钢结构屋架计算书21m跨
21m跨度钢结构课程设计(完整版)
目录1.0 设计资料 (1)1.1 结构形式与布置 (2)1。
1。
1 桁架形式及几何尺寸 (2)1.1.2 屋架支撑布置 (2)1.2 荷载计算 (4)1。
2.1屋面活荷载选择 (4)1。
2.2屋架和支撑自重计算 (4)1。
2。
3荷载组合 (4)1。
3 杆件设计及内力计算 (6)1。
3.1 屋架计算简图 (6)1。
3。
2 杆件内力计算和杆件内力表 (6)1。
3.3 杆件设计 (7)（1)上弦杆 (7)（2）下弦杆 (8)(3）腹杆 (9)（4）竖杆 (11)(5)屋架杆件截面选择表 (11)1.4 节点设计 (12)1.4。
1 下弦节点“c” (12)1.4。
2 上弦节点“B” (13)1.4。
3 上弦节点“D” (14)1.4。
4 下弦节点“e” (15)1。
4.5 上弦节点“F” (16)1.4.6 下弦节点“g" (17)1。
4.7 屋脊节点“H” (18)1。
4。
8竖杆与上弦节点“C，E,G” (19)1.4。
9支座节点“A” (19)1.4.10支座节点“a” (21)参考文献 (22)致谢 (22)附录 (22)1。
0 设计资料某厂房总长度90m,跨度21m，纵向柱距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度，设计基本地震加速度为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）如图1.11及下图所示。
21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.57+1.848+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.776-2.043-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090BCDE FGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.01.01.0 1.0 1.021米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值3。
钢结构课程设计21m跨径简支梯形钢屋架设计
钢结构课程设计一、设计资料说明：21m 跨径简支梯形钢屋架设计厂房跨径为 21m，长度为 108m，柱距为 12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长 尺压型钢板，屋面坡度为 i=1/10 采用热轧 H 型钢，雪载荷为 s0 0.25kN / mm 2 。
钢材采用 Q235B,焊条采用 E43 型 二、屋架形式及几何尺寸平面图：三、支撑布置：四、荷载计算 1、永久载荷计算： 压型钢板0.15 10 10 0.1 5 1kN m2檩条0.238 kN m2屋架支撑自重12 1.1 21 35.1 kg m2 0.351 kN m2、活动载荷计算雪载0.25 10 10 0.2 5 1kN m2总载荷：Q 0.151 0.238 0.3511.2 0.2511.412 2.1 31.2kN m2五、杆件内力计算及组合：通过用有限元软件 PATRAN 计算后列出了单元的受力大小，利用的是 Rod 单元，计算 结果如下表所示：位置 上弦杆下弦杆 斜杆竖杆杆件编号B C D E F L M N O PH I K A G J内力计算表轴线长度(mm)2110 2111 2110 2111 2110 1950 2100 2100 2910 30133327 3327 3662 1950 2370 2790荷载内力（KN）0 -185 -185 -235 -235 114 222 228 -163 101-60 200 12.8 -13 -26 -26六、杆件截面选择及验算： 1、上弦杆截面选择： 上弦杆采用相同截面，以最大的压力设计；N max 235 KN在屋架平面内的计算长度为 lox 2.11m ，在平面外的计算长度为 loy 4.22m 。
面积和特性（长支水平角钢组成 T 型截面节点板根据最大应力选用板厚 8mm）：（上述选用两个不等支角钢 2L10080 6mm ，长支水平。
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：四、杆件设计 ⑴上弦杆：整个上弦杆采用相等截面，max N =-378.8KN ox l =150.75cm oy l =2ox l =301.5cm 设λ=100，查表可知为b 类截面，，ϕ=0.422 需要截面积A=32378.829.00.422310N cm f ⨯10==ϕ⨯需要的回转半径：150.75 1.51100x ox l i cm ===λ 301.53.01100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表，选用2∟100×80×8（短边相并），A=227.8cm ，x i =2.37cm ，y i =4.66cm ，150.7563.62.37ox λλ==<[]=150 []301.564.71504.66oy λλ==<= 由10.5610012.516.98oy l btb ==<= 则近似64.7yz y λλ== 查表得ϕ=0.782 则3222378.810174.2/310/0.78227.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯填板每个节间放一块，175.440 3.15126l cm cm =<⨯= ⑵下弦杆：整个下弦杆采用同一截面，max N =372.0KN ox l =300cm oy l =600cm 设λ=100，查表可知为b类截面，，ϕ=0.422 需要截面积A=3223721028.40.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径：3003100x ox l i cm ===λ 6006100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表，选用2∟100×110×10（短边相并），A=256.8cm ，x i =3.13cm ，y i =8.71cm ，300963.13x λλ==<[]=350 []60068.93508.71y λλ==<= 由10.561801818.710oy l btb ==<= 则近似68.9yz y λλ== 查表得ϕ=0.707 则32223721092.6/310/0.70756.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板每个节间放一块，1300 5.8464l cm cm =<80⨯= ⑶斜腹杆①杆件aB ：N=-239.0KN ox l =253cm oy l =253cm 设λ=100，查表可知为b类截面，，ϕ=0.422 需要截面积A=3222391018.30.