钢屋架计算
钢屋架计算例题
钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。
钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。
钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。
该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。
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、荷载永久荷载预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 1500N/m2 =1.5 KN/m2屋架自重（120+11×24）=0.384 KN/m2防水层 380N/m2 =0.38 KN/m2找平层2cm厚 400N/m2 =0.40 KN/m2保温层 970N/m2 =0.97 KN/m2支撑自重 80N/m2 =0.08 KN/m2小计∑3.714 KN/m2可变荷载活载 700N/m2=0.70 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：1.2×3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kN/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=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN（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×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kN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=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。
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
钢结构屋架计算说明书
课程设计说明书课程名称：钢结构设计题目：钢屋架设计院系：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：专业班级：10土木工程2班指导教师：李珂2012年12月16日课程设计任务书梯形钢屋架课程设计摘要：本设计说明说包括梯形钢屋架的形式及尺寸、支撑布置，内力计算，节点焊缝计算及设计方法，屋架施工图绘制，相关的详图大样绘制以及必要的结构剖面图。
关键词：梯形钢屋架节点节点焊缝支撑目录1 设计背景 (1)1.1设计资料 (1)1.2屋架形式 (1)2 设计方案 (2)3 方案实施 (3)3.1荷载与内力计算 (3)3.2杆件截面设计 (4)3.3节点设计 (10)4 结果与结论 (17)5收获与致谢 (18)5.1收获 (18)5.2致谢 (18)6 参考文献 (19)7 附件 (20)1.1 设计资料某地区一金加工车间。
厂房总长度为150m ，柱距6m ，跨度为24m 。
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。
屋面可变荷载标准值为20.50/kN m ，雪荷载标准值为20.50/kN m , 积灰荷载标准值为20.50/kN m 。
屋架采用梯形钢屋架, 其两端铰支于钢筋混凝土柱上。
柱头截面为mm mm 400400⨯, 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235Q B , 其设计强度2/215mm N f =,焊条采用E43型, 手工焊接。
构件采用钢板及热轧型钢, 构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:024000215023700L mm =-⨯=,端部高度:2000h mm = (轴线处),2015h mm =(计算跨度处),桁架的中间高度:3200h mm =。
1.2 屋架形式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屋架支撑符号说明：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)图2屋架支撑3方案实施3.1 荷载与内力计算1.荷载计算屋面可变荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的可变荷载计算。
钢结构屋架计算
一、设计资料天津地区一单跨物资仓库，长96米，跨度为21米，钢筋混泥土柱（400×400），柱距6米，混凝土标号为C30，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。
屋面檐口离地面高度13.5米，设计温度高于-20℃。
屋面坡度i=1:10，采用 1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板，标准值为1.4kN/m2；20厚水泥砂浆找平层，标准值为0.4kN/m2；泡沫混凝土保温隔热层，标准值为0.3kN/m2；八层做法卷材屋面防水层，标准值为0.35kN/m2 。
屋面积灰荷载0.45kN/m2，雪荷载为0.40kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm。
其他资料参照相关标准规定。
根据天津地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。
焊条采用E43型，手工焊。
二、屋架形式及尺寸无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。
屋架计算跨度为L＝L-300＝20700mm，＝1990mm，端部高度取H+1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm，中部高度取H＝H屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。
