构进行受力分析和计算。
3. 学生能够通过课程实践，提高团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对建筑结构工程的兴趣，增强对工程建设的责任感和使命感。
2. 学生能够认识到单层双跨钢结构在国民经济和工程建设中的重要性，增强环保意识和创新意识。
3. 学生能够通过课程学习，培养严谨、细致、勤奋的学习态度，提高自我管理和自我激励能力。
课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在培养学生具备单层双跨钢结构设计和施工的能力。
学生特点分析：学生具备一定的力学基础和建筑结构知识，具有较强的学习能力和实践能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论知识与实践操作相结合，提高学生的综合素质和能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 单层双跨钢结构基本概念：包括钢结构的发展历程、分类及特点，重点讲解单层双跨钢结构的应用场景和优势。
2. 结构受力分析：介绍单层双跨钢结构的受力特点，分析主要受力构件（如梁、柱、节点等）的受力性能，学习相关力学原理和计算方法。
3. 材料选择与构造要求：学习单层双跨钢结构常用的钢材类型、性能及选用原则，了解结构连接方式、构造要求及施工要点。
4. 结构设计方法：学习单层双跨钢结构的初步设计方法，包括结构布置、构件选型、截面设计等，结合实际案例进行讲解。
5. 结构计算与分析：运用相关软件（如SAP2000、3D3S等）对单层双跨钢结构进行受力分析和计算，学习计算书编写和结果解读。
钢结构课程设计厂房计算书
钢结构课程设计计算书姓名：李宏伟班级：建工1221学号：11012123381.设计资料（一） 设计参数：单层厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m ，共12榀刚架，柱距7m ，柱高9.8m ，屋面坡度1/10，柱底铰接。
取中间跨刚架（GJ-1）进行计算，刚架采用焊接工字形截面，屋面及墙面为压型钢板复合板；不考虑檩条和墙梁。
钢材采用Q235钢，焊条E43型。
地震设防烈度为7度，无悬挂荷载。
刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
（二）设计荷载：(1) 永久荷载标准值（按水平投影面）：屋面恒载0.52kN m （包括屋面板及檩条重）(2) 可变荷载标准值：屋面活荷载0.32kN m （3）雪荷载：基本雪压0S 为0.32kN m（4）风荷载：基本风压值0.42kN m ；地面粗糙程度系数按B 类取值； 要求：1、确定梁柱截面形式及尺寸。
2、梁柱线刚度计算及梁柱计算长度确定。
3、荷载计算。
4、内力、柱顶水平位移计横梁挠度。
5、连接节点设计。
图1.2 刚架形式及几何尺寸2.荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） （包括屋面板及檩条重） 0.5 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：0.302m kN雪荷载：基本雪压0S =0.32kN m .对于单跨双坡屋面， 屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.32kN m =0.3..取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.32kN m ，不考虑积灰荷载。
（3）风荷载标准值基本风压：20m kN 4.0=ω；根据地面粗糙度列别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。
风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。
2.2各部分作用的荷载标准值计算： （1）屋面恒荷载标准值：0.5×7=3.5kN m 活荷载标准值：0.3×7=2.1kN m （2）柱荷载恒荷载标准值：（7×9.8＋3.5×7.5）kN =94.85kN 活荷载标准值：2.1×7.5kN =15.8kN （3）风荷载标准值迎风面：柱上m kN q W /7.025.074.01=⨯⨯= 横梁上m kN q W /8.20.174.02-=⨯⨯-=背风面：柱上m kN q W /54.155.074.03-=⨯⨯-= 横梁上m kN q W /82.165.074.04-=⨯⨯-=3.内力分析3.1在恒荷载作用下：本单层厂房采用等截面梁和柱。
《钢结构设计》课程设计计算书
1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度33m ，柱距7m ，柱高8m ，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图1.1所示，刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，间距为1.5米，钢材采用Q345钢，焊条采用E50型。
