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 kN

1

P=1.26×1.5×6=11.34 kN

2

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 kN

3

P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN

4

3.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。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。

杆件名称全跨⑴左半跨⑵右半跨⑶P×⑴P1×⑴＋P2×⑵P1×⑴＋P2×⑶P3×⑴＋P4×⑵P3×⑴＋P4×⑶计算内力(KN) AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 BCD-11.11-8.01-3.74-583.14-547.99-499.57-236.71-137.17-583.14 DE-17.89-12.26-6.79-939.01-875.17-813.14-366.29-238.78-939.01 EFG-18.47-12.84-6.79-969.45-905.61-837.00-382.42-241.39-969.45 GHIJ-20.14-12.19-9.44-1057.11-966.96-935.77-374.78-310.68-1057.11 a-b 5.93 4.37 1.89311.25293.56265.44128.5570.74311.25 b-c14.9410.52 5.33784.17734.05675.19312.45191.47784.17 c-d21.0813.489.161106.451020.26971.27409.08308.381106.45 d-e18.259.809.80957.91862.08862.08310.56310.56957.91 Aa-0.50-0.500.00-26.24-26.24-20.57-13.91-2.25-26.24 Ba-11.16-8.22-3.54-585.77-552.43-499.36-241.83-132.74-585.77 Bb8.96 6.29 3.21470.29440.01405.09186.94115.15470.29 Cb-1.00-1.000.00-52.49-52.49-41.15-27.81-4.50-52.49 Db-7.44-4.88-3.08-390.51-361.48-341.07-147.23-105.27-390.51 Dc 5.48 3.21 2.73287.63261.89256.4599.4988.30287.63 Ec-1.50-1.500.00-78.73-78.73-61.72-41.72-6.75-78.73 E10.730.730.0038.3238.3230.0420.30 3.2938.32 c1-4.56-1.78-3.35-239.35-207.82-225.62-62.01-98.61-239.35 F1-1.00-1.000.00-52.49-52.49-41.15-27.81-4.50-52.49 G1-3.76-0.98-3.35-197.35-165.83-192.71-39.76-95.01-197.35 Gd-2.26-2.930.51-118.62-126.22-87.21-78.47 1.72 1.72 -126.22 Hd0.000.000.000.000.000.000.000.000.00 H20.000.000.000.000.000.000.000.000.00 I20.000.000.000.000.000.000.000.000.00 J2d 2.69 3.50-0.61141.19150.38103.7793.69-2.11150.38 -2.11 Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.00

注：表内负责表示压力；正值表示拉力

图3 屋架接点图

四、杆件截面设计

腹杆最大内力，N=-585.77KN，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。

1.上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-1057.11KN

土木工程专业钢结构课程设计

计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度Ox l =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间长度：

Oy

l =4500cm

因为3Ox l ≈

Oy

l ，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图4

图 4 上弦截面 设λ=60，查轴心受力稳定系数表，?=0.807

需要截面积*

A =f

N .?=3

1057.11100.807215××=60932

mm

需要回转半径*x i =60

1508=λox l =2.51 cm *

y

i =450060

ox l λ==7.50 cm 根据需要的*

A 、*x i 、*y

i 查角钢型钢表，初选 2 L 160×100×14，A=69402mm ，

x i =2.80cm ，y i

=7.86m 。

按所选角钢进行验算

x λ=x ox i l =828150..=52.9＜[λ]=150

y λ=y

oy i l =450

7.86

=57＜[λ]=150

由于 x y λλ<，只需求出min y ??=，查轴心受力稳定系数表，x ?＝0.823 31057.11100.8236940

x N A ?×=

×=185N/2mm <215 N/2mm 所选截面合适。

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=1106.45kN 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox l =4500mm 屋架平面外根据支撑布置取

Oy

l =13350mm

计算需要净截面面积*

A =3

1106.4510215N f

×==5146.32

mm

选用 2 L140×90×14（短肢相并），见图5。

图 5 下弦截面 A=69402

mm ， x i =2.51cm ，y i =6.93cm 。 按所选角钢进行截面验算，取A A =n

（若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm ，则可不计截面削弱影响） 31106.45106100n N A ×=

