北方地区某车间27米跨梯形钢屋架设计计算书(含施工图)
[学士]某27米钢结构屋架课程计算书
![[学士]某27米钢结构屋架课程计算书](https://img.taocdn.com/s3/m/6e5f5ef20242a8956bece47b.png)
目录第一部分一、设计资料 (2)二、设计内容 (3)三、设计要求 (3)第二部分一、荷载和内力计算 (4)二、支撑布置 (5)三、杆件内力计算图 (6)四、杆件截面选择 (6)五、节点设计 (9)第一部分一、设计资料(1) 设计资料某厂房跨度为L=27m，总长240m，柱距6m.房内无吊车，无天窗，无振动设备。
采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋第 1 页共15页架支承于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，。
地区计算温度高于-200C。
钢材选用235Q钢，焊条为43E型。
(2) 屋架形式及几何尺寸屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，采用梯形钢屋架。
屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图一所示。
屋面坡度为(=3340-=i屋架计算跨度为26.7m,端部高度取1990mm，中部高度取3340mm。
/210:127001990*)(3) 荷载标准值①永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1.4 KN/m2二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2找平层2cm厚 0.4 KN/m2保温层2 0.4 KN/m2屋架及支撑自重：按公式L12=计算： 0.309 KN/m2.0+.0q11永久荷载总和 2.617 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载：2/kN7.0m附图一第 2 页共15页图1.1 27米跨屋架几何尺寸图1.2 27米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值第 3 页共15页第 4 页 共 15页图1.3 27米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值第二部分一、荷载和内力计算1、荷载计算恒荷载总和：2.6172/m KN屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。
可变荷载总和：1.52/m KN屋面板坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
2、荷载组合节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合：kN F d 15.4665.1)8.09.04.17.04.1617.22.1(=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=第 5 页 共 15页 其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=G γ；积灰荷载，荷载分项系数4.11=Q γ；组合系数9.01=ψ；屋面荷载，4.12=Q γ，9.02=ψ。
27m梯形钢屋架设计doc
27m梯形钢屋架设计doc⽬录1.设计资料： (3)2.结构形式与布置： (4)3.荷载计算 (5)3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 (6)3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 (6)3.3.全跨屋架（包括⽀撑）⾃重+半跨屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载: (6)4.内⼒计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆： (9)5.2下弦杆： (10)5.3端斜杆aB: (11)5.4腹杆eg－gK: (11)5.5竖杆Ie： (12)6.节点设计 (14)6.1下弦设计：6.1.1⽀座节点“a” (14)6.1.2下弦节点b (16)6.1.3下弦节点c (17)6.1.4下弦节点d (18)6.1.5下弦节点e (19)6.1.6下弦节点f (20)6.1.7下弦节点g (21)6.2上弦设计6.2.1上弦节点“B” (22)6.2.2上弦节点D (23)6.2.3上弦节点F (24)6.2.4上弦节点H (26)6.2.5上弦节点“I ” .......................................................27 6.2.6屋脊节点K . (28)单层⼯业⼚房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料：1．1由设计任务书的已知条件：某地⼀机械加⼯车间，长102m ，跨度30m ，柱距 6m ，车间内设有两台40/10T 中级⼯作制桥式吊车，轨顶标⾼18.5m ，柱顶标⾼27m ，地震设计烈度7度。
采⽤梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m 预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板（1.43/m kN ），上铺100mm 厚泡沫混凝⼟保温层（容重为13/m kN ），三毡四油（上铺绿⾖砂）防⽔层（0.43/m kN ），找平层2cm 厚（0.33/m kN ），卷材屋⾯，屋⾯坡度i=1/10，屋架简⽀与钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20，上柱截⾯400×400mm 。
北方地区某车间27米跨梯形钢屋架设计计算书(含施工图)
一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北方地区某车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。
车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。
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，1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。
设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。
三、钢材和焊条的选用根据北方地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235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。
焊条采用 E43型，手工焊。
四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度。
mm l l 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。
跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。
屋架高跨比：.812670033500==l H 。
屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。
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 ，屋架几何尺寸如图 1 所示。
图1：27米跨屋架几何尺寸五、 屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。
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。
27米梯形钢屋架钢课程设计-推荐下载
可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡
2.荷载组合
设计屋架时，应考虑以下三种组合：
组合一 全跨永久荷载+全跨可变荷载
组合二
组合三