图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸80001:10330001650700071200600600110001100011000330007000700070007000700070007000700070002.荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51—380—760型彩色型钢板 0.15 2kN m 50 mm 厚保温玻璃棉板 0.05 2kN m PVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.50 2kN m 合计 0.97 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载：0.482kN m②雪荷载：哈尔滨市基本雪压0S =0.452kN m 。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.45=0.452kN m 。
③本工程不考虑积灰荷载。
所以屋面可变荷载取Max {}=活荷载,雪荷载0.482kN m 。
（3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） 0.52kN m（4）风荷载标准值基本风压：0ω=1.05×0.552kN m =0.582kN m ；根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。
本科毕业设计：15m×72m单跨双坡门式刚架钢结构工业厂房初步设计(带吊车)
本科毕业设计：15m×72m单跨双坡门式刚架钢结构工业厂房初步设计（带吊车）1设计前言1.1设计题目15m×72m单跨双坡门式刚架钢结构工业厂房初步设计（带吊车）1.2设计地点呼和浩特市区1.3设计基本资料某轻钢工业厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度15m,柱高10.5m，共有13榀刚架柱距6m,屋面坡度1∕10，地震设防烈度为8度，刚架形式及几何尺寸见图。
屋面及墙面板为双层压型钢板带保温层；檩条墙梁为薄壁卷边C型钢,冻土深度1.6m,fk =150aKP,钢材Q235,焊条E43型,采用内天沟。
图1 刚架形式及几何尺寸2 荷 载 2.1屋面荷载2.1.1 屋盖永久荷载标准值（对水平投影） a. XX75—200—200—600型双色彩色压型钢板0.3 kN/㎡《建筑用压型钢板》（G B /T 12755—91）b.50mm 厚保温玻璃棉板 0.05 kN/㎡c. 檩条 0.05kN/㎡d.悬挂管道 取 0.20KN/㎡ 合计 0.60KN/㎡∴ 恒荷载设计值： 0.60×1.2（恒载分项系数）=0.72kN/㎡2.1.2 可变荷载①屋面均部活荷载（不上人层）0.5kN/㎡,沿水平投影分布。
由《钢结构设计规范》（GB50017—2003） ②建筑结构设计考虑积雪分布的原则：(1)：屋面板和檩条按积雪不均匀分布最不利情况采用：查得 r μ=1.25 S k =r μS o =1.25×0.4=0.5 kN/㎡（沿水平投影分布） (2)：屋架、框架和柱按积雪全跨均匀分布的情况考虑后r μ=1.0S K =r μS o =1.0×0.4=0.4kN/㎡③积灰荷载：屋面积灰荷载一般取为0.3～0.5 kN/㎡ ,取为0.5 kN/㎡ ∴屋面均布活荷载0.5kN/㎡,雪荷载0.4 kN/㎡ 取较大值 0.5 kN/㎡积灰荷载 0.5 kN/㎡因此：活荷载标准值Q=0.5 kN/㎡＋0.5 kN/㎡=1.0kN/㎡活荷载设计值q=1.0×1.4(活荷载分项系数)=1.4KN/㎡荷载效应符合下列原则：① 屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑设计时取两者较大的值 ② 积灰荷载与层面均布活荷载或雪荷载两者较大者同时考虑2．1．3风荷载由《建筑结构荷载规范》GB50009—2001及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002，可得基本风压2055.0mm kN =ω，地面粗糙程度类别为B 类；风荷载沿高度变化系数0ωμμωZ S k =01.10084.1)103.10()1015()114.1(0.1≈=-⨯--+=Z μ对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度α不大于10°，屋面平均高度不大于18m ，屋面高宽比不大于1，檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸时，风荷载体型系数s μ应按下列规定采用：表1 刚架的风荷载体型系数图2 双坡刚架3檩条设计 3.1设计资料屋面材料为双层压型钢板（加保温层），屋面坡度1∕10（α=5.71°），檩条选用冷弯薄壁卷边槽型钢，按单跨简支构件设计，檩条跨度6m ，于跨中设一条拉条，水平檩距1.5m 。
钢结构课程设计-门式钢架