=181.4N/2mm <215 N/2

mm x λ=

x ox i l 51

2450

.=

=179.3<[λ ]=250

y

λ=

==

93

61335

.i l y

oy 192.6<[λ]=350 所选截面满足要求。 3. 端斜杆B a

已知N ＝-585.77kN ，Ox l ＝Oy

l ＝253.9cm

因为Ox l ＝

Oy

l ，故采用等肢角钢，使x i ＝y i

选用角钢 2 L 100×12,见图6

图 6 端斜杆Ba

A ＝45602mm ，x i ＝3.03cm ，y i

＝4.64cm

截面刚度和稳定验算

x λ= ==

0339

253..i l x

ox =83.8<[λ ]=150

y

λ=

64

49253..i l y

oy =

=54.7<[λ ]=150

由于1092535805803832110/..b /l .../t /b oy ×=<===14.73

5572192531047501754475012

24

224

.)...(.)t

l b .(oy y yz =××+=+

=λλ

==x min ??0.6624

3585.77100.66244560

x N A ?×==×193.9N/2mm <215 N/2

mm 所选截面满足要求。

填板放两块，a ι

=84.6 cm ＜40x i =40×3.03=121.2 cm

4. 斜杆Bb

已知N=470.29kN

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox l =0.8×l=0.8×2622=2097.6mm 屋架平面外根据支撑布置取Oy

l =2622mm

选用 2 L100×6，见图7。

图 7 斜杆Bb A=23862

mm ， x i =3.10cm ，y i =4.44cm 。 3470.29102368N A ×==198.6N/2mm <215 N/2mm x λ=

x

ox i l 10376

209..=

=67.7<[λ ]=350

y

λ=

==

44

42

262..i l y

oy 59.1<[λ]=350 所选截面满足要求。 填板放两块，a ι

=87.4cm ＜80x i =80×3.10=248cm 5.再分腹杆c1G

=1N 1c N =-239.35kN ， =2N 1G N =-197.35kN ，

1ι=4174 mm

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox l =0.8×l=0.8×2087=1669.6mm 屋架平面外根据支撑布置取

Oy

l =1ι（0.75+0.25

2

1N N ）=4174（0.75+0.25

6

20899

252..）=4396mm 选用 2 L100×6，见图8。

图 8 再分腹杆c1G 图 9 中竖杆Je

A=23862

mm ， x i =3.10cm ，y i =4.44cm 。 x λ=

x

ox i l 10396

166..=

=53.9<[λ ]=350

y

λ=

==

44

46

439..i l y

oy 99<[λ]=350 由于1064395805807166010/..b /l .../t /b oy ×=<===25.5

81056

06439104750199475012

24

224

.)...()t

l b .(oy y yz =××+=+

=λλ ==yz min ??0.5182

3239.35100.51282386

yz N A ?×==×195.6N/2mm <215 N/2

mm 所选截面满足要求

填板放两块，a ι

=109.9cm ＜40x i =40×3.10=124cm 6.中竖杆Je

已知N ＝0，l l 9.00=＝0.9 ×335＝301.5cm

中间竖杆选用2 L75×6的角钢，并采用十字形截面，见图9 A=17.62cm ,4520.i x = cm,

91253010

..i l x o ox =

=

λ=103.6<[λ ]=150 所选截面满足要求

填板放五块，a ι

=60.3cm ＜400x i =40×2.45=98cm

其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2

土木工程专业钢结构课程设计

上弦杆-1057.11

下弦杆1106.45

Aa -26.24

10

五、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 w f = 各杆件内力由表2查得，最小焊缝长度不应小于f h 8 1. 下弦节点b 见图

10

图 10 下弦节点b

（1） 斜杆Bb 与节点的连接焊缝计算： N=470.29kN

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：16067.021029.4703

2

3

×××××=w l +12=245.3mm ，取w l ＝270mm 肢尖：160

57.021029.4703

1

3

`×××××=w l +10=150mm ，取`

w l ＝170mm （2） 斜杆Db 与节点的连接焊缝计算： N=390.51kN

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：16067.021051.39032

3

×××××=w l +12=205.7，取w l ＝250mm

肢尖：160

57.021051.3903

1

3

`×××××=w l +10=126.2，取`

w l ＝150mm （3）竖杆Cb 与节点板连接焊缝计算：N = 52.49kN

因其内力很小，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=784.17-311.25＝472.92KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为：