屋架上弦节点荷载 P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN
全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载
总计
总计
P1 =4.572×1.5×6=41.148 kN
土木工程专业钢结构课程设计 屋架支撑布置见图 2 所示。
符号说明：GWJ-（钢屋架）；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 屋架支撑布置图
2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看与全22过，22度并22工且22作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
钢结构计算书27m钢屋架厂房
钢屋架设计计算书一、设计资料某车间跨度为24（27、30）m，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。
永久荷载：改性沥青防水层0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2100厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压：0.35kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2积灰荷载0.75kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。
屋架坡度l=27m，每端支座中线缩进0.15m.计算跨度l0=l－2×0.15m=26.7m；端部高度取H0=1.95m，中部高度H=3.29m起拱按f=l0/500，取60mm.配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。
选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。
图-1 屋架尺寸三、荷载和杆件内力计算（1）屋架荷载屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取0.50kN/m2×1.4。
屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2；因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。
梯形钢屋架课程设计计算书
梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计计算书⼀、设计资料1、某车间跨度为24m，⼚房总长度102m，柱距6m，车间内设有两台50/10t中级⼯作制软钩桥式吊车，地区计算温度⾼于-20℃，⽆侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标⾼为18m；2、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，桁架采⽤梯形钢桁架，两端铰⽀在钢筋混凝⼟柱上，3、上柱截⾯尺⼨为450×450mm4、混凝⼟强度等级为C255、屋架采⽤的钢材及焊条为：Q345钢，焊条为E50型。
结构形式与布置图屋架计算跨度：Lo=L-2×150=24000-300=23700mm。
端部⾼度Ho=1.74m屋⾯坡度i=1/12节间为3m的⼈字形式，屋⾯板传来的荷载，正好作⽤在节点上，使之传⼒更好。
⼆、荷载与内⼒计算1、荷载计算永久荷载：改性沥青防⽔层0.4kN/m220厚1:2.5⽔泥砂浆找平层0.40kN/m280厚泡沫混凝⼟保温层0.6kN/m2预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板（包括灌缝） 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和⽀撑⾃重为（0.120+0.011L）=0.384kN/m2总计：3.434KN/m2可变荷载基本风压：0.35 kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上⼈屋⾯活荷载0.7kN/m2（可变荷载可按⽔平投影⾯积计算）荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较⼤的活荷载计算。
0.7>0.5 kN/m2总计：1.2KN/m2由于屋⾯夹⾓较⼩，风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不考虑。
永久荷载设计值 1.35×3.434KN/m2=4.64KN/m2可变荷载设计值 1.4×1.2KN/m2=1.68KN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合⼀：全跨永久荷载＋全跨可变荷载。
屋架上弦节点荷载F=(4.64KN/m2+1.68KN/m2) ×1.5×6m=56.88kN组合⼆：全跨永久荷载＋半跨可变荷载。
27米钢结构屋架课程设计
－、设计资料梯形钢屋架长度为72m，跨度为27m。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
该地区冬季最低温度为－20℃。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。
上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。
屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡，雪荷载标准值为0.3kN/㎡，积灰荷载标准值为0.6kN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。
根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235级，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。
构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米轴线处的端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示。
图1 屋架形式及几何尺寸符号说明：GWJ-（钢屋架）；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 屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值放水层（三毡四油上铺小石子） 0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土） 0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值雪荷载 0.3kN/㎡积灰荷载 0.60kN/㎡总计 0.90kN/㎡永久荷载设计值 1.35×3.387=4.572 kN/㎡（由可变荷载控制）可变荷载设计值 1.4×0.9=1.26kN/㎡2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(4.572+1.26) ×1.5×6=52.488 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.572×1.5×6=41.148 kN1P=1.26×1.5×6=11.34 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN3P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
－、设计资料1、某工厂车间，采纳梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距 6m。
采纳× 6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为 m2。
屋面活荷载标准值为 m2，雪荷载标准值 m2，积灰荷载标准值为 m2，轴线处屋架端高为，屋面坡度为 i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面 400mm× 400mm，混凝土标号为 C25。