^1. 设计资料某车间跨度9m ，长度90m, 柱高，柱距6m ，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，当地雪荷载㎡，基本风压 KN/㎡，地面粗糙度：B 类，风载体型系数如下图钢材采用Q235钢，焊条E43型。
屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板檩条墙梁： 薄壁卷边C 型钢 本课程设计不考虑地震作用-2．屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为㎜，板厚为80㎜。
2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×，跨中设拉条一道。
3．荷载和内力计算3．1 荷载 1. 永久荷载标准值 (屋面夹芯板 kN/㎡ 檩条 kN/㎡ 悬挂构件 kN/㎡kN/㎡2.可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡＜60㎡，故取屋面活荷载标准值为㎡，雪荷载为㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值㎡.3.风荷载标准值基本风压 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，μz =,风荷载形体系数μs 迎风面柱及屋面分别为+和；背风面柱及屋面μ分别为和。
$荷载计算值1.屋面风荷载迎风面：ω2=×﹙﹚×××6=㎡ 背风面：ω3=×﹙﹚×××6=㎡ 2.墙面风荷载背风面：ω1=××××6=㎡ 背风面：ω4=×﹙﹚×××6=㎡3.屋面恒荷载 g 1=××αcos 1×= kN/㎡4.柱身恒荷载 g 2=××6= kN/㎡5.屋面活荷载 q=××= kN/㎡4. 屋面支撑1.屋面支撑布置檩条间距，水平支撑截距3m 。
2.屋面荷载及内力屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。
节点荷载标准值 F wk =××××﹙＋＋﹚／2＝ (节点荷载设计值 F w =×= 斜杆拉力设计值 N=／°= 3.斜杆斜杆选用φ12的圆钢，截面面积A=㎜² 强度校核：N A N .6431134932==/㎜²＜f 5. 柱间支撑柱间支撑直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力余量，可不再验算。
YJK门式刚架设计教学内容
YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。
檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距1.5m，钢材采用Q345钢。
2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。
当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。
3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12, 门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。
（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。
如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。
(完整版)YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。
檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距 1.5m，钢材采用Q345钢。
2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。
当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，??2= 1.0；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。
3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12,门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。
（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距 1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用?16圆钢；（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管?200×180；（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。
如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