肢背： 16067.021092.4723

2

3

×××××=w l +12=247mm ，取w l ＝270mm 肢尖：160

67.021092.4723

1

3

`×××××=w l +12=129，取`

w l ＝150mm （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，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。如图11所示

图 11 节点板b 尺寸

2 .上弦节点

B

图12 上弦节点B

（1）斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。 （2）斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，N=585.77kN 。

设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。所需焊缝长度为

肢背： 160107.021077.58532

3

×××××=w l +20=194，取w l ＝200mm

肢尖：160

67.021077.5853

1

3

`×××××=w l +12=157，取`

w l ＝180mm （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P 与上弦垂直。

假定集中荷载P 由槽焊缝承受，P=52.488kN ，焊脚尺寸为5mm 所需槽焊缝长度为:

w

f f w f h P

l ×××=7.02+10=16057.0210488.523××××+10=56.9mm ,取w l =65mm 上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差 △N=583.14-0.0＝583.14kN

偏心距 e =100-24.3＝75.7mm

设肢尖焊脚尺寸8mm ，设需焊缝长度为470mm ，则 23

/7.114)

16470(87.021014.5832mm N l h N

w e f =?××××=

?=∑τ 2

2

3/3.104)16470(87.028.681014.5836mm N W M F f =?××××××==σ 2222

22/160/1.1437.114)22

.13.104(

)()22

.1(

mm N mm N f f <=+=+τσ （4）节点板尺寸：方法同前，如图13所示

图 13 节点板B 尺寸

3 .屋脊节点J 见图14

图14 屋脊节点J

（1） 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，

为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。

N=1057.11KN ，设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度为 =+×××=

167.04w

f f w f h N

l mm 3111616087.041011.10573=+××××，取w l =375mm 拼接角钢长度取2×375+50＝800mm

（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，假定承受节点荷载

上弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算。N=1057.11×15%＝158.6kN ，设焊脚尺寸为8mm ，弦杆一侧焊缝长度为250 mm ， 23

/66)

16230(87.02106.1582mm N l h N

w e f =?××××=?=∑τ

2

2

3/6.127)16230(87.028.68106.1586mm N W M F f =?××××××==σ

2222

22/160/7.12366)22.16.127()()22

.1(mm N mm N f f

<=+=+τσ

（3）中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=0kN

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w l ≥40mm ，取w l =60mm （4）斜杆J2与节点板连接焊缝的计算

N=150.38KN ，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 l w 6.861216067.021038.15032

3

=+×××××=，取w l =100 mm

肢尖：mm l w 8.5410160

57.021038.1503

1

3

`=+×××××=，取焊缝长度`

w l =60mm （4）节点板尺寸：方法同前，如图15所示

图 15 节点板J 尺寸

4 .下弦跨中节点e 见图

16

图 16 下弦跨中节点e

（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=957.91kN

设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm ，则需焊缝长度为

=+×××=167.04w

f f w f h N

l mm 3.2751616087.041091.9573=+××××，取w l =300mm 拼接角钢长度不小于2×300+12=612mm

（2）弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算。kN N 7.143%1591.957=×=

设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm ，弦杆一侧需焊缝长度为

肢背：mm l w 3.831216067.02107.14332

3

=+×××××=，取w l =90mm

肢尖mm l w 6.471216067.02107.1433

1

3

`=+×××××=：，按构造要求，取焊缝长度`

w l ≥48mm ， 取`w l =60mm

（4）节点板尺寸：方法同前，如图17所示

图 17 节点板e 尺寸

5 .端部支座节点a

图18 支座节点a

（1）为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸出肢的宽度，故可取为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同，厚度同端部节点板为14mm 。 支座底板计算：支座反力

[]kN R 26.5222/488.5225.09.18488.52=××+×=

取加劲肋的宽度为80mm ，考虑底板上开孔，按构造要求取底板尺寸为280mm

×400mm ，偏安全地取有加劲肋部份的底板承受支座反力，则承压面积为

25992012802280mm )(A c =+××=

验算柱顶混凝土的抗压强度：

223

/6.9/7.859920

1026.522mm N f mm N A R c n =<=×==σ (满足)

底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为

2

2βσα=M

式中σ--------底板下的平均应力， σ=8.7N/2mm

2α--------两边支承对角线长， 2α=

mm .)/(416610021414022=+?

