(1) 设计资料昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为 24m ,屋架端部高度2m ,长 度90m ,柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采 用1.5 >6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。

20mm 厚水泥砂浆找平层，三 毡四油防水层，屋面坡度i 1/10。

屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上 柱截面400X400mm ,混凝土 C20,屋面活荷载0.50 kN/m 2，屋面积灰荷 载 0.75 kN/m 2,保温层自重 0.4kN/m 2。

(2) 钢材和焊条的选用屋架钢材选用Q235,焊条选用E43型，手工焊。

(3) 屋架形式，尺寸及支撑布置采用无檩屋盖方案，屋面坡度i 1/10 ,由于采用1.5m 6m 预应力钢 筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下： 屋架计算跨度：L 0 L 30024000 30023700 mm屋架端部高度取:为使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦 节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系, 屋架跨中起拱48mm ,几何尺寸如图所示：根据车间长度，跨度及荷载情况，设置三道上，下弦横向水平支撑，因车间 两端为山墙，故横向水平支撑设在第二柱间；在第一柱间的上弦平面设置刚性系 杆保证安装时上弦的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷 载；在设置横向水平支撑的同一柱间， 设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端跨中高度：屋架高跨比:H o 2000mm237001H H oi 20003185 3190mm2210H3190 1L23700 7.4u m J启和跨中，屋脊节点及屋架支座处沿厂房设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设置一道通长柔性系杆，凡与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-2，不与横向支撑连接的屋架编号为GWJ茸架上燃临*平支财1I-III-II屋架竖向支撑（3）荷载和内力计算1）荷载计算永久荷载标准值：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝）： 1.4kN m2防水层（三毡四油，上铺小石子）：0.4kN m2找平层（20mm厚水泥砂浆）：0.4kN m2屋架和支撑自重（按经验公式估算）：0.12 0.011L 0.12 0.011 24 0.38kN m2保温层：0.4kN m2可变荷载标准值：屋面活荷载：0.5kN. m2屋面积灰何载：0.75 kN m22）节点荷载计算（1）当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：S P 1.2 1.4 0.4 0.38 0.4 0.4 6 1.507 1.4 0.5 0.9 0.75 6 1.507 47.21kN（2）当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：S P 1.35 1.4 0.4 0.38 0.4 0.4 6 1.507 1.4 0.7 0.5 0.9 0.75 6 1.507 49.35kN由以上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取：P 49.35kN3）屋架节点荷载计算。

计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载；（2）全跨永久荷载+（左）半跨可变荷载；（3）屋架和支撑自重+ （左）半跨屋面板重+ （左）半跨施工荷载。

设：p ――由永久荷载换算得的节点集中荷载；P2 ――由可变荷载换算得的节点集中荷载；P3 ――由部分永久荷载换算得的节点集中荷载；P4 ----- 由部分永久荷载和可变荷载换算得的节点集中荷载。

则：P 1.35 1.4 0.4 0.38 0.4 0.4 6 1.507 36.38kNP2 1.4 0.7 0.5 0.9 0.75 12.98kNP3 1.35 0.38 1.507 6 4.64kNP4 1.35 1.4 1.4 0.7 0.5 6 1.507 21.39kN4）内力计算用图解法或结构力学求解器先求出全跨和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，即得杆件内力。

屋架在上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆，竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。

因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下仅需计算跨中的斜腹杆内力。

计算结果如下表：屋架杆件内力计算（kN）杆件截面选择1) 上弦杆GI 。

整个上弦不改变截面，按最大内力计算， N GI 765.08kN ,l ox 150.8cm , l oy 301.5cm ，截面宜选用两个不等边角钢，短肢相并。

根据腹杆的最大内力“Bb 339.60KN ，查表2.8节点板t=10mm,支座节点板厚t=12mm 。

假定 60 ,对x 轴和y 轴均属于b 类截面，查表得 0.807选用 2L140 90 10短肢相并；A 44.522cm 2,i x 2.56cm,i y 6.77cm 。

