18m跨厂房普通钢屋架设计
《钢结构》课程设计任务书
1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计
2．目的
通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。
3．设计资料
某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,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C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。
荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架
为屋架及支撑自重，以kN/
跨度，以m为单位，g
k
m2为单位；
②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标
=0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，
准值为s
k
取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附
表取。
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0.6KN/m2
保温层0.45KN/m2(按附表取)
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 1.55KN/m2
屋架杆件的内力系数
1
02
.279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载
作用下各杆件的内力值A
a c e g e
'c
'a
' +2
.
5
3
7
.
0-
4
.
3
7
1-
5
.
6
3
6-
4
.
5
5
1-
3
.
3
5
7-
1
.
8
5
00
.
0 -
4
.
7
5
4
-
1
.
8
6
2
+
.
6
1
5
+
1
.
1
7
+
1
.
3
4
4
+
1
.
5
8
1
+
3
.
1
5
8
+
.
5
4
-
1
.
6
3
2
-
1
.
3
5
-
1
.
5
2
-
1
.
7
4
8
-1
.
0-1
.
+
0.
4
6
0.
0.
-0
.
5
+5
.
3
2
5+5
.
3
1
2+3
.
9
6
7+2
.
6
3
7+0
.
9
3
3
B C
D E
F G F
'E
'D'C'
B
'A
' 0
.
51
.
01
.
01
.
01
.
01
.
01
.
c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑（如图1-1所示）。
屋面采用 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（3
kg
r ）的保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm厚水泥砂浆找平/
350m
层，屋面雪荷载为2
.0m
kN，钢材采用3号钢。
30
/
2荷载计算
2.1永久荷载
预应力钢筋混凝土大型屋面板： 2/68.14.12.1m kN =? 三毡四油防水层及及找平层（20mm ）： 2/912.076.02.1m kN =? 120mm 厚泡沫混凝土保温层： 2/504.042.02.1m kN =? 屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=18m ）
2/32181.12.11.12.1m kg l P w ≈?+=+= 2/384.032.02.1m kN =?
2.2 可变荷载
屋面雪荷载： 2/77.055.04.1m kN =?
2.3 荷载组合
永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：
[]kN F 25.3865.177.0)384.0504.0912.068.1(=??++++=
3 内力计算
桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。
表3-1
4 截面选择
4.1 上弦杆截面选择
上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨杆来选择：kN N 266.348max -= 在屋架平面内的计算长度cm l ox 8.150=，屋架平面外的计算长度cm l oy 5.301=。 选用两个不等肢角钢6801002??L ，长肢水平。
截面几何特性（长肢水平双角钢组成T 形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mm ）：
2274.21cm A = cm i cm i y x 61.4,40.2==
1508.6240
.28
.150<===
x ox x i l λ 7922.0=x ? 1504.6561
.48
.150<==
=
y
oy y i l λ 778.0=y ? 截面验算：
22min /215/4.2104
.2127778.0348266
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。
4.2 下弦杆截面选择
下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-O 杆来选择：kN N 578.354max += 在屋架平面内的计算长度：cm l ox 300=，屋架平面外的计算长度：cm l oy 300=。 所需截面面积为：24.1649215
354578
mm f N A n ==
选择两个不等肢角钢656902??∠，长肢水平。
截面几何特点：22494.16114.17cm cm A >=
cm i x 58.1= cm i y 42.4=3509.18958.1300<==x λ3509.6742
.4300
<==y λ 另两个节点的下弦杆内力较小，但cm l oy 600=，故须验算其屋架平面外的长细比：
3507.13542
.4600
<==
y λ 4.3 支座竖杆截面选择
杆轴力：kN N 125.19-=
计算长度：cm l l oy ox 199==，采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 型截面 截面几何特性：2286.12cm A =cm i x 94.1=cm i y 89.2=
15010294.1199<==x λ，542.0=x ?1509.6889.2199<==y λ，758.0=y ?
截面验算：
22min /215/720.286
.1228542.019125
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.4 支座斜杆截面选择
杆轴力：kN N 702.248-= 计算长度：cm l l oy ox 253== 采用两个不等肢角钢7631002??∠，长肢相拼。
截面几何特性：2222.22cm A =cm i x 20.3=cm i y 58.2=
1501.792.3253<==x λ693.0=x ?1501.9858.2253<==y λ567.0=y ?
截面验算：
2min /2154.1972
.2222567.0248702
mm N A
N
<=?=
?
4.5 斜杆②③截面选择
杆轴力：kN N 415.175+= 计算长度：cm l l ox 2093.2618.08.0=?==
cm l oy 3.261= 所需截面:288.815215
175415cm f N A n ===
选用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面
截面特性：221071.8606.9cm cm A n >=cm i x 53.1=cm i y 38.2=
3506.13653.1209<==x λ3508.10938
.23.261<==y λ
4.6 竖杆③④截面选择
杆轴力：kN N 250.38-=
计算长度：cm l l ox 2.1832298.08.0.
