目录。一、设计资料 3
二、钢材和焊条选择 3
三、屋架形式及尺寸 3
四、屋盖支撑布置 3
五、荷载和内力计算 5
六、干件截面选择 9
七、节点设计 14
一、设计资料。
详见同济大学自考办发的《钢结构课程设计任务书》。
二、钢材和焊条选择。
按设计规范要求，钢材选用q235b。焊条选用e43型，手工焊。
三、屋架形式及尺寸。
根据《钢结构课程设计任务书》，屋架的计算跨度为。
l0=l-300=27000-300=26700（mm）
屋架在30m轴线处的端部高度取。
h0=1990mm
跨中高度。h=h0+
屋架的高度跨比。
h/l=3490/27000=1/7.7
在屋架常用高度范围内。
为使屋架上弦承受截点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，复杆体系大部分采用下线节间长为3m的人字式，仅在跨中考虑到复杆的事宜倾角，采用再分式。屋架跨中起供55mm（l/500=54mm,取55mm）。
几何尺寸如下所示：
屋架几何尺寸图。
四、屋盖支撑布置。
根据车间长度（240m＞60m）、跨度及荷载情况，设置5道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。支撑布置见下页图所示。
图中与横向水平支撑连接的屋架编号为gwj-2，山墙的端屋架编号为gwj-3。其他屋架编号均为gwj-1。
五、荷载和内力计算。
1）荷载计算和在计算及汇总见下表：
荷载计算及汇总表。
计算屋架杆力时，应考虑如下三种荷载组合：
使用“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半夸屋面均布和活荷载”。应注意半夸屋面活荷载可能作用于左半跨，也可能作用于右半跨。恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值p恒及p活分别为。
p恒=3.23*1.5*6=29.07（kn）
p活=2.10*1.5*6=18.90（kn）
施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”。这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）既可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。
施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值p’恒和p’活分别为。
p′恒=(0.08+0.5)*1.5*6=5.22（kn）
p′活=(1.68+2.1)*1.5*6=34.02（kn）
2）内力计算采用系数法计算，具体系数见下页图：
根据以上算得的节点荷载和杆力系数，利用下表进行杆件的内力组合并求出各杆的最不利内力，计算过程和结果详见下页表：
六、干件截面选择。
1）上弦。整个上线不改变截面，取上弦最大设计杆力（hj杆）计算。n=-921.
98kn， =151.1cm , 302.2cm ,（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑，取为两块屋面板宽）。
根据腹杆最大设计杆力=-490.25kn，查表7.4，取中间节点版厚度t=10mm，支座节点板厚度t=12mm。
先由非对称轴选择截面，假设=60，由附二表2.2查得 =0.807（由双角钢组成的t形和十字形截面均属b类），需要的截面面积。
一般角钢厚度≤15mm，属第1组，故取=215n/mm。需要的回转半径为。
上弦应采用两不等边角钢以短边相连组成的t形截面。根据需要的、及查附三表3.5，选用2l180×110×10：
a=56.75cm， =3.13cm， =8.
62cm（节点板厚10mm验算：
故<=215
验算对称轴y的稳定承载力。
由式/=18/1=18>0.56/=0.56302.2/18=9.33。
换算长细比=3.7<，查附二表2.2，得。
故<=215
满足要求。垫板每节间放置一块（满足范围内不许少于两块），=151.1/2=75.6cm<40 (为5.81cm)。
2）下弦。下弦亦不改变截面，采用最大设计杆力（cd杆）计算，n=877.85kn， =450cm , 2670/2=1335cm ,需要的净截面面积为。
选用2l180×110×10（短肢相连）：a=56.75cm， =3.13cm， =8.62cm。
验算：在节点设计时，将位于cd杆连接支撑的螺栓孔包在节点板内，且使栓孔中心到节点板近端边缘距离不小于100mm，故截面验算中不考虑栓孔对截面的削弱，按毛截面验算（）
满足要求。垫板每节间放一块， =150=<80 (为5.81cm)。
3）端斜杆ab
n=-490.25kn， =246.4cm , 246.
