芬克式三角形钢屋架设计
芬克式三角形钢屋架设计
一、 设计资料
某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示：
屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383；
下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。
屋架支撑布置如下图所示：
1）永久荷载
彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ；
屋架及支撑自重按经验公式
20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2）
可变荷载
屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN
二、荷载计算
1.荷载标准值计算
将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数
077.1cos 1
=α
。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 檩条重量： 2097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN
屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN
2、荷载组合
由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。
节点荷载
kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=????+?+?=）（ kN 43.464/960.19.04.17.07.04.1106.135.1F 2=????+??+?=）（
四、屋架设计
1.节点集中荷载计算
节点荷载取kN F F 16.481==
等效荷载示意图如下示：
2.屋架内力计算
各杆件内力系数如下图示：
各杆件内力设计值
中间节点处集中荷载为檩条作用在屋架上弦杆的集中荷载，本例中根据檩条布置位置应取为F/3。
则檩条集中荷载作用时
m
kN
l
F
M?
=
?
?
?
?
=
=83
.
11
)
cos
3
794
.0(
16
.
48
9
1
3
3
1
α
端节点弯矩m
kN
M
M?
=
=46
.9
8.0
1
杆
件
上弦杆7 腹杆下弦杆AB BC CD DE BF CF CG CH DH EH GH AF FG GJ 系
数
-9.42 -9.05 -8.68 -8.31 -0.93 1.25 -1.86 1.25 -0.93 3.75 2.50 8.75 7.50 5.00 内
力
值
-453.67 -435.85 -418.03 -400.21 -44.79 60.2 -89.58 60.2 -44.8180.6 120.4 421.4 361.2 240.8
其他节间的正弯矩和节点负弯矩 m kN M M ?±=±=10.76.002
3.上弦杆截面设计
整个上弦杆采用等截面，按最大内力杆AB N N =max 设计
kN N AB 67.453-=（压杆） 杆端m kN M ?=46.91，m kN M ?-=10.72
选用角钢2L100×16等肢相拼成T 形截面，（其中a=12mm ，为节点板厚度，根据《钢结构课程设计》P23表2-3选用）
2
26.59cm A n =
cm
i x 98.2=
cm
i y 72.4=
3162.171cm W x =
3264.75cm W x = cm Z 06.30=
上弦杆是压弯构件 1）强度验算
2
23
623/215/15510
64.752.11010.71026.591067.453mm N mm N W M A N nx x x n <=???-+??-=+γ 故强度满足要求 2）稳定验算
a. 由正弯矩控制的平面内 长细比：[]15093.7910
98.23
7940=<=??==
λλx x x i l ， 绕X 轴屈曲时属于b 类截面，查表可得 688.0=x ?
kN EA N x
Ex
68.171293.791.110026.591006.214.31.12
5222=?????=='
λπ 构件产生反向曲率85.0=mx β
∴
)1068.17121067.4538.01(1062.17105.11046.985.01026.59688.01067.453)8.01(333
6
231???-????+
???='-+Ex
x x x mx x N N W M A N γβ? 22/215/86.164mm N mm N <= 满足要求 较小翼缘受拉区：
)1068.17121067.45325.11(1064.752.11046.985.01026.591067.453)25.11(333
6
2
32???-????-??='--Ex
x x x mx N N W M A N γβ 22/215/73.71mm N mm N <= 满足要求 b. 由负弯矩控制的平面外
由于受压弦杆侧向支撑点间距1l 为节间长度l 的2倍，且 BC AB N N ≠（《钢结构设计规范》P51（5.3.1）式） 则mm N N l l y 4717)67
.45385
.43525.075.0(23794)25
.075.0(1210=?+???=+= 9.992
.474717
0===y y
y i l λ 3.27100471758.058.025.6161000=?=<==
b l t b y 换算长细比 （《钢结构设计规范》P41（5.1.2-6a ）式）
[]15069.100)164717100475.01(9.99)475.01(224
2
2
04=<=??+?=+=λλλt l b y y yz 绕y 轴屈曲时处于b 类截面 由41.110=yz λ查表可得 553.0=y ? 构件产生反向曲率85.0=tx β 翼缘受拉且腹板 18235
1825.6=<=y f t b 故 950.0235
0005.01=-=y
y
b f λ?
3
6
23110
62.171947.01010.785.011026.59553.01067.453?????+???=+x b x tx y W M A N ?βη? 22/215/57.175mm N mm N <= 满足要求 3）上弦填板的设置（《钢结构设计规范》P43 5.1.5条）
查型钢表，一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径i=2.98cm ，则40i=119.2cm 。
上弦节间长度为238.3cm 。每节间设一块填板，间距为238.3/2=119.15cm<119.2cm.