=?==cm l oy 229= 采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面。
截面几何特性：2606.9cm A =cm i x 53.1=cm i y 38.2=
1507.11953.12.183<=x λ438.0=x ?1502.9638.2229<==cm y λ580.0=y ?
截面验算：
2min /21591.906
.960438.038250
mm N A
N
<=?=
?
4.7 斜杆④⑤截面选择
杆轴力：kN N 323.129-=
计算长度：cm l l ox 1.2294.2868.08.0=?== cm l oy 4.286= 采用两个等肢角钢5752?∠，组成T 形型截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
1503.9833.21.229<==x λ 566.0=x ? 1502.8536.34.286<==y λ 652.0=y ?
截面验算：
22min /215/1.1544
.1482566.0129323
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.8 斜杆⑤⑥截面选择
杆轴力：kN N 063.72+=
计算长度：cm l l ox 1.2294.2868.08.0=?== cm l oy 4.286= 所需截面：22.335215
72063mm f N A n ===
采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形型截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
3507.14953.11.229<==x λ 3503.12038
.24.286<==y λ
4.9 竖杆⑥⑦截面选择
杆轴力：kN N 250.38-=
计算长度：cm l l ox 2.2072598.08.0=?== cm l oy 259= 采用两个等肢角钢5502?∠，组成T 形截面
截面几何特性：22352.3606.9cm cm A >= cm i x 53.1= cm i y 38.2=
1504.13553.12.207<==
x λ 364.0=x ? 1508.10838
.2259
<==y λ501.0=y ?
截面验算：
22min /215/4.1096
.960364.038250
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.10 斜杆⑦⑧截面选择
杆轴力：kN N 393.26-=
计算长度：cm l l ox 9.2494.3128.08.0=?== cm l oy 4.312= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
1508.12894.19.249<==x λ 393.0=x ? 1501.10889.24.312<==y λ504.0=y ?
截面验算：
22min /215/7.546
.1228393.026393
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.11 斜杆⑧⑨截面选择
杆轴力：kN N 710.17-=
计算长度：cm l l ox 9.2494.3128.08.0=?== cm l oy 4.312= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
1508.12894.19.249<==x λ 393.0=x ? 1501.10889.24.312<==y λ504.0=y ?
截面验算：
22min /215/7.366
.1228393.017710
mm N f mm N A
N
=<=?=
?
4.12 竖杆⑨⑩截面选择
杆轴力：kN N 059.31+=
计算长度：cm l l ox 2.2312898.08.0=?== cm l oy 289= 采用两个等肢角钢5632?∠，组成T 形截面
截面几何特性：2286.12cm A = cm i x 94.1= cm i y 89.2=
3502.11994.12.231<==x λ 35010089
.2289<==y λ
截面验算：22/215/3.256
.122831059
mm N f mm N A N =<==
各杆件截面选择结果列表如下表4-1
5 节点设计
各节点的节点板厚一律取8mm ，各杆内力如图5-1所示。 5.1 下弦节点i 设计（如图6-2所示）
首先，计算腹杆与节点板连接焊缝尺寸，然后按比例绘出节点板形状和尺寸，最后验算下弦与节点板的连接焊缝。已知焊缝的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值：
2/160mm N f f w =
设杆②③的肢背和肢尖焊缝分别是mm h f 6=和mm h f 5=，则所需焊缝长度为：
肢背：mm hef N l w
f
w 4.9116067.02175415
7.027.0/
=????==
取110mm 肢尖：mm hef N l w f w 0.50160
57.021754157.027.0//
=????==
取80mm 设杆④⑤的肢背和肢尖焊缝分别是mm h f 6=和mm h f 5=，则所需焊缝长度为
肢背：mm hef N l w
f
w 4.6716067.02129323
7.027.0/=????==
取100mm 肢尖：mm hef N l w f w 6.34160
57.021293237.027.0//
=????==
取80mm
设杆③④的肢背和肢尖焊缝均为mm h f 5=，则所需焊缝长度为
肢背：mm hef N l w
f
w 9.2316057.0238250
7.027.0/
=????==
取165mm 肢尖：mm hef N l w
f
w 2.1016057.02382507.027.0//
=????==
取165mm 根据上述腹杆焊缝长度，并考虑杆件之间应留有间隙，按比例绘出节点大祥图5-1，从而确定节点板尺寸为mm 8275385??。
下弦与节点板连接的焊缝长度为385mm ，mm h f 5=，焊缝所受的力为左右两下弦杆内力差kN N 436.171072.133508.304=-=? 所受较大的肢背处焊缝应力为：
22/160/7.45)
10385(57.02171436
7.0275.0mm N f mm N hel N w f w f =<=-????=?=
τ
5.2 下弦节点j 的设计（图5-2）
设节点所有焊缝为mm h f 5=，所需焊缝长度如下： 杆⑤-⑥kN N 063.72+=
肢背：mm hef N l w f w 0.45160
57.0272063
7.027.0/
=????==
肢尖：mm hef N l w
f
w 3.1916057.0272063
3.023.0//
=????==
