钢结构梯形屋架课程设计
一、设计资料：
1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。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18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
2. 屋架形式及荷载: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。
屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。
3.荷载标准值（水平投影面计）
荷载：
①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；
=0.35KN/m2，
②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S
0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
积灰荷载标准值： 0.7KN/m2
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 0.4KN/m2
保温层： 0.4KN/m2
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 1.45KN/m2
二、结构形式与布置图：
屋架支撑布置图如下图所示。
12
12
符号说明：WGJ-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
A
a
+3.
4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502
-3.3
82
-0.690
-0.462
+4.739
+1.884
-0.
462
-1.0-1.
0+0.
812-0.5+7.
962+9.279
+9.
279c
e
g
B
C D
E F
G 0.5 1.
0 1.
0 1.
0 1.0
1.0
1.
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
c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
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：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层： 0.4KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m 2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m 2 总计：3.32KN/m 2 可变荷载标准值
雪荷载0.35KN/m 2<屋面活荷载标准值0.70KN/m 2，取0.70KN/m 2 0.70KN/m 2
积灰荷载 0.70KN/m 2 总计：1.14KN/m 2 永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m 2=3.984KN/m 2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m 2=1.96KN/m 2 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F=(3.984KN/m2+1.96KN/m2) ×1.5×6m=53.50kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载F
1
=3.984KN/m2×1.5×6=35.86kN
F
2
=1.96KN/m2×1.5×6=17.64kN
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F
3
=(0.12+0.11×18m)×1.2×1.5×6=3.46N
F
4
=(1.4×1.2+0.70×1.4)×1.5×6=23.94kN 3．内力计算
本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
四、杆件截面设计
腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。
屋架杆件内组合表
注：表内负责表示压力：正值表示拉力。表1
杆件名称
内力系数(F=1) 第一种
组合
F×○1
第二种组合第三种组合计算杆
件内力
/KN 全跨○1
左半
全跨○2
右半
全跨○3
F1×○1+
F2×○2
F1×○1+
F2×○3
F3×○1+
F4×○2
F3×○1+
F4×○3
上弦
AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BCD -6.22-4.37-1.85-332.82-300.19-255.72-126.17-65.81-332.82 DEF -8.99-5.64-3.36-481.13-421.91-381.71-166.04-111.48-481.13 FG -9.10-4.55-4.55-486.96-406.68-406.68-140.44-140.44-486.96
下弦a-c 3.47 2.540.93185.65169.19140.8972.7434.34185.65 c-e 7.96 5.33 2.64425.97379.45332.03155.0390.68425.97 e-g 9.28 5.31 3.97496.43426.45402.72159.27127.08496.43
斜腹杆aB -6.50-4.75-1.75-347.86-317.02-264.00-136.31-64.34-347.86 Bc 4.74 3.16 1.58253.54225.65197.8392.0054.25253.54 cD -3.38-1.86-1.52-180.94-154.12-148.09-56.28-48.09-180.94 De 1.880.54 1.34100.7977.0991.2719.4538.69100.79
eF -0.690.62-1.31-36.92-13.89-47.7612.34-33.63
-47.76
12.34 Fg -0.46-1.63 1.17-24.72-45.36 4.07-40.6726.41
-45.36
4.07
竖杆Aa -0.50-0.500.00-26.75-26.75-17.93-13.70-1.73-26.75 Cc -1.00-1.00-1.00-53.50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50 Ee -1.00-1.00-1.00-53.50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50 Gg 0.810.460.4143.4437.2336.2813.8212.5343.44
