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）
目录
1、设计资料 (1)
2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置 (1)
3、荷载和内力计算 (1)
3.1荷载计算 (1)
3.2荷载组合 (2)
3.3内力计算 (2)
4、杆件截面计算 (3)
4.1上弦 (4)
4.2下弦 (5)
4.3腹杆A-a与I-e (6)
4.4腹杆B-a与H-e (6)
4.5腹杆B-b与H-d (6)
4.6腹杆C-b与G-d (7)
4.7腹杆D-b与F-d (7)
4.8腹杆D-c (8)
4.9腹杆F-c (8)
4.10腹杆E-c (9)
5、节点设计 (9)
5.1下弦节点b (10)
5.2上弦节点B (11)
5.3上弦节点C (12)
5.4上弦节点D (13)
5.5下弦节点c (13)
5.6上弦节点E (14)
5.7上弦节点A (15)
5.8支座设计 (16)
6、主要参考资料 (18)
1. 设计资料
（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/m 2）可变荷载：0.4KN/m 2 永久荷载：0.82 KN/m 2 （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
2. 屋架形式、几何尺寸及支撑布置
梯形屋架上弦较平坦，适合于采用压型钢板和大型钢筋混凝土面板，薄坡度一般在1/12~1/8之间，依据题意要求选择了梯形屋架，其中屋架的跨度L 为18m ，又因为L H )6/1~10/1(≈，L H )10/1~16/1(0≈，取m H 4.2=，m H 5.10=。其余杆件尺寸如下图所示：
图1屋架结构图
图2屋架尺寸及内力图
3．荷载和内力计算 3．1 荷载计算
可变荷载：0.4kN/m 2 永久荷载：0.82 KN/m 2
恒载计算：恒载设计值按分项系数1.2为984.02.182.01=?=q KN/m 2，节点载荷284.1325.2611=??=q p KN
活载计算：分项系数
1.4，活载70.04.15.02=?=q KN/m 2，
56.725.2622=??=q p KN
3.2 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
3.3.内力计算
组合分为全跨活载荷和半跨活载荷两种情形，求这两种情形的内力系数的单位荷载见图3与图4，其中“恒+全”一栏所列数值表示恒载与全跨活载的组合值，而“恒+半”一栏所列数值表示恒载与半跨活载的组合值。
图3计算内力系数的全跨荷载
图4计算内力系数的半跨荷载
表1屋架内力组合表
4. 杆件截面选择
腹杆最大内力161.7286KN（压）由屋架节点板厚度参考表可知支座支节点板厚度取8mm。
杆件截面选择见下表2
表2 屋架杆件截面选择表
4.1 上弦
整个上弦不改变截面，按最大内力计算。
最大内力为-157.1KN ，mm l ox 2261=，则平面外计算长度：
mm N N l l oy 14.443510.15703.145215.075.0452225.0075.121=??? ??
?+=???? ??+= 96.12261/4435014/==ox oy l l
若获得平面yz x λλ=，则应有86.1/>x y l l ，选用两不等肢角钢短肢相并比较适当。
假定没有相似资料参照，故先设λ以帮助选择截面。设70=λ，属于轴心压杆b 类，有书上附录查得751.0=?。取强度设计值f =215 KN/m 2，根据所设的λ，
截面应该有
223173.9)10215751.0/(101.157/cm f N A =???==?