填板尺寸1101270??-。 (《钢结构课程设计》P23)
4.下弦杆截面设计
整个下弦杆采用等截面，故按最大内力AF N N =max 设计
kN N AF 4.421= mm l x 25660= 025*******y l mm =?= 所需杆件截面积 223
6.191960215
104.421cm mm f N A ==?=
= 选用角钢2L70×45×5短肢相拼成T 形截面 查表可得：22.23cm A n = cm i x 38.1= cm i y 95.3= 对于拉杆 []3509.18538.16.2560=<===λλx x x i l []3509.12995
.32
.5130=<==
=
λλy
y y i l 2
22
3/215/6.18110
2.23104.421mm N mm N A N n <=??==σ
均满足要求，故下弦杆所选钢材满足设计要求 3）下弦填板的设置（《钢结构设计规范》P43 5.1.5条）
查型钢表，一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径i=2.33cm ，则80i=186.4cm 。
下弦节间AF 、FG 长度为256.6cm 。每节间设一块填板，间距为238.3/2=128.3cm<186.4cm.
下弦节间GJ 长度为371.8cm 。每节间设两块填板，间距为371.8/3=123.9cm<186.4cm.
填板尺寸801270??-。 (《钢结构课程设计》P23)
5.腹杆截面设计
1) 腹杆EG 在节点H 处不断开，采用通长杆件
kN N N EH 6.180max == kN N GH 4.120=
mm l l x 25660== mm mm l l l y 513225662210=?===
所需杆件截面积223
840840215
106.180cm mm f N A ==?=
= 选用角钢2L45×5相拼组成T 形截面
查表可得：258.8cm A n = cm i x 37.1= cm i y 34.2= 对于拉杆 []3503.18737.16.2560=<===λλx x x i l []3503.21934
.22
.5130=<==
=
λλy
y y i l
2
22
3/215/21010
58.8106.180mm N mm N A N n <=??==σ 均满足要求，故腹杆EG 所选钢材满足设计要求 填板设置
按8080 1.37109.6i cm =?=
GH 、HE 各设置两块，256.6/3=85.5cm<109.6cm 填板尺寸601270??-。 2) 腹杆CF 和CH 选用单角钢L45×5
kN N 2.60=，m m 053256628.08.00=?==l l x ，mm l l y 25660==
所需杆件截面积223
8.2280215
102.60cm mm f N A ==?=
= 查表可得：229.4cm A n = cm i x 37.1= cm i y 881.0= 对于拉杆 []3509.14937.120530=<===λλx x x i l []35025.29181
.82566
0=<==
=
λλy
y y i l 222
3
/215/32.14010
29.4102.60mm N mm N A N n <=??==σ 均满足要求，故腹杆CF 和CH 所选钢材满足设计要求 3) 对于腹杆BF 和DH
kN
N 79.44-=（压杆），786.4m m 9538.08.00=?==l l x ，mm l l y 9530== 初选单角钢L56×8 237.8cm A n =，cm i x 68.1=，cm i y 881.0=，
[]2008.468
.164
.7860=<===
λλx x x i l
[]2001.9009
.13
.980=<==
=
λλy
y y i l 19.956
95354.07856=?<==t b 换算长细比 []2001.103)85.01(2204
=<=+=λλλt
l b y y yz
由于y yz λλ>，所以只求y ?，由yz λ查表可得：536.0=y ?
223
/215/83.99837
536.01079.44mm N mm N A N n y <=??==?σ
强度、稳定性均满足要求，故所选钢材满足设计要求。 填板设置
按4040 1.3754.8i cm =?=
CF 、CH 各设置一块，95.3/2=47.7cm<54.8cm 填板尺寸601270??-。 4) 对于腹杆CG
kN N CG 58.89-=（压杆），
1524.8m m 19068.08.00=?==l l x mm l l y 19060==
初选用角钢2L45×5相拼组成T 形截面
258.8cm A n =，cm i x 37.1=，cm i y 34.2=
对于压杆 []2003.11137
.148
.1520=<===λλx x x i l []2005.8134
.26
.1900=<==
=λλy
y y i l
5.2445
190658.09545=?<==t b 换算长细比 []20024.83)475.01(2
204
=<=+=λλλt
l b y y yz
由yz λ查表可得：667.0=b ?