1、上弦杆(FG 杆)；
整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=486.96kN （压）。 上弦杆计算长度：
在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 75.150=
在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：cm cm l ox 5.30175.1502=?= 因为ox oy l l 2=，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并(详见图3)。
腹杆最大内力N=347.86KN ，查表9.6.4，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。 设λ=60，查附录4得807.0=? 需要截面积
22
32807/215807.01096.486mm mm
N N f N A =??==? 需要回转半径：
cm cm
l i ox
x 51.260
75.150===λ， cm cm l i oy y 03.5605.301===λ 根据需要A 、x i 、Y i 的查角钢型钢规格表(附录8)，选2L125×80×10，A=39422mm ，x i =2.26cm 、
Y i =6.11cm ，按所选角钢进行验算：
y
x
x y
cm cm cm
i l x ox x 70.6626.275.150===
λ， cm cm
cm i l x oy y 35.4911.65.301===λ 满足允许长细比：<[λ]=150的要求。
截面在x 和y 平面皆属b 类，由于y x λλ>，只需求x ?。 查(附录4)轴心受力稳定系数表得771.0=x ?。
2
22
3/215/22.1603942771.01096.486mm N mm N mm N A N y <=??=?，所选截面合适。 2、下弦杆
整个下弦杆采用同一截面，按最大的内力eg 杆计算:N=496.43kN （拉） 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度：,30000mm l x = 屋架平面外根据支撑布置取：,60000mm l y =
计算所需要净截面面积为：
cm mm
N N f N A n 09.23/2151043.49623=?== 选用2L125×80×7。因为y x l l 00>>，故用不等肢角钢，短肢相并(见图4)所示。 A=28.19cm 2>23.09cm 2,cm i cm i y x 04.6,298.2==。
按所选角钢进行截面验算，取A A n =
cm cm
cm
i l x ox x 150][55.130298.2300=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][34.9904.6600=<==
=
λλ，
2
22
3/215/10.176********.496mm N mm N mm N A N n <=?=所选取的截面满足要求。 3、端斜杆(aB 杆)：
杆件轴力：N=347.86KN(压)，
计算长度:,25300cm l l y x ==因为y x l l 00=，故采用不等肢角钢，长肢相并，使y x i i ≈。选用角钢2L ×125×80×7，详见图5所示。
y
y
x x
x
y
x
A=28.19cm 2,cm i cm i y x 33.3,02.4==。 截面刚度和稳定性验算：
cm cm
cm i l x ox x 150][94.6202.4253=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][98.7533.3253=<==
=
λλ，因为x y λλ>，只求y ?：
714.0min ==y ??
222
3/215/83.1722819714.01086.347mm N mm N mm N
A N y <=??=?，所需截面合适。 4、斜腹杆(eF 、fg)
杆件内力：??
?-=???-=KN KN
N KN KN N Fg eF 07.436.45,34.1276.47二杆可以选择内力较大杆件进行计算。 计算长度：cm cm l l x 92.2494.3128.08.00=?==, cm l l y 4.3120== 内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为： cm cm l i cm cm l i y y x x 083.2150
4.312][,67.115092.249][00======
λλ。 查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些。选用2L63×5，得截面几何特性：A=12.286cm 2,cm i cm i y x 96.2,94.1==
cm cm
cm
i l x ox x 150][82.12894.192.249=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][54.10596.24.312=<==
=
λλ，因为y x λλ>>，只求x ?：
查附表4.2得393.0=x ?
222
3/215/88.981229393.01076.47mm N mm N mm
N
A N x eF <=??=?， 2223/215/04.1012291034.12mm N mm N mm
N
A N eF <=??= 2
22
3/215/91.931229393.01036.45mm
N mm N mm N A N x Fg
<=??=?，所需截面合适。 5、中竖杆(Ee 杆)：
杆件轴力：N=53.50KN(压)，
计算长度: cm cm l l x 2.2072598.08.00=?==, cm l l y 2590== 内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为： cm cm l i cm cm
l i y y x x 73.1150
259][,38.11502.207][00======
λλ。 查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些,选用2L56×5，得截面几何特性：A=10.83cm 2,cm i cm i y x 69.2,72.1==
cm cm
cm
i l x ox x 150][47.12072.12.207=<===
λλ， cm cm cm
cm
i l x
oy y 150][28.9569.2259=<==
=
λλ，因为y x λλ>>，只求x ?：
查附表4.2得435.0=x ?
2
22
3/215/56.1131083435.0105.53mm N mm N mm
N A N x <=??=?，所需截面合适。 其余各杆件的截面选择计算过程不作一一列出，计算结果详见表2。
杆件截面选择表 表2
杆
件 内 力
/KN 截 面 规 格
面 积 /cm 2
计算长度/cm 回转半径/cm
m ax λ ][λ m ax ?