y y ox x i cm i l i ，23.370/1.226/===应大于cm l oy 34.670/5.443/==λ，节点板厚度mm 8=δ，有型钢表查得8801252??L （取a=8mm ），并由短肢相并构成压杆，查得A=2×16=322cm ，cm i cm i y x 0.6,28.2==，用实际截面验算。
1502.99/9.736/5.443/<==<===x ox x y oy y i l i l λλ（容许长细比）
对
此
短
肢
相
并
的
不
等
边双角
钢
截
面
，9.195.12/5.44356.01612.5/0.8t /b 1=?<==，
可
取9
.73z ==x y λλ，
()2.99max x yz ==λλλ，x ，查得560.0=?，
2
22
31/215/7.8710
32560.0101.157mm N f mm N A N =<=???=? 所选截面合适。
4.2 下弦
整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算。 最大内力为161.7KN ，cm l l ox oy 450==
223152.7)10215/(107.161/cm f N A =??==
选用5452?L （a 取8mm ），A=2×4.29=8.582cm ，cm i cm i y x 18.2,37.1== 强度和刚度验算：
222
3
/215/5.18810
58.8107.161mm N f mm N A N n Ab =<=??==σ 容许的长细比验算：
3505.32837.1/450/<===x ox x i l λ
3504.20618.2/450/<===y oy y i l λ
所选截面符合要求。
4.3 腹杆A-a 与I-e
最大内力为-10.42KN ，cm l l ox oy 150==
223484.0)10215/(1042.10/cm f N A =??==
选用4452?L （a 取8mm ），A=2×3.49=6.982cm ，cm i cm i y x 16.2,38.1== 容许的长细比验算：
1507.10838.1/150/<===x ox x i l λ
1504.6916.2/150/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据7.108=λ查得501.0=?
2
22
3/215/7.2910
98.6501.0104.10mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.4 腹杆B-a 与H-e
最大内力为-119.9KN ，cm l l ox oy 8.271==
22358.5)10215/(109.119/cm f N A =??==
选用6702?L （a 取8mm ），A=2×8.16=16.322cm ，cm i cm i y x 19.3,15.2== 容许的长细比验算：
1504.12615.2/8.271/<===x ox x i l λ
1502.8519.3/8.271/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据4.126=λ查得404.0=?
222
3
/215/8.18110
32.16404.0109.119mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.5 腹杆B-b 与H-d
最大内力为61.9KN ，cm l l ox oy 5.283==
22328.2)10215/(109.61/cm f N A =??==
选用4452?L （a 取8mm ），A=2×3.49=6.982cm ，cm i cm i y x 16.2,38.1== 容许的长细比验算：
3504.20538.1/5.283/<===x ox x i l λ
3503.13116.2/5.283/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
222
3
/215/7.8810
98.6109.61mm N f mm N A N
=<=??==σ 所选截面符合要求。
4.6 腹杆C-b 与G-d
最大内力为-20.8KN ，cm l l ox oy 195==
22396.0)10215/(108.20/cm f N A =??==
选用4452?L （a 取8mm ），A=2×3.49=6.982cm ，cm i cm i y x 16.2,38.1== 容许的长细比验算：
1503.14138.1/195/<===x ox x i l λ
1503.9016.2/195/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据3.141=λ查得340.0=?
2
22
3/215/76.810
98.6340.0108.20mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.7 腹杆D-b 与F-d
最大内力为-24.2KN ，cm l l ox oy 9.312==
22312.1)10215/(102.24/cm f N A =??==
选用6702?L （a 取8mm ），A=2×8.16=16.322cm ，cm i cm i y x 19.3,15.2==
容许的长细比验算：
1505.14515.2/9.312/<===x ox x i l λ
1501.9819.3/9.312/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据5.145=λ查得324.0=?
2
22
3/215/7.4510
32.16324.0102.24mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.8 腹杆D-c
最大内力为-14.3KN ，cm l l ox oy 9.312==
22367.0)10215/(103.14/cm f N A =??==
选用6702?L （a 取8mm ），A=2×8.16=16.322cm ，cm i cm i y x 19.3,15.2== 容许的长细比验算：
1505.14515.2/9.312/<===x ox x i l λ
1501.9819.3/9.312/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据5.145=λ查得324.0=?
222
3
/215/0.2710
32.16324.0103.14mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.9 腹杆F-c
最大内力为-11.5KN ，cm l l ox oy 9.312==
223535.0)10215/(105.11/cm f N A =??==
选用6702?L （a 取8mm ），A=2×8.16=16.322cm ，cm i cm i y x 19.3,15.2== 容许的长细比验算：
1505.14515.2/9.312/<===x ox x i l λ
1501.9819.3/9.312/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
根据5.145=λ查得324.0=?