223
/215/53.156858
667.01058.89mm N mm N A N n b <=??==?σ
强度、稳定性均满足要求，故腹杆CG 所选钢材满足设计要求。 填板设置
按4040 1.3754.8i cm =?=
设置两块，190.6/3=63.6cm>54.8cm 。应设3块填板，但考虑腹杆受力不大，且两端焊于节点板上，为减小焊缝起见，可采用两块填板。 填板尺寸601270??- 5）中间竖腹杆EJ
0EJ N =
（1）按构造考虑，为安装垂直支撑，采用螺栓直径d=18mm ，选用2L70×5，组成十字形截面。查型钢表知min 2.73; 1.39u i cm i cm ==。 （2）容许长细比按支撑压杆考虑
[]0.9354/2.73116.7200λλ=?=<=
（3）填板设置按压杆考虑 min 4055.6i cm =
设置4块，354/5=70.8>55.6cm
但考虑中竖杆两端有节点板，且本身亦非完全压杆，为避免焊缝过密，只设置4块。 填板尺寸1101270??
五、节点设计
由于采用E43型手工焊，Q235级钢材、角焊缝，查表知
2/160mm N f w
f =
1．下弦节点F
对于CF 杆和BF 杆 取kN N 2.60max =
杆件厚度mm mm t 65<= ，mm t 35.35.1= 故可取mm h f 4=
肢背mm f h N l w
f
e w 9416047.0102.607.07.03
1=????== 实际焊缝长度mm h l f w 102294=+=，取mm 105 肢尖mm f h N l w
f
e w 4016047.0102.603.03.03
2
=????== 实际焊缝长度mm h l f w 48240=+=，取mm 40850或f h mm ≥
故杆件BF 、CF 与节点板的角焊缝长度为肢背105 mm 、肢尖均50mm ，
焊脚尺寸4mm
根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差， 按实际比例绘
节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为
mm mm mm 12250210??。
节点板与下弦杆满焊，故焊缝长度mm l w 220=，取mm h f 4= 焊缝承受内力kN N 2.602.3614.421=-= 肢背侧焊缝：
223
/160/29)
42250(47.02102.6065.0265.0mm N mm N l h N w e f <=?-?????==τ
故焊缝强度满足要求。
2．下弦节点G （考虑运输和施工方便，下弦杆在节点G 处断开）
对于CG 杆和CH 杆，取kN N 4.120max =
杆件厚度mm mm t 65<= ，mm t 35.35.1= 故可取mm h f 4=
肢背mm f h N l w
f
e w 9416047.02104.1207.027.03
1=?????== 实际焊缝长度mm h l f w 102294=+=，取mm 105 肢尖mm f h N l w
f
e w 4016047.02104.1203.023.03
2
=?????== 实际焊缝长度mm h l f w 48240=+=，取mm 40850或f h mm ≥
故杆件CG 、CH 与节点板的角焊缝长度为肢背105 mm 、肢尖50mm ，焊脚尺寸4mm
根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差， 按实际比例绘
节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为
mm mm mm 10250220??。
节点板与下弦杆满焊，故焊缝长度mm l w 250=，取mm h f 4= 焊缝承受内力kN N 4.1208.2402.361=-= 肢背侧焊缝
223
/160/58)
42250(47.02104.12065.0265.0mm N mm N l h N w e f <=?-?????==τ
故焊缝强度满足要求。
下弦杆断开处采用同型号角钢L75×50×10进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够紧密结合，并便于施工，需将拼接角钢的尖角去除，且截去垂直肢的宽度mm 15。 考虑两弦杆间的空隙，拼接角钢的长度为
mm h f h f A l f w
f
f 6.59220)4216047.04215
102.23(220)27.04(222=+?+??????=++??=
3．上弦节点C
对于杆件CF 、CH ，kN N 2.60= 取mm h f 4=
肢背mm f h N l w
f
e w 9416047.0102.607.07.03
1=????== 实际焊缝长度mm h l f w 102294=+=，取mm 105 肢尖mm f h N l w
f
e w 4016047.0102.603.03.03
2
=????== 实际焊缝长度mm h l f w 48240=+=，取mm 40850或f h mm ≥ 对于杆件CG ，kN N 58.89-= 取mm h f 4=
肢背mm f h N l w
f
e w 7016047.021058.897.027.03
1=?????==
实际焊缝长度mm h l f w 78270=+=，取mm 80 肢尖mm f h N l w
f
e w 3016047.021058.893.023.032
=?????== 实际焊缝长度mm h l f w 38230=+=，取mm 40850或f h mm ≥ 焊脚尺寸4mm
根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差， 按实际比例绘
节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为
mm mm mm 12190760??。
上弦杆与节点板间焊缝，承受上弦杆内力差与檩条传来的集中荷载作用。为了便于在上弦杆上安置檩条，节点板的上边缘可缩进上弦肢背mm 8。用槽焊缝把上弦杆与节点板焊接起来。
集中荷载kN F 16.48=，F 对槽焊缝长度中心偏心距很小，故可认为弯矩0=M 。槽焊缝mm h f 5105.0=?=，与上弦杆满焊，故660w l mm = （赵风华主编《钢结构设计原理》P269（7.20）式）
22
.18.0)10760(57.021016.488.0)2(7.023
??-????=
?-?f f w f h h l h F 22/128%80/4.9mm N f mm N w f =≤= 满足要求
实际上因F 不大，可按构造满焊。（《钢结构课程设计》P27） 内力差kN N 82.1703.41885.435=-=? 偏心距mm e 7327100=-= 故m kN M ?=?=?30.1073.082.17
节点板与上弦杆肢尖mm mm h f 97.375.14=>= 满焊焊缝长度mm l w 760=。
23
/20.4)42760(47.021082.177.02mm N l h N w f f =?-????=??=τ
22
3
2/93.0)42760(47.021030.167.026mm N l h M w
f f =?-?????=??=σ 222222/160/93.487.4)22
.193.0()(
mm N f mm N w
f f f f =<=+=+τβσ 满足要求
4．上弦节点B 、D
由于上弦杆节点B 、D 处腹杆内力F 和相邻弦杆节间内力差N ?均很小，可按构造要求确定焊缝尺寸，取mm h f 4=，肢背、肢尖焊缝长度mm h mm l f w 40850或>=
5．屋脊节点E
屋脊节点处弦杆有断开，采用同型号角钢L100×7进行拼接，尖角削除，且截去垂直肢的宽度mm 17。
对于杆件EH ，kN N 6.180= 取mm h f 4=