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 2532.53100oy x y l i i cm ====λ根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表，选用2∟100×63×6（长边相并），A=219.24cm ，x i =3.21cm ，y i =2.53cm ，25378.83.21x λλ==<[]=150 2531002.53y λλ==<[]=150由10.566.310.522.50.6oy l b tb ==<= 则近似 100yz y λλ== 查表得ϕ=0.555 则322223910223.8/310/0.55519.2410N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放两块， 184.3 3.21128.4l cm cm =<40⨯=②杆件gH ：40.3N KN = 0.80.8339271.2ox l l cm ==⨯= 339oy l l == 设λ=100，查表可知为b类截面，，ϕ=0.422 需要截面积A=32240.310 3.10.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 271.2 2.71100x oxl i cm λ=== 3393.39100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表，选用2∟75×5，A=214.8cm ，x i =2.32cm ，y i =3.33cm ，271.211.72.32x λλ==<[]=150 []339101.81503.33y λλ==<= 由10.587.510.726.20.7oy l b t b ==<= 则近似4422220.4750.4757.51101.81104.53390.7yz y oy b l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得ϕ=0.470则322240.31057.9/310/0.47014.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放三块， 184.8 2.392l cm cm =<40⨯=③杆件Gg:N=-31.1KN 0.80.8289231.2ox l l cm ==⨯= 289oy l l cm == 设λ=100，查表可知为b类截面，，ϕ=0.422 需要截面积A=32231.110 2.40.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 231.2 2.31100xoxl i cm λ=== 289 2.89100oy yl i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表，选用2∟75×5，A=214.8cm ，x i =2.32cm ，y i =3.33cm ，231.299.72.32x λλ==<[]=350 []28986.83503.33y λλ==<=由 10.587.510.722.30.7oy l b t b ==<= 则近似 4422220.4750.4757.5186.81902890.7yz y oy b l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得ϕ=0.621则σ=322231.31033.8/310/0.62114.810N N mm N mm f ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放三块，172.25 2.392l cm cm =<40⨯=其余杆件截面选择见下表，需要注意的是连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面，其斜截面计算长度0.9ox l l =，其余杆件除Aa 、Ba 、gH 外，0.8ox l l =。
钢结构屋架计算书21m跨
目录1设计资料 (2)1．1结构形式 (2)1．2屋架形式及选材 (2)2支撑布置 (2)2．1桁架形式及几何尺寸 (2)2．2桁架支撑布置如图 (3)3荷载计算 (4)4内力计算 (5)5 杆件设计 (6)5．1上弦杆 (7)5．2下弦杆 (8)5．3端斜杆aB (8)5．4腹杆 (9)5．5竖杆 (9)6节点设计 (12)6．1下线节点 (12)6．2上线节点 (13)6．3屋脊节点 (14)6．4支座节点 (15)6．5下线中央节点 (16)7 参考文献 (19)1、 设计资料1．1结构形式某厂房的跨度为21m ，长度60m ，柱距6m 。
车间设有两台30/5吨中级工作制吊车。
梯形屋架，屋架端高为1.7m ，屋面坡度为1/9，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱的截面为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：三毡四油绿豆防水层，20mm 厚1:3水泥砂浆找平层，80mm 厚泡沫混凝土保温层。
屋面活荷载标准值0.5KN/M 2，雪荷载标准值0.5KN/M 2，积灰荷载标准值0.5KN/M 2。
由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。
1．2屋架形式及选材屋架跨度为21m ，屋架形式、几何尺寸如图附图所示。
2支撑布置2．1桁架形式及几何尺寸布置171728672850300030001500135815091509150915091509150923042395263329443235236629442633203326991350图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸2．2桁架支撑布置根据厂房长度、跨度及荷载情况，设置两道上、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和柔性系杆，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。
21m梯形屋架钢结构计算书
某单跨厂房的钢屋盖1、设计资料（1）该车间无悬挂起重机、无天窗、无振动；（2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235，焊条采用E43型，混凝土等级为C25；（3）梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0m 的GRC 大型屋面板（屋面板不作支撑用）；（4）车间跨度21m,长度240m ，纵向柱距6m 。
温度伸缩缝采用双柱。
2、屋架形式和几何尺寸因为屋面为GRC 大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。
屋架尺寸如下： 屋架计算跨度：mm L L 207001502210003000=⨯-=-=；屋架端部高度取值：mm H 15000=；跨中高度：mm H 2550=； 屋架高跨比：1.812070025500==L H ； 屋面坡度：1.015022100015002550=--=i 。
架几何尺寸如图：3、支撑布置由于房屋长度为240m ，故在房屋两端部开间及每隔60m 处个设置一道上弦横向水平支撑，在中间伸缩缝处设置两道上弦横向水平支撑，屋架两端及跨中三处设置垂直支撑，下弦横向水平支撑和上线横向水平支撑设置在同一柱间。
