钢结构课程设计计算书
钢结构设计原理课程设计计算书精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版1、设计资料1.1 1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。
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1.5×6m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）。
²4）该车间所属地区江苏省广州市。
5）采用梯形钢屋架。
1.2考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/m²②二毡三油防水层400N/m²③找平层2cm厚400N/m²○4支撑重量；70N/m²考虑活载：①活载700 N/m²6）地震设防烈度为77）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。
1.3、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=1/10；屋架计算跨度L0＝21000－300＝20700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3040mm（为L0/6.8）。
屋架几何尺寸如图1所示：507.5 12、支撑布置2.1 由于房屋长度有6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。
2.2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3、设计屋架荷载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700 N/m²计算。
沿屋面分布的永久荷载乘1/cosα=(√10²+1)/10=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（w P =0.12+0.011⨯跨度）计算，跨度单位为m 。
标准永久荷载： 二毡三油防水层1.005x0.40=0.402kN/m 22cm 厚找平层1.005x 0.4=0.402kN/m 2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.005x 1.4=1.407kN/m 2屋架和支撑自重为 0.07+0.12+0.011x21=0.421kN/m 2 _____________________________共 2.632kN/m 2标准可变荷载： 屋面活荷载0.7kN/m 2_____________________________共 0.7kN/m 2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 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=(1.35x 2.632kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2 )x 1.5m X 6m=38.1528kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：F 1,1=1.35x2.632x1.5x6=31.9788KN （按永久荷载效应控制的组合） F 1,2=1.2x2.632x1.5x6=28.4256KN （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：F 1,3=1.0x2.632x1.5x6=23.688KN 半跨可变荷载设计值：F 2,1=1.4x(0.7x0.7)x1.5x6=6.174KN(按永久荷载为主的组合) F 2,2=1.4x0.7x1.5x6=8.82KN(按可变荷载为主的组合)（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F 3,1=1.2x0.421x1.5x6=4.5468KN对结构有利时：F 3,2=1.0x0.421x1.5x6=3.789KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯4、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在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，在第二种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。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计以满足当前建筑建设对钢结构加强，改造，保护及其他类型建筑的要求，致力于有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益，充分发挥混凝土结构的载荷传递能力，钢结构的特点是对质量的要求非常严格，要完成建筑钢结构技术课程设计，全面考虑计算书中的技术规范，相关技术要求，是制定一份完整钢结构课程设计计算书的基础。
二、钢结构课程设计计算书内容
1.项目概况：
《钢结构课程设计计算书》的项目概况，应包括项目名称，建设单位，用地面积；工程设计单位，设计人员、施工单位等相关情况。
2.建筑物基本资料：
《钢结构课程设计计算书》的建筑物基本资料，应包括建筑物房屋基本结构形式，型号，大小以及所用材料等，以及构造受力情况分析，结构体系特征分析，计算模型建立，荷载重要规范，荷载计算等内容。
3.结构构件计算：