肢背mm f h N l w
f
e w 2.14116047.02106.1807.027.03
1=?????== 实际焊缝长度mm h l f w 14923.58=+=，取mm 150 肢尖mm f h N l w
f
e w 6016047.02106.1803.023.03
2
=?????== 实际焊缝长度mm h l f w 68260=+=，取mm 40870或f h mm ≥ 根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比例绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸如图示。
节点板与上弦杆肢尖的连接焊缝承受的内力按N %15计算，
且考虑偏心距mm e 7327100=-=，
则承受弯矩m kN Ne M ?=??==38.4073.021.40015.0%15 取mm t mm h f 97.35.14=>= 肢尖满焊焊缝长度 mm l w 36710cos 350
=-=
α
23
/30)42367(47.021021.40015.07.0215.0mm N l h N w f f =?-?????=?=τ
2
2
32/36)42367(47.021038.467.026mm N l h M w
f f =?-?????=?=σ 222222/160/08.4230)22
.136()(
mm N f mm N w
f f f f =<=+=+τβσ 屋脊节点处集中荷载F 由檩条与上弦杆肢背焊缝承受，验算过程与结果同节点C
拼接角钢焊脚尺寸取mm h f 4=，
故一条焊缝计算长度为：mm f h N l w
f
f w 22316047.041021.4007.043=????=?= 故所需拼接角钢长度mm h l l f w 556247)2(2=?++=，取mm l 560=
6、下弦中间节点J
钢结构课程设计--三角形钢屋架设计
三角屋架设计 1 设计资料及说明 1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。 2、屋面材料：规格长尺压型钢板。 3、屋面坡度i=1：3。活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。 5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。 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，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487 屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=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 3.1 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。 图2屋盖支撑布置 4 荷载计算 屋架支撑0.3（kN/m2） 压型钢板015*3.16/3=0.158（kN/m2） 檩条和拉条0.13（kN/m2） 合计g k=0.588（kN/m2） 可变荷载q k=0.3（kN/m2） 檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×0.588+1.4×0.35=1.20kN/m2 节点荷载设计值P=qa＇s=1.13×1.475×6=10.62kN 5 屋架的内力计算 5.1 杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下，腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》，对于十二节间芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载P=10.62kN,屋架及荷载是对称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表1所示。
(完整word版)芬克式三角形钢屋架设计
芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：
1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 檩条重量： 2097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载
18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
18m三角形钢屋架设计 1 设计资料及说明 设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构（封闭式），主要参数如下： 1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m，S=4m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为4m。 2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。 3、屋面坡度i=1：3。恒载为0.3kN/m2,活（雪）载为0.60.3kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。 5、钢材标号为Q235-B.F，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分 项系数取：γ G =1.2，γ Q =1.4。 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，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=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 3.1 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。 图2 屋盖支撑布置 3.2 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。
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
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钢结构课程设计 (说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号２0１110６1４3 专业材料成型及控制工程 班级2０１1106１班 完成日期?2０１4年?６月１9日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生:孟杰 学号：２０1１10614１ 指导教师:付建科 (三峡大学 机械与材料学院) 1 设计资料与材料选择 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构（封闭式)，要求结构合理,制作方便，安全经济。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S ＝4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载０.