4cm , 选用2l140×90×8（长肢相连）：a=36.08cm， =4.
5cm， =3.62cm。验算：
由式/=90/8=11.25>0.48/=0.48246.4/9=13.1， =246.4/3.62=68，<，0.688
满足要求。设两块垫板=246.4/3=84<40 (为2.59cm)。
4）腹斜杆dj
此为再分式主斜杆，dg、gj两端同时受压， =60.68kn， =56.60kn，其他情况两段杆均受拉，最大拉力为=113.
32kn， =142.41kn。按受压杆设计时， =230.
1cm， =0.75+0.25）=230.
1×2×(0.75+0.25)=452.
5(cm)
选用2l70×5,a=13.75cm， =2.16cm， =3.23cm。
按受压杆验算：
对y轴，b/t=70/5=14<0.58/=0.58×452.5/7=37.5， =452.5/3.23=140，<=150， =0.345
按受拉杆验算：
无论受压、受拉都能满足要求。虽然承载力富余较多，但截面不能再减小，否则将不能满足要求。
dg、gj杆各放两块垫板， =230.1/3=77<40 (为2.16cm)。
5）竖杆hd
-71.96kn, =0.8=0.8×313.3=250.6(cm)， 313.3(cm)。
选用2l63×5,a=12.29cm， =1.94cm， =2.96cm。验算：
对y轴，b/t=63/5=13<0.58/=0.58×313.3/6.3=28.8， =313.3/2.96=106，<=150
由==129，得=0.392：
满足要求。放三块垫板， =313.3/4=78.3<40 (为2.16cm)
6）竖杆cb
-47.97kn, =0.8=0.
8×223.9=179.1(cm)， 223.
9(cm)。因杆力很小，可按容许长细比（=150）选择截面。需要的回转半径为：
按、查型钢表。选用2l50×5, =1.53cm >=1.19cm， =2.45cm>=1.49。满足要求。
放三块垫板， =223.9/4=56<40 (为1.53cm)
其余各杆的截面选择见下页表，需注意连接垂直支撑的**竖杆采用十字形截面，其斜平面计算长度为=0.9，其他腹杆除aa和ba外， =0.8。
七、节点设计。
由前述施工图绘制可见，在确定节点板的形状和尺寸时，需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。为简洁起见，下面先算出各复杆杆端需要的焊缝尺寸。其计算公式为：
角钢肢背所需焊缝长度。
角钢肢尖所需焊缝长度。
计算结果列于下表。表中腹杆力小的，是按构造取值。
腹杆杆端焊缝尺寸。
1）下弦节点“b”
按上表所列bb、bd杆所需焊缝长度，按比例绘制节点详图，从而确定节点的形状和尺寸，见下图（为方便施工，本例取矩形），由图中量出下弦与节点板的焊缝长度为402mm，设焊脚尺寸为5mm，焊缝承受节点左、右弦杆的内力差△n=-=642.32-272.47=369.
85（kn）验算肢背焊缝的强度：
满足要求。肢尖的焊缝应力更小，定能满足要求。竖杆bc下端应伸至距下弦肢尖20mm处，并沿肢尖和肢背满焊。
2）上弦节点“b”
按上表所里复杆ba、bb所需焊缝长度，确定节点板形状和尺寸，如上图所示。量得上弦于节点板的焊缝长度为440mm， 5mm，因节点板伸出上弦支背15mm，故由弦杆与节点板的四条焊缝共同承受节点集中荷载p=29.07+18.
9=47.97（kn）和弦杆内力差△n==482.65kn的共同作用。
忽略p对焊缝的偏心并视其与上弦垂直，则上弦支背的焊缝应力为。
满足要求。肢尖的焊缝5mm，应力更小，定能满足要求，不必验算。
3）下弦**并接节点“f”
拼接角钢计算。
因节点两侧下弦杆力相等，故用一侧杆力。拼接角钢采用与下弦相同的截面2l160×100×10，设于下弦的焊缝的焊叫尺寸=8mm竖直肢应切去△=t++5（5mm）=10+8+5=23（mm），节点一侧与下弦的每条焊缝所需计算长度为。
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