为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。
屋架杆件几何长度（单位：mm）三、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。
在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。
在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。
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，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。
钢结构屋架计算书
一、 设计资料1、 车间平面尺寸为150m ×30m ，柱距7.5m ，跨度为30m ，术网采用封闭结合，车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。
2、 屋面采用长尺复合屋面板，板厚100m ，檩距不大于1800mm ，檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z 形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度1/20i =。
3、 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴上抗压强度设计值214.3N/mm c f =。
抗风柱的柱距为6m ，上端与层架上弦用板铰连接。
4、 钢材用Q235—B ，焊条采用E43系列型。
5图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式6、 该车间建于深圳近郊。
7、 屋盖荷载标准值：(1)屋面活荷载 0.50kN/m 2(2)基本雪压S O 0kN/m 2(3)基本风压W 0 0.75kN/m 2(4)复合屋面板自重 0.30kN/m2(5)檩条自重 0.0821kN/m 2(6)屋架及支撑自重 0.45kN/m28、运输单元最大尺寸长度为15m ，高度为4.0m 。
二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A ，B ，C …连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a ，b ，c …连续编号。
由于梯形屋架跨度L=30m ＞24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱。
屋架/50060mm f L ==计算跨度2m o l L =-⨯0.15=30-2⨯0.15=29.7。
起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图2所示（基中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。
图2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度15m，高度4m。
此屋架跨度30m，高度3.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为15m，高度为2.85m。
三角形钢屋架计算实例
三角形钢屋架计算实例普通钢屋架设计实例1 设计资料北京地区一单跨厂房屋盖，跨度24m，长度114m，柱距6m。
屋架采用24m芬克式三角形钢屋架，屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土强度等级为C20级，柱网采用封闭轴线。
厂房内设有一台起重量为Q=30t 的中级工作制桥式吊车。
钢材为Q235钢，井具有机械性能四项，抗拉强度、伸长率、屈服点、180°冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条采用E43型，手工焊。
屋面采用波形石棉水泥瓦，自重为0.20kN／m2；木丝板保温层，自重为0.24kN ／m2，檩条采用槽钢。
屋面均布活荷载为0.30kN／m2；基本雪荷载为0.30kN／m2。
屋架形式及几何尺寸：屋面坡度i=1／2.5，屋面倾角计算跨度为弦长度为??arctg?1/2.5??2148'，屋架l0?l?300?23700mm，屋架跨中高度为 H?23700/5mm?470mm，上，取6节间，节间长度为L?l0/?2cos???23700/?2?0.928??12762mms?12762/6?2127mm，节间水平投影长度为??scos??2127?0.9285?1975mm。
如图9-18示。
图9-18屋架几何尺寸及内力2 支撑布置根据厂房长度为120m?60m，跨度l=24m和有桥式吊车的情况，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；并在上弦及下弦各设三道系杆。
上弦因有檩条亦可不设系杆。
如图9—19示。
图9-19 屋盖支撑布置（a）上弦支撑系统、（b）上弦支撑系统、（c）上弦支撑系统3 檩条布置1．檩条布置檩条采用槽钢檩条，每节间放两根，檩距为2127／3=709mm，檩条跨中设一根拉条。
2．荷载计算屋面坡度??2148'?25，雪荷载按不均匀分布最不利情况考虑，取 Sk?1.25?0.3?0.375中波石棉瓦重本丝板重kN／m2。
钢屋架计算
例6某工程钢屋架如图所示，计算钢屋架工程量，确定 某工程钢屋架如图所示，计算钢屋架工程量， 定额项目。 定额项目。
2
• L70×7每米理论重量为7.398kg/m • L50×5每米理论重量为3.77kg/m • 8号钢板的理论重量为62.80kg／m2