在屋架的屋脊点和制作位置设置刚性a B c Gg4、荷载（对水平投影面）1）恒载标准值GRC大型屋面板1.5*6m 1.2×0.5/0.995=0.60KN/m2防水层（三毡四油加绿豆沙） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2找平层（2cm厚） 1.2×0.4/0.995=0.48 KN/m2屋架与支撑 1.2×(0.12+0.011×21)=0.42KN/m2合计 1.98 KN/m2 2）活载屋面活载 1.4×0.5=0.70KN/m2雪荷载 1.4×0.5=0.70KN/m 2取大值 0.70KN/m 2计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况组合（一）：满载；KN p 12.2465.1)7.098.1(=⨯⨯+=组合（二）：在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和活载（活载为500N/m2）；KNp 48.1565.1)7.042.06.0(=⨯⨯++=左 KN p 78.365.142.0=⨯⨯=右组合（三）：在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载。
21米跨钢屋架课程设计
钢结构课程设计设计任务书北京地区某金工车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度21米，柱距6米，厂房高度为15.7米，车间内设有两台200/50KN中级工作制吊车，计算温度高于-20C。
采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，厚泡沫混凝土保温层，1.5mx6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载0.7 KN/m2，屋面活荷载0.45 KN/m2，雪荷载0.4KN/m2，风荷载0.45 KN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mmx400mm，混凝土标号为C20。
要求设计钢屋架并绘制施工图。
一、设计条件1、钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度 Lo=21000－2×150=20700mm3、跨中及端部高度设计条件为无檩条屋盖方案，屋架端部高度h=1990mm，屋架的中间高度h=3040mm，屋面坡度i＝1/10。
二、结构形式1、屋架形式如下图2、屋架支撑布置厂房长度(168m>60m)、跨度及荷载情况，设置上下弦横向水平支撑4道，下弦纵向水平支撑沿两侧柱列布置。
如下图（修改图，变为4道支撑）三、荷载与内力计算 1、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时发生，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.45 kN/㎡进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按照经验公式()20.120.011/k g l kN m =+=（0.12+0.011*21）=0.351计算，跨度单位为米。
永久荷载设计值取系数1.35，屋面活荷载设计值取系数1.4 荷 载 计 算 表2、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合： （1）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=(4.254+1.68)×1.5×6=53.406kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载： F1=4.254×1.5×6=38.286 kN半跨节点可变荷载： F2=1.68×1.5×6=15.12kN（3）全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.474×1.5×6=4.266kN半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.89+0.63)×1.5×6=22.68kN（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
#21mi土木工程钢结构设计21m_总长90m梯形屋架
5 钢结构课程设计——21m跨钢屋架设计计算书1 设计资料某厂房总长度90m，跨度L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距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；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1.5×6.0m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，施工活荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；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0.7kN/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/m22 结构形式和布置屋架形式及几何尺寸如图7.30所示。
屋架支撑布置如图7.31所示。
1图7.30 屋架形式及几何尺寸3荷载计算屋面活荷载和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。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。
荷载12 永久荷载：预应力混凝土屋面板 958.135.145.1=⨯2/m kN 屋架及支撑自重 474.035.1)21011.012.0(=⨯⨯+2/m kN 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 54.035.14.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 54.035.14.0=⨯2/m kN 保温层 945.035.17.0=⨯2/m kN 一毡二油隔汽层 068.035.105.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 405.035.13.0=⨯2/m kN总计 4.9292/m kN可变荷载：屋面活荷载 98.04.17.0=⨯2/m kN 积灰荷载 0.6 1.40.8⨯=2/m kN总计 1.822/m kN设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合： (1) 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：(4.929 1.82) 1.56F =+⨯⨯=kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：1 4.929 1.5644.36F =⨯⨯=kN 半跨节点可变荷载：2 1.82 1.5616.38F =⨯⨯=kN（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：30.474 1.56 4.266F =⨯⨯=kN半跨节点屋面板自重及活荷载：4(1.95750.98) 1.5626.44F =+⨯⨯=kN（1） 、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