《钢结构课程设计计算书》的结构构件计算也应包括构件的计算公式及框架内力的确定，构件的空间组合及支撑结构的分析，分析结果及结论，各构件荷载计算，轴力计算，构件高度，滞回特性及尺寸计算等内容。
4.分析总结：
《钢结构课程设计计算书》的分析总结部分应当概括总结本次课程设计的计算过程，重点对各环节计算中出现的不同问题作出总结，特别是应当根据实际工程情况作出合理的设计建议，以此有效提高工程安全性和经济效益。
三、总结
《钢结构课程设计计算书》的计算是一项复杂的工作，需要考虑多方面的因素，从而有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益。
为此，应当根据实际情况仔细研究，有助于完成以上目标。
钢结构课程设计计算书(完整)
钢桥课程设计设计任务书简支上承式焊接双主梁钢桥设计（题目）学生姓名学号班级成绩指导教师土木工程系目录1 设计题目与基本资料 (1)1.1 设计题目 (1)1.1.1设计资料 (1)1.2 设计内容及步骤 (2)1.2.1 设计内容 (2)1.2.2 设计步骤 (2)2 内纵梁设计 (3)2.1 永久作用效应计算 (3)2.2 可变作用效应计算 (4)2.3 内纵梁和横梁的连接 (5)3 外纵梁设计 (6)3.1 永久作用效应计算 (6)3.2 可变作用效应计算 (6)3.3 外纵梁与横梁连接 (8)4 中横梁设计 (8)4.1 主跨部分的弯矩和剪力 (9)4.1.1 永久作用效应 (9)4.1.2 可变作用效应 (9)4.2 主跨截面 (11)4.2.1 最大弯曲应力验算 (12)4.2.2 最大剪应力验算 (12)4.2.3 折算应力验算 (13)4.2.4 横梁整体稳定验算 (13)4.2.5 刚度验算 (13)4.2.6 疲劳验算 (14)4.2.7 加劲肋设置 (14)4.2.8 横梁与主梁连接 (14)4.2.9 翼板与腹板的焊接 (14)4.3 横梁悬臂部分设计 (15)4.3.1 最大弯曲应力验算 (16)4.3.2 最大剪应力验算 (16)4.3.3 整体稳定验算 (16)4.3.4 疲劳验算 (17)4.3.5 悬臂部分加劲肋设计 (17)4.3.6 横梁与主梁的连接 (17)4.3.7 翼缘与腹板焊接 (17)4.4 横梁在主梁出的拼接 (17)5主梁的设计 (18)5.1 主梁上的永久作用效应 (18)5.2主梁上的可变作用效应 (19)5.2.1 计算横向分布系数 (19)5.2.2 计算可变作用效应 (21)5.3 截面尺寸拟定 (23)5.4 主梁验算 (24)5.4.1 跨中最大弯曲应力验算 (24)5.4.2 支点最大剪应力 (24)5.4.3 折算应力验算 (25)5.5 横梁整体稳定性验算 (26)5.6 刚度验算 (27)5.7 疲劳验算 (27)5.8 加劲肋设置 (28)5.9 翼缘与腹板焊接 (30)5.10 局部稳定验算 (31)6 水平纵联的设计 (31)6.1 设计基准风压计算 (31)6.2 水平纵联杆件内力及验算 (32)6.2.1 水平纵联斜杆 (32)6.2.2 水平纵联直杆验算 (33)6.3 水平纵联连接 (33)6.3.1 水平纵联斜杆 (33)6.3.2 水平纵联直杆 (34)1 设计题目与基本资料1.1 设计题目简支上承式焊接双主梁钢桥设计1.1.1设计资料：1）桥梁跨径及桥宽：桥梁跨径：34m 梁长：33.96m 计算跨径：33.6m桥宽：净9m+2×1.0m2）设计荷载公路—I级，人群荷载3.0kN/m2~3.5kN/m2,，每侧的栏杆及人行道构件的自重作用力为5kN/m；计算风荷载时，按照桥梁建于河北省刑台市进行考虑3）材料➢设计用钢板：型号16Mnq，即Q345qD，其技术标准应符合《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008Q345qD的设计参数为：弹性模量Es=2.1×105MPa，热膨胀系数为1.2×105/°，拉、抗压及抗弯强度f=295MPa，剪应力f v=170MPa，剪切模量G=0.81×105MPa；型号为A3，即Q235qD，其技术标准应符合《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008本设计中用A3钢（2）其他普通钢筋：采用热轧R235、HRB335钢筋，凡钢筋直径≥12mm，均采用HRB335钢筋；凡钢筋直径<12mm，均采用R235钢筋（3）桥面板混凝土：C50微膨胀钢纤维混凝土，容重取25kN/m34）设计依据参考书：《现代钢桥》（上册），吴冲主编，人民交通出版社，2006年9月第一版，P117~P163 《钢桥》（第二版），徐君兰，孙淑红主编，人民交通出版社，2011年4月第二版，P9~P21《钢桥构造与设计》，苏彦江主编，西南交通大学出版社，2006年12月第一版，P12~P28设计规范：《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-89《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004《公路工程技术标准》JTG B01-2003《桥梁用结构钢》GB/T 714-2008《钢结构设计规范》GB50017-2003其他相关规范注：1.可变荷载中的汽车荷载（包括车道荷载和车辆荷载）取用《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004第24~25页的数值及尺寸。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书⼀由设计任务书可知：⼚房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部⾼度为2m，车间内设有两台中级⼯作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。
暂不考虑地震设防。
屋⾯采⽤1.5m×6.0m预应⼒⼤型屋⾯板，屋⾯坡度为i=1:10。