应力σ /(N/mm 2) ox L oy L
x i
y i
上 弦 -486.96 短肢相并
2L125X 80X 10 39.42 150.75 301.5
2.26
6.11 132.74 150
0.771 160.22 下 弦 496.43 短肢相并
2L125X 80X 7
28.19 300.00 600.00 2.298 6.04 130.55 150 -
176.1
aB -347.86
长肢相并
2L125X 80X 7 28.19 253.00 253.00 4.02 3.33
75.98 150 0.714 172.83
Bc 253.54
T 形截面
2L63X5 12.29 209.04 261.30 1.94 2.96 107.75 150 -
206.30
cD -180.94
T 形截面
2L75X5 14.82 229.12 286.40 2.32 3.43
90.10 150 0.620 196.92
De 100.79
T 形截面
2L50X5
2.96 229.12 286.40 1.53 2.45 149.75 150
-
104.88
eF
-47.76 T 形截面 2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 98.88 12.34
Fg
-45.36 T 形截面 2L63X5 12.29 249.92 312.40 1.94 2.96 128.82 150 0.393 93.91 4.07
Aa -26.75
T 形截面
2L70X5 12.29 199.00 199.00 1.53 2.45 130.07 150 0.387 71.93 Cc -53.50
T 形截面
2L56X 5 10.83 183.20 229.00 1.72 2.69 106.51 150 0.514 96.11 Ee -53.50
T 形截面
2L56X 5 10.83 207.20 259.00 1.72 2.69 120.47 150 0.435 113.56 Gg 43.44
T 形截面
2L63X 5
12.29 260.10 260.10 1.94
2.96 134.07 150
-
35.35
五、节点设计：
本设计采用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值2/160mm N f w f =。各杆件内力由表1查得，最小焊缝长度应小于8f h 。
1、下弦节点c 点(详见图7)：
(1)、斜杆Bc 与节点的连接焊缝计算:N=253.54KN
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:，mm N
f h N l w
f
e w 1.1421016067.022535407.027.0=+????==
取mm l w 150= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 9.771016057.022535403.023.0=+????==
取mm l w 80= (2)、斜杆Dc 与节点的连接焊缝计算:N=180.94KN
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:，mm N
f h N l w
f
e w 2.1041016067.021809407.027.0=+????==
取mm l w 110= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 5.581016057.021809403.023.0=+????==
取mm l w 60= (3)、竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：N=53.5KN
因为其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥ (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=425.97KN-186.65=239.32KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为： 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 5.1431016067.022393207.027.0=+????==
取mm l w 150=
肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 741016057.022393203.023.0=+????==
取mm l w 80= (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，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为290mm ×420mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为420mm ，f h =6mm 。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差△N=425.97KN-186.65=239.32KN,受力较大的肢背处的焊缝应力为：
22/160/37.52)
12420(67.022*******.0mm N mm N N
f <=-????=
τ焊缝强度满足要求。
2、下弦节点e 点(详见图7-1)：
(1)、斜杆eD 与节点的连接焊缝计算:N=100.79KN
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:，mm N
f h N l w
f
e w 5.621016067.021007907.027.0=+????==
取mm l w 80= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 371016057.021007903.023.0=+????==
取mm l w 60= (2)、斜杆eF 与节点的连接焊缝计算:N=47.76KN
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:，
mm N
f h N l w f e w 9.3410160
67.02477607.027.0=+????==
取mm l w 60= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 8.221016057.02477603.023.0=+????==
取mm l w 60= (3)、竖杆eE 与节点板连接焊缝计算：N=53.5KN
因为其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥ (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=496.43KN-425.97KN=70.46KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为： 肢背:，
mm N
f h N l w f e w 7.4610160
67.02704607.027.0=+????==
取mm l w 60= 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 9.281016057.02704603.023.0=+????==
取mm l w 60= (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，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为230mm ×330mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为420mm ，f h =6mm 。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差
△N=496.43KN-425.97KN=70.46KN,受力较大的肢背处的焊缝应力为：
22/160/78.19)
12330(67.027046075.0mm N mm N N
f <=-????=
τ焊缝强度满足要求。
3、上弦节点B 点如(详见图8)：
(1)、斜杆Bc 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点c 中的cB 杆计算相同。 (2)、斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，N=347.86KN
设肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为：10mm 和6mm 。所需焊缝长度为：
肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 94.11010160107.023478607.0265.0=+????==
