钢结构课程设计计算书设计题目： 18m三角形芬克式角钢焊接屋架院系：土木工程学院专业：城市地下空间工程年级： 2014级*名：**学号： **********指导教师：***华侨大学土木工程学院2017年7月4日目录一、概述------------------------------------------------------------------------11.1、设计题目---------------------------------------------------------------11.2、设计要求---------------------------------------------------------------11.3、设计依据---------------------------------------------------------------11.4、设计任务---------------------------------------------------------------21.5、需提交的设计文件-------------------------------------------------------2二、屋盖支撑布置----------------------------------------------------------------22.1上弦横向水平支撑---------------------------------------------------------22.2下弦支撑-----------------------------------------------------------------32.3垂直支撑-----------------------------------------------------------------3三、节点荷载计算-----------------------------------------------------------------33.1永久荷载------------------------------------------------------------------33.2可变荷载------------------------------------------------------------------33.3风荷载--------------------------------------------------------------------4四、杆件内力计算及内力组合--------------------------------------------------------4五、杆件截面选择及验算------------------------------------------------------------55.1上弦杆---------------------------------------------------------------------65.2.下弦杆---------------------------------------------------------------------75.3.腹杆-----------------------------------------------------------------------75.4屋架杆件截面表-------------------------------------------------------------7六、节点设计-----------------------------------------------------------------------86.1支座节点--------------------------------------------------------------------86.2.一般节点--------------------------------------------------------------------106.3.屋脊节点--------------------------------------------------------------------12七、总结----------------------------------------------------------------------------14八、附录----------------------------------------------------------------------------158.1参考资料----------------------------------------------------------------------158.2节点图------------------------------------------------------------------------15一、概述1.1、设计题目18m三角形芬克式角钢焊接屋架1.2、设计要求（1）掌握钢屋盖支撑系统的布置原则和方法；（2）掌握钢桁架的内力计算方法及内力组合；（3）掌握杆件的设计；（4）掌握节点构造原则和节点设计；（5）熟悉吊装单元的划分；（6）掌握钢屋架施工图的绘制及材料表的编制；（7）掌握设计计算书的编写方法。
1.3、设计依据某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m, 柱距6m，檐口高度6m，屋架采用角钢焊接组成的三角形桁架，桁架跨度18m，屋面坡度i=1/3。