钢材采纳 Q235B 级，焊条采纳E43 型。
2、屋架计算跨度：Lo=27m－ 2× =3、跨中及端部高度：端部高度： h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。
屋架中间高度h=3025mm。
二、结构形式与部署屋架形式及几何尺寸如图一所示:2、荷载组合设计桁架时，应试虑以下三种组合：①全跨永远荷载+全跨可变荷载(按永远荷载为主控制的组合)：全跨节点荷载设计值： F=× +×× +×× ×× 6=图三桁架计算简图本设计采纳程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表一。
内力系数（ F=1）第二种组合第三种组合计算杆件杆件名称左半跨右半跨第一种组F1×①F1×①F3×①F3×①全跨①合 F×①内力（ KN)②③+F2×②+F2×③+F4×②+F4×③AB000000000上弦 BC，CDDE，EFFG，GHHJIJ，JKabbc下cd弦deefaBBbbDDccFFd斜 dH腹He杆eggKgI0Aa0Cb Ec-1-10竖Gd-1-10杆Jg-1-10Ie0Kf000000000四、杆件截面设计1、上弦杆：IJ、 JK计算，依据表得：整个上弦杆采纳相等截面，按最大设计内力N= ，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即：l ox =1355mm,本屋架为无檩体系，以为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，依据支撑部署和内力变化状况，取屋架平面外计算长度 l oy为支撑点间的距离，即： l oy=3l ox=4065mm。
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书所在学院建筑工程学院所属专业土木工程班级学号土木10-3 1015020324 学生春旭指导教师黄雪芳王晓东设计时间2013.11.26－、设计资料1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。
采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。
屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。
钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度：Lo=27m－2×0.15m=26.7m3、跨中及端部高度：端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。
屋架中间高度h=3025mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图一所示:图一屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置如图二所示:图二-1屋架上弦支撑布置图图二-2屋架下弦支撑分布图图二-3屋架垂直支撑符号说明：GWJ-（钢屋架）；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）。
三、荷载与力计算1、荷载计算荷载与雪荷载不同时考虑，故计算时取两者较大的荷载标准值计算。
由资料可知屋面活荷载等于雪荷载，所以取0.5kN/㎡计算。
标准永久荷载:防水层、找平层、保温层1.30kN/㎡预应力混凝土大型屋面板1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.42kN/㎡总计: 3.12kN/㎡`标准可变荷载:屋面活荷载0.50kN/㎡积灰荷载0.60kN/㎡总计: 1.1kN/㎡2、荷载组合设计桁架时，应考虑以下三种组合：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) ：全跨节点荷载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6=49.122kN②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：F1.1=1.35×3.12×1.5×6=37.908kN（按永久荷载为主的组合）F1.2=1.2×3.12×1.5×6=33.696kN（按可变荷载为主的组合）对结构有利时：F1.3=1.0×3.12×1.5×6=28.080kN半跨节点可变荷载设计值：F2.1= 1.4×(0.7×0.5+0.9×0.6)×1.5×6=11.214kN（按永久荷载为主的组合）F2.2=1.4×（0.7+0.9×0.6）×1.5×6=17.325kN（按可变荷载为主的组合）③全跨屋架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主的组合)：全跨节点屋架自重设计值：对结构不利时：F3.1=1.2×0.45×1.5×6=4.86kN对结构有利时：F3.2=1.0×0.45×1.5×6=4.05kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4=(1.2×1.4+1.4×0.5) ×1.5×6= 21.42kN其中①②为使用阶段荷载情况，③施工阶段荷载情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北方地区某车间，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
跨度为27m，柱距6m，厂房高度为15.7m，长度为156m。
车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。
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，1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载为0.4kN/㎡，屋面活荷载为0.4kN/㎡，雪荷载为0.4kN/㎡，风荷载为0.45 kN/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。
设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。
三、钢材和焊条的选用根据北方地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235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。
焊条采用 E43型，手工焊。
四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度。
mm l l 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 20000=。
跨中高度：mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。
屋架高跨比：.812670033500==l H 。
屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。
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 ，屋架几何尺寸如图 1 所示。
图1：27米跨屋架几何尺寸五、 屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。
符号说明：GWJ-（钢屋架）；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）六、 荷载计算屋面活荷载与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0.4kN/2m 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2L)kN/m 0.011(0.12g ⋅+=计算，跨度L 单位为m,荷载计算结果见表1。