取mm l w 120= 肢尖：，
mm N
f h N l w f e w 59.10010160
67.023478607.0235.0=+????==
取mm l w 110= (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可缩进上弦肢背8mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的
应力为：?=21'f h (节点板厚度)=21×12mm=6mm ，mm h f 10"=，mm l w 380102400"
=?-=，上弦
与节点板间焊缝长度为400mm 。
节点荷载由槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必须验算。肢尖焊缝验算为：
2"
"/56.62)
102400(107.023328207.02mm N N
l h N N w f BA BC N f =?-???=?-=
τ 2
2
2""/90.88)
102400(107.023328207.026mm N N l h M w f M f =?-???=?=
σ 2222
22.160.00.96)22
.19.88(56.62)()(mm N mm N f m
f N f
<=+=+βστ，满足要求。 (4)、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，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为290mm ×410mm 。
4、屋脊节点“G ”(详见图9)：
(1)、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，并便于施工焊接，需将拼接角钢的尖角削除，且截支垂直肢的一部分宽度(一般为t+f h +5mm)。拼接角钢的这部分削弱，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。N=486.96KN ，设焊肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则所需焊缝计算长度为(一条焊缝)：
mm mm N mm N
f h N l w f f w 87.135/16087.04486960107.042
=???=+??=
，取mm l w 150=
拼接角钢的长度取：2×150mm+50=350mm
(2)、弦杆与节点板的连接焊缝计算：上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定节点荷载，验算从略。
上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，N=486.96KN ×15%=73.044KN 。设焊肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，节点板长度为300mm ，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为：
mm l w 1351052
300=--=，焊缝应力为：
2/31.48135
87.024*******.07.0215.0mm N N
l h N w f GF N f =????=?=
τ
22
2/29.147135
87.028
.6848696015.067.026mm N N l h M w f M f =??????=?=
σ 222222
.160.04.130)22
.129.147(31.48)()(mm N mm N f m f
N
f
<=+=+βστ，满足要求。
(3)、中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=53.5KN ，此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥。
5、下弦跨中节点“g ”(详见图10)：
(1)、弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：拼接角钢与下弦杆截面相同，传递内力N=496.43KN 。
设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度为：
mm mm N mm N
f h N l w f f w 51.138/16087.04496430107.042
=???=+??=
，取mm l w 150=。
拼接角钢长度不小于2×150mm+10=310mm 。
肢尖节切去△=t+f h +5=7+8+5=20mm,截面削弱△A=20×7=140mm 2。 %15%9.95.14091402
2
<==?mm
mm A A (切去部分满足要求)。 (2)、弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算，N=496.43KN ×15%=77.465KN 。 设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为： 肢背:，mm N
f h N l w
f
e w 23.531016067.02744657.0275.0=+????==
mm h l f w 64878=?=≥取mm l w 80=。 肢尖：，mm N
f h N l w
f
e w 85.231016067.027446525.0225.0=+????==
按构造要求。 (3)、腹杆与接点板连接焊接缝计算：
计算过程与以上几个节点相同，本设计省略计算(因内力较小可按构造要求)。
因桁架的跨度较大，需将桁架分成两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接，左半边的上弦、斜杆和竖杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的上弦、斜杆与节点板的连接用工地焊缝。
6、端部支座节点a(详见图11)
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座板的净距离取160mm 。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度同端部节点板为12mm 。
(1)、支座底板计算：
支座反力R=53.50KN ×5+2×0.5×53.50KN=321KN
取加筋肋的宽度为80mm ，考虑底板上开孔，按构造要求取底板尺寸为280mm ×380mm ，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为：248460)12802(280mm A n =+??=。
验算柱项混凝土的抗压强度：2
22/3.14/624.648460321000mm N f mm N mm
N A R c n =<===
σ (满足)。式中：c f 为混凝土强度设计值，对C30混凝土，2/3.14mm N f c =。
底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算，节点板和加筋肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相仿边自由的板，第块板的单位宽度的最大弯矩为：21a M βσ=
式中，σ为底板下的平均应力为：2/624.6mm N =σ。
1a 为两支承边之间的对角线长度：mm mm mm a 92.15680)2
10140(2222
1=+-
= β为系数，由11/a b 查表8.4.1而定，b 1为两支承边的相交点到对角线1a 的垂直距离(如图11所示)。由相似三角形的关系，得：37.7192
.15680
1401?=
b ，43.0/11=a b ，查表得0452.0=β。
mm N a M .51.737292.156624.60452.0221=??==βσ
底板厚度mm mm
N mm
N f M t 34.14/215.51.7372662=?==
，取t=15mm 。 (2)、加筋肋与节点板的连接焊缝计算：
加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全地假定一个加劲肋的受力为桁架支座反力的1/4，则焊缝受力：
N N V 610802504/321000?== mm N Ve M .10812.45.47802506?=?==
设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度210mm,
2
2222
62
2
/160/16.83)20067.0280250()200
67.0210812.36()()22.1(mm N mm N f f
<=???+?????=+τσ 加筋肋肋不210mm 即可。
(3)、节点板加筋肋与底板的连接焊缝计算：
设底板连接焊缝传递全部支座反力R=321KN ，其中每块加劲肋各传1/4R=80.25KN ，节点板
