一、设计资料温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m，跨度18m。

建筑平面图如图1所示。

1.结构形式:钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。

柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10；L为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为1台30t（中级工作制）。

2. 屋架形式及材料:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图2所示。

屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、屈服点、180℃冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。

3. 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 0.5 KN/m2水泥砂浆找平层 0.5 KN/m2保温层0.55 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m2水泥砂浆找平层 0.4 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0.120.011q L=+计算： 0.318 KN/m2 悬挂管道： 0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：27.0mkN/雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.2 KN/m2厂房平面图.51507.59内力系数图二、屋盖支撑布置1、上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。

考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m,应在中间柱间增设横向水平支撑。

2、下弦横向水平支撑屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，且沿屋架下弦在屋架跨度方向全长布置。

3、下弦纵向水平支撑本厂房设有1台30t(中级工作制)的桥式吊车，且未设柱梁，因此，可不设下弦纵向水平支撑。

4、垂直支撑垂直支撑应设在上、下弦横向水平支撑同一开间内的两榀屋架之间。

梯形屋架跨度L=18m时，可仅在跨中和两端各设置一道，共三道。

5、系杆屋脊节点以及屋架支座处沿厂房设置通常的刚性系杆，屋架下弦跨中通常设置一道柔性系杆。

屋盖支撑布置如图3所示：上弦横向水平支撑1-12-2下弦横向水平支撑三、荷载和内力计算1、荷载计算(1)屋面永久荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.5 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.5 KN/m 2 保温层 0.55 KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式0.120.011q L =+计算： 0.318 KN/m 2 悬挂管道： 0.15 KN/m 2小计 ∑3.89KN/ m 2(其中，tan a=1/10, cos a=995.0)tan 1/(12=+a ﹚(1)屋面可变荷载标准值：屋面活荷载标准值： 2/7.0m kN 雪荷载标准值： 0.35KN/m 2 积灰荷载标准值： 1.2 KN/m 2k q =（屋面活荷载，屋面雪荷载）max +屋面积灰荷载=1.9KN/2m （沿水平方向分布）2、荷载组合﹙1﹚钢屋架强度和稳定性验算时，仅考虑全跨荷载作用下工况，即全跨永久荷载+全跨可变荷载。

屋架上弦节点荷载（由永久荷载效应控制的组合）：F=[1.35×3.89+1.4×（0.7×0.7+1.2×0.9）] ×1.5×6.0=67.05 KN（其中，1.5m×6m为预应力混凝土大型屋面板面积，含灌缝）屋架上弦节点荷载（由可变荷载效应控制的组合）：F=﹙1.2×3.89+1.4×1.9﹚×1.5×6.0=65.95 KN取F=67.05 KN﹙2﹚屋架挠度计算时，仅考虑全跨永久荷载+全跨可变荷载组合：屋架上弦节点荷载（由永久荷载效应控制的组合）：F=﹙3.89＋1.9﹚×1.5×6.0=52.11 KNk3、杆件内力计算屋架在全跨满载荷载作用下的计算简图如图2所示。

则，全跨满载作用下的内力计算结果见下表：内力计算表四、杆件截面设计1、上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG 杆件的最大设计值进行内力设计：N=-610.29 KN 。

计算长度 ox l =1507.5mm ，oy l =1l =2d=2×1507.5=3015mm(按大型屋面与屋架保证三点可靠焊缝考虑，取两屋面板的宽度)。

最大腹敢压力为-435.96 KN （aB 腹杆），由屋架节点板厚度参考表可知，支座节点板厚度取t=12mm,中间节点板厚度取t=10mm.因为oy l =2ox l ，截面宜采用 两个不等肢角钢相并，截面类型为b 类，如图所示：设λ=60，查表得807.0=ϕ，所需面积为:2342.3517215807.010610.29mm f N A =⨯⨯==ϕ需要回转半径为： cm mm l i xx 513.213.25605.15070====λcm mm l i yy 025.525.506030150====λ根据需要的A 、i x 、i y ，查角钢型钢表，选用2∟140×90×8（短肢相距10mm ）,A =36.0772cm ,i x = 2.59cm, i y =6.73cm.20.589.255.15070===x x x i l λ＜[λ]=150 80.443.6730150===yy y i l λ＜[λ]=150 短肢相并的角钢，可近似取 yz λ=[]15080.44=<=λλy （满足长细比） 由x λ=58.02 查得min ϕ=x ϕ=0.817（b 类），则223/215/05.207817.07.360710610.29mm N f mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ（满足要求）因此，所选截面合适。

