(整理)钢屋架设计计算
钢屋架设计计算书
1 设计资料1.1 基本资料①某厂房总长度90m，纵向柱距6m，跨度L＝18m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。
②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；屋架铰接于柱上。
地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为10m；厂房内无吊车梁。
③屋盖结构为无檩体系：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：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；雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.55kN/m2，不考虑施工活荷载，积灰荷载0.2kN/m21.2 荷载标准值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保温层0.4kN/m2一毡二油隔气层0.1kN/m2水泥砂浆找平层0.1kN/m2预应力混凝土屋面板 1.45kN/m22 结构形式与布置2.1屋架形式屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架，屋面坡度i=L/10 ，L为屋架跨度。
2.2屋架尺寸的确定屋架计算跨度。
mm L l 17700300180003000=-=-=屋架端部高度取：H O =19900mm,中部高度取H=2890mm屋架高跨比：16.01770028850==l H 。
屋架跨中起拱,36500/mm l f ==。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m ，屋架几何尺寸及内力值如图所示。
15图1 18m 跨屋架几何尺寸02.279图2 18m 跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A acege 'c 'a '+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933B C D E F G F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.0图3 18m 跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.3钢材和焊条的选用根据计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q345沸腾钢，要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S ）、磷（P ）、碳（C ）三项化学成分的合格含量。
27m钢屋架计算书
单层厂房钢屋盖设计计算书一、设计计算资料梯形屋架跨度27m ，屋架间距6m ，厂房长度84m 。
屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接。
钢筋混凝土柱高12m ，其混凝土强度等级为C30。
钢材为Q235-B ，焊条E43型。
厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q ≤300kN 。
屋面均布活荷载（不与雪荷载同时考虑）为：轻型屋面取0.3kN /㎡,但计算负荷面积不超过60㎡时，取0.5 kN /㎡；重型屋面取0.5 kN /㎡。
屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度i 8/1=，H 型钢檩条的水平间距为3.375m 。
基本风压为0.75 kN /㎡，基本雪压为0 kN /㎡。
二、屋架几何尺寸的确定屋架的计算跨度mm L l 26700300270003000=-=-=，端部高度取mm H 19900=跨中高度为mm 3680H ,36788227000190020==⨯+=+=取mm L i H H 。
跨中起拱高度为60mm （L/500）。
梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。
三、屋盖支撑布置根据厂房长度（84m>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有檩条代替刚性与柔性系杆，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、刚性系杆，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、图3、图4所示。
其中SC#为上弦支撑、XC#为下弦支撑、CC#为垂直支撑、GG#为刚性系杆、RG#为柔性系杆、GWJ#为屋架。
四、荷载计算1、永久荷载（水平投影面）压型钢板 151.086515.0=⨯kN/㎡ 檩条（0.5kN/m ） 0.148 kN /㎡屋架及支撑自重 0.01L=0.27kN /㎡ 合计 0.569kN /㎡ 2、可变荷载（水平投影面）因屋架受荷水平投影面积超过60㎡，故屋面均布活荷载为0.30 kN /㎡，无雪荷载。
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 =。
钢屋架设计算例
26
90mm
其他腹杆所需焊缝长度的计算结果见表4。未列入
表中的腹杆均因杆力很小，可按构造取h f ≥1.5 t =1.5 10
=5mm，l1 = l2 =8 h f +10=50mm。
表4 腹杆杆端焊接尺寸
表中l1、 l2为取整后数值（5或10mm的倍数）
1、下弦节点“b” 按表4中所列出的Bb、bD杆所需焊缝长度，
屋架计算跨度=L – 2×0.15=21 – 2×0.15=20.7m, 屋 架尺寸及几何形式如下图1：
图1 屋架尺寸及几何形式（单位：mm）
屋架标志跨度大于等于24m时，跨中应起拱 约标志跨度的1/500。
屋架杆件几何尺寸
65 25
65 25
65 25
二、屋盖支撑布置
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置两道 上、下弦横向水平支撑。上弦横向水平支撑必设，设在 两端柱间，间距不大于60ｍ。在设置横向水平支撑的柱 间，于屋架跨中和两端共设三道垂直支撑。上下弦在跨 中和端部设三道系杆，在屋脊节点及支座节点处沿厂房 纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点设置一道纵向 通长的柔性系杆，支撑布置见下图。
四、杆件截面设计
屋架腹杆和弦杆的计算长度
项次
弯曲方向
腹杆 弦杆
端竖杆和端斜杆
1
在屋架平面内
l
l
2
在屋架平面外
l1
l
3
斜平面
—
支撑
l1
N1
N2
l
N2 N1 l
l1
其他腹杆