传递R/2=40.125KN 。
节点板与底板的连接焊缝长度：∑=-?=mm l w 540)10280(2 所需焊脚尺寸：
mm mm N mm N
f l R h w f w f 18.222
.1/1605407.016050022.17.02/2
=???=??=
∑，取f h =6mm 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：∑=?--=mm l w 1402)2010100( 所需焊脚尺寸：
mm mm N mm N
f l R h w f w f 2.422
.1/1601407.08025022.17.04/2
=???=??=
∑，取f h =6mm 。 节点板、加筋肋与底板的连接焊缝总长度：
∑=--?+-?=mm l
w
740)201080(4)10280(2，
验算焊缝应力：
22/160/66.8422
.167407.032100022.1mm N mm N mm N
h l R f f w <=???=??=
∑σ，满足要求。
(4)、下弦杆、腹杆与节点板的连接焊缝计算：杆件与节点板连接焊缝的计算以上几个节点计算相同，本设计计算过程从略。
六、施工图(详见施工图纸)：
梯形钢屋架课程设计
《钢结构》课程设计 题目：武汉某车间钢结构屋架设计 院（系）：城市建设学院 专业班级：土木090 学生姓名： 学号： 指导教师：蒋华 2012年6月11日至2012年6月15日 华中科技大学武昌分校制
《钢结构》课程设计任务书
目录 一、设计资料 (5) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (5) 1、屋架几何尺寸 (5) 2、檩条布置 (6) 三、支撑布置 (6) 1、上弦横向水平支撑 (6) 2、下弦横向和纵向水平支撑 (6) 3、垂直支.撑 (7) 4、系杆 (7) 四、荷载与内力计算 (7) 1、荷载计算 (7) 2、荷载组合 (7) 3、内力计算 (8)
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，轴心抗压强度设计值 f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 c 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l0= L - 2 ? 0.15 = 30 - 2 ? 0.15 = 29.7m 。 =h0+i? l0/2=3585mm。 跨中高度H 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）。
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
钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)
第一章：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2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 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。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
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。
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 。
21米梯形钢屋架课程设计计算书要点
《钢结构设计》课程设计 姓名 学号 专业 指导老师
《钢结构》课程设计任务书
一、设计资料： 1、某工业厂房跨度为21m,厂房总长度72m，柱距6m。 2、采用1.5m×6.0m，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18.0m，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，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4、钢材用Q345-B，焊条用E50 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 = 21m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 42mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 21 - 2 ? 0.15 = 20.7m 。 =h0+i? l0/2=2935mm。 跨中高度H 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 所示屋架。 图2
三、支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度为72m, 因此需要布置三道横向水平支撑，如图4所示。 图 4 2、下弦横向和纵向水平支撑 屋架跨设置下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图5所示 图5 3、垂直支撑
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
钢结构梯形屋架课程设计
一、设计资料： 1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。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18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载: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。 屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。 3.荷载标准值（水平投影面计） 荷载： ①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； =0.35KN/m2， ②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。 积灰荷载标准值： 0.7KN/m2 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 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 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 1.45KN/m2 二、结构形式与布置图： 屋架支撑布置图如下图所示。
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符号说明：WGJ-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 A a +3. 4700.000-6.221-8.993-9.102-9.102-6.502 -3.3 82 -0.690 -0.462 +4.739 +1.884 -0. 462 -1.0-1. 0+0. 812-0.5+7. 962+9.279 +9. 279c e g B C D E F G 0.5 1. 0 1. 0 1. 0 1.0 1.0 1. 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 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 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： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层： 0.4KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m 2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m 2 总计：3.32KN/m 2 可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m 2<屋面活荷载标准值0.70KN/m 2，取0.70KN/m 2 0.70KN/m 2 积灰荷载 0.70KN/m 2 总计：1.14KN/m 2 永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m 2=3.984KN/m 2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m 2=1.96KN/m 2 2、荷载组合
