21m跨径简支梯形钢屋架设计（有檩）一、设计资料厂房跨度为21m，长度为108m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/10，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，雪荷载为s=0.25KN/m2，不考虑风压。

钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。

1、屋面荷载标准值：屋架及支撑自重 0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348 2KN M压型钢板=0.151 2KN M檩条（约0.5KN/M,间距1.5m） 0.333 2KN M恒荷载总和 0.832 2KN M雪荷载 0.25 2KN M）KN M（小于0.5，取屋面活载0.5 2积灰荷载 0.6 2KN M活载总和 1.1 2KN M2、屋架计算跨径：020.152120.1520.7ml L=-⨯=-⨯=。

3、屋架形式及图示如图1：二、荷载与内力计算2.1、荷载计算根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。

屋面荷载汇总 ：表1 屋面荷载汇总2.2、荷载组合节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合(1.20.832 1.40.5 1.40.90.6) 1.51244.1792d F =⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯= 2KN M其中永久荷载的分项系数 1.2G γ=,屋面活载或雪荷载载荷分项系数1 1.4Q γ=,组合只设计值1 0.7ϕ=，积灰荷载 1.4Q γ= 20.9ϕ= 按永久荷载效应控制的组合(1.350.832 1.40.50.7 1.40.90.6) 1.51242.6456d F =⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=2KN M 其中永久荷载的的分项系数 1.35G γ=，活荷载的分项系数1 1.4Q γ=，故节点荷载取44.17922KN M ,支座反力=7309.2544d d R F =2KN M 。

2.3、内力计算屋架在上述荷载组合作用的计算简图4所示，用软件求得在F=44.17922KN M作用下屋架各杆的内力入图4所示。

内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2---------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.000000002 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.000000003 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.000000004 522.482935 0.00000000 0.00000000 522.482935 0.00000000 0.000000005 522.482935 0.00000000 0.00000000 522.482935 0.00000000 0.000000006 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.000000007 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.000000008 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.000000009 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.0896000 0.00000000 0.0000000010 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000011 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.0000000012 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.0000000013 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.0000000014 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.0000000015 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.0000000016 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.0000000017 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.0000000018 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.0000000019 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.0000000020 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.0000000021 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.0000000023 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000024 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.0896000 0.00000000 0.0000000025 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.0000000026 256.955055 0.00000000 0.00000000 256.955055 0.00000000 0.0000000027 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000028 -194.890286 0.00000000 0.00000000 -194.890286 0.00000000 0.0000000029 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.0000000030 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000031 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.0000000032 14.2081660 0.00000000 0.00000000 14.2081660 0.00000000 0.0000000033 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000034 35.4192210 0.00000000 0.00000000 35.4192210 0.00000000 0.0000000035 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000036 35.4192210 0.00000000 0.00000000 35.4192210 0.00000000 0.0000000037 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000038 14.2081660 0.00000000 0.00000000 14.2081660 0.00000000 0.0000000039 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.0000000040 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000041 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.0000000042 -194.890286 0.00000000 0.00000000 -194.890286 0.00000000 0.0000000043 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.0000000044 256.955055 0.00000000 0.00000000 256.955055 0.00000000 0.0000000045 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.00000000-----------------------------------------------------------------------------------------------三、杆件截面选择腹杆最大内力340.21KN（压），由屋架节点板的厚度参考表7.4可知，支座节点板的厚度取12mm，中间节点板厚度10mm。

3.1 上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算max =-540.90N KN ,150.8ox l cm =,300oy l cm =. 选用2L110⨯12 A=63.22cm 3.35x i cm = 4.96y i cm = 150.8453.35ox x x l i λ=== 300604.96oyy y l i λ=== <[]λ=150 ()0.807y b ϕ=类 双角钢T 型截面绕对称轴（y ）轴应按弯扭屈曲计算长细比yz λ 0.58110.583009.1715.81.211oy l b t b ⨯==<== 4422220.4750.47511160163300 1.2yz y y oy b l t λλλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=+=> ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭ 故max 63yz λλ==，按b 类附表查ϕ=0.79132540.910108.20mpa<215mpa 0.79163.210N A σϕ⨯===⨯⨯ 填板每个节间放一块（满足1l 范围内不少于两块）175.44040 3.35134l i cm =<=⨯=3.2 下弦整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算max =531.37N KN 300ox l cm =1050oy l cm = 连接支撑的螺栓孔中心至节点边缘的距离约为100mm ，可不考虑螺栓孔削弱。