0.8l l
0.9l
屋架
再分式桁架杆件平面内计算长度取杆件几何长度； 平面外计算长度：
受拉主斜杆： l1 受压主斜杆：loy (0.75 0.25N 2 / N1 )l1
钢结构屋架设计计算书(精心整理)
1.设计资料某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。
车间设有两台30吨中级工作制吊车。
车间无腐蚀性的介质。
该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。
屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C20。
屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。
结构的重要度系数为γ，屋面的恒荷载的标准值为。
屋面的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。
屋架采用Q235B，焊条采用E43型。
2.屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。
屋架坡角为α°′,檩距为1.866m。
图1 屋架形式和几何尺寸3.支撑的布置上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。
在下弦两端设纵向水平支撑。
支撑的布置见图2。
图2 支撑的布置图4.檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。
因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。
在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值上弦节点恒荷载标准值上弦节点雪荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4图4 上弦节点雪荷载6.内力组合内力组合见表—1屋架杆件内力组合表表—17.截面的选择屋架杆件的选择验算表表-28.节点设计8.1杆件焊缝尺寸的计算屋架杆件的焊缝计算表-3注：表中焊缝的计算长度′。
′不小于和40mm其中较小值。
8.2 形心距离的确定屋架各杆件的角钢背面的距离’如图表-4，表中’为杆件重心线至角钢背面的距离。
’8.3节点的设计8.3.1支座节点图5 支座节点”1”(1) 上弦杆的节点连接计算A.支座底板的计算支座反力设a,b取12cm,则底板的承压面积π底板下的应力β底板的最大弯矩β , 由于取β,则支座厚度取B.加劲肋计算加劲肋厚度取与节点相同。
钢结构屋架设计计算书
一、设计资料天津某车间，屋架跨度为18m，房屋总厂为60m，屋架间距6m，屋面坡度i＝1／10，屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN／m2），80mm厚泡沫混凝土（0.3KN／m2），20mm厚水泥砂浆（0.3KN／m2），二毡三油铺绿石砂（0.3KN ／m2），屋面活荷载0.7KN／m2，雪荷载0.5KN／m2，积灰荷载0.5KN／m2，屋架端高1990mm，两端较之于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C20。
二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0＝l－300＝1800－300＝17700mm屋架端部高度取h0＝1990mm屋架跨中高度h＝h0＋i×l0／2＝1990＋0.1×17700／2＝2875mm屋架高跨比l0／h＝2.875／17.7＝1／6.16为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点用平间距取1.5m。
三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上下弦横向水平支撑。
由于房间端部为山墙，第一柱间间距小于6m，因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。
设置两道下弦纵向水平支撑。
在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中及两端，两屋架间共设置三道竖向支撑。
屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦设置一道柔性系杆。
屋架支撑的布置如下图：四、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雨雪荷载取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P10＝0.12＋0.011×跨度）计算，跨度单位为米。
荷载：永久荷载：防水层（二毡三油铺绿石砂）0.3×1.2＝0.36KN／m2找平层（20厚水泥砂浆）0.3×1.2＝0.36KN／m2保温层（80厚泡沫混凝土）0.5×1.2＝0.6KN／m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4×1.2＝1.68KN／m2屋架及支撑自重（0.12＋0.011×18）×1.2＝0.38KN／m2恒载总和∑＝3.38KN／m2可变荷载：屋面荷载0.7×1.4＝0.98KN／m2积灰荷载0.5×1.4＝0.7KN／m2活荷载总和∑＝1.68KN／m2计算荷载时应考虑以下三种荷载组合：1、全跨永久荷载＋全跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN2、全跨永久荷载＋半跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN3、 全跨屋架包括自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活载P 恒'＝0.38×1.5×6＝3.42KN P 活'＝（1.68＋0.98）×1.5×6＝23.94KN1、2为使用阶段和在情况，3为施工阶段荷载情况，经过计算，第二种荷载组合所产生的杆件内力，对本题的杆件不起控制作用，所以不列入以下计算中。
钢屋架计算书(参考)
1.设计资料： 1．1 由设计任务书的已知条件：长 240m，跨度 30m，柱距 6m，采用梯形钢屋架，1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，屋面活荷载标准值 0.7 kN / m 1.2 屋架计算跨度：
3
图 1 屋架几何轴线图
l 0 30m 2 0.15m 29.7 mm
l oy 1.507 2 1.508 4.522mm