21米三角形钢屋架设计
钢屋架课程设计计算说明书一、 屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为5.2:1=i ，屋面倾角为() 801.215.2/1==arctg α，3714.0sin =α，9285.0cos =α。
屋架计算跨度： mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度： ()mm i l h 41405.22/207002/0=⨯=⨯= 上弦长度： mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度： mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度： mm a a 1725cos '==α根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、 屋架支撑布置 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）根据厂房长度为120m ，跨度为21m ，有中级工作制软钩桥式吊车等因素，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，如下图所示。
图2 屋盖支撑布置2. 檩条设计根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。
在檩条的跨中设置一道拉条。
见图1。
选用[20a 槽钢截面，由型钢表可查得，自重m kN m kg /23.0/63.22≈，4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。
（1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面）板荷载： m kN m m kN /465.0858.1/25.02=⨯ 檩条和拉条： m kN /23.0m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =⨯，未超过260m ，故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。
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目录1设计资料 (2)1．1结构形式 (2)1．2屋架形式及选材 (2)2支撑布置 (2)2．1桁架形式及几何尺寸 (2)2．2桁架支撑布置如图 (3)3荷载计算 (4)4内力计算 (5)5 杆件设计 (6)5．1上弦杆 (7)5．2下弦杆 (8)5．3端斜杆aB (8)5．4腹杆 (9)5．5竖杆 (9)6节点设计 (12)6．1下线节点 (12)6．2上线节点 (13)6．3屋脊节点 (14)6．4支座节点 (15)6．5下线中央节点 (16)7 参考文献 (19)1、 设计资料1．1结构形式某厂房的跨度为21m ，长度60m ，柱距6m 。
车间设有两台30/5吨中级工作制吊车。
梯形屋架，屋架端高为1.7m ，屋面坡度为1/9，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，柱的截面为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：三毡四油绿豆防水层，20mm 厚1:3水泥砂浆找平层，80mm 厚泡沫混凝土保温层。
屋面活荷载标准值0.5KN/M 2，雪荷载标准值0.5KN/M 2，积灰荷载标准值0.5KN/M 2。
由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。
1．2屋架形式及选材屋架跨度为21m ，屋架形式、几何尺寸如图附图所示。
2支撑布置2．1桁架形式及几何尺寸布置171728672850300030001500135815091509150915091509150923042395263329443235236629442633203326991350图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸2．2桁架支撑布置根据厂房长度、跨度及荷载情况，设置两道上、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和柔性系杆，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1．2所示。
桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑垂直支撑3荷载计算屋面荷载和雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.5KN/m2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式g k=(0.12+0.011l)KN/m2计算，跨度单位为米（m）。
荷载计算表设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合。
1、全垮永久荷载+全垮可变荷载全垮节点永久荷载及可变荷载：F=（4.226+1.4）×1.5×6=50.634KN２、全垮永久荷载+半跨可变荷载全垮节点永久荷载：F1=4.226×1.5×6=38.034KN半跨可变荷载：F2=1.4×1.5×6=12.6KN3、全垮屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全垮节点屋架自重：F3=0.473×1.5×6=4.26KN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=（1.89+0.7）×1.5×6=23.31KN1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。
4内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下所示。
285030003000150015003000300028502070017172867abcd e ABCDEFG H F1/2F F FF F FFFFFFFFF/2F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1/2F2/2F2F2F2F2F2F2F2/2F3/2F3F3F3F3F3F3F3F3F3F3F3F3F3F3/2F4/2F4F4F4F4F4F4F4/2(a)(b)(c)F/2屋架计算简图由图解法或数解法解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全垮、左半跨和右半跨）。