β--------系数，由22/αb 决定。2b 为两边支承的焦点到对角线2α的垂直距离。由相似三角形的关系，得 4

166100

1402.b ×=

=84.1mm

22/αb =0.46 ，查表得β＝0.0576 M=0.0576×8.7×166.42

＝13875.5mm N ?

底板厚度215/5.138756/6×=f M =19.7mm, 取t=25mm

（2） 加劲肋与节点板的连接焊缝计算：偏安全地假定一个加劲肋的受力为支座

反力的1/4，则焊缝受力 N V 33

101314

1026.522×=×=

mm N Ve M .10987.57.451013163×=××== 设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度210mm ，

23

/39.80)

16210(67.02101312mm N l h N

w e f =?××××=?=∑τ

22

6

/63.113)

16210(67.0210987.56mm N W M F f =?×××××==σ 2222

2

2

/160/0.123)39.80()22

.163.113()()22.1(mm N mm N f f

<=+=+τσ 加劲肋高度不小于210mm 即可

（3）节点板加劲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=522.26kN

节点板、加劲肋与底板连接焊缝总长度:

∑=??×+?×=mm )()(l

w

82420161004163002

设焊缝尺寸8mm ，验算焊缝应力

223/160/77.9282487.022.11026.52222.1mm N mm N l h R w e f <=××××=×=∑σ，满足要求

（4）下弦杆、腹杆与节点板的连接焊缝计算：

①竖杆与节点板的连接焊缝计算： N=26.24KN ，焊缝尺寸可按构造确定，焊脚尺寸mm h f 5=，焊缝长度w l ≥40mm 。 ① 斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算，同上

肢背：w l =170mm ，肢尖：`

w l ＝140mm

② 下弦杆与节点板连接焊缝计算：

N=311.25KN ，设焊缝尺寸8mm ，需要焊缝长度为

肢背：mm l w 4.1661216067.021025.31132

3

=+×××××=，取w l =180mm

肢尖：mm l w 2.8912160

67.021025.3113

1

3

`=+×××××=，`

w l ＝110mm 六、施工图（见施工图纸）

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

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

完整钢结构课程设计精

贵州大学高等教育自学考试实践考试 钢结构课程设计 课程代码：02443 题目：单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计 年级：2 0 1 3 级 专业：建筑工程 层次：本科 姓名：张伟 准考证号：21001181132 衔接院校：贵州大学 指导老师：张筱芸 完成日期： 2015. 4. 24

附件：设计资料 1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组： 某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，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（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为1KN/m3），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值0.6KN/m2， 3、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-3 4、设计成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。 A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。 B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。 4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

钢结构课程设计计算纸

一、设计资料 温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m，跨度18m。建筑平面图如图1所示。 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=1/10； 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； 厂房内桥式吊车为1台30t（中级工作制）。 2. 屋架形式及材料: 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2所示。屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。 3. 荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.5 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2 保温层0.55 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2 屋架及支撑自重：按经验公式0.120.011 q L =+计算： 0.318 KN/m2 悬挂管道： 0.15 KN/m2 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值：2 7.0m kN / 雪荷载标准值： 0.35KN/m2 积灰荷载标准值： 1.2 KN/m2 厂房平面图

.51507.5 9 内力系数图 二、屋盖支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水 平支撑。 2、下弦横向水平支撑 屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，

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内力系数，见表一。

1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面内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，根据支撑布置和内力变化情况，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： 图四 上弦杆

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 。

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=30.07KN P2=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

钢结构课程设计三角形屋架设计

1:荷载计算 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用人字式三角形屋架。屋面坡度为i=1：,屋面倾角α=arctg （1/）=°，sinα=，cosα= 屋架计算跨度 l 0 =l －300＝15000－300=14700mm 屋架跨中高度 h= l 0×i/2=14700/(2×=2940mm 上弦长度 L=l 0/2cosα≈7903mm 节间长度 a=L/4=7903/4≈1979m m 节间水平段投影尺寸长度 a ＇=acosα=1555×=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1.屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，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。如图2所示。 屋面檩条及其支撑 波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数