卷材防⽔层⾯（上铺120mm 泡沫混凝⼟保温层和三毡四油防⽔层）。
屋⾯活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采⽤梯形钢屋架，钢屋架简⽀于钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20.⼆选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采⽤Q235-C。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采⽤E43型，⼿⼯焊接，构件采⽤钢板及热轧钢筋，构件与⽀撑的连接⽤M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=23700，端部⾼度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及⼏何尺⼨见图1所⽰：图1屋架⽀撑布置见图2所⽰：图2四荷载与内⼒计算：1．荷载计算：活荷载于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：防⽔层（三毡四油上铺⼩⽯⼦）0.35KN/㎡找平层（20mm厚⽔泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝⼟0.25 KN/㎡预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板 1.4 KN/㎡钢屋架和⽀撑⾃重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载＜屋⾯活荷载（取两者较⼤值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡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荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN组合⼆全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KNP2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN组合三全跨屋架及⽀撑⾃重+半跨⼤型屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内⼒计算：⾸先求出杆件内⼒系数，即单位荷载作⽤下的杆件内⼒，荷载布置如图3所⽰。
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钢结构课程设计计算书(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--钢结构课程设计计算书一、设计资料贵阳某单层单跨厂房总长度90m，纵向柱距6m。
柱子为钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，屋盖采用无檩体系的21m梯形钢屋架，屋架铰接于混凝土柱上，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。
钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。
二、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507.513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。
1.恒载各项标准值为防水层： M2预应力混凝土大型屋面板： M2屋架和支撑自重： M2悬挂管道： M 2共 KN/M 22.活载各项标准值为：屋面活荷载： KN/M 2 雪载： KN/M 2 因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值，故只考虑屋面活荷载标准值，又因为不考虑积灰荷载。
共 M 2 设计桁架时，应只考虑一种荷载组合，即全跨恒载+全跨活载。
全跨节点荷载设计值：按照可变荷载效应控制的组合：22(1.2 1.20/ 1.40.70/) 1.5621.78dF kN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数2.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 按照永久荷载效应控制的组合：22(1.35 1.20/ 1.40.70.70/) 1.5620.75dFkN m kN m m m kN =⨯+⨯⨯⨯⨯=其中，永久荷载，荷载分项系数35.1=q r ；屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数4.1=Q r ； 组合系数7.01=ψ； 故节点荷载取。
4.内力计算桁架支撑布置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；GG---刚性细杆；LG---柔性细杆全跨恒载+全跨活载的内力进行组合，计算结果见下表。
《钢结构》课程设计计算书
一、 设计资料及有关规定1、跨度L=15m 。
柱距（屋架间距）为6m ；长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条） 0.25 KN/m 2屋架及支撑 0.12+0.011×L （m ）KN/m 2 3、雪荷载 0.50KN/m 2 4、钢材为Q235（3号钢）,焊条采用E43型 5、屋面坡度i=1/36、悬挂荷载 0.3 KN/m 27、屋盖承重结构采用三角形钢屋架8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/c f N m m 。