然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果如下表所示。
屋架杆件内力组合表5杆件设计5．1上弦杆整个上弦采用等截面，按FG 、GH 杆件的最大设计内力设计，即N=-661.128KN上弦杆计算长度：在屋架平面内为节间轴线长度，即l 0x =l 0=1.509m 在屋架平面外，本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支撑布置和内里变化情况，取l 0y 为节点间的距离，即 l 0y =3m 。
根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如右图所示。
上弦截面腹杆最大内力N=-405.578KN ，查表可知，中间节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度选用12mm 。
设λ=60，查Q235钢的稳定系数表，可得 807.0=ϕ（由双角钢组成的T 形和十字形截面均属于b 类），则需要的截面积为mm f N A 4.3810215807.01000128.661=⨯⨯==ϕ 需要的回转半径：mm i mm l i y xx 0.50603,15.2560509.10=====λ根据需要A 、x i 、y i 查角钢规格表，选用2L140×90×12，肢背间距a=10mm ，则A=52.80cm 2，cm i cm i y x 81.6,54.2==按所选角钢进行验算：05.441.68300041.594.25150900======yy y x x x i l i l λλ满足长细比≤[150]的要求。
由于xy λλ>，只需要yϕ。
查表813.0=y ϕ，则M P a M P a A N x 21501.1545280813.01000128.661<=⨯⨯=ϕ，故 所选截面合适。
5．2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的杆计算N=655.064KNmm l mm l y ox 10350220700,30000=== 所需截面积为28.30462151000064.655mm f N A =⨯==选用2L125×80×12，因ox oy l l >>， 下弦截面 故用不等肢角钢，短肢相并，如右图所示。
3500.1686.6110350,3509.1334.22300016.6,24.2,468.3070.4622<===<=====>=yoy y x ox x y x i l i l cmi cm i cm cm A λλ5．3端斜杆aB杆件轴力： N KN N 405578578.405-=-= 计算长度： mm l l oy ox 2304==因为 oy ox l l =，故采用不等肢角钢，长肢相并，使 y x i i ≈。
选用2L140*90*8，则5.633.362304,2.5145230463.3,50.4,08.362=========yoy y x ox x y x i l i l cmi cm i cm A λλ因 x y λλ>，只需求 791.0=y ϕ， 则MPa MPa A N x 21511.1423608791.0405578<=⨯==ϕσ所选截面合适。
端斜杆截面图 5．4腹杆以bD 杆为例。
杆件轴力：N KN N 218840840.218-=-=（受压） 计算长度：cm l cm l oy ox 3.266,04.2133.2668.0==⨯= 设 100=λ查附表得 555.0=ϕ cm l i cm l i oyy oxx 66.2,13.2====λλ298.1833215555.0218840mm f N A =⨯==ϕ 选用2L90×6，cm i cm i cm A y x 05.4,79.2,27.212===1508.6505.43.266,1504.7679.204.213<===<===y oyy x ox x i l i l λλ因y x λλ>，只需求x ϕ，查表可得714.0=y ϕ，则 腹杆截面图MPa MPa A N x 21510.1442127714.0218840<=⨯==ϕσ 故所选截面符合要求。
5．5竖杆各竖杆采用同类截面，按Gd 杆件的最大设计内力设计。
N KN N 50634634.50-=-= cm l cm l oy ox 9.269,9.2159.2698.0==⨯=由于杆件内力较小，按[]150==λλ选择，需要的回转半径为查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大些。
选用2L80×5，其几何特性cm i cm i cm A y x 63.3,48.2,82.152===竖杆截面图[][]15017.67)52699/(80475.0135.74)/(475.012080269958.058.01658022424<=⨯⨯+⨯=⨯+=∴=⨯=<==t l b b l t b oy y yz oy λλQ 由于yz x λλ>，则按06.87=x λ，得641.0=x ϕ，则MPa MPa A N x 2159.491582641.050634<=⨯==ϕσ。
其他杆件的截面选择过程不一一列举，其结果见杆件截面选择表。
[][]cml i cm l i oyy oxx 799.11509.269439.11509.215======λλ15035.7463.39.26915006.8748.29.2150<===<===yy y x ox x i l i l λλ6节点计算6.1下弦节点各杆件的内力由表2查得。
设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即f h 和w l ，然后根据w l 的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
下弦节点b用E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f MPa =。
设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝8f h mm =和6mm ，则所需的焊缝长度为（按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算） 肢背：mm f h N l fwe w 97.11616087.022994507.027.0'=⨯⨯⨯⨯==，取mm 140。
肢尖：mm f h N l fwe w 84.6616067.022994503.023.0"=⨯⨯⨯⨯==，取mm 80。
设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝8f h mm =和6mm ，则所需的焊缝长度为 肢背：mm f h N l fwe w 48.8516087.022188407.027.0'=⨯⨯⨯⨯==，取mm 110。