15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。 3.2.1 截面选择 试选用普通槽钢[8，查表得m =m,I x =101cm 4,W x =25.3cm 3,W y =5.8cm 3; 截面塑性发展系数为γx =,γy =。 恒载 ×=（kN/m ） 石棉瓦 ×=（kN/m ） 檩条和拉条 （kN/m ） 合计 g k =（kN/m ） 可变荷载 q k =×=（kN/m ） 檩条的均布荷载设计值 q=γG g k +γQ q k =×+×=m q x =qsin α=×=m q y =qcos α=×=m 3.2.2 强度计算 檩条的跨中弯距 X 方向： 2211 1.1554 2.31088x y M q l kN m ==??=? Y 方向： 2211 0.37940.1903232y x M q l kN m = =??=? （在跨中设了一道拉条） 檩条的最大拉力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处 662 33 2.310100.19010138215/1.0525.310 1.2 5.7910 y x x x y y M M f N mm W W ??=+=+===????б＜［б］γγ 满足要求。 3.2.3 强度验算 载荷标准值 ()cos y k k p q g q a =+??α=(0.469+0.467)0.7780.9487=0.691kN/m 沿屋面方向有拉条，所以只验算垂直于屋面方向的挠度： 3 354550.691400011384384 2.061010110361150 y x q l V l EI ?=?=?=???＜

钢结构课程设计米钢屋架

第一部分钢结构课程设计任务书 一. 课程设计题目 某车间梯形钢屋架结构设计 二. 设计资料 一单层单跨工业厂房，内设有2台中级工作制桥式吊车。厂房总长120m，檐口高度15m，拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上。柱顶截面尺寸400×400ｍ，柱混凝土强度等级为C20.钢屋架设计可不考虑抗震设防。 厂房柱距选择为12m 屋架为梯形钢屋架（属无檩体系），跨度为24米带钢屋架挡风板。 无檩体系屋面做法及永久荷载标准值 防水层为三毡四油上铺小石子0.35kN/m2 找平层采用20厚水泥砂浆0.02×20＝0.40 kN/m2 保温层为泡沫混凝土，选取80厚度：0.5 kN/m2 预应力大型屋面板重 1.40 kN/m2 可变荷载标准值 雪荷载0.50 kN/m2 屋面活荷载0.60 kN/m2 积灰荷载0.50 kN/m2 三.结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示，屋架支撑布置见图2所示（下弦支撑采用与上弦支撑同样布置） 图1.屋架形式及几何尺寸

第二部分、钢屋架设计计算 采用1.5×12m预应力钢筋混凝土大型屋面板 屋架计算跨度：L。=L-300=23700mm 屋架端部高度：H。=2000mm 计算跨度处高度: h＝2015ｍｍ 屋架高跨比： H/L。=3860/23700=1/6.14 层架上弦（下弦）支撑布置图 垂直支撑1-1 垂直支撑2-2 符号说明：GWJ(钢屋架)；SC（上线支撑）；XC(下弦支撑)；CC(垂直支撑)； GC(刚性系杆)；LG（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图

1.荷载计算 屋架几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。因为活载加积灰荷载加雪荷载（2000N/m2）大于活荷载（700 N/m2），所以动载取2000 N/m2。屋架自重，P＝(120＋11×L) N/m2。 永久荷载标准值： 二毡三油加绿豆砂0.35kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.5kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.4kN/m2支撑和钢屋架自重（120+11×30）/1000＝0.38 管道设备自重0.10 kN/m2 总计 3.13 kN/m2 可变荷载标准值： 屋面活荷载0.60 kN/m2积灰荷载0.50 kN/m2总计： 1.10 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：1.2×3.13＝3.76kN/m2 可变荷载设计值：1.4×1.10＝1.54kN/m2 2荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合 组合一：全跨恒荷载－全跨活荷载 屋架上弦节点荷载P＝（3.76+1.54）×1.5×12＝95.4 kN/m2 组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P1=3.76×1.5×12＝67.68 kN/m2ｐ2＝1.54×1.5×12＝27.72 kN/m2 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

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：

钢结构课设计算书完整版

课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月

一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。

表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社

钢屋架钢课程设计

－、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 P=4.572×1.5×6=41.148 kN 屋架上弦节点荷载 1 P=1.26×1.5×6=11.34 kN 2 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 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.35+0.7) ×1.5×6=23.31 kN 4 3.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。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。