二、 屋架尺寸及檩条设置1、屋架几何长度及节点编号如图所示，运输单元如图半跨7.5m 运输,最大高度3m 。
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm2、檩条支承于屋架上弦节点处。
故采用檩条间距为2.646m 。
檩条跨度6m 。
在檩条间跨中位置设置拉条，圆钢拉条10mm 。
屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m 及荷载等情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦横向水平支撑3道，防止屋架水平方向振动。
仅在跨度中央设置一道垂直支撑。
上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆；下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：四、杆件内力计算1.荷载计算永久荷载标准值:屋架及支撑0.12+0.011×L=0.285 2K N m(水平)/屋面及保温（檩条） 0.25 2/K N m悬挂荷载 0.3 2K N m/总计 0.835 2K N m/可变荷载标准值:雪荷载 0.8 2K N m/总计 0.82K N m/永久荷载设计值 1.2×0.835=1.002 kN/㎡可变荷载设计值 1.4×0.8=1.12 kN/㎡风荷载不考虑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=(1.002+1.12) ×2.7×6=34.376 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P1 =1.002×2.7×6=16.232 kNP2 =1.12×2.7×6=18.144 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载屋架上弦节点荷载 P3=1.2×0.285×2.7×6=5.54kNP4=1.2×0.55×2.7×6=10.692 kNP5=1.4×1.0=1.4 kN3.杆件内力计算本设计使用结构力学求解器,计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。
桥梁钢结构课程设计计算书
桥梁钢结构课程设计计算书一、课程目标知识目标：1. 掌握桥梁钢结构的基本概念、分类及特点；2. 理解桥梁钢结构设计的基本原理和计算方法；3. 学会分析桥梁钢结构受力情况，并能正确运用相关公式进行计算；4. 了解桥梁钢结构施工过程中的注意事项和验收标准。
技能目标：1. 能够运用专业知识，对桥梁钢结构进行合理选材和结构设计；2. 掌握桥梁钢结构设计计算书的基本编写方法和步骤；3. 培养学生独立分析和解决桥梁钢结构设计过程中遇到问题的能力；4. 提高学生团队协作和沟通表达能力，为后续课程设计和实践打下基础。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对桥梁工程建设的兴趣和热爱，激发学生投身于国家基础设施建设的自豪感；2. 增强学生的社会责任感和使命感，使学生认识到作为一名桥梁工程师应具备的职业道德；3. 通过课程学习，培养学生严谨、认真、负责的学习态度，为未来职业生涯奠定基础。
课程性质分析：本课程为桥梁工程专业核心课程，旨在培养学生具备桥梁钢结构设计的基本理论、方法和实践能力。
学生特点分析：学生为大学三年级学生，已具备一定的桥梁工程基础知识，具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标，为我国桥梁工程建设输送高素质的专业人才。
二、教学内容1. 桥梁钢结构基本概念：包括桥梁钢结构的分类、特点及在我国桥梁工程中的应用。
教材章节：第一章 桥梁钢结构概述2. 桥梁钢结构设计原理：介绍桥梁钢结构设计的基本原理、设计方法和计算公式。
教材章节：第二章 桥梁钢结构设计原理3. 桥梁钢结构受力分析：分析桥梁钢结构在各种受力情况下的内力、应力及变形。
教材章节：第三章 桥梁钢结构受力分析4. 桥梁钢结构计算方法：讲解桥梁钢结构设计中常用的计算方法，如截面特性计算、稳定性计算等。
教材章节：第四章 桥梁钢结构计算方法5. 桥梁钢结构设计计算书编写：指导学生编写桥梁钢结构设计计算书，包括计算书的基本格式、内容和方法。
钢结构课程设计计算书参考
设计资料xxx市某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度21m，柱距6m，柱高6m，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图a所示，刚架形式及几何尺寸如下图b所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5米，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
（a）（b）一、荷载计算1、荷载取值计算（1）屋盖永久荷载标准值彩色压型钢板0.15 kN/m250 mm厚保温玻璃棉板0.05 kN/m2pvc 铝箔及不锈钢丝网0.02 kN/m2檩条及支撑0.10 kN/m2刚架斜梁自重0.20 kN/m2悬挂设备0.20 kN/m2合计0.72 kN/m2（2）屋面可变荷载标准值屋面活荷载：对不上人屋面一般按0.5 kN/m2取用。
雪荷载：查《建筑结构荷载规范》哈尔滨市，S=0.45 kN/m2，对于单跨双坡屋面，屋面坡角αμz S k=10.45 kN/m2=0.45 kN/m2取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.5 kN/m2，不考虑积灰荷载。