2
22
3/215/7.2110
32.16324.0105.11mm N f mm N A N
=<=???==?σ 所选截面符合要求。
4.10 腹杆E-c
最大内力为-10.4KN ，cm l l ox oy 240==
22348.0)10215/(104.10/cm f N A =??==
选用4452?L （a 取8mm ），A=2×3.49=6.982cm ，cm i cm i y x 16.2,38.1== 容许的长细比验算：
3509.17338.1/240/<===x ox x i l λ
3501.11116.2/240/<===y oy y i l λ
强度和刚度验算：
2
22
3/215/9.1410
98.6104.10mm N f mm N A N
=<=??==σ 所选截面符合要求。
5 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w 2f f 160N/mm =。 由书本可知角钢焊缝内力分配系数。对于等肢角钢一肢相连的情况
3.0,7.021==k k ；对于不等肢角钢短肢相连，25.0,75.021==k k 。
焊缝实际长度：()f w
f
f h f h N
k k l 27.0221+?=
计算长度：f w h l l 2-=
肢背处焊缝面积：w
f w f f N
k l h 7.021?=
肢尖处焊缝面积：w
f
w f f N
k l h 7.022?=
由于此设计中上弦杆采用短肢相并，腹杆与下弦杆采用等边角钢相连。 根据以上公式可求得下表：
表3 焊缝计算表
5.1 下弦节点b
由上表3可知，Bb 杆肢背焊缝为5-90，肢尖焊缝为4-90；Db 杆肢背焊缝为5-90，肢尖焊缝为5-90，Cb 杆肢背焊缝为5-90，肢尖焊缝为4-90。
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，那比例绘出节点详图（如下图5所示），可得到节点板的尺寸为mm mm 220440?。
下弦杆与节点板的焊缝连接长度为440mm ，mm h f 5=，焊缝承受的力为左右两下弦杆的内力差KN N N N 58.6615.9573.16112=-=-=△ 验算肢背焊缝强度
()2231/160/5.155244057.021058.667.07.02mm N mm N l h N k w f <=?-?????=??=△τ
满足要求。
图5 节点b
5.2 上弦节点B
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，那比例绘出节点详图（如下图6所示），可得到节点板的尺寸为mm mm 240510?。
下弦杆与节点板的焊缝连接长度为510mm ，mm h f 5=，焊缝承受的力为左右两下弦杆的内力差KN N N N 033.1450033.14512=-=-=△ 验算肢背焊缝强度：
()()223/160/2.10240
57.0222.11056.7284.137.02mm N f mm N l h P w f w f f f =≤=?????+=?=βσ
2
27.027.026?
??? ?
??+???? ???w f w f f l h N l h M △β 2
3
2
23)52510(57.0210033.145)52510(57.0222.160)10033.145(6???
? ???-????+???? ???-???????=
22/160/1.48mm N f mm N w f =≤=
满足要求。
图6上弦节点B
5.3 上弦节点C
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，那比例绘出节点详图（如下图7所示），可得到节点板的尺寸为如图所示。 验算肢背焊缝强度：
()()223
/160/2.12200
57.0222.11056.7284.137.02mm N f mm N l h P w f w f f f =≤=?????+=?=βσ
满足要求。
图7 节点C
5.4 上弦节点D
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，那比例绘出节点详图（如下图8所示），可得到节点板的尺寸为mm mm 240440?。
下弦杆与节点板的焊缝连接长度为440mm ，mm h f 5=，焊缝承受的力为左右两下弦杆的内力差KN N N N 068.12033.145101.15712=-=-=△ 验算肢背焊缝强度：
()()223/160/2.10240
57.0222.11056.7284.137.02mm N f mm N l h P w f w f f f =≤=?????+=?=βσ
2
2
7.027.026?
??? ?
??+????
?
??w f f f l h N l h M △β 2
3
2
23)52440(57.0210068.12)52440(57.0222.160)10068.12(6???