杆⑥-⑦kN N 250.38-=
肢背：mm hef N l w f w 9.23160
57.02382507.027.0/=????==
肢尖：mm hef N l w
f
w 2.1016057.0238250
3.023.0//=????==
杆⑦-⑧kN N 393.26-=
肢背：mm hef N l w f w 5.16160
57.02263937.027.0/=????==
肢尖：mm hef N l w
f
w 1.716057.0226393
3.023.0//=????==
所有焊缝均按构造（节点板尺寸）确定，焊缝长度均需大于60mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为320mm ，mm h f 5=，焊缝所受的力为左右两下弦 杆内力差kN N 07.50508.304578.354=-=?所受较大的肢背处焊缝应力为：
22/160/3.17)
10320(57.0250070
7.0275.0mm N f mm N hel N w f w f =<=-????=?=
τ
焊缝强度满足要求。 5.3 下弦节点k 的设计
下弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般mm h t h f f 5++=）
，拼接角钢这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算（如图5-3）
设焊缝mm h f 6=，则所需一条焊缝计算长度为:
mm l w 9.131160
67.04354578
=???=
拼接角钢的长度取400mm>131.9×2=263.8mm 屋架分成两个运输单元，设置工地焊缝长度拼接，左半边的弦杆和腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的弦杆与腹杆与节点板连接用工地焊缝。中间竖杆跟左半边在工厂焊牢再出厂，为便于工地拼接，在拼接的角钢与右半边斜杆上，设置螺栓孔5.21Φ。作为安装施焊前的定位之用。下弦杆与节点板之间用mm h f 5=焊缝满焊。
斜杆⑧-⑨和竖杆⑨-⑩的内力均很小，肢背与肢尖焊缝mm h f 5=，施焊长度均可按构造采用，至少60mm ，采用390×290×8mm ，所有焊缝均满焊，焊缝长度均大于所需长度。 5.4 支座节点h 设计
为了便于施焊，下弦焊与支座底板的距离取130mm ，在节点中心设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。 5.4.1 支座底板计算
支座反力：kN F R 5.22925.3866=?==
支座底板的平面尺寸取2112280280401mm =?，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则实承面积为：230800
110280mm =? 验算柱顶混凝土的抗压强度：
22/10/45.730800
229500
mm N f mm N A R c n =<== 式中c f ——钢筋混凝土轴心抗压强度的设计值。
底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成4块。每
块板是两相邻为固定支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度最大弯矩为：21qa M β=
式中 q ——底板所受的均布反力，2/45.730800
229500mm N A R q n ===
1α——两支承之间的对角线长度，mm 16280)5146(221=+-=α
β——系数，由11/a b 查课本表5-6确定，1b 为两支承边的相交点到对角线1α的垂线距离，由相似三角形的关系得：mm b 6.69162
141
801=?
= 43.0162/6.69/11==a b 查表5-5得047.0=β
mm N qa M /918916245.7047.0221=??==β
底板厚度：mm f M t 16215/91896/6=?== 取20mm
5.4.2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算
加劲肋与节点板的链接焊缝计算与牛腿焊缝相似，假定一个加劲肋的受力为屋架
支座反力的四分之一，即：kN 375.57500.2294
1
=?
焊缝受剪力kN V 375.57=，弯矩：m kN M ?=?=229540375.57，设焊缝
mm h f 5=，焊缝计算长度mm l w 38110391=-= 焊缝应力为：w N hel V 2=
τ he
l M
w M 226=σ 22.1=f β 5.2138157.0257375=???=
N τ 6.1338157.022********
=????=M σ
2222222/160/22.243.4623.1245.21)22
.16.13()(mm N f mm N w f N f M =<=+=+=+τβσ5.4.3 节点板，加劲肋与底板的连接焊缝计算 设焊缝传递全部支座反力R=229.5kN ，其中每块加
劲肋各传kN R 375.575.2294141=?=，节点板传kN R 75.1145.22921
21=?=
节点板与底板的连接焊缝mm l w 540)10280(2=-?=，所需焊脚尺寸为
mm f l R h w
f
w f 90.11605407.0114750
7.02/=??=∑=
采用mm h f 5= 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：mm l w 1002)102080(=?--=∑，所需焊脚尺寸为mm f l R h w f w f 12.5160
1007.057375
7.04/=??=∑=
取mm h f 6=
5.4.4 下弦杆与支座斜杆和竖杆焊缝计算
下弦杆 kN N 072.133+= 肢背和肢尖焊缝均为mm h f 6=，则所需焊缝长度为：
肢背：mm hef N l w
f
w 3.7416057.02133072
75.0275.0/
=????==
肢尖：mm hef N l w f w 8.24160
57.021*******.0225.0//
=????==
支座斜杆 kN N 702.248-= 肢背焊缝长度为mm h f 6=，肢尖焊缝长度为
mm h f 5=，则所需焊缝长度为：
肢背：mm hef N l w f w 3.74160
67.02133072
75.0275.0/=????==
肢尖：mm hef N l w
f
w 8.2416057.02133072
25.0225.0//
=????==
支座竖杆 kN N 125.19-= 肢背和肢尖焊缝均为mm h f 5=，则所需焊缝长度为：
肢背：mm hef N l w f w 95.11160
57.0219125
7.027.0/=????==
肢尖：mm hef N l w
f
w 12.516057.0219125
