钢屋架设计计算。
一、设计资料。
屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级c20）。钢屋架材料为q235钢，焊条采用e43型，手工焊接。
该厂房横向跨度为24m，房屋长度为240m，柱距（屋架间距）为6m，房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。
二、屋架布置及几何尺寸。
屋架几何尺寸图。
屋架计算跨度=24000-300=23700mm。
屋架端部高度h0=2000mm。
二、支撑布置。
三、荷载计算。
1、 荷载。
永久荷载。预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝1500n/m2 =1.5 kn/m2
屋架自重120+11×24）=0.384 kn/m2
防水层380n/m2 =0.38 kn/m2
找平层2cm厚400n/m2 =0.40 kn/m2
保温层970n/m2 =0.97 kn/m2
支撑自重80n/m2 =0.08 kn/m2
小计 ∑3.714 kn/m2
可变荷载。活载700n/m2=0.70 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：1.2×3.714=4.457kn/m2
可变荷载设计值：1.4×0.7=0.98kn/m2
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。
屋架上弦节点荷载：p=（4.457+0.98）×1.5×6=48.93kn
2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载。
屋架上弦节点荷载：p1=4.457×1.5×6=40.11kn p2=0.98×1.5×6=8.82kn
3） 全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载。
全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：p3=1.2×（0.384+0.08）×1.5×6=5.01kn
作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载。
p4=（1.2×1.5+1.4×0.7）×1.5×6=25.02kn
以上1），2）为使用阶段荷载组合；3）为施工阶段荷载组合。
四、内力计算。
按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。
全跨荷载布置图。
全跨荷载内力图。
左半跨荷载布置图。
左半跨荷载内力图。
右半跨荷载布置图。
右半跨荷载内力图。
内力计算表表1
五、杆件截面设计。
1、上弦杆截面计算。
整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算n = 688.25kn（压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm。
计算长度屋架平面内取节间轴线长度。
屋架平面外根据支撑和内力变化取。
因为，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图1所示。
图1上弦截面。
设，查轴心受压构件的稳定系数表。
需要截面积。
需要回转半径。
根据需要的a 、 ix 、iy ，查角钢型钢表，选用2∟，a = 50.6 c㎡ ,ix = 2.85 cm , iy = 7.78cm。
按所选角钢进行验算。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
2、下弦杆截面计算。
整个杆件采用同一截面，按最大内力计算，n=680.67kn （拉力）
计算长度屋架平面内取节间轴线长度。
屋架平面外根据支撑布置取。
计算需要净截面面积。
选用2∟160×100×10（短肢相并），见图2所示，a =50.60 c㎡ ,ix = 2.85 cm , iy =7.78cm
按所选角钢进行截面验算，取。
图2 下弦截面。
所选截面满足要求。
3、斜杆截面计算。
斜杆1-11
n = 396.97kn (压力)，l0x = l0y = l =251.6 cm
因为l0x = l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使ix = iy
选用2∟140×90×10，见图3所示，a = 44.6 c㎡ ,ix = 2.56 cm , iy = 6.84cm
图3 斜杆1-11截面。
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
斜杆11-2
n = 311.50kn（拉力），l0x = 0.8l = 208.1cm, l0y = l =260.1 cm
计算需要净截面面积。
选用2∟63×8，见图4所示，a = 19.02 c㎡ ,ix = 1.90 cm , iy = 3.10 cm
图 4斜杆11-2截面。
验算：所选截面满足要求。
斜杆2-13
n =-243.97kn (压力)，l0x =2247mm l0y = l =2809mm
选用2∟80×7，见图5所示，a =21.72mm2 , ix =2.46cm , iy = 3.75cm
图5斜杆2-13截面。
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
斜杆13-3
n =165.93kn（拉力），l0x = 0.8l = 224.7cm, l0y = l =280.9 cm
计算需要净截面面积。
选用2∟56×5，见图6所示，a =10.82 c㎡ ,ix =1.72 cm , iy =2.77 cm
图 6 斜杆13-3截面。
验算：所选截面满足要求。
斜杆3-15
n =-118.28kn (压力)，l0x =241.8cm l0y = l =302.3cm
选用2∟80×7，见图7所示，a =21.72c㎡ ,ix = 2.46cm , iy = 3.75cm
图7 斜杆3-15截面。
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
斜杆15-4
n = 68.39kn（拉力），l0x = 0.8l = 2418mm, l0y = l =3023cm
计算需要净截面面积。
选用2∟56×5，见图8所示，a = 10.82c㎡ ,ix = 1.72 cm , iy = 2.77 cm
图 8 斜杆15-4截面。
验算：所选截面满足要求。
斜杆4-17
n =50.27kn （拉力）， l0x =259.5cm l0y = l =324.3cm
选用2∟56×5，见图9所示，a =10.82 c㎡ ,ix =1.724cm , iy =2.77cm
图9 斜杆4-17截面。
满足长细比：的要求。
所选截面合适。
斜杆17-5
n =-81.11kn (压力)，l0x =259.5cm l0y = l =324.3cm
选用2∟63×6，见图10所示，a =14.58c㎡ ,ix = 1.93cm , iy = 3.06cm
图10 斜杆17-5截面。
验算。由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
4、竖杆截面计算。
边竖杆1-10
n =-23.96kn (压力)，,l0x = l0y =l=201.25cm
选用2∟63×10，，a =23.32 c㎡ ,ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
竖杆2-12
n =-47.92kn (压力)，,l0x =1800mm l0y =2250mm
选用2∟63×10， a =23.32 c㎡ ,ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
竖杆3-14
n =-47.92kn (压力)， l0x =2000mm l0y =2500mm
选用2∟63×10， a =23.32 c㎡ ,ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
属于b类截面。
属于b类截面。
满足长细比：的要求。
由于只需求出，查轴心受压构件的稳定系数表，
所选截面合适。
竖杆4-16
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