３kN/mm 2,活(雪)载0.3k Ｎ／mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C2０，柱顶标高6m; ④、屋面材料:波形石棉瓦(１820×72５×8）； ⑤、钢材标号:Ｑ235-B.F,其设计强度为215Ｎ∕ｍm 2 ⑥、焊条型号:E ４３型； ⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取: γＧ=1．2,γＱ=1.4。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1／８)的屋盖结构多用三角形钢屋架,而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉,短杆受压，受力较小,且制作方便,易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i ＝1∶３,即, 屋面倾角: 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0＝L-３00=１200０-300＝1170０mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度: mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度:mm l l 47.153940== 上弦节间水平投影长度:mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α 根据已知几何关系,求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
钢结构梯形屋架课程设计例子
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、几何尺寸及力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的力）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。
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.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的力值 三、荷载与力计算： 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/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 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m2 总计：3.32KN/m2可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m2<屋面活荷载标准值0.70KN/m2，取0.70KN/m2 0.70KN/m2 积灰荷载 0.70KN/m2 总计：1.14KN/m2永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m2=3.984KN/m2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m2=1.96KN/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 =3.984KN/m2×1.5×6=35.86kN 屋架上弦节点荷载F 1 F =1.96KN/m2×1.5×6=17.64kN 2
芬克式三角形钢屋架设计
' 芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； [ 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：
~ 1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； - 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 。 檩条重量： 2 097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 ~ kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=????+?+?=）（
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。
轻型屋面三角形钢屋架12米跨度
钢结构课程设计 （说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号2011106143 专业材料成型及控制工程 班级20111061班 完成日期2014 年 6 月19 日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生：孟杰 学号：2011106141 指导教师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院） 1 设计资料与材料选择 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S=4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载0.3kN/mm 2，活(雪)载0.3kN/mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ； ④、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)； ⑤、钢材标号：Q235-B.F,其设计强度为215N ∕mm 2 ⑥、焊条型号：E43型； ⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1/8)的屋盖结构多用三角形钢屋架，而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i=1∶3，即， 屋面倾角： 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0=L-300=12000-300=11700mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度： mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度：mm l l 47.15394 0== 上弦节间水平投影长度：mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α 根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
钢结构设计原理三角形钢屋架课程设计
课程设计说明书 课程名称：钢结构 设计题目：钢屋架设计 院系：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2012年12月16日
课程设计任务书
三角形钢屋架课程设计 摘要： 为了让同学们更好的学习《钢结构》这门课程，加深对知识的理解和掌握，提高同学们的动手能力，学校组织了这次针对《钢结构》的课程设计。本次课程设计的主要内容是钢屋架的设计，钢屋架分三角形钢屋架和梯形钢屋架，本例课程设计题目为<三角形钢屋架设计与施工图的绘制>。通过对杆件内力的计算、杆件截面的设计、节点设计以及施工图的绘制，从而设计出满足工程需要的钢屋架。 关键词：钢结构三角形屋架杆件节点内力