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。 腹杆最大内力 N＝-437.65kN，查表得，中间节点板厚度选用 12mm，支座节点板厚度选用 14mm。 设 60 ，查 Q235 钢的稳定系数表，可得 0.807 （由双角钢组成的 T 型和十字形截 面均属于 b 类） ，则需要的截面积：
不利组 合 0.00 -433.55 -695.98 -823.09 -853.62 -875.23 220.82 581.97 769.84 844.47 808.49 -437.65 339.16 -286.64 210.21 -160.86 101.98 -61.22 31.80 80.61 107.86 -38.31 -19.16 -38.31 -38.31 -38.31 -57.31 0.00
y
l oy iy
2530 68.38 3.77
由于 y x ，只需求 y 。查表 y ＝0.760，则:
所选截面合适。 5.4 腹杆 eg－gK:
N 437650 159.96MPa 215MPa \ y A 0.760 3600
此杆在 g 节点处不断开，采用通长杆件。 最大拉力： 最大压力：
内力组合 组合② 0.00 -406.09 -646.21 -755.69 -771.95 -792.71 206.23 542.84 711.06 769.94 715.49 -411.39 316.21 -264.19 190.42 -141.61 84.80 -40.76 -4.75 80.61 107.86 -38.31 -19.16 -38.31 -38.31 -38.31 -57.32 0.00 0.00 -361.27 -585.62 -701.12 -738.91 -756.39 184.60 487.20 651.50 724.70 715.49 -363.23 284.08 -243.13 181.63 -143.10 95.70 -61.22 23.26 30.18 51.08 -29.49 -14.75 -29.49 -29.49 -29.49 -44.12 0.00 组合③ 0.00 -198.11 -306.63 -345.49 -334.67 -345.59 99.70 261.40 331.69 343.67 285.57 -202.91 152.04 -122.38 83.07 -55.32 25.08 0.18 -24.41 72.72 88.70 -22.38 -11.19 -22.38 -22.38 -22.38 -33.48 0.00 0.00 -108.16 -185.03 -235.96 -268.35 -272.69 56.29 149.71 212.14 252.88 285.57 -106.25 87.55 -80.11 65.42 -58.31 46.96 -40.89 31.80 -28.50 -25.27 -4.68 -2.34 -4.68 -4.68 -4.68 -7.00 0.00
钢屋架计算书
山东建筑大学课程设计计算说明书题目：某机加工车间设计课程：工业厂房课程设计院部：土木工程学院专业：土木工程班级：学生姓名：学号：设计期限：2012.6.25-7.6指导老师：钢屋架设计计算设计资料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：0.40kN/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。
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钢结构课程设计学院工程技术学院班级土木0812 姓名郭若男学号 ********** 成绩指导老师吴开微2011年12 月 1 日钢屋架设计计算一、设计资料某单跨单层厂房，跨度L=24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5×6.0m太空轻质大型屋面板。
钢材采用Q235-BF，焊条采用E43型，手工焊。
柱网布置如图1所示，二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度H0=2000mm。
二、支撑布置三、荷载计算1、荷载永久荷载大型屋面板 0.534 KN/m2屋架及支撑自重 0.15 KN/m2防水层 0.1 KN/m2悬挂管道0.05kN/m2小计∑0.834 KN/m2可变荷载活载 0.56 KN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。
永久荷载设计值：1.2×0.834=1.0008kN/m2可变荷载设计值：1.4×0.56=0.784kN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P=（1.0008+0.784）×1.5×6=16.0632kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=1.0008×1.5×6=9.0072kN P2=0.784×1.5×6=7.056kN（3）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=1.2×0.15×1.5×6=1.62kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.2×0.534+1.4×0.56）×1.5×6=12.8232kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
四、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。
具体计算见图屋架各杆内力组合见表。
全跨荷载布置图全跨荷载内力图左半跨荷载布置图左半跨荷载内力图右半跨荷载布置图右半跨荷载内力图五、杆件截面设计 1、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N = -266.96kN （压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 。
计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 8.1500= 屋架平面外根据支撑和内力变化取cm l y 6.3018.15020=⨯=因为y x l l 002=，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。
如图1所示。
图1上弦截面设90=λ，查轴心受压构件的稳定系数表621.0=ϕ 需要截面积232000215621.01096.266mm f N A =⨯⨯==ϕ需要回转半径cm l i xx 675.19015080===λcm l i y y 351.39030160===λ 根据需要的A 、 i x 、i y ，查角钢型钢表，选用2∟85690⨯⨯，A = 22.4c ㎡ , i x = 2.28 cm , i y =4.39cm 。