27米钢结构课程设计钢屋架课程设计

《钢结构》课程设计指导书 普通钢屋架设计 河南工程学院土木工程学院 2015年12月

普通钢屋架设计指导书 本指导书根据设计任务书提出的设计内容和要求指出了设计中应考虑的原则和应 注意的问题，对其中某些问题作了必要的说明。更为一般的设计原理、方法及参考数据，可查阅相关设计手册和规程规范。 第一部分：设计及计算与设计说明书的编制 普通钢屋架是由普通角钢和节点板焊接而成。这种屋架受力性能好，构造简单，施工方便，广泛应用于工业和民用建筑的屋盖结构中，一般是用于大型钢筋混凝土屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天窗架上，普通屋架所用的等边角钢不小于∟45×4，不等边角钢不小于∟56×36×4。 屋架钢材一般采Q235BF（3号沸腾钢）钢材，冬季计算温度等于或低于-30℃时的屋架宜采用Q235B（3号镇静钢），荷载较大的大跨度屋架可采用Q345（16Mn钢）或Q390（15MnV钢）。 一、屋架的形式及主要尺寸 （一）普通梯形钢屋架概述 普通梯形钢屋架通常用于屋面坡度较为平缓的大型屋面板或长尺压型钢板的屋面，跨度一般为15～36m，柱距6～12m，跨中经济高度为（1/8～1/10）l。梯形屋架外形比较接近弯矩图，因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀，用料较经济，且可以和柱刚接或铰接，且刚接可使建筑物横向刚度提高。与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/12～1/16）l，通常取2.0～2.5m；与柱铰接的梯形屋架，端部高度1.5～2.0m，此时，跨中高度可根据端部高度和上弦坡度确定。在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度应尽可能相同。 当采用大型屋面板时，为使荷载作用在节点上，上弦杆的节间长度宜等于板的宽度，即1.5m或3.0m。当采用压型钢板屋面时，也应使檩条尽量布置在节点上，以免上弦杆受弯。对于跨度较大的梯形屋架，为了保证荷载作用于节点，并保持腹杆有适宜的角度和便于节点构造处理，可沿屋架全长或只在屋架跨中部分布置再分式腹杆。 梯形屋架的斜腹杆一般采用人字形，其倾角宜为30°～60°。支座斜腹杆与弦杆组成的支承节点在下弦时为下承式，在上弦时为上承式。

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）

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：

钢结构课程设计(24米跨范例一)

钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2012年 1 月 2 日

目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)

一、设计资料 某车间跨度为24m，厂房总长度72m，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。 屋架形式

荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/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2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000

钢屋架课程设计

钢结构课程设计 学院：建筑工程学院 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2012.05.27

钢结构课程设计——钢屋架设计 一、设计资料 1、某车间的跨度27m ，柱距为6m ，厂房总长度为240m ，屋面采用1.5m ?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），屋面的坡度为 10/1=i 。 2、屋架采用梯形钢屋架，其屋架支承于钢筋混凝土柱顶。 3、屋架的计算跨度：26.7m =0.152-2715.020?=?-=L L 4、屋架的中间高度：H =3.340m 5、在26.7m 的两端高度为：0h =2.005m 6、在27m 轴线处端部高度为：0h =1.990m 7、混凝土强度等级为C25，钢材采用Q235-B 级，焊条采用E43型，手工焊。 8、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）。

柱网布置图 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） 备注：某车间所设计的屋盖无吊车、无天窗、无振动设备，不必进行有关这些的计算。 二、结构形式与布置 屋架形式及尺寸如下图所示:

三、荷载计算 荷 载 计 算 表 荷载名称 标准值（kN/2m ） 设计值（kN/2m ） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.4×1.2＝1.68 三毡四油绿豆砂 0.45 0.45×1.2＝0.54 找平层20mm 厚 0.4 0.4×1.2＝0.48 保温隔热层 1 1×1.2＝1.2 支撑重量 0.07 0.07×1.2＝0.084 屋架自重 0.12+0.011×27=0.417 0.417×1.2＝0.50 永久荷载总和 3.737 4.48 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4＝0.84 积灰荷载 0.8 0.8×1.4＝0.96 可变荷载总和 1.5 1.8 设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况： （1）第一种荷载组合：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： kN F 52.5665.1)8.148.4(=??+= （2）第二种荷载组合：全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： kN F 32.4065.148.41=??= 半跨节点可变荷载： kN F 2.1665.18.12=??= （3）第三种荷载组合：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 256.565.1)084.050.0(3=??+= 半跨节点屋面板自重及活荷载：