3.023.0//
=????==
根据节点板尺寸所确定的焊缝长度均大于所需焊缝长度，全部焊缝满焊。 5.4.5 上弦节点b 设计
为了便于在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm ，用塞焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽钢作为两条焊缝计算，这时，强度设计值应乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，且假定集中荷载F 与上弦垂直（图）
上弦肢背槽钢焊缝的mm h f 4=，节点板的长度为435mm ，其应力为：
[]/
2
22112)5.0()(w
hel F N N k +-[]mm N f w f /1288.044.75)
10435(47.02)382505.0(23803675.02
2=<=-????+?=
上弦肢间角焊缝的应力为：
[]//
2
22122)5.0()(w
hel F N N k +-[]mm N /16026.26)
10435(47.02)382505.0(23803625.02
2<=-????+?=
腹杆与节点板连接焊缝已在下弦节点中计算，可不必再计算，节点板尺寸就是根据腹杆焊缝长度按比例绘制确定。上弦为了便于搁置屋面板，在角钢再肢间设置肋板。
5.4.6上弦节点d 、f 的设计 两个节点的弦杆内力差值较小，腹杆与节点板的焊缝连接已在下弦节点计算中解决，根据腹杆焊缝长度决定节点板尺寸（图），假定节点荷载由槽钢焊缝承受，可不必计算，仅验算肢尖焊缝。
d 节点：kN N N 067.106030.238097.34421=-=- 221/10.48)
10325(57.02106067
7.02mm N l h N N w f N f =-???=?-=
τ
2
2
2
21/97.54)
10325(57.026010606767.02)(6mm N l h e N N w
f M f =-?????=
?-=
σ 22222
2/160/04.7097.5410.48)()(mm N f mm N w f N f M f =<=+=
+τσ f 节点：kN N N 176.409.344266.34821=-=-
221/34.2)
10265(57.024176
7.02mm N l h N N w f N f =-???=?-=
τ
22
2
21/30.3)
10265(57.0260
417667.02)(6mm N l h e N N w
f M f =-?????=
?-=
σ 22222
2/160/05.434.230.3)()(mm N f mm N w f N f M f =<=+=
+τσ 5.4.7 上弦节点a 、c 、e 设计
这三个节点的弦杆内力或弦杆两内力差值均等于零，仅承受节点荷载，故均可采用构造焊缝而不必计算。腹杆焊缝已在下弦节点中计算过，节点构造如图所示 5.4.8 上弦节点g 设计
屋脊节点构造与下弦跨中节点相似，用同号角钢进行拼接，接头一边的焊缝长度按弦杆的内力计算，采用mm h f 6=
mm f h N l w
f
f w 56.12916067.04348266
7.04=???=??=
拼接角钢的长度取400mm>2×129.56=259.12mm
上弦与节点板之间的塞焊，假定承受节点荷载，可不验算。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，设肢尖焊缝mm h f 6=，节点板长度为300mm ，则节点一侧角焊缝的计算长度为mm l w 1201020150=--=，焊缝应力为：
2/83.51120
67.02348266
15.0mm N N f =????=
τ
222
/160/48.155120
67.026034826615.06mm N f mm N w f M f =<=??????=σ 6 热板计算
屋架各杆件的垫板间距，在受压杆件中不大于40i ，在受拉杆件中不大于80i ，T 形截面中的i 为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中味一个角钢的最小回转半径。计算结果如下表
所有垫板焊缝为mm h f 5=，满焊。 7 施工图如图纸上所示
18m跨厂房普通钢屋架设计.
《钢结构》课程设计任务书 1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计 2．目的 通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。 3．设计资料 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,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C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架 为屋架及支撑自重，以kN/ 跨度，以m为单位，g k m2为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标 =0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑， 准值为s k 取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附 表取。 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0.6KN/m2 保温层0.45KN/m2(按附表取) 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 1.55KN/m2
屋架杆件的内力系数 1 02 .279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值A a c e g e 'c 'a ' +2 . 5 3 7 . 0- 4 . 3 7 1- 5 . 6 3 6- 4 . 5 5 1- 3 . 3 5 7- 1 . 8 5 00 . 0 - 4 . 7 5 4 - 1 . 8 6 2 + . 6 1 5 + 1 . 1 7 + 1 . 3 4 4 + 1 . 5 8 1 + 3 . 1 5 8 + . 5 4 - 1 . 6 3 2 - 1 . 3 5 - 1 . 5 2 - 1 . 7 4 8 -1 . 0-1 . + 0. 4 6 0. 0. -0 . 5 +5 . 3 2 5+5 . 3 1 2+3 . 9 6 7+2 . 6 3 7+0 . 9 3 3 B C D E F G F 'E 'D'C' B 'A ' 0 . 51 . 01 . 01 . 01 . 01 . 01 . c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
18m跨厂房普通钢屋架设计.