（3）轻质墙面及柱自重标准值0.50 kN/m2（4）风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。
基本风压ω0=1.050.55 kN/m2=0.58 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。
风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为-0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。
2.各部分作用的荷载标准值计算（1）屋面恒活载标准值：0.72 6 kN/m=4.32 kN/m活荷载标准值：0.50 6 kN/m=3.00 kN/m（2）柱荷载恒荷载标准值：（0.5+4.3210.5）kN/m=63.36 kN活荷载标准值：3.0010.5 kN/m= 31.50 kN（3）风荷载标准值迎风面：柱上q w1=0.5860.25 kN/m=0.87 kN/m 横梁上q w2=-0.586 1.0 kN/m=-3.48 kN/m 背风面：柱上 q w3=-0.5860.55 kN/m=-1.91 kN/m 横梁上q w4=-0.580.65 kN/m =-2.26 kN/m二．各种荷载作用下的内力分析1.在恒荷载作用下图2.1 恒荷载作用下的M 图图2.2 恒载作用下的N 图2128.11kN .m 87.61kN .mg=4.32kN/mA B C DE2128.11kN .m2128.11kN .m2128.11kN .mA BC DE--45.36kN --21.25kN---25.76kN -45.36kN -25.76kN -63.36kN -63.36kN图2.3 恒载作用下的V 图2.在活荷载作用下图2.4 在活荷载作用下M 图图2.5 在活荷载作用下N 图60.84kN .mq=3.0kN/mA BCDE288.97kN .m 288.97kN .m288.97kN .m 288.97kN .mAB CDE1.43kN1.43kN11122243.01kN43.01kN 21.35kN21.35kN 21.35kN 21.35kNAB DE-14.75kNC-17.89kN-31.50kN -31.50kN -17.89kN----图2.6 在活荷载作用下V 图3.在风荷载作用下图2.7 在左风向风荷载作用下M 图ABD E1.48kN1.48kN C 29.87kN29.87kN14.83kN 14.83kN121212q w2y =3.48kN/mA BCDEq w4y =2.262kN/mq w4x =2.262kN/mq w 3=1.914k N /mq w2x =3.48kN/mq w 1=0.87k N /m102.28kN .m55.83kN .m-51.99kN .mABCDE34.59kN34.59kN18.20kN17.81kN22.01kN22.01kN2222图2.8 在左风向风荷载作用下N 图图2.9 在左向风荷载作用下V 图刚架的内力图正负号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，轴力图以杆件受拉为正，剪力以绕杆端顺时针方向为正。
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一由设计任务书可知:厂房总长为1２0ｍ，柱距6ｍ,跨度为24m，屋架端部高度为２m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-２2℃。
暂不考虑地震设防。
屋面采用1.5ｍ×6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10。
卷材防水层面（上铺12０ｍm泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。
屋面活荷载标准值为0.7ＫN/㎡,雪荷载标准值为0．4KN／㎡,积灰荷载标准值为0.５KN／㎡。
屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C２0．二选材:根据该地区温度及荷载性质,钢材采用Q235-Ｃ。
其设计强度为2１5KN/㎡，焊条采用E43型,手工焊接,构件采用钢板及热轧钢筋,构件与支撑的连接用Ｍ20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=2３700，端部高度：h=20０0mm(轴线处),h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及几何尺寸见图1所示:图１屋架支撑布置见图2所示:图2四荷载与内力计算：１.荷载计算：活荷载于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:防水层(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（４0mm厚泡沫混凝土0．２5KN/㎡预应力混凝土大型屋面板１.４KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12＋０.01１×24=０.384KN/㎡总计:2.784KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载<屋面活荷载(取两者较大值）0.7ＫN／㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸力,起卸载作用,一般不予考虑。