? ???-????+???? ???-???????=
22/160/86.4mm N f mm N w f =≤=
满足要求。
图8 节点D
5.5 下弦节点c
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，
那比例绘出节点详图（如下图9所示），可得到节点板的尺寸为mm mm 230450?。
按等强度设计，设角焊缝焊脚尺寸mm h f 5=，则接头一侧需要的焊缝计算长度为：
mm f h Af l w
f
f w 3.8216057.04215
8587.04=????=?=
拼接角钢的总长度：
mm a l l w 6.20420)103.82(2)10(2=++?=++=，取mm l 210=
拼接角钢需要切去的高度mm h t f 155=++=△，即剩余竖肢高度为30mm 。
图9 节点c
5.6 上弦节点E
角钢肢尖焊缝应取上弦内力的15%进行计算，即KN N 56.23101.15715.0=?=△，
产生的偏心弯矩：mm N N e M /1413909
1056.23603=??==△ 现取节点板尺寸如图所示。
()()223
/160/1.11220
57.0222.11056.7284.137.02mm N f mm N l h P w f w f f f =≤=?????+=?=βσ
2
2
27.027.026?
??? ???+???? ???w f w f f
l h N l h M △β 2
3
22)52200(57.021056.23)52200(57.0222.114139096???
? ???-????+???? ???-?????=
22/160/73.32mm N f mm N w f =≤=
按照等强度设计，设角焊缝焊脚尺寸mm h f 5=，则接头一侧需要的焊缝计算长度为：
mm f h N l w
f
f w 1.7016057.0410101.1577.043
=????=?=，取mm l w 80= 拼接角钢的总长度：
mm a l l w 23050)1080(2)10(2=++?=++=，取mm l 230=
拼接角钢需要切去的高度mm h t f 185=++=△，取△=20mm ，即剩余竖肢高度为60mm 。
图10 节点E
5.7 上弦节点A
根据求得的焊缝长度，比考虑到杆件肢尖应有的间隙以及制作装配等误差，
那比例绘出节点详图（如下图10所示），可得到节点板的尺寸为如图所示。 验算肢背焊缝强度：
()()2
23
/160/17.10120
57.0222.1105.056.7284.137.02mm N f mm N l h P w f w f f f =≤=??????+=?=βσ
图11 节点A
5.8 支座设计
为便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取140mm ，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，厚度取12mm 。
（1）支座底板的计算
支座反力：KN R 9.905.0618)70.0984.0(=???+=
支座底板的平面尺寸采用242000
200210mm mm mm =? 验算铸顶混凝土的抗压强度：
223
/5.12/16.242000
109.90mm N f mm N A R c n =<=?==σ
（式中c f —混凝土强度设计值。对C25混凝土，2/5.12mm N f c =）。
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四块，
每块板为相邻边支撑而另两边自由的板，求每块板的单位宽度的最大弯矩。
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）。
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
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
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
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 。
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 ?=?=?=???＜
21米跨梯形钢屋架计算书
梯形钢屋架课程设计 指导教师：宋拓 班级：土木81403 学生姓名：朱克林 学号：140008346 设计时间：2017年1月
1 设计资料 某厂房总长度72m ，跨度21m ，纵向柱距6m 。 钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=L/12，L 为屋架跨度。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m 。 2 结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示。 1990 1 3502290 2590 2890 3040 2613 2864 3124 2530 2864 3124 33901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g h B C D F G H 150 07=10500× 21米跨屋架几何尺寸
A a +4 .1000 .000-7.472-11 .262- 12.18-12.18 - 7.68 4 -4.4 09 -1.5 72 +0.7 13 +5 .808 +2.7 92 +0. 328-1.0 -1.0 -1.0 -0.5+9 .744+1 1.962+11 .768c e g h B C D E F G H 0.5 1. 01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 21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 g 'e 'c ' +3.0100 .000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641 -2.63 3 -0.0 47 +1 .913 +1.367 +1.57 +1.848+3.960 +1.222 -1.039 -1.200 -1.525-1.776 -2.043 -1.0-1.0-1.00.000.000.00 -0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.0 90B C D E F G H G 'F 'E 'D 'C 'B '0. 51.01.01.01.01.01.01.0 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 屋架支撑布置如图所示。
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：
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。
30米梯形钢屋架钢课程设计计算书