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：
梯形钢屋架课程设计例题
梯形钢屋架课程设计 一、设计资料 (1)题号72，屋面坡度1: 10,跨度30m，长度102m,,地点：哈尔滨，基本 2 2 雪压：kN/m，基本风压：m。该车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m。采用1.5m x 6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值，血荷载标准值为 2 2 kN/m，积灰荷载标准值为kN/m。屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400mm x 400mm。混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B级，焊条采用E43 型。 (2)屋架计算跨度：l0=30m-2X 0.15m=29.7m。 (3)跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。平坡梯形屋架，取屋架在30m轴线处的端部高度h。2.°05m。屋架跨中起拱按l0 /500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图： ism 5
根据厂房长度（102>60）、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的支撑规则有所不同。梯形钢屋架支撑布置如下图： * 7
垂直支擢IT 垂直支撑27 三、荷载计算 1、荷载计算 屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载 kN/m 2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g k（0.12 0.11l）kN/m2计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下： （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：
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计 一、设计资料 （1） 题号80，屋面坡度1：16，跨度30m ，长度96m ，柱距6m ，地点：，基本 风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2 （2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层， 卷材屋面，屋面坡度i=1/16。屋面活荷载标准值0.7kPa ，雪荷载标准值为0.45 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。 （3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。 （4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m （5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。 取屋架在29.7m 轴线处的高度m h 972.10= 取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 963.10 =' 屋架的中间高度m il h h 900.22 7 .29161972.12/00=?+ =+= 屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图： 梯形钢屋架支撑布置如下图：
屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m 2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2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。荷载计算表如下： 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： kN F 629.5565.1)82.1361.4(=??+= （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： kN F 249.3965.1361.41=??= 半跨节点可变荷载： kN F 38.1665.182.12=??= （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 47.565.1608.03=??= 半跨接点屋面板自重及活荷载： kN F 83.2565.1)98.089.1(4=??+= （1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
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
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：
钢结构屋架设计
一丶设计资料 厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm 1、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C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。 2、屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊 3、屋盖结构及荷载 采用无檩体系。 用1.5×6.0预应力混凝土屋板。 荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m2 ②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m2，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值 ③屋面个构造层的恒荷载标准值： 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层 0.4KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.6KN/m2 永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡ 4、荷载组合。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN 按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN 故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN 二丶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； ＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L 3190mm，下端起拱50mm。 屋架几何尺寸如图1所示：
钢结构屋架设计
2（按附表取） 2 、题目 某厂房总长度90m 跨度为18m 屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距 6m> 1. 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 ； L 为屋架跨度。地区计算温度高于-20°C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18m 2. 屋架形式及荷载：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。屋架采用的钢材、焊条为： Q345钢，焊条为 E50 型。 3. 屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5 x 6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷 载：①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/m 为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为 0.7kN/m 2，雪荷载的 基本雪压标准值为S=0.35kN/m 2，施工活荷载与雪荷 载不同 时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m 2 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 0.45kN/m 水泥砂浆找平层 0.7kN/m 保温层 0.4 kN/m 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m
