沈阳大学建筑工程学院。
土木工程专业。
钢结构课程设计》计算说明书。
题目：焊接梯形钢屋架设计。
姓名： 杨蔚。
班级： 土木1班。
学号： c0863134
指导教师： 姜继红。
2024年11月。
一、设计资料。
1、某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102 m。
2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级c20，上柱截面尺寸400400，钢屋架支承在柱顶。
3、 吊车一台150t，一台30t，吊车平台标高+12.000 m。
4、 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0.4 kn/m2
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
水泥砂浆找平层0.3 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 q=0.12+0.011l kn/m2算） 0.384 kn/m2
2）可变荷载：
屋面活荷载标准值0.7 kn/m2
雪荷载标准值0.35 kn/m2
积灰荷载标准值1.2 kn/m2
5、 屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见图1。
图1.钢屋架几何尺寸（mm）
6、 钢材3号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条荷c级螺栓可供选用。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16 m，运输高度3.
85 m，工地有足够的起重安装条件。
7、 屋盖形式采用无檩条方案（预应力混凝土大型屋面板）。
8、 根据屋盖支撑系统的布置原则，在第一开间布置上弦横向水平支撑，上弦横向水平支撑间距不宜超过60m，故在中间开间布置上弦横向水平支撑；在上弦横向水平支撑处同样设置下弦横向水平支撑，并在支座处设置下弦纵向水平支撑；在支座处和跨中处设有横向支撑处设置竖向支撑，每4个开间再设置一道竖向支撑。屋架形式、尺寸及屋盖支撑布置见图2。
二、荷载计算。
1、 荷载。
按屋面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则，算出可变荷载设计值。计算可列表1进行。
表1.荷载汇集表。
2、 荷载组合。
荷载组合应考虑使用阶段和施工阶段两种情况，下列（1）、（2）为使用阶段的最不利荷载组合，（3）为最常见的施工方法所确定的最不利荷载情况，三种荷载组合均以屋架上弦节点荷载表示。
第一种组合：全跨永久荷载＋全跨可变荷载。
p＝（4.121+2.66）×1.5×6=61.03kn
第二种组合：全跨永久荷载＋半跨可变荷载。
p1＝61.03kn
p2=4.121×1.5×6=37.09kn
第三种组合：全跨屋架支撑自重＋半跨屋面板重+半跨可变荷载重。
p1＝（0.461＋1.68＋2.66）×1.5×6＝43.21kn
p2＝0.461×1.5×6＝4.15kn
三、内力计算。
根据单位节点荷载作用下各杆的内力系数，可按下表进行杆件内力的计算。
表2.杆件内力计算。
4、杆件截面选择。
图3.杆件内力值（kn）
1、 节点板厚。
最大腹杆内力n=-541.34kn，查钢结构课本表7—6并考虑到构造等要求，钢材为3号钢，故选用节点板厚t=12mm；由于支座节点受力较大，支座节点板应比屋架其它节点板厚2mm，取支座节点板厚t=14mm。
2、 上弦杆。
整榀屋架上弦采用一种杆件截面，按上弦杆fh的最大计算内力设计。
计算内力：n=-931.32kn=-931320n
计算长度：屋架平面内取节点中心间轴线长度，取
屋架平面外根据屋架支撑布置和上弦内力变化，取。
截面选择：由于，选用不等边角钢，短边相连。
设，查附表2-5 得，，需要的截面特性：
根据需要的a、、，查型钢表（附表5—14），选用2∟160×100×14不等边角钢，短边相连，截面特性为：a=69.4cm2, =2.80cm, =7.86cm
由，查附表2—5得。
3、 下弦杆。
整榀屋架下弦杆采用同一截面，按下弦杆gi的最大计算内力设计。
计算内力：n=925.83kn=925830n
计算长度：截面选择：
查附表5—14，选用2∟140×90×10不等边角钢，短边相连，截面特性为。
a=44.522cm2，截面验算：
4、 端斜杆ab
计算内力：n=-541.34kn=-541340n
计算长度：选用2∟125×80×10，长边相连，截面特性为。
a=39.4cm2，截面验算：
查附表17-2得，
5、 腹杆bc
计算内力：n=419.89kn=419890n
计算长度：截面选择：
查附表5—14，选用2∟80×7等边角钢。
截面特性：a=21.8cm2，截面验算：
6、 腹杆cd
计算内力：n=-332.00kn=-332000n
计算长度：设，查附表17-2 得，，需要的截面特性：
查附表5—14，选用2∟90×7等边角钢。
截面特性：a=24.6cm2，截面验算：
查附表17-2，
7、 腹杆gh
计算内力：n1=-59.68kn=-59680n，n2=60.63kn=60630n
根据杆件设计构造要求，为方便制造和备料，在同一榀屋架中，采用的角钢规格不宜太多，故此处也选用2∟80×6等边角钢。
先按n1=-59.680kn=-59680n进行截面验算：
截面特性：a=18.794cm2，截面验算：，
查附表2—5，
再用n2=60.63kn=60630n对所选截面进行验算：
所以，截面安全，所选截面满足要求。
8、 竖杆aa和ii
竖杆aa和ii按连接构造要求，分别选用2∟80×6t形截面和十字形截面。
上述杆件及其余杆件的截面选择列表如下（见表3.屋架杆件截面选择表）：
表3.屋架杆件截面选择表。
五、节点设计。
钢结构课程设计钢结构平台设计
课程名称 钢结构课程设计 设计题目 钢结构平台设计 院系 土木工程系 专业 土木工程 年级2009 姓名。指导教师。2011年12月19日。目录。1总体设计 1 2 平台次梁设计 2 2.1 次梁内力分布 2 2.2 次梁高度 2 2.3 截面选择 3 2.4 截面验算 3 3 平台主梁设计 3 3...
钢结构课程设计
作品名称 单跨双坡轻型门式刚架设计。学院名称 土木与建筑工程学院。姓名 学号 专业班级 指导教师 xxxx大学土木与建筑工程学院。2012年月日。一 设计资料2 二 结构形式与支撑布置2 1 屋架形式及几何尺寸2 2 屋架支撑布置2 三 荷载计算4 1 荷载设计值4 2 荷载组合4 四 内力计算5 ...
钢结构课程设计
宁夏大学新华学院。任务书。专业班级。姓名学号。教师。一 设计目的。本课程设计是建筑工程专业学生学完 钢结构 课程后进行的重要的实践教学环节。通过设计掌握钢屋盖系统的结构布置要求和构件编号的方法，能综合运用有关力学分析 杆件截面设计 节点设计等知识，进行内力分析 杆件截面设计 节点设计，并正确绘制钢屋...