课程设计任务书 课程名称：钢结构设计原理 设计题目：某梯形钢屋架设计 专业层次：土木工程（本科） 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2 0 14年1 2 月 目录 1、设计资料 (1)
1.1结构形式 (1) 1.2屋架形式及选材 (2) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (2) 2、支撑布置 (2) 2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2) 2.2桁架支撑布置如图 (4) 3、荷载计算 (5) 4、内力计算 (6) 5、杆件设计 (8) 5.1上弦杆 (8) 5.2下弦杆 (9) 5.3端斜杆A B (10) 5.4腹杆 (10) 5.5竖杆 (15) 5.6其余各杆件的截面 (17) 6、节点设计 (18) 6.1下弦节点“C” (18) 6.2上弦节点“B” (19) 6.3屋脊节点“H” (20) 6.4支座节点“A” (22) 6.5下弦中央节点“H” (24) 参考文献 (25) 图纸 (25) 1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为18m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝
土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10 i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7 :1 度，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。 1.2、屋架形式及选材 屋架跨度为18m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①静荷载： 预应力混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1400N/m2 二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2 水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2 保温层 1000N/m2 支撑自重 70N/m2 ②活荷载： 屋面活荷载标准值： 700N/m2 雪荷载标准值： 400N/m2 2、支撑布置 2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示
钢结构梯形钢屋架设计
课程设计说明书题目：钢结构梯形钢屋架设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
一、设计资料 (3) 二、结构形式与布置 (3) 三、荷载计算 (5) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (8) 六、节点设计 (15) 梯形钢屋架课程设计计算书 一、设计资料 1、厂房的跨度分别取18m、21m、24m，长度为60m，柱距6m。车间内设有两台30/5t中级工作制吊车。梯形屋架，屋架端高分别为1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2.0m，
屋面坡度分别为i=1/9，1/10、1/11、1/12，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面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：三毡四油绿豆砂防水层，20厚1：3水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。屋面活荷载标准值0.52/kN m ，雪荷载标准值0.52/kN m ，积灰荷载标准值0.52/kN m 。由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。 2、屋架计算跨度 01820.1517.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度：本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，屋面坡度为 i=1/10，屋架在18m 轴线处的端部高度' 0 1.800h m =，屋架的中间高度h=2.800m ，则屋 架在17.7m 处，两端的高度为m h 817.10=。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图1所示。 根据厂房长度60m 、跨度及荷载情况，设置了两道上、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所示。 图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸
梯形钢屋架课程设计(2017年度)
长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：
时间：2017 年月日
目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)
长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书
一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。
图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 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 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2
普通钢屋架设计实例
普通 1.屋架简图及几何尺寸 24m 跨度梯形钢屋架，端部高度2.0m ，跨中高度3.0m ,屋面坡度12/1=i ，屋架间距6m ，屋架两端与钢筋混凝土柱连接（房屋总长度60m ）。屋架上、下弦连有横向支撑和 竖向支撑。采用大型屋面板mm m m 120,65.1?泡沫混凝土保温层、防水层及找平层。屋面雪荷载为2 /40.0m kN 。柱用混凝土强度等级为20C ，钢材为235Q ，焊条采用425E （图2－1）。 2.屋架内力计算 大型屋面板 2 /68.14.12.1m kn =? mm 20厚防水层及找平层 2 /90.075.02.1m kN =? mm 80厚泡沫混凝土保温层 2/60.050.02.1m kN =? 屋架和支撑自重 2/42.035.02.1m kN =? 屋面雪荷载 2/56.040.04.1m kN =? 图2－1 屋架内力及几何长度 屋架上弦荷载计算： kN P 88.7463]56.042.060.090.068.1[=??++++= 半跨雪荷载时的荷载组合在本屋架计算中不起控制作用，故计算从略，只计算永久荷载加全跨可变荷载的荷载组合（表2－1）。
上弦节间因屋面板 1.5m 宽，故有节间荷载引起的弯矩，端节间的正弯矩0 18.0M M =（0M 为简支梁计算出来的弯矩），其他节间的正弯矩和节点负弯矩均为016.0M M =。 节间屋面板的集中荷载为： kN P 44.3788.742 1 21=?= m kN Pd M .341.21485 .244.378.045.08.01=??=?= m kN Pd M .006.164 85 .244.376.045.06.01=??=?= 3.杆件截面的选择 上弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力来计算： m kN M kN N .006.16,882.5872max =-= 计算长度在屋架平面内cm l x 3010=，屋架平面外因有大型屋面板与屋架焊牢， cm l y 1510=。选用两个等肢角钢101402?L ，相并成T 形，截面几何特征： 19.6,34.4,746.54373.2722 ===?=y x i cm i cm A （节点板厚mm 12） 15039.2419 .6151,15035.6934.4301 00<===<===y y y x x x i l i l λλ 查附录 得b 类截面轴心受压构件的稳定系数956.0,755.0==y x ??。 双角钢在弯矩作用平面内最大纤维净截面模量为： 3 max 46.26973.1342cm W =?= 按照公式（2－ ）计算截面强度，查目录 中05.1=x γ。强度验算： 2 23 3/215/95.16310 46.26905.110160066.5474587882mm N mm N W M A N nx x x n <=???+=+γ