总计:1.2 KN／㎡永久荷载设计值 1.２×2.78４KN/㎡=3.３408ＫN/㎡可变荷载设计值１．4×1.2KN/㎡=1．６8KＮ/㎡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荷载P＝(3.３４08ＫN／㎡+１.68ＫN/㎡)×1.5×6＝45．18７2ＫN 组合二全跨永久荷载＋半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3４08ＫN/㎡×1.5×6=30.07KＮP２=1．６８KN/㎡×1.５×6=15.12KＮ组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载P3=０.384KＮ/㎡×1．2×1．5×6=4.１5KNP４=(1.4×1．2+0.7×1.４）×1．5×6=2３.９４ＫN3,内力计算：首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。
计算内力系数的半跨荷载图3经计算得表一,表一列出了各个杆件的内力系数和杆件内力值,由表中的三种组合可见:组合一,对杆件计算起主要控制作用；组合三可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号，在施工过程中,在屋架两侧对称均匀铺设面板则可避免内力变号。
表一注：表内负值表示压力，正值表示拉力五杆件截面设计:腹杆最大内力N=-489.87ＫN，由屋架节点板后参考可知:支座节点板厚可取12mｍ,其余节点厚和垫板厚度均取10mｍ。
1.上弦杆整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N=－７4９．29KN。
计算长度：屋架平面内取节点轴线长度l oｘ＝150.8ｃm。
屋架平面外根据支撑,考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用,取上弦横向水平支撑的节点长度l oy =2l ox ＝267ｃm,故截面宜选用两个不等肢的角钢，且短肢相并,见图４:图4 上弦截面设λ＝6０,查轴心受压稳定系数表ϕ＝0.８０7需要截面积*A =f N .ϕ=3749.291042190.807215⨯=⨯2mm 需要回转半径i ｘ＝150825.160oxl mm λ== 需要回转半径y i =301650.360oyl mm λ== 根据需要的*A ，x i ,y i 查角钢型钢表，初选2Ｌ140×９0×10，A=４４602mm ,x i =2．５4cm,y i ＝6.81cm 。
按所选角钢进行验算:150.858.92.56ox x x l i λ===<][λ=1５0 301.644.56.77oy y yl i λ===＜][λ=15０ 由于1b /t=14０／１0=1４＞0.56×２70/１40=1０.７则)7.521(7.3412201b t l t b y yz +=λ=22414301.613.71152.714⎛⎫⨯⨯+ ⎪⨯⎝⎭=54.1＜「λ」＝15０ 由于λx ＞λyz ＞λy,只需求出x ϕϕ=min 查轴心稳定系数表x ϕ＝0.813322749.2910206.62150.8134460x N N mm N mm A ϕ⨯==<⨯ 所选截面合适。
2.下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力计算Ｎ=735.1５K Ｎ。
计算长度:屋架平面内取节点间轴线长度 ｌo ｘ=6000mm 。
屋架平面外根据支撑布置，取 l o ｙ=11850m ｍ。
计算需要净截面面积*A =fN .=3735.15103419.3215⨯=2mm 选用２L140×９0×8Ａ=３６602mm ,x i =2.59ｃｍ,y i =6.73ｃm 。
按所选角钢进行验算：取n A =A(若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm ，则不计截面削弱影响)322735.1510204.22153600n N N mm N mm A ⨯==< []600231.72502.59ox x x l i λλ===<= []1185176.13506.73oy y yl i λλ===<= 3. 再分腹杆beC12292.95,326.07eb Ce N N kN N N kN ====,13772l mm =计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度l o ｘ＝0.80.818861508.8l mm =⨯= 屋架平面外根据支撑布置取 112292.950.750.2537720.750.253583326.07oy N l l mm N ⎛⎫⎛⎫=+=⨯+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭选用2L90⨯8 见图6：图6 再分腹ｂｅＣA=27８82mm ，x i ＝2.7６cm ，y i =4.09cm[]150.8854.71502.76ox x x l i λλ===<= []358.387.61504.09oy y yl i λλ===<= 由于 b/t ＝9/0．８=11.２５ 0.58358.323.1<⨯=4422220.4750.4759187.6190.9358.30.8yz y oy b l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭x ϕϕ=min =0.61４322326.0710190.52150.6142788x N N mm N mm A ϕ⨯==<⨯ 所选截面合适。
填板放两块,75.54040 2.76110.4a x l cm i cm cm =<=⨯= ４.中竖杆Ic 已知:N=5449KN00.90.932002880l l mm ==⨯=中竖杆选用2Ｌ70×5的角钢，并采用十字形截面,见图7:图７ 中竖杆Ｉc[]201376, 2.16288133.31502.16x ox x x A mm i cml i λλ=====<= 满足要求。