目录 1.设计背景 (1) 1.1 设计资料 (1) 1.2 屋架形式 (1) 1.3 荷载情况 (2) 2.设计方案 (3) 2.1 屋架尺寸 (3) 2.2 檩条和支撑布置 (3) 3.方案实施 (5) 3.1 檩条的设计 (5) 3.2 屋架节点荷载计算 (6) 3.3 屋架杆件内力计算 (7) 3.4 杆件截面设计 (8) 3.5 节点设计 (12) 4.结果与结论 (20) 5.收获与致谢 (21) 5.1 收获 (21) 5.2 致谢 (21) 6.参考文献 (22) 7.附件 (23)
1.设计背景 1.1 设计资料 某厂房长66m ，檐口高度15m 。厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。 拟设计三角形钢屋架，屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20，柱 顶截面尺寸为 ；钢屋架设计可不考虑抗震设防；厂房柱距选择为6m ， 跨度为24m 。厂房建筑平面示意图见图1。 图1 建筑平面示意图 1.2 屋架形式 屋架形式见图2。 图2 屋架形式
芬克式钢屋架课程设计
芬克式三角形钢屋架设计设计资料 某厂房总长度为49n,跨度为18m纵向柱矩为7n。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度 i 1:2.5，坡角arctani 21.80， sin 0.3714， cos 0.9285 ；屋架计算长度l o 18 2 0.15 17.7m ；中间高度h 3.54m ； 上弦划分为4个区间，每个区间长度2383mm ； 下弦分为3个区间。区间长度分别为2566mm, 2566mm，3718mm ； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为794mm。 屋架支撑布置如下图所示：
荷载标准值（水平投影面计） 1）永久荷载 彩色钢板屋面：0.15kN /m 2 ; 保温层及灯具：0.55kN /m 2 ; 屋架及支撑自重按经验公式（P w 0.12 0.011跨度）KN/m 2计算; 檩条重量：0.09KN/m 2 ； 7000 7000 X5 7000 t ----- 1 --------------------------------- f
2) 可变荷载 屋面活载 ： 雪荷载： 积灰荷载： 荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载, 2 1.077 0.15 0.162kN/m 2 1.077 0.55 0.59NN/m 2 2 0.12 0.011 18 0.318 kN /m 1.077 0.09 0.097 KN / m 2 1.169kN /m 2 0.8kN /m 2 2 、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨 荷载 下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 F 1 (1.2 1.169 1.4 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 53.41KN F 2 (1.35 1.169 1.4 0.7 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 51.54KN 四、屋架设计 1.节点集中荷载计算 0.7kN /m 2 ; 0.25kN/m 2 ; 2 0.8kN /m 应乘以系数1.077 cos 彩色钢板屋面： 保温层及灯具： 屋架及支撑自重： 檩条重量： 恒载合计： 屋面活载(或雪荷载，两者中取较大值) 2 0.7kN 积灰荷载:
钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
南京工业大学课程设计用纸 三角屋架设 计 平面尺寸为 60mX18m , S=6m ，即单跨屋架结构总长度为 36m ，跨度为 屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C30,柱顶标高8m 。 2 钢材标号为 Q235-B ，其设计强度值为 f=215N/mm 2 。 荷载计算按全跨永久荷载 +全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取: 节间水平段投影尺寸长度 a / =acos a =1555X 0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图 图1屋架形式及几何尺寸 3屋架支撑布置 3.1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。 1设计资料及说明 1、单跨屋架, 18m ，柱距为 6m 。 2 、 屋面材料: 3、 屋面坡度 规格长尺压型钢板。 i=1 : 3。活（雪）载为0.35kN/m ,基本风压为0.70kN/m 。 5、 6、 焊条型号为E43型。 4、 7、 Y =1.2, Y =1.4。 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，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为 i=1 : 3,屋面倾角a =arctg （ 1⑶ 屋架计算跨度 =18.435 , sin a =0.3162 cos a =0.9487 10 =1 — 300= 18000 — 300=17700mm 屋架跨中高度 h= 10 为/2=17700/(2 3)=2950mm 上弦长度 L=10/2COS a~ 9329mm 节间长度 a=L/6= 9329/6 ?1555mn 1所示
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 图2屋盖支撑布置 4荷载计算 水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图 2所示。 屋架支撑 压型钢板 檩条和拉条 2 0.3 ( kN/m ) 015*3.16/3=0.158 (kN/m 2 ) 0.13 (kN/m ) 合计 可变荷载 檩条的均布荷载设计值 2 g k =0.588 ( kN/m ) q k =0.3 (kN/m ) q= Y G g k + 丫 Q q k =1.2 *0.588+1.4 0.35=1.20kN/m 节点荷载设计值 P=qa / s=1.13 *475 6=10.62kN 5屋架的内力计算 5.1杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下, 腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和 全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》 ，对于十二节间芬克 式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载 P=10.62kN ,屋架及荷载是对 称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表 1所示。 1-4
21米三角形钢屋架设计
钢屋架课程设计计算说明书 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡 度为 i 1:2.5，屋面倾角为 arctg 1 /2.5 21.801 ，sin 0.3714， cos 0.9285。 屋架计算跨度： 1。 l 300 21000 300 20700 mm 屋架跨中高度： h 1。i/2 20700 / 2 2.5 4140 mm 上弦长度： L l 0 / 2cos 11147 mm 节间长度： a L/6 1858mm 节间水平段投影尺寸长度： 1 a a cos 1725mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示 1.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。 屋架支撑布置 图1屋架形式及几何尺寸