屋面构造：0.6厚波形彩钢板＋60厚玻纤棉＋0.5厚波形彩钢板，檩条为冷弯薄壁C型钢，檩条斜距1.555m，屋架无吊车悬挂荷载。
屋面防水等级二级，采用2mm金属屋面专用高分子涂料；耐火等级二级，采用超薄膨胀型钢结构防火涂料。
屋架支承在钢筋混凝土柱上，混凝土的强度等级为C30，屋架与柱铰接，柱截面尺寸为400mm×600mm。
使用环境最低温度为-5°C，地震烈度为7°，屋架轴线图及杆件1.4、设计任务（1）屋盖支撑系统布置；（2）屋架杆件内力计算及内力组合；（3）屋架杆件截面选择及验算；（4）屋架节点设计及计算；（5）施工图绘制；（6）编制计算书；（7）计算用钢量及用钢指标。
（8）写总结。
1.5、需提交的设计文件（1）一本计算书内容包括：设计依据，支撑系统布置，杆件内力计算及内力组合；材料选择，连接方法和杆端焊缝计算；杆件截面选择及验算过程；节点设计及验算，计算书中应附节点计算简图。
（2）1#图纸一张内容包括：简要工程说明（设计依据、材料选择、焊缝焊接方法与检验方法，防腐、防火要求，注意事项等）；桁架几何尺寸及杆件最大内力；一个运输单元的施工图（包括桁架正视图，上弦和下弦俯视图,屋脊处屋架侧视图,支座底板节点详图及其它节点大样详图2个以上）；材料表（含计算1榀桁架的用钢量）。
二、屋盖支撑布置2.1上弦横向水平支撑厂房长度为90m，所以上弦横向水平支撑设置在房屋两端及中间处，在其余开间屋架下弦每隔3.10米设置一道通长的系杆，檩条不做侧向支撑。
上弦水平支撑图中加粗杆为刚性系杆，其余为柔性系杆。
2.2下弦支撑在未设置横向水平支撑的其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。
2.3垂直支撑在设置横向水平支撑的开间屋架跨中设置垂直支撑三、节点荷载计算3.1.永久荷载标准值屋面恒载及檩条自重（沿屋面分布） 0.20 kN/m2钢屋架及支撑等自重（沿水平面投影） 0.40 kN/m20.16+0.40=0.56kN/m 23.2.可变荷载屋面活荷载 （沿水平面投影） 0.50kN/m2上弦节点荷载·上弦节点荷载和杆件编号3.2风荷载基本风压（地面粗糙度为B 类） 0.7 kN/m2 风荷载体型系数 背风面：=-0.5 迎风面：=-0.47≈-0.5 上弦节点风荷载（标准值） w=(-0.5)×0.7×1.555×6=-4.572KN ①风荷载体型系数由《建筑结构荷载规范》表8.3.1查得 ②《建筑结构荷载规范》公式8.1.1-1，ωμμβz s z k w =节点荷载节点荷载P （KN ） （标准值）计算式恒载 6.718 P=1.2×0.56×1.555×6=6.718KN 活荷载 6.196 P=1.4×0.5×1.555×3/10×6=6.196KN 恒载+活荷载12.9146.718+6.196=12.914KN四、杆件内力计算及内力组合恒载及活载半跨活载风荷载内力组合（kN）杆杆内力系数恒载内力（kN）活载内力（kN）内力系数半跨活载内力（kN）内力系数风荷载内力（kN）恒载+活载恒载+半跨活荷载恒载+风荷载件件名编称号1 2 3 4 5 6 7 2+3 2+5 2+7上弦杆1 -17.39 -116.83 -107.75 -12.65 -78.43 16.55 75.67 -224.58 -195.26 -41.162 -16.13 -108.36 -99.94 -11.40 -70.68 15.50 70.87 -208.30 -179.04 -37.493 -16.76 -112.59 -103.84 -12.05 -74.71 16.55 75.67 -216.43 -187.30 -36.924 -16.44 -110.44 -101.86 -11.70 -72.54 16.55 75.67 -212.3 -182.98 -34.775 -15.18 -101.98 -94.06 -10.45 -64.79 15.50 70.87 -196.04 -166.77 -31.116 -15.81 -106.21 -97.96 -11.10 -68.82 16.55 75.67 -204.17 -175.03 -30.54下弦杆7 16.50 110.85 102.23 12.00 74.40 -17.34 -79.28 213.08 185.25 31.578 13.50 90.69 83.65 9.00 55.80 -14.32 -65.47 174.3 146.5 25.229 9.00 60.46 55.76 4.50 27.90 -9.48 -43.34 116.22 88.36 17.12腹10 -1.34 -9.00 -8.30 -1.34 -8.31 1.41 6.45 -17.30 -17.31 -2.5511 -2.85 -19.15 -17.66 -2.58 -16.00 3.00 13.72 -36.81 -35.15 -5,4322522221018.810935.562.95EX x EA N KN ππλ⨯⨯⨯⨯===五、杆件截面选择及验算5.1上弦杆杆1内力 N=-224.58KN 选用截面2L80×6 截面的几何特征 截面面积：A=18.8cm2截面抵抗矩:W 1x =52.38cm3 W 2x =19.74cm3 回转半径：i x =2.47cm i y =3.51cm长细比：00155.562.952.47155.544.303.51x x x y y y l i l i λλ======属于b 类截面，由附表3查得：0.790,0.880x y ϕϕ==欧拉力：强度验算342223222224.581014210119.459.9179.3/18.810 1.219.74100.95215204.25/x x x N M N mm A W f N mm γ⨯⨯+=+=+=⨯⨯⨯<=⨯=满足要求。