按所选角钢进行验算6628.28.1500===x x x i l λ，6939.46.3010===y y y i l λ满足长细比：150][=λ的要求。
由于x y λλ>只需求出y ϕϕ=m in ，查轴心受压构件的稳定系数表，757.0=y ϕ=σ223/215/1572240757.01096.266mm N f mm N A N y =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大内力计算，N =300.36kN （拉力） 计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 3000= 屋架平面外根据支撑布置取cm l y 6000= 计算需要净截面面积2313972151036.300mm f N A n =⨯==选用2∟90×56×5（短肢相并），见图2所示，A =14.42 c ㎡ , i x = 2.22 cm , i y =4.32cm 按所选角钢进行截面验算，取A A n =。
图2 下弦截面350][1.13522.23000=<===λλx x i l 350][9.13832.46000=<===λλy y i l =σ223/215/3.20814421036.300mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
3、斜杆截面计算 ① 斜杆1-11N = -155.5kN (压力)，l 0x = l 0y = l =254.3cm因为l 0x = l 0y ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使i x = i y 选用2∟90×56×8，见图3所示，A = 22.4 c ㎡ , i x = 2.28 cm , i y = 4.39cm图3 斜杆1-11截面150][5.11128.23.2540=<===λλx x x i l 属于b 类截面150][5839.43.2540=<===λλyy y i l 属于b 类截面满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，464.0=x ϕ=σ223/215/1502240464.0105.155mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
② 斜杆11-2N = 119.20kN （拉力），l 0x = 0.8l = 209.3c m , l 0y = l =261.6 c m计算需要净截面面积234.5542151020.119mm f N A n =⨯==选用2∟40×5，见图4所示，A = 7.58c ㎡ , i x = 1.21cm , i y = 1.90cm图 4斜杆11-2截面验算：350][17321.13.2090=<===λλx x x i l 350][13890.16.2610=<===λλy y y i l =σ223/215/1577581020.119mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
○3 斜杆2-13 N =-95.1kN (压力)，l 0x =2302mm l 0y = l =2878mm 计算需要净截面面积233.442215101.95mm f N A n =⨯==选用2∟56×8，见图5所示，A =1674mm 2 , i x =1.68cm , i y =2.60cm图5斜杆2-13截面150][13768.12.2300=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][11160.28.2870=<===λλyy y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，357.0=x ϕ=σ223/215/1591674357.0101.95mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
○4斜杆13-3 .N =64.39kN （拉力），l 0x = 0.8l = 229.4cm , l 0y = l =286.7 cm 计算需要净截面面积235.2292151039.64mm f N A n =⨯==选用2∟25×4，见图6所示，A =3.72 c ㎡ , i x =0.74 cm , i y =1.30 cm图 6 斜杆13-3截面验算：350][31074.04.2290=<===λλx x x i l 350][22130.17.2860=<===λλy y y i l =σ223/215/1.1733721039.64mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
○5 斜杆3-15 N =-43.76kN (压力)，l 0x =251.0cm l 0y = l =313.8cm 选用2∟63×4，见图7所示，A =9.96c ㎡ , i x = 1.96cm , i y = 2.80cm图7 斜杆3-15截面150][12896.10.2510=<===λλx x x i l 属于b 类截面 150][11280.28.3130=<===λλyy y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。
由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，397.0=x ϕ=σ223/215/5.110996397.01076.43mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ所选截面合适。
○6 斜杆15-4 N = 24.03kN （拉力），l 0x = 0.8l = 2502mm , l 0y = l =3127cm 计算需要净截面面积235.2032151003.24mm f N A n =⨯==选用2∟30×3，见图8所示，A = 3.50c ㎡ , i x =0.91 cm , i y = 1.47 cm图 8 斜杆15-4截面验算：350][27591.02.2500=<===λλx x x i l 350][21347.17.3120=<===λλy y y i l =σ223/215/693501003.24mm N f mm N A N =<=⨯=所选截面满足要求。
○7 斜杆4-17 N =22.20kN （拉力）， l 0x =272.4cm l 0y = l =340.5c m233.1032151020.22mm f N A n =⨯==选用2∟40×5，见图9所示，A =7.58 c ㎡ , i x =1.21cm , i y =1.90cm图9 斜杆4-17截面350][22521.14.2720=<===λλx x x i l 350][17990.15.3400=<===λλyy y i l 满足长细比：350][=λ的要求。