（3）根据厂房长度为120m,跨度为21m，有中级工作制软钩桥式吊车等因 素，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，如下图所示 8000 8M0 MM 5XB0D0 6300 &000 勺噩| | | | | | 500 图2屋盖支撑布置 2.檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用［20a槽钢截面，由型钢表可查得，自重22.63kg /m 0.23kN/m， 3 3 4 W X 178cm ,W y 24.2cm , I x 1780cm 。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面）
21米三角形钢屋架设计.doc
钢屋架课程设计计算说明书 一、 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为5.2:1=i ，屋面倾角为()ο801.215.2/1==arctg α，3714.0sin =α，9285.0cos =α。 屋架计算跨度： mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度： ()mm i l h 41405.22/207002/0=?=?= 上弦长度： mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度： mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度： mm a a 1725cos '==α 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。 图1 屋架形式及几何尺寸 二、 屋架支撑布置 1. 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）根据厂房长度为120m ，跨度为21m ，有中级工作制软钩桥式吊车等因素，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，如下图所示。
图2 屋盖支撑布置 2. 檩条设计 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置育上弦节点上，檩条间距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。见图1。 选用[20a 槽钢截面，由型钢表可查得，自重m kN m kg /23.0/63.22≈，4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。 （1）荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面） 板荷载： m kN m m kN /465.0858.1/25.02=? 檩条和拉条： m kN /23.0 m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =?，未超过260m ，故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。） m kN q k /929.0858.15.0=?= 檩条均布荷载设计值： m kN q g q K Q K G /135.2929.04.1695.02.1=?+?=+=γγ m kN q q x /793.03714.0135.2sin =?==α m kN q q y /982.19285.0135.2cos =?==α （2）强度验算 弯矩设计值（见图3）：
2014钢结构课程设计-18米三角形钢屋架
一、课程设计题目：18m跨三角形钢桁架 二、设计资料 1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，屋架跨度18m，屋面坡度i，屋面防水材料为波形彩钢瓦＋50厚玻纤棉＋钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5°C以上。屋架轴线图及杆件在节点竖向单位力作用下的内力系数见下图。 几何尺寸内力系数 三角形屋架几何尺寸和内力系数 2、荷载标准值如下： （1）永久荷载(对水平投影面) 屋面板、防水结构及檩条0.20 kN/m2 (A项)钢屋架及支撑等自重0.35 kN/m2 (B项) （2）可变荷载 屋面活荷载(对水平投影面)0.30kN/m2 (E项)屋面雪荷载(对水平投影面)0.50kN/m2 (C项)基本风压(地面粗糙度为B类)0.55kN/m2 (D项)荷载学号调整 学号 荷载
荷载 学号 荷载 学号 荷载1号A项 +0.01 11号 B项 +0.01 21号 C项 +0.01 31号 D项 +0.012 A项 +0.02 12 B项
22 C项+0.02 32 D项+0.023 A项+0.03 13 B项+0.03 23 C项+0.03 33 D项+0.034 A项+0.04 14
+0.04 24 C项+0.04 34 D项+0.045 A项+0.05 15 B项+0.05 25 C项+0.05 35 D项+0.056 A项+0.06
B项+0.06 26 C项+0.06 36 D项+0.067 A项+0.07 17 B项+0.07 27 C项+0.07 37 D项+0.078 A项
三角形屋架设计
钢结构设计原理课程设计——三角形钢屋架结构设计 设计时间
目录 1课程设计指导书 (6) 2屋架杆件几何尺寸的计算 (6) 3屋架支撑布置 (7) 3.1屋架支撑 (7) 3.2屋面檩条及其支撑 (8) 3.2.1截面选择 (8) 3.2.2强度计算 (9) 3.2.3强度验算 (9) 3.2.4荷载计算 (9) 4屋架的内力计算 (10) 4.1杆件的轴力 (10) 4.2上弦杆的弯矩 (10) 5屋架杆件截面设计 (10) 5.1上弦杆 (11) 5.2下弦杆 (12) 5.3腹杆 (13) 5.3.1中间竖腹杆JG (13) 5.3.2主斜腹杆IK、KG (14) 5.3.3腹杆DI (14) 5.3.4腹杆BH、CH、EK、FK (15) 5.3.5腹杆HD、DK (15) 5.4填板设置与尺寸选择 (15) 6屋架节点设计 (16) 6.1支座节点A (16) 6.2上弦一般节点B、C、E、F、D (20) 6.3屋脊拼接节点G (21) 6.4下弦一般节点H (23) 6.5下弦拼接节点I (23) 6.6下弦中央节点J (25) 6.7受拉主斜杆中间节点K (25) 8参考资料 (25)