2、下弦杆整个下弦杆采用同一截面，最大内力在eg 杆，max N =622,16 KN 计算长度ox l =3000mm, oy l =9000mm(纵向水平支撑点系杆与系杆之间的距离)。

所需净截面面积：2377.289321510622.16mm f N A n =⨯== 选用2∟125×80×8（短肢相距10mm ）,A=31.9782cm ,i x =2.28cm, i y =6.07cm.如图5所示：350][58.1318.223000=<===λλx ox x i l 350][27.1487.609000=<===λλyoy y i l 223/215/56.1948.31971016.622mm N f mm N A N =<=⨯==σ(满足要求)3、斜杆 （1）aB 杆杆端轴力N=-435.96 KN,计算长度x l 0=oy l =2530mm ，由于x l 0=oy l ，故采用不等肢角钢，长肢相并，即使y x i i ≈。

所需的净截面面积为：2367.2512215807.01096.435mm f N A =⨯⨯==ϕ选用2∟125×80×8（长肢相距10mm ）A=31.9782cm ,i x =4.06cm, i y =3.27cm.150][09.631.402530=<===λλx ox x i l 150][37.777.322530=<===λλyoy y i l 对于y 轴要考虑扭转效应的影响，采用换算长细比。

对于长边相连的不等肢角钢：18.1580253048.048.08108022=⨯=<==b l t b oy ∴[]1508.85)825308009.11(37.77)09.11(22422042=<=⨯⨯+=+=λλλt l b y y yz ∵yz λ＞y λ＞x λ，只需求出min ϕ=yz ϕ∴由yz λ=85.8查得=min ϕ661.0=yz ϕ（b 类），则223/215/25.2068.3197661.01096.435mm N f mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ（满足要求）（2）cB 杆杆端轴力N=317.75 KN, 计算长度x l 0=0.8l=0.8×2613mm=2090.4 mm ,oy l =l=2613mm.所需净截面面积：2391.14772151075.173mm f N A =⨯== 选用2∟56×8等肢角钢（肢相距10mm ）A=16.7342cm ,i x =1.68cm, i y =2.75cm.350][4.1248.164.2090=<===λλx ox x i l 350][02.955.272613=<===λλyoy y i l 2223/215/88.189/4.167310317.75mm N f mm N mm N A N =<=⨯==σ(满足要求) （3）cD 杆杆端轴力N=-225.42 KN, 计算长度mm l l x 2.229128648.08.00=⨯==mm l l oy2864==.所需净截面面积：2321.1299807.0×2151042.225mm f N A =⨯==ϕ选用2∟75×7等肢角钢（肢相距10mm ）A=20.322cm ,i x =2.3cm, i y =3.48cm.[]15062.99232.2291=<===λλx ox x i l []15030.828.342864=<===λλyoy y i l 对于y 轴要考虑扭转效应的影响，采用换算长细比。

对于两肢相连的等肢角钢：76.2080286458.058.043.1178=⨯=<==b l t b oy ∴[]15037.85)7286475475.01(30.82)475.01(2242204=<=⨯⨯+=+=λλλt l b y y yz∵x λ＞yz λ＞y λ，只需求出min ϕ=x ϕ∴ 由x λ=99.62 查得min ϕ=x ϕ=0.559（b 类），则2223/215/45.198/559.020*******.42mm N f mm N mm N A N x =<=⨯⨯==ϕσ（满足要求）（4）eD 杆杆端轴力N=122.97 KN, 计算长度mm mm l l x 2.229128648.08.00=⨯==mm l l oy2864==.所需净截面面积为：2395.57121510122.97mm f N A =⨯==选用2∟56×8等肢角钢（肢相距10mm ）A=16.7342cm ,i x =1.68cm, i y =2.75cm.150][38.1368.162.2291=<===λλx ox x i l 150][15.1045.272864=<===λλyoy y i l 223/215/49.734.16731097.122mm N f mm N A N =<=⨯==σ（满足要求）（5）eF 杆杆端轴力N=-46.26 KN, 计算长度mm mm l l x 2.249931248.08.00=⨯==mm l l oy3124==.所需的截面面积为：2362.266807.0×2151026.46mm f N A =⨯==ϕ选用2∟56×8等肢角钢（肢相距10mm ）A=16.7342cm ,i x =1.68cm, i y =2.75cm.150][76.1488.162.2499=<===λλx ox x i l 150][6.1135.273124=<===λλyoy y i l 对于y 轴要考虑扭转效应的影响，采用换算长细比。