150 C € 1 >0l^e = 9iW(} 1,0 10 i.o i ?° TB + 7.962 + 9.279 ￡102 + 9.279 (a) 18 米跨屋架 ace 二、设计内容 1. 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直(b)18 米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 可 匚 e g e (c) 18 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 J z5n7 5 .1507^ 1507』历07』”°?】g C s E 5 T 3,470 g 1 弐一 o7oo o
梯形钢屋架钢33米课程设计计算书
钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q345B级，焊条采用E50型。 2、屋架计算跨度： Lo=33－2×0.15=32.7m， 3、跨中及端部高度： 端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。 屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。 二、结构形式与布置 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 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡单层彩色钢板波形瓦0.12kN/㎡ 总计0.57kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 总计0.7kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×0.57=0.684kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×0.7=0.98kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 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：F=(0.684+0.98) ×1.5×6=14.97kN ②全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：F1=0.684×1.5×6=6.156kN 半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82 kN
钢结构屋架设计
一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 1.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；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用×预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=+，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； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为m2 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m2 水泥砂浆找平层m2 保温层kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂
直 支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三 种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层kN/m2 水泥砂浆找平层m2 保温层m2 预应力混凝土屋面板m2 屋架及支撑自重+=m2 恒荷载总和m2 活荷载m2 积灰荷载m2
梯形钢屋架课程设计---简支梯形钢屋架设计
北京建筑工程学院 土木与交通工程学院 《钢结构》课程设计任务书 班级 姓名 学号 日期 指导教师 2012年6月
梯形钢屋架课程设计任务书 一、设计题目 简支梯形钢屋架设计 二、设计资料 工程名称：某机加工车间 1 结构平面布置 某地区单层单跨工业厂房机加工车间，屋架跨度及厂房长度见附表，柱距6m，屋架下弦标高16.5m。 2 排架结构体系 钢筋混凝土柱（混凝土强度等级为C20，上柱截面400×400）； 钢屋架铰支于柱上； 1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板； 屋面坡度10 i。 = /1 3 车间内设有中级工作制、起重量≤300KN的吊车，计算温度高于-200C。 4 材料 钢屋架选用Q235-B·F钢，焊条为E43型。 5 荷载（标准值）（屋面构造层做法也可自定） 二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m2 (硫化型橡胶油毡,PVC建筑防水塑料油膏) 砂浆找平层(厚20mm) 0.40 KN/m2 泡沫混凝土保温层(厚80mm) 0.48 KN/m2 预应力钢筋混凝土大型屋面板1.4 KN/m2 （包括灌缝） 屋架及支撑自重（ 0.12+0.011l） KN/m2 悬挂管道（奇数） 0.15 KN/m2 吊顶（奇数） 0.55 KN/m2 活荷载或施工荷载：见附表 屋面积灰荷载：见附表 雪荷载： 0.40 KN/m2 6、钢屋架形式示意图（未表示起拱） 图1 钢屋架形式示意图 三、设计任务 要求设计钢屋架并绘制施工图。掌握钢屋架荷载的计算；掌握杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度，截面型式，截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度；掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求，主要节点的设计及计算和构造；掌握钢屋架施工图的内容和
钢结构课程设计---21m跨径简支梯形钢屋架设计
21m跨径简支梯形钢屋架设计（有檩） 一、设计资料 厂房跨度为21m，长度为108m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/10，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，雪荷载为s =0.25 KN/m2，不考虑风压。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。 1、屋面荷载标准值： 屋架及支撑自重 0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348 2 KN M 压型钢板=0.151 2 KN M 檩条（约0.5KN/M,间距1.5m） 0.333 2 KN M 恒荷载总和 0.832 2 KN M 雪荷载 0.25 2 KN M） KN M（小于0.5，取屋面活载0.5 2积灰荷载 0.6 2 KN M 活载总和 1.1 2 KN M 2、屋架计算跨径：020.152120.1520.7m l L =-?=-?=。 3、屋架形式及图示如图1：
二、荷载与内力计算 2.1、荷载计算 根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。屋面荷载汇总 ： 表1 屋面荷载汇总 2.2、荷载组合 节点荷载设计值 按可变荷载效应控制的组合 (1.20.832 1.40.5 1.40.90.6) 1.51244.1792d F =?+?+????= 2KN M 其中永久荷载的分项系数 1.2G γ=,屋面活载或雪荷载载荷分项系数1 1.4Q γ=,组合只设计值1 0.7?=，积灰荷载 1.4Q γ= 20.9?= 按永久荷载效应控制的组合 (1.350.832 1.40.50.7 1.40.90.6) 1.51242.6456d F =?+??+????=2KN M 其中永久荷载的的分项系数 1.35G γ=，活荷载的分项系数1 1.4Q γ=，故节点荷载取44.17922KN M ,支座反力=7309.2544d d R F =2KN M 。
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）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，屋架的力计算，杆件的设计计算、节点的设计计算等容。 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）