表 1 荷 载 计 算 表设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况： 6.1.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：kN F 82.4465.1)12.186.3(=⨯⨯+=6.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：kN F 74.3465.286.31=⨯⨯=半跨节点可变荷载：kN F 08.1065.112.12=⨯⨯=6.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重：kN F 5.465.150.03=⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载：kN F 5.1065.156.068.14=⨯⨯+=6.1、6.2为使用节点荷载情况，6.3为施工阶段荷载情况。
七、 内力计算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作用于全跨、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，计算结果见表2。
表2 屋架杆件内力组合表八、 杆件设计8.1上弦杆整个上弦采用等截面，按HI 、IJ 杆件的最大设计内力设计。
N ＝-859.2kN上弦杆计算长度：在屋架平面内：为节间轴线长度mm l l ox15080==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，根据支撑布置和内力变化情况，取oy l 为支撑点间的距离，即mm l oy 4522150821507=+⨯=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 ＝-450.4kN ，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=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.807=ϕ（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：230.4952215807.0102.859mm f N A =⨯⨯==ϕ需要的回转半径：mm l i mm l i oy y oxx 4.75604522,1.25601508======λλ 根据需要A 、y x i i 、查角钢规格表，选用2L 160×100×10，肢背间距a ＝12mm ，则A ＝50.62cm ，cm .852 i x=，cm 78.7i y =按所选角钢进行验算：9.2528.51508i l ox ===x x λ， 1.588.774522i l oy ===y y λ满足长细比[]150=≤λ的要求。
由于x y λλ>，只需求y ϕ，查表y ϕ＝0.818，则a a a MP 215MP 6.207MP 5060818.0102.859A N 3y <=⨯⨯==ϕσ所选截面合适，上弦截面如图所示：图7：上弦截面8.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的cd 杆计算。
N=817.5kNmm l ox 4500=，mm l l oy 133502/267000===所需截面积为（因跨中有通长系杆）:22302.38mm 3.3802215105.817N A cm f ==⨯==选用2L 160×100×10，因,0x oy l l 〉〉故用不等肢角钢，短肢相并。
A ＝50.62cm ，cm .852 i x=，cm 78.7i y =3509.15785.2450i l ox <===x x λ， 3506.17178.71335i l oy <===y y λa a MP 215MP 6.161 5060817500A N <===σ，所以满足要求。
下弦截面如图：图8.下弦截面8.3斜杆按端斜杆aB 最大设计内力设计。
杆件轴力： kN N4.450-=计算长度： mm l l oy ox2530==因为oy ox l l =，故采用等肢角钢，使y i i ≈x。
选用2L 100×10。
则:A ＝38.522c m ，m3.05c i x=，m c 60.4i y=0.8330.53052i l ox ===x x λ， 0.550.462530i l oy ===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.668，则:a a MP 215175.0MP 3852686.0450400A N x <=⨯==ϕσ，故所选截面合适。
端斜杆截面如图：图9.端斜杆截面8.4腹杆腹杆cf-fG 在f 节点处不断开，采用通长杆件。
kN N cf 9.156-=,kN N fG 6.120-=再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox2087=，在桁架平面外的计算长度：mm N N l l y 6.3932)9.1566.12025.075.0(4174)25.075.0(1210=⨯+⨯=+=选用2L 110×10，查角钢规格表得A ＝45.522c m ，cm 38.3i x=，cm 00.5i y =150115.919.420i l ox <===x x λ， 150 65.870.506.3932i l oy <===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.458，则:a a MP 215MP 3.72 5524584.0156900A N y <=⨯==ϕσ再分腹杆截面如图：图9：再分腹杆截面8.5竖杆HdkN 2.76N -=，2440mm 30500.80.8l l =⨯==ox ，mm oy 3050l =由于杆件内力较小，按150][==λλ选择，需要的回转半径为mm l i ox x 3.161502440][===λ，mm l i oy y 3.201503050][===λ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2L 63×5，其几何特性为：A ＝12.292c m ，4cm 9.1i x=， 3.04cm i y =1508.25119.42440i l ox <===x x λ， 150 100.34.303050i l oy <===y y λ由于x yλλ<，只需求x ϕ。
查表x ϕ＝0.406，则:a a MP 215MP 7.341 2291064.067200A N x <=⨯==ϕσ 竖杆截面如图：图10：竖杆截面其余各杆件的截面选择结果见表3。
九、 节点设计采用E43 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa =。
9.1下弦节点“b ”设 bB 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=，所需焊缝长度为：肢背1l ：mm h f h N K l f wf f 23.1458216087.02103.35665.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 79.1046216067.02103.35635.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1601=，mm l 1202=。
设 bD 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=，所需焊缝长度为：肢背1l ：mm h f h N K l f wf f 19.1218216087.021029065.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 52.876216067.021029035.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1301=，mm l 902=。
bC 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取mm h f 5=。
根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点详图（见图11），从而确定节点板的尺寸为280×340mm 。
下弦与节点板连接到焊缝长度为340mm ，mm h f 5=，焊缝承受节点左、右弦杆的内力差△N ＝N bc -N ab ＝596.6-240.2＝356.4kN 。