解：上弦重量＝3.40×2×2×7.398＝100.61kg 上弦重量＝3.40× 7.398＝ 下弦重量＝5.60× 下弦重量＝5.60×2×1.58＝17.70kg 1.58＝ 立杆重量＝1.70×3.77＝ 立杆重量＝1.70×3.77＝6.41kg 斜撑重量＝1.50× 斜撑重量＝1.50×2×2×3.77＝22.62kg 3.77＝ ①号连接板重量＝0.7×0.5×2×62.80＝43.96kg 号连接板重量＝0.7×0.5× 62.80＝ ②号连接板重量＝0.5×0.45×62.80＝14.13kg 号连接板重量＝0.5×0.45×62.80＝ ③号连接板重量＝0.4×0.3×62.80＝7.54kg 号连接板重量＝0.4×0.3×62.80＝
∟50×4 ×
－50 ×5
6
解：1.制作工程量 1.制作工程量 查五金手册∟50× 每米重3.059kg 查五金手册∟50×4每米重3.×3.059=14.68kg 钢筋竖杆重量=1 钢筋竖杆重量=1 ×21 ×0.00617 ×162=33.17kg 扁钢横衬重量 785０ ００5=18.84kg =4.8 ×2 ×785０ ×０.０5 ×０.００5=18.84kg 钢栏杆的制作工程量为 14.68+33.17+18.84=66.69kg=0.0667t 2.运输工程量= 2.运输工程量=安装工程量 运输工程量 =0.0667× =0.0667×1.015=0.0687t
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四、设计与计算
1、荷载计算与组合 （1）荷载标准值（屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算） �永久荷载 两毡三油防水卷材上铺小石子 20mm 厚水泥砂浆找平层 冷底子油、热沥青各一道 80mm 厚泡沫混凝土保温层 预应力混凝土大型屋面板和灌缝 屋架和支撑自重 吊顶 0.3kN/m2 0.4kN/m2 0.05kN/m2 0.48kN/m2 1.4kN/m2 0.12+0.01l=0.12+0.11×24=0.38kN/m2 + 0.4kN/m2 ______________ 3.41kN/m2 �可变荷载 屋面活荷载 0.50kN/m2
三、屋架尺寸与布置
屋面材料为大型屋面板， 故采用平坡梯形屋架。 屋架计算跨度 l0 = l - 300 = 23700mm 。 设端部高度 H0=2000mm ，中部高度 H=3200mm ，屋架高跨比 H/L0=3200/23700=1/7.4 。 屋架跨中起拱 50mm（L/500 ）屋架集合尺寸如图所示，屋架支撑布置如图所示。
2）Bc 杆 NBc=542.58kN ， l0 x = 0.8l = 0.8 × 281.2 = 224.96cห้องสมุดไป่ตู้ ， l0 y = l = 281.2cm
An =
N 542.58 ×103 = = 2569.7 mm 2 = 25.70cm 2 f 215
选用 2└ 75 × 10 ，A=28.25cm2， ix = 2.26cm ， i y = 3.54cm
12mm。 �上弦杆 整个上弦杆采用等截面，按最大压杆件 BC 、CD 设计内力设计，NBC=-555.95kN。 屋架平面内计算长度 l0x=1510mm，屋架平面外计算长度根据支撑布置和内力情况确定，取 两块屋面板宽度，l0y=3020mm。因为 l0y=2l0x，截面选取两不等肢角钢，短肢相并。 假设λ=60，查表得Ψ=0.807
269.5 = 77 < [λ ] = 150 3.50
满足
4）gH 杆 NgH=-385.15kN ， l0 x = 0.8l = 0.8 × 339.7 = 271.8cm ， l0 y = l = 339.7cm
N 385.15 ×103 An = = = 17.91cm 2 f 215
选用 2└ 70 × 7 ， A=18.85cm2， ix = 2.14cm ， i y = 3.28cm
An =
N 439.93 × 103 = = 20.46cm 2 f 215
选用 2└ 75 × 8 ，A=23.01cm2， ix = 2.28cm ， i y = 3.50cm
λx =
l0 x 215.6 = = 94.6 < [λ ] = 150 满足 ix 2.28
λy =
l0 y iy
=
λx =
l0 x 224.96 = = 99.5 < [ λ ] = 150 ix 2.26 l0 y iy
= 281.2 = 79.4 < [λ ] = 150 3.54
λy =
3）Fg 杆 NFg=439.93kN ， l0 x = 0.8l = 0.8 × 269.5 = 215.6cm ， l0 y = l = 269.5cm
λx =
l0 x 272.8 = = 89.4 < [λ ] = 150 满足 ix 3.05 l0 y iy
= 341 = 75.4 < [λ ] = 150 4.52
满足
λy =
N 403.27 × 103 = = 167.5 N / mm 2 < f = 215 N / mm 2 ϕA 0.625 × 3852
目录
一、 设计资料..............................................................................2 二、 主要参考文献...................................................................... 2 三、 屋架尺寸与布置.................................................................. 2 四、 设计与计算.......................................................................... 3 五、 附图................................................................................... 12
钢屋架计算
一、设计资料
车间平面尺寸 24m×78m，车间为单跨，跨度为 24m；轨顶标高为 24m，柱距 6m，二 台桥式吊车，Q=30 吨 /5 吨，中级工作制。屋架型材为 Q235，焊条为 E43 型；建设于太原。 屋盖为无檩方案，无天窗，采用 G410，1.5m×6m 预应力大型屋面板，柱为钢筋混凝土柱， 采用 C20 混凝土，上柱截面为 400mm×400mm，屋面防水为两毡三油防水层，防水层下做 20mm 厚水泥砂浆找平层，再下是 80mm 厚泡沫混凝土保温层，屋面坡度 i=1/12 。