填板放五块,57.64040 2.1686.4a x l cm i cm cm =<=⨯= 其余各杆截面选择过程不一一列出，计算结果见表二:计算长度 截面积 回转半径计算 填 板 杆件 名称内力设计值N(K Ｎ)（ｃm)选用截面A（cm ）应力块 上弦杆AI-７49．２９150.８301.6短肢相并 44.62．566.7７58.91500．813174.６２2L １40×90×10下弦杆ac735.1５ 6０0 1１85短肢相并 36 2.59 6.７３2３1.7 350 / 204.2 ６２L1４0×90×8Aa-２3.47201．5 201.５T 型截面 9.6 1.５３2.４5 13１．７ 150 0.38 -64.4 ２2L50×5 da-53２.8154．6 367 Ｔ型截面38.5２ ３.05 4．52 ８1．2 １5０0.68 -２03．5 2Ｄc－489.8７2Ｌ100×10 ｂe ２９2.95 150．８8 388.3Ｔ型截面 27.88２.764.0990.91５００.614190．5２Ce ３26.072L90×8b ｆ－126.66166.9 ３１３.7Ｔ型截面 １８．8 ２.4７3.6５ ９0.６ 15０ 0.5８4 -115．4 ２表2六 节点设计用E43焊条时,角焊缝的抗拉，抗压和抗剪强度设计值2/160mm N f wf 各杆件内力由表二查得，最小焊缝长度不应小于8f h 和4０mm 。
1.下弦节点图8 下弦节点b(1）斜杆ｅb 与节点的连接焊缝计算: N ＝292.９５KN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6ｍm 和5ｍｍ,所需焊缝长度为：肢背：312292.95103212157.320.720.76160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l =1６0mm肢尖:311292.95103210133.720.720.75160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l =100mm(２)斜杆fb 与节点的连接焊缝计算： Ｎ=12６.66KN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5m ｍ，所需焊缝长度为:肢背:312126.6610321274.820.720.76160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l ＝80ｍm肢尖：311126.6610321047.720.720.75160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l =60mm(3）斜杆Eb 与节点的连接焊缝计算: Ｎ=90.38KN因其内力很小,焊缝尺寸可按构造确定，取焊角尺寸mm h f 5= 焊缝长度w l ≥40mm 取w l =60ｍm 。
(4)下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差 △N=７3５.１５-４１1.38=３2３.7７ＫN;设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6ｍm ，所需焊缝长度为:肢背:312323.77103212172.620.720.76160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l =180ｍm肢尖:311323.7710321292.320.720.76160w f wf f k N l h mm h f ⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯ 取w l =100mm（5）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差,按比例做出构造详图，从而定出节点尺寸,如图9所示:图9 节点板b尺寸２.上弦节点C 见图10图10 上弦节点C(1)斜杆Ｃd与节点板连接焊缝的计算：N=4８78．87ＫN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm和5ｍｍ，所需焊缝长度为:肢背：312487.87103220165.220.720.710160w fwf fk Nl h mmh f⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯取wl＝180mm肢尖：311487.8710321213320.720.76160w fwf fk Nl h mmh f⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯取wl=15０mｍ(２)斜杆Ce与节点板连接焊缝的计算：N=３23６.０7KN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为10ｍm和６mｍ，所需焊缝长度为:肢背：312326.07103212173.720.720.76160w fwf fk Nl h mmh f⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯取wl=１８0mm肢尖:311326.0710321010720.720.75160w fwf fk Nl h mmh f⨯⨯=+=+=⨯⨯⨯⨯取wl=１20mm(3)上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板,上弦节点板的上边缘的上肢背可缩进８ｍm，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。