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m，长度72m，柱距6m。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa，雪荷载标准值为0.5kN/2 m，积灰荷载标准值为0.6 kN/2m。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7 l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度 02000 h mm '=，屋架的中间高度：3500 h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b、有檩设计方案 在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>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设置了刚性与柔性系杆，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性系杆，以传递山墙
钢结构课程设计指导书(详细版)
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为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。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 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。 2．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 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
钢结构课程设计 普通钢屋架设计(18m梯形屋架)
钢结构课程设计 学生姓名： 学号： 所在学院：机电工程学院 专业班级： 指导教师： 2013年7月
《钢结构设计》课程设计任务书 1. 课程设计题目普通钢屋架设计 2. 课程设计的目的和要求 课程设计的目的是加深学生对钢结构课程理论基础的认识和理解，并学习运用这些理论知识来指导具体的工程实践，通过综合运用本课程所学知识完成普通钢屋架这一完整结构的设计计算和施工图的绘制等工作，帮助学生熟悉设计的基本步骤，掌握主要设计过程的设计内容和计算方法，培养学生一定的看图能力和工程图纸绘制的基本技能，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。 3. 课程设计内容和基本参数（各人所取参数应有不同） （1）结构参数：屋架跨度18m，屋架间距6m, 屋面坡度1／10 （2）屋面荷载标准值（kN/m2） （3）荷载组合1）全跨永久荷载＋全跨可变荷载 2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载 （4）材料钢材Q235B.F，焊条E43型。
屋面材料采用1.5m×6.0m太空轻质大型屋面板。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） （1）曹平周，钢结构，科学文献出版社。 （2）陈绍蕃，钢结构（下）房屋建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社。 5. 课程设计任务 完成普通钢屋架的设计计算及施工图纸绘制，提交完整规范的设计技术文档。 5.1设计说明书（或报告） （1）课程设计计算说明书记录了全部的设计计算过程，应完整、清楚、正确。 （2）课程设计计算说明书应包括屋架结构的腹杆布置，屋架的内力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等内容。 5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） （1）施工图纸应包括杆件的布置图、节点构造图，材料明细表等内容。 （2）图面布置要求合理，线条清楚，表达正确。 5.3图样、字数要求 （1）课程设计计算说明书应装订成一册，包括封面、目录、课程设计计算说明书正文、参考文献等部分内容。 （2）课程设计计算说明书可以采用手写。 （3）施工图纸要求采用AutoCAD绘制或者手工绘制。 6. 工作进度计划（19周～20周）
梯形钢屋架设计要点
1.设计资料 某工业厂房，总长度120M，屋架柱距6M，采用1.5?6M预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，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400?400mm,混凝土强度等级为C30，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。屋面坡度i=1/10。 2.结构形式与布置 桁架形式及几何尺寸如图所示。 桁架支撑布置图 3．荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘
以(2 a=+=) 1cos10110 1.005 换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（0.120.011 P=+?跨度）计算，跨度单位为 W m。 1.永久荷载： 三毡四油防水层： 0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2水泥砂浆找平层：0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2保温层： 0.45×1.005 KN/M2=0.45225KN/M2一毡二油隔气层： 0.05×1.005 KN/M2=0.05025KN/M2水泥砂浆找平层：0.3×1.005KN/M2=0.3015KN/M2预应力混凝土大型屋面板：1.4×1.005KN/M2=1.407KN/M2屋架和支撑自重为：（0.12+0.011×21）KN/M2=0.351 KN/M2 悬挂管道： 0.15KN/M2 共 3.516 KN/M2 2.可变荷载 屋面活荷载标准值：0.7 KN/M2雪荷载标准值：0.35 KN/M2因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值所以只考虑屋面活荷载标准值 积灰荷载标准值： 1.1KN/M2 共 1.8KN/M2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：
24m梯形钢屋架课程设计计算书
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系
梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。
2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表
荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下
屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm
钢结构屋架设计
普通钢屋架设计 --------焊接梯形钢屋架设计 －、设计资料 1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。 2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm， 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。 3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。 4、荷载标准值（按水平投影面计）： （1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m 水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2 保温层0.5 KN/ m2 一毡二油隔气层0.05 KN/ m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2 屋架及支撑自重0.384KN/m2 （2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2 荷载标准值 0.35 K N/ m2 积灰荷载标准值 1.3KN/ m2 5．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示 由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。 6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。