钢结构课程设计 －、设计资料 1、已知条件：梯形钢屋架跨度30m，长度72m，柱距6m。该车间内设有两台200/50 kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.000 m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为6度，设计基本地震加速度为0.1g。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，雪荷载标准值为0.65 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C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度： Lo=30－2×0.15=29.7m， 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 SBS改型沥青油毡防水层0.40kN/㎡ 找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡ 保温层（100mm厚水泥珍珠岩）0.1×6=0.6kN/㎡ 隔气层（冷底子油）0.05 kN/㎡ 混凝土大型屋面板（包括灌浆） 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.23kN/㎡` 可变荷载标准值 屋面活荷载0.70 kN/㎡ 积灰荷载0.60kN/㎡ 总计 1.3kN/㎡ 永久荷载设计值 1.35×3.23=4.36kN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡ 2.荷载组合
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 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）
课程设计24米屋架钢结构
钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 目录 设计资料 (2) 结构形式与布置 (3) 荷载计算 (5) 内力计算 (6) 杆件设计 (8) 节点设计 (12) 附件 pf程序数据 (18)
钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书 一、设计资料： 1.某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。 2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400x400mm， 钢屋架支承在柱顶。 3.吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12.000m。 4.荷载标准值 （1）永久荷载 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 保温层 0.6 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（包括支撑）自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2 （2）可变荷载 屋面活载标准值 0.7 KN/m2 雪荷载标准值 0.35 KN/m2 积灰荷载标准值 0.3 KN/m2 5.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为1:10)。 图1 梯形屋架示意图（单位: mm） 6.钢材选用Q235钢，角钢，钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。 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，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。
二、结构形式与布置 （1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。 图2 屋架形式及几何尺寸（单位mm） （2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。 横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。 纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。 垂直支撑：位于两屋架端部或跨间某处的竖向平面或者斜向平面内，它可以保证屋架侧向整体稳定性，传递纵向所受纵向荷载，对于梯形屋架跨度小于30m，因此只需在屋架两端和跨度中点设置垂直支撑。 系杆：在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。 具体支撑形式如图3：
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：
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
钢屋架课程设计
《钢结构课程设计任务书》 一、设计题目：焊接普通钢屋架设计 二、普通钢屋架课程设计目的及要求 通过钢屋架课程设计要求能掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法；能综合运用有关力学和钢结构课程所学知识，对钢屋架进行内力分析、截面设计和节点设计；掌握钢屋架施工图的绘制方法。 三、课程设计资料 1. 建筑类别 厂房总长度120m，檐口高度15m。厂房为单层单跨结构，内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支与钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20。柱顶截面尺寸为400?400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 厂房柱距选择：6米 2.三角形屋架 1）属有檩体系：檩条采用槽钢10，跨度为6m，跨中设一根拉条φ10。 2）屋架屋面做法及荷载取值（标准荷载值） 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20kN/m2 檩条及拉条自重 0.20kN/m2 保温木丝板重 2 2 2 2 2 d4cm 0.25kN/m e4cm 0.38kN/m f8cm 0.50kN/m 10cm 0.60kN/m h12cm 0.70kN/m ? ? ? ? ? ? ? ?? ：厚 ：厚 ：厚 g：厚 ：厚 钢屋架及支撑重（0.12+0.011?跨度）kN/m2 可变荷载：屋面活荷载 0.30kN/m2 积灰荷载 10.2 20.3 30.35 40.4 --- ? ?--- ? ? --- ? ?--- ? kN/m2 注: 1.以上荷载值均为水平投影2.A,B屋架的形式与尺寸见图1
图1 3. 钢屋架制作及安装条件 1.钢屋架运送单元和支撑杆件均在金属加工厂制作，工地安装，采用手工焊接。 2.预先划分钢屋架的运送单元，以便确定屋架拼接节点的位置。一般梯形屋架为两个运送 单元，三角形屋架可分为三个运送单元。如图2 图2 3.钢屋架与支撑杆件的连接采用普通螺栓。 4.构件最大运输长度为16m，运输高度为3.85m。 5.上下弦杆为连续杆件，角钢最大长度为19m。 四、课程设计要求 1.计算书 完成计算书一份，内容包括： 1.选题：柱距6米 屋架形式（A～C） 荷载取值（恒载，活载） 2.选择钢材 3.选择焊接方法及焊条型号 4.绘制屋盖体系支撑布置图 5.荷载计算及各杆内力组合 6.杆件截面设计（由教师具体指定计算要求） 7.屋架节点设计 B