三角形钢屋架课程设计指导书 西南交通大学自考班课程设计任务书 ——钢屋架设计 一、设计资料 1.某地区某金工车间，长18×Sm，跨度Lm，柱距Sm，采用无檩屋盖结构体系，梯形 钢结构屋架，1.5m×Sm预应力混凝土大型屋面板，膨胀珍珠岩制品保温层（容重4kN/m3，所需保温层厚度由当地温度确定），卷材屋面，屋面坡度i。基本风压W，基本雪压S. 活荷载q 2.某地区某车间，长18×S m，跨度L m，采用有檩屋盖体系，三角形屋架，屋面采用压 型钢板0.15Kn/m2，不保温，屋面坡度i。基本风压W，基本雪压S.活荷载q 根据附表选择题目。 屋架均简支于钢筋混凝土柱子上，混凝土标号为C20，建造地点见附表。屋架所受荷载，包括恒载，活荷载，及风雪荷载等，均应该根分组表采用。大组7组，小组52组，跨度24m，柱距6m，雪荷载0.75，风压0.3，屋面坡度0.42，屋面荷载0.5。 二、设计内容与要求 1.选择计算跨度，节间划分和腹杆形式，选用钢材以及焊条； 2.布置屋盖支撑，说明各支撑布置的必要性和作用，并按比例绘制出支撑布置图； 3.可用图解法或者查手册等方法求得半跨单位荷载作用下的杆力系数 4.荷载计算 5.杆力组合 6.选择杆件截面，列表汇总 7.节点设计 8.施工图绘制（包括绘制平面布置图、支撑布置图和一榀钢屋架设计详图，详图中必须 至少包含屋脊节点详图、跨中下弦节点详图和支座节点详图） 三、其它补充技术资料 1）三角形屋架 三角形屋架上弦坡度一般为i =1/2~1/3，跨度一般为18~24m之间，适用于屋面坡度较大的有檩体系屋盖。三角形屋架与柱只能做成铰接，故房屋的横向刚度较低，且屋架弦
钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
16 届课程设计钢结构屋架设计 学生姓名田高生 学号3041212204 所属学院水利与建筑工程学院 专业土木工程 班级16-4 指导教师吴英 日期2014.12 塔里木大学教务处制
目录 1.设计资料-------------------------------------------------------- 0 2.屋架杆件几何尺寸的计算------------------------------------------ 2 3.支撑布置-------------------------------------------------------- 3 3.1檩条布置------------------------------------------------------------- 3 3.2荷载计算------------------------------------------------------------- 3 3.3檩条的均布荷载设计值----------------------------------------------- 4 3.4强度验算------------------------------------------------------------- 5 3.5整体稳定性验算------------------------------------------------------- 5 3.6刚度验算------------------------------------------------------------- 5 4.屋架设计-------------------------------------------------------- 5 4.1屋架节点荷载计算: ---------------------------------------------------- 5 4.2屋架杆件内力计算----------------------------------------------------- 6 4.3屋架杆件截面设计----------------------------------------------------- 6 4.4填板设置与尺寸选择-------------------------------------------------- 10 5.屋架节点设计--------------------------------------------------- 11 5.1支座节点A ------------------------------------------------------------ 9 5.2上弦一般节点B、C、E、F、D ------------------------------------------- 14 5.3屋脊拼接节点G ------------------------------------------------------- 15 5.4下弦拼接节点I ------------------------------------------------------- 17 5.5下弦中央节点J ------------------------------------------------------- 19 5.6受拉主斜杆中间节点K ------------------------------------------------- 19 6.参考资料------------------------------------------------------- 18 6.致谢----------------------------------------------------------- 19
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= =l－300＝15000－300=14700mm 屋架计算跨度 l ×i/2=14700/(2×=2940mm 屋架跨中高度 h= l /2cosα≈7903mm 上弦长度 L=l 节间长度 a=L/4=7903/4≈1979mm 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
钢结构24米三角形屋架设计
2016 届课程设计 三角形钢屋架课程设计 说明书 学生姓名 学号 所属学院水利与建筑工程工程学院 专业土木工程 班级16-5 指导教师吴英 日期2014.12 塔里木大学教务处制
1 三角形钢屋架课程设计任务书 设计内容 （1）选择钢屋架的材料； （2）确定钢屋架的几何尺寸； （3）屋架及屋盖支撑的布置； （4）檩条的设计； （5）钢屋架的设计； （6）绘制钢屋架施工图。 设计题目：钢屋架 设计资料： 某厂房总长度90m，跨度根据不同的编号号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m。 1.结构形式:钢筋混凝土柱，三角形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，三角形屋面坡度i=1： 2.5L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.屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （2）有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。标准值为0.58KN/m2 荷载： 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； 基本风压为0.50 KN/m2，雪荷载为0.3 KN/m2；保温层0.7KN/m2；积灰荷载1.3 KN/m2设计内容： 1.屋架形式及几何尺寸确定
2.作屋盖结构及支撑的布置图； 3.选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求； 4.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。 5.绘制钢屋架施工详图。 1、屋架尺寸 屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm 屋面倾角： '1 arctan 2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5ααα====o 屋架跨中的高度为：23700 47402 2.5h mm = =? 上弦长度：0 127622cos l l mm α= = 节间长度：' 1276221276 a mm == 节间水平投影长度：a=' a cos α=2127×0.9285=1975mm 屋架几何尺寸见图2。