7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m， 运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。 二、设计内容 一）、屋盖的支撑系统布置 （1）屋架上弦支撑系统的具体布置 对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。上弦支撑具体布置图如下 （2）下弦平面支撑系统布置 同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。其具体支撑布置如下：
18m跨厂房普通钢屋架设计
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除 《钢结构》课程设计任务书 1．题目：18m跨厂房普通钢屋架设计 2．目的 通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置、受力特点和构造要求等；综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行钢屋架的设计计算。 3．设计资料 某厂房跨度为18m，总长度90m，柱距6m；厂房内设有两台300/50kN中级工作制桥式吊车，地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度；屋架采用梯形钢屋架，屋架下弦标高为18m,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C30，屋面坡度i=1/10；采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板,屋架采用的钢材为Q235B,焊条为E43型；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。 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式g k=0.12+0.011L，L为屋架 为屋架及支撑自重，以kN/ 跨度，以m为单位，g k m2为单位； ②屋面活荷载：屋面活荷载标准值为0.5k N/m2，雪荷载标 =0.35kN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑， 准值为s k 取两者的较大值；积灰荷载0.9k N/m2根据不同学号按附 表取。 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0.6KN/m2 保温层0.45KN/m2(按附表取) 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 1.55KN/m2
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除屋架杆件的内力系数 1 02 .279 a . 18米跨屋架几何尺寸 b . 18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的内力值A a c e g e 'c 'a ' +2 . 5 3 7 . 0- 4 . 3 7 1- 5 . 6 3 6- 4 . 5 5 1- 3 . 3 5 7- 1 . 8 5 00 . 0 - 4 . 7 5 4 - 1 . 8 6 2 + . 6 1 5 + 1 . 1 7 + 1 . 3 4 4 + 1 . 5 8 1 + 3 . 1 5 8 + . 5 4 - 1 . 6 3 2 - 1 . 3 5 - 1 . 5 2 - 1 . 7 4 8 -1 . 0-1 . + . 4 6 0. 0. -0 . 5 +5 . 3 2 5+5 . 3 1 2+3 . 9 6 7+2 . 6 3 7+0 . 9 3 3 B C D E F G F 'E 'D'C' B 'A ' 0 . 51 . 01 . 01 . 01 . 01 . 01 . c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)
梯形钢屋架设计（21m 跨） 一、设计资料 某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21 m ，柱距6 m ,厂房长度为144 m ，厂房高度为15.7 m 。车间内设有两台150/520 kN 中级工作制吊车，计算温度高于 -20 ℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2， 1.5 m ×6.0 m 预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2，屋面活荷载0.35 kN/m 2，雪荷载为0.45 kN/m 2，风荷载为0.5 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm ×400 mm ，砼标号为C20。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 1、钢材及焊条选择 根据建造地区（北京）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。 2、屋架形式及尺寸 本设计采用无檩屋盖，i ＝1/10，采用梯形屋架。 屋架跨度为L =21000 mm 屋架计算跨度为0L ＝L -300＝20700 mm ， 端部高度取0H ＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L ，（通常取为2.0 ～2.5 m ） 中部高度取H ＝0H +0.5i L ＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm ， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm （f = L /500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m 的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m 。
单层双跨重型钢结构厂房设计计算书
一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风
m梯形钢屋架设计
高等教育自学考试 钢结构课程设计 准考证号： 姓名: 冯桀铭
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，屋架间距6m， 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为郑州市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①1.5m*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（m2）、②二毡三油加绿豆沙、③20mm厚水泥砂浆找平层（m）④支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345B级钢，焊条为E43型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L ＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 起 拱 5 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两 端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道 系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）
上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置
4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝，屋 面集灰荷载γ Q2＝，ψ 2 ＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝、 ψ 1＝，屋面集灰荷载γ Q2 ＝，ψ 2 ＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+××+××）××60＝ kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝，屋 面集灰荷载γ Q2＝，ψ 2 ＝ 全垮节点永久荷载 F1=（×）××6＝ 半垮节点可变荷载 F2＝（×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝，屋面活荷载γ Q1 ＝、 ψ 1＝，屋面集灰荷载γ Q2 ＝，ψ 2 ＝ 全垮节点永久荷载 F1=（×）××6＝ kN 半垮节点可变荷载 F2＝（××+××）××6＝
钢结构课程设计汇本梯形钢屋架计算书