N 555.95 ×103 A= = = 3204.2mm 2 = 32.04cm 2 ϕf 0.807 × 215 ix = l0 x 151 = = 2.52cm , λ 60 iy = l0 y λ
= 302 = 5.03cm 60
2
查型钢表，选 2∟160×100×10 短肢相拼，A=50.63cm ，ix=2.85cm，iy=7.70cm。 按所选角钢进行验算：
λx =
l0 x 271 = = 68.1 < [ λ ] = 150 ix 3.98 l0 y iy
= 271 = 81.9 < [ λ ] = 150 3.31
λy =
由于 λ y ≻ λ x ，只需求出 ϕ min = ϕ y ，查表得， ϕ y = 0.678
N 445.96 ×103 = = 166.9 N / mm 2 < f = 215N / mm 2 ϕA 0.678 × 3942
= 1185 = 252.7 < [λ ] = 350 4.69
满足
λy =
满足
�斜腹杆 1）aB 杆 NaB=-445.96kN ， l0 x = l0 y = l = 271cm 选用 2└ 125 × 80 × 10 ，长肢相拼，查型钢表， A=39.42cm2， i y = 3.31cm ， ix = 3.98cm 截面验算：
二、主要的参考文献
1、钢结构设计原理：北京：中国建筑工业出版社，2003 ；沈祖炎，陈扬骥，陈以一。 2、钢结构设计原理（第二版） ，北京：科学出版社， 2003 ；陈绍蕃。 3、中华人民共和国国家标准，建筑结构和规范（ GB50009--2001 ） ，北京：中国建筑 工业出版社，2001 。 4、中华人民共和国国家标准，钢结构设计规范（ GB50017--2002 ） ，北京：中国建筑 工业出版社，2002 。 5、中华人民共和国国家标准，房屋建筑制图统一标准（GB/T50001--2001 ） ，北京： 中国计划出版社，2001 。 6、中华人民共和国国家标准，建筑结构制图标准（ GB/T50105--2001 ） ，北京：中国 计划出版社，2001 。 7、钢结构课程设计，北京：机械工业出版社，2009 ；赵根田
所选截面合适。 �下弦杆 整个下弦杆采用等截面。按最大内力 Nce=297.17kN 计算。 l0 x = 300cm, l0 y = 1185cm ，因
l0 y >> l0 x ，选用不等边角钢，短肢相拼。
所需截面 An =
N 297.17 ×103 = = 1382.2 mm 2 = 13.82cm 2 f 215
λx =
l0 x 271.8 = = 127 < [λ ] = 150 ix 2.14 l0 y iy
= 339.7 = 100.5 < [λ ] = 150 3.38
满足
λy =
满足
5）Hk 杆 NHk=-403.27kN ， l0 x = 0.8l = 0.8 × 341 = 272.8cm ， l0 y = l = 341cm 选用 2└ 100 × 10 ， A=38.52cm2， ix = 3.05cm ， i y = 4.52cm
因由型钢表选 2└ 100 × 80 × 6 ，A=21.27cm2， i y = 4.69cm ， ix = 2.40cm
N 297.17 ×103 σ= = = 139.7 N / mm 2 < f = 215 N / mm 2 （满足） An 2127 λx = l0 x 300 = = 125 < [λ ] = 350 ix 2.4 l0 y iy
______________ 0.50kN/m2 （2）荷载组合 设计屋架时应考虑以下三种荷载组合： �全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载（端点荷载取半） ：P= （3.41×1.2+0.5×1.4） ×1.5×6=43.13kN �全跨永久荷载+半跨可变荷载 有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载： P1=3.41×1.2×1.5×6=36.83kN 无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载： P2=0.5×1.2×1.5×6=5.4kN �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=0.38×1.2×1.5×6=4.1kN 作用于半跨的屋面板及活荷载产生的节点荷载： P1=（ 1.4×1.2+0.5×1.4 ）×1.5×6=21.42kN 以上�，�为使用阶段荷载组合， �为施工阶段荷载组合。 2、内力计算 用图解法计算 P=1 时，各个节点荷载作用下的杆件所受的轴力。 各杆件内力如下： 上弦杆 AB：0×43.13=0kN BC、 CD：-12.89×43.13=-555.95kN DE、 EF：-2.27×43.13=-97.91kN FG、 GH： -11.10×43.13=-478.74kN HK： -2.98×43.13=-128.53kN 下弦杆 ac：5.10×43.13=219.96kN ce：6.89×43.13=297.17kN eg： 2.35×43.13=101.36kN gk：5.78×43.13=249.29kN 斜腹杆 aB：-10.34×43.13=-445.96kN Bc：12.58×43.13=542.58kN cD：-10×43.13=-431.3kN De：10.9×43.13=470.12kN eF：-8.95×43.13=-386.01kN Fg：10.20×43.13=439.93kN Hg：8.93×43.13=385.15kN Hk：9.35×43.13=403.27kN 竖杆 Aa ：-0.5×43.13=-21.57kN Cc：-43.13kN Ee ：-43.13kN Gg：-43.13kN Kk：0.97×43.13=-48.34kN （3）杆件截面选择 按腹杆最大内力 NBc=542.58kN ，查表选中间节点板厚度为 10mm ，支座节点板厚度 为