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单跨双坡门式刚架设计一 设计资料1 车间柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架（图1）。
长度90m ，柱距6m ，跨度15m 。
门式刚架檐高6m ，屋面坡度为1:10。
图1 刚架简图2 材料选用屋面材料：单层彩板 墙面材料：单层彩板 天沟：钢板天沟 3 结构材料材质钢材选用235Q B -， 2215/f N mm =，2125/v f N mm = 基础混凝土标号：25C ，212.5/c f N mm = 4 荷载（标准值）Ⅰ 恒载：无吊顶，20.25/kN m （不包括刚架自重）Ⅱ 活载：20.5/kN mⅢ 风载：基本风压200.55/W kN m =，地面粗糙度B 类，风载体形系数如图2所示：图2 风载体形系数示意图Ⅳ 雪载：20.2/kN m 。
本设计不考虑地震作用二 单榀刚架设计单榀刚架的设计取中间榀按照封闭式中间区单元进行。
1. 荷载组合计算刚架内力时，按照如下三种荷载组合进行： ① 1.2恒载+1.4活载；② 1.2⨯⨯恒载+1.4活载+1.40.6风载； ③ 1.20.7⨯⨯恒载+1.4活载+1.4风载； ④ 1.0恒载+1.4风载。
计算位移变形时，按照以下三种荷载组合进行： ① 恒载+活载； ② 恒载+风载；③ ⨯恒载+活载+0.6风载。
2. 内力计算采用同济大学33D S 7.0钢结构辅助设计软件计算结构的内力。
① 结构的计算模型。
如图3所示：图3 刚架计算模型② 截面形式及尺寸初选根据柱的受力特点，且考虑经济性因素，柱采用楔形焊接H 型钢；而梁由于跨度较小(15)m ，若采用楔形会增加制作成本，因此梁采用等截面焊接H 型钢。
各个截面的信息见表1，截面形式见图4。
表 1 截面信息表Ⅰ－Ⅰ截面Ⅱ－Ⅱ截面Ⅲ－Ⅲ(Ⅳ－Ⅳ)截面图4 梁柱截面示意图③各种工况下的荷载，如图5所示：（a）恒载作用简图（b）活载作用简图（c）左风荷载作用简图（d）右风荷载作用简图图5工况荷载图④各种工况下的内力运行337.0D S ，结果如图6至图9及表格2所示。
（a）N 图（单位：kN）（b ）Q 图（单位：kN ）（c ）M 图（单位：kN m ⋅） 图 6 恒载作用下的刚架M 、N 、Q 图（a ）N 图（单位：kN ）（b ）Q 图（单位：kN ）（c ）M 图（单位：kN m ⋅） 图 7 活载作用下的刚架M 、N 、Q 图（a ）N 图（单位：kN ）（b ）Q 图（单位：kN ）59.159.134.234.219.219.2c ）M 图（单位：kN m ⋅） 图 8 左风作用下的刚架M 、N 、Q 图（a ）N 图（单位：kN ）（b ）Q 图（单位：kN ）19.219.2 34.234.259.159.1c ）M 图（单位：kN m ⋅） 图9 右风作用下的刚架M 、N 、Q 图表 2 各工况作用下的截面内力⑤ 内力组合由以上软件计算内力，按照荷载组合规则进行计算，内力组合值如表3所示。
表3 内力组合值3. 构件截面验算因为门式刚架左右对称，因此只需验证半榀刚架即可。
⑴ 局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的。
① 柱翼缘()160429.75158b t -==<==（满足要求） ② 柱腹板Ⅰ－Ⅰ截面20016462504w w h t -==<==（满足要求） Ⅱ－Ⅱ截面40016962504w w h t -==<==（满足要求） ③ 梁翼缘()160429.75158b t -==<==（满足要求） ④ 梁腹板40016962504w w h t -==<==（满足要求） ⑵ 强度及整体稳定验算 楔形柱的腹板高度变化率为40020035.1/60/5.7mm m mm m -=<，而梁因为是等截面，因此高度变化率也符合60/mm m <的条件，所以考虑板件的屈曲后强度，腹板抗剪承载力按照下式计算：d V w w v h t f '=。
梁柱都不设置横向加劲肋。
对于柱： 5.34k τ=，()()40016200162842w h mm -+-==，4wtmm =0.83w λ===因为0.8 1.4w λ<<，所以()210.640.80.981122.57/v w v v f f f N mm λ'=--==⎡⎤⎣⎦对于梁： 5.34k τ=，40016384w h mm =-=，4w t mm =1.123w λ===因为0.8 1.4w λ<<，所以()210.640.80.79399.18/v w v v f f f N mm λ'=--==⎡⎤⎣⎦1）1号单元（柱）的验算 a Ⅰ－Ⅰ截面强度验算： ① 组合内力值Ⅰ－Ⅰ截面只存在轴力和剪力，分别验算截面的正应力和剪应力。
正应力验算采用荷载组合：1212120.0,60.32,14.32M kN m N kN V kN =⋅=-=剪应力验算采用荷载组合：1212120.0,46.46,16.25M kN m N kN V kN =⋅=-= ② 强度验算 正应力验算：322160.321014.73/215/4096N N mm f N mm A σ⨯===<= 弯矩为0，故截面的边缘正应力比值 1.0β=。