－、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=26.7m 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、结构形式与布置 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 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的力系数，见表一。
1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即： oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个 不等肢角钢，且短肢相并，如图四所示：
钢结构设计课程设计m跨厂房普通钢屋架设计
一、设计资料 某车间跨度为24m，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×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 屋架形式
荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 m 2 20厚1:水泥砂浆找平层 m 2 100厚泡沫混凝土保温层 m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） m 2 屋架和支撑自重为 （+）kN/m 2 可变荷载 基本风压： m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） m 2 积灰荷载 m 2 不上人屋面活荷载 m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图所示 图 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图所示 图 桁架支撑布置 符号说明：SC ：上弦支撑； XC ：下弦支撑； CC ：垂直支撑 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 3056 304 52798 3305 329 53081 2850 3000 3000 3000
GG：刚性系杆； LG：柔性系杆 三、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于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为m2 小于m2，故不考虑风荷载的 影响。沿屋面分布的永久荷载乘以1cos 1.004 α==换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（ P=+?跨度）计算，跨度单位为m。 w 标准永久荷载： 改性沥青防水层厚1:水泥砂浆找平层 =m2 100厚泡沫混凝土保温层 =m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） =m2 屋架和支撑自重为 +=m2 _____________________________ 共 m2 标准可变荷载： 屋面活荷载 m2 积灰荷载 m2 __________________________ ___ 共 m2 考虑以下三种荷载组合 ①全跨永久荷载+全跨可变荷载 ②全跨永久荷载+半跨可变荷载
第28讲普通钢屋架设计(2)
第28讲 普通钢屋架设计（2） 1、屋架杆件平面内计算长度怎样取值？ 答： 上下弦杆、支座斜杆和支座竖杆在屋架平面内的计算长度取节间距离，即l 0x =l ，其他腹杆，计算长度取l 0x =0.8l 。 2、屋架杆件平面外计算长度怎样取值？ 答： ⑴弦杆: l oy =l 1 （侧向支撑点间距离）； ①有檩屋盖：取水平支撑节点间长度；取檩条间距（檩条与横向水平支撑节点用板连牢时） ②无檩屋盖：两块大型屋面板的间距； ⑵ 腹杆: l oy =l （节间长度） 3、何谓“等强设计”？ 答： 压杆对截面两主轴具有相等或接近的稳定性， 。 4、为什么梯形钢屋架上下弦杆宜采用不等肢角钢短肢相并的截面形式，而中间腹杆宜采用等肢角钢相并的截面形式？ 答： 当无局部弯矩且为一般支撑布置情况时，屋架平面外计算长度为屋架平面内计算长度的两倍，即 ，要使 ，须使 ，因此宜采用不等肢角钢短肢相并的截面 形式。中间腹杆，屋架平面外计算长度 ，要求 ，因此中间腹杆宜采用等肢角钢相并的截面形式。 5、简述梯形屋架中杆件垫板的作用和布置原则。 答： 保证组成屋架杆件的两个单枝共同工作。 布置原则：由双角钢组成的T 形或十字形截面的杆件，为了保证两个角钢共同工作，应每隔一定距离在两角钢相并肢之间焊上垫板，垫板厚度与节点板厚度相同，垫板的宽度一般取50~80mm ，垫板的长度比角钢肢宽大15~20mm ，以便与角钢连接。在十字形双角钢杆件中垫板应横竖交错放置。垫板间距，对压杆取d l ≦40i ，拉杆取d l ≦80i ，在T 形截面中i 为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中为一个角钢的最小回转半径。在杆件的两个侧向固定点之间至少设置两块垫板，如果只在杆件中央设置一块垫板，则由于垫板处剪力为零而不起作用。 ox y 02l l =y x λλ=y x 2i i =ox y 025.1l l =y x 1.25i i ≈()x y yz λλλ=
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例
梯形钢屋架设计实例 1、题号60的已知条件是：梯形钢屋架跨度为30m ，长度72m ，柱距6m 。停车库内无吊车、无振动设备。采用拱形彩色钢板屋面，80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i ＝1/10。不上人屋面活荷载标准值为1.1kPa ，雪荷载标准值为0.5kN/2 m ，积灰荷载标准值为0.6 kN/2 m 。屋架铰支在钢筋 混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm ，混凝土标号为C30。钢材采用Q235B 级，焊条采用E43型。要求设计钢屋架并绘制施工图。 2、屋架计算跨度： 03020.1529.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度： 本例题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，取屋架端部高度0 2000h mm '=，屋架的中间高度：3500h mm =。 4、结构型式与布置 ①屋盖结构体系 a 、无檩设计方案 在钢屋架上直接放置预应力钢筋混凝土大型屋面板，其上铺设保温层和防水层。这种方案最突出的优点是屋盖的横向刚度大，整体性好，所以对结构的横向刚度要求高的厂房宜采用无檩设计方案。但因屋面板的自重大，屋盖结构自重大，抗震性能较差。 b 、有檩设计方案
在钢屋架上设置檩条，檩条上面再铺设轻型屋面材料，如石棉瓦、压型钢板等。对于横向刚度要求不高，特别是不需要做保温层的中小型厂房，宜采用有檩设计方案。 ②本方案采用有檩屋盖，屋架型式及几何尺寸如图1、图2所示。 图1 半跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 图2 全跨梯形钢屋架形式和几何尺寸 根据厂房长度（72m>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设置了刚性与柔性系杆，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3所示。
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计计算书 1．设计资料： 1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m2;屋面防水层0.4KN/m2；找平层0.4KN/m2;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m2。 2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m2；屋面检修荷载0.5KN/m2 5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 梯形钢屋架支撑布置如图所示：
3 . 荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。荷载计算表
1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F 4. 内力计算 计算简图如下 (c) (b) (a) 2 F /22 3//3F 22/F 4 2F /F 1/2/22 1// 2 2/4
5. 杆件设计 1、 上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 设λ＝60，υ＝0.807，截面积为3 2N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215 =××＝＝υ