用1R γσ⋅代替公式p λ=中的y f ：21 1.114.7316.2/R kN mm γσ⋅=⨯=4.00.215p k σλ======因为0.8p λ<，所以1ρ=，即1号节点端截面全部有效。
22114.73/215/NN mm f N mm Aσ==<= 1216.251844122.5790.21d w w v V kN V h t f kN '=<==⨯⨯= 经验算Ⅰ－Ⅰ截面强度满足条件。
b Ⅱ－Ⅱ截面强度验算： ① 组合内力值Ⅱ－Ⅱ截面受到压弯作用，采用以下荷载组合进行验算：21212187.7,48.08,14.32M kN m N kN V kN =-⋅=-=② 强度验算36221348.81087.710161/215/409658610e N M N mm f N mm A W σ⨯⨯=+=+=<=⨯ 3622348.81087.710137/409658610e N M N mm A W σ⨯⨯=-=-=--⨯故截面的边缘正应力比值211370.856161σβσ-===-。
因为1f σ<，用1R γσ⋅代替公式p λ=y f ：21 1.1161177/R kN mm γσ⋅=⨯=20.470.65p k σλ======因为0.8p λ<，所以1ρ=，即2号节点端Ⅱ－Ⅱ截面全部有效。
Ⅱ－Ⅱ截面受到剪力、弯矩、轴力的共同作用2114.320.50.50.53844122.5794.13d w w v V kN V h t f kN '=<==⨯⨯⨯= 所以采用以下公式进行验算：()()33//21548.810/409658610119N e e e e e eM M NW A f N A W kN m=-=-=-⨯⨯⨯=⋅2187.7N e M kN m M =⋅< 经验算Ⅱ－Ⅱ截面强度满足条件。
截面利用率2187.70.737119N e M M == c ①号杆件整体稳定验算： ① 平面内计算高度确定楔形柱截面高度成线形变化，柱的小头惯性矩440256810c I mm =⨯，柱的大头惯性矩4411172310c I mm =⨯，0125680.21911723c c I I ==。
斜梁为等截面，换算长度系数1.0ψ=，梁最小截面惯性矩4401173210b I mm =⨯，7537s mm =。
柱的线刚度：43111173210205825700c I K mm h ⨯=== 梁的线刚度：43021173210778322 1.07537b I K mm s ψ⨯===⨯⨯ 根据2177830.37820582K K ==以及010.219c c I I =查表得到楔形柱的计算长度系数 1.21γμ=，所以柱的平面内计算长度00 1.2157006897x L h mm γμ==⨯=。
② 平面内稳定计算变截面柱的长细比87.1λ===根据长细比查《钢结构设计规范》50017C GB 附表－2得到杆件轴心受压稳定系数0.641x γϕ=。
2250222.06102568625.61.1 1.187.1e Ex x EA N kN ππλ⨯⨯⨯'===⨯ 平面内稳定验算：()()360300012260.3210 1.087.7100.6412568160.32/625.60.641586101/36.64159.5196.2/215/mx x e Ex x e N M A N N W N mm f N mm γγβϕϕ⨯⨯⨯+=+⨯-⨯⨯⨯⎡⎤⎡⎤'⎣⎦-⎢⎥⎣⎦=+=<= 故平面内稳定满足条件。
③ 平面外稳定验算平面外柱的计算长度03000y L mm =，柱的长细比65.1L λ===根据长细比查《钢结构设计规范》50017C GB 附表－2得到杆件轴心受压稳定系数0.78y ϕ=。
构件楔率()()1014002001 1.0d d γ=-=-=柱底端弯矩为0，故等效弯矩系数220060.3260.3210.7510.750.91625.6625.6t Ex Ex N N N N β⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪=-+⨯= ⎪ ⎪''⎝⎭⎝⎭图10 柱的平面外稳定计算简图10.02310.023 1.0 1.41s μγ=+=+⨯=334011704818038883731212y I mm =⨯⨯+⨯⨯= 2070681801860y A mm =⨯+⨯=045.72y i ===10.0038510.00385 1.0 1.031w μ=+=+⨯=001.41300092.545.72s y y li μλ⨯===整体稳定系数by ϕ= = =2.06因为0.6by ϕ>，所以按照《钢结构设计规范》50017GB 查出相应的0.2821.070.9332.06by ϕ'=-=。
平面外稳定验算：360302260.32100.9187.7100.7825680.9335861030.1145.97176.1/215/t y e by e N M A W N mm f N mm βϕϕ⨯⨯⨯+=+⨯⨯⨯' =+ =<=故平面外稳定满足条件。
2）2号单元（梁）的验算 a Ⅲ－Ⅲ截面强度验算： ① 组合内力值Ⅲ－Ⅲ截面受到压弯作用，在风吸力的作用下，即在荷载组合34343457.84,9.2,22.36M kN m N kN V kN =⋅==作用时，下翼缘受压。