验算:2 2A 34.334cm 34.276cm ， i x 2.35cm ， i y 4.78cm验算:b r t 100 10 10 0.56 l oy b 1 0.56 1185 100 6.64765.08 1030.807 21544.096cm 2, i x150.8 602.51cm,i yl oy 301.5605.03cm&150.8i x 2.5658.9 150 ；l oy 301.5 i y 6.7744.5 150 ；b 1 t 140 10 14 0.56l oy b 10.56 3015 140 12.6则 yz 3.7b r t 1l oy 2t 230152102252.7 14054.1 150满足刚度要求由max x 58・9，查表得x 0.814N765.08 103211.1 N mm 2A 0.814 4452.2215 N. mm 2满足强度和稳定性要求2)下弦杆d eo 整个下弦杆采用等截面，按下弦杆的最大内力N de 736.94kN计算，l ox 300.0cm ，l oy 1185.0cm所需要面积A n3N de 736.94 10 f21534.276cm 2，选用 2L100 80 10，短肢相并,l ox 300 i x2.35127.7350，loy y .i y11854.78247.9 350452.7d则, yz 3.7 b . t 12丄 2 2 2l oy t 11852 102」4 3.7 100 10 1 438.052.7b1452.7 1004350满足刚度要求N 736.94 1033433.4214.6 N mm2215 N mm2满足强度要求3) 斜端杆Ba。

N B9437.82kN,l ox l oy 253.1cm假定75 ,对x轴和y轴均属于b类截面, 查表得0.720。

3437.82 10 2 .28.283cm , i x 215 0.720lox l y竺 3.37cm75选用2L100 80 10，长肢相并；A 234.334cm ,i x 3.12cm,i y 3.53cm。

验算:lox253.1 i x 3.12 81.1 150, yloyl y150b2.t 80 10 8 0.48l°y b20.48 2531 80 15.19则, yz y 14 41.09b2 1.09 8071.7 1 ---- 2--- 22531 10l oy2t276.7 150满足刚度要求取max 81.1，查表的x 0.680437.82 103 2187.5 N mm0.680 3433.4215 N. mm2满足强度和稳定性要求4)斜腹杆Bb。

N Bb 339.60kN,l ox 0.8 260.5 208.4cm,l oy 260.5cm。

所需面积An -339.60 10321515.795cm2选用2L80 &A 24.606cm2,i x 2.44cm,i y 3.69cm。

验算:x —i x 208.42.4485.4 350, yi y進70.63.69350b t 80 8 10.0 0.58l oy b 0.58 2605 8018.89满足刚度要求3N 339.60 103A 2460.6满足强度要求5）斜腹杆If fd 。

此杆是再分式桁架的斜腹杆，在 f 节点处不断开，两段杆内力不同：最大拉力 M N fI 66.53kN,N 2 N d f 53.69kN ，在桁架平面内的计算长度l ox 220.0cm ，在桁架平面外的计算长度则,yz40.475b^"2~l t70.640.475 80260528273.76 350138.0N mm 2215 N mm 2loyh 0.75 0.25NN 1438.8 0.75 0.2553.69 66.53417.6cm 0.5l 1 219.4cmA nN 66.53 103f 21523.094cm选用 2L45 5; A 8.584cm 2, i x 1.37cm,i y 2.26cmx・oxi x1.37160.6b t 45 59 0.58l oy.. b 则，y 140.475byzl oy 2t 2满足刚度要求350, y ®i y0.58 4176. 45N 66.53A 858.477.5 N. mm417.6 2.26 53.84,0.475 45 122~215 N mm 2184.8 186.1350350满足强度要求6）端竖杆Aa 。

N Aa 24.68kN, l ox l oy 200cm 。

端部竖腹杆 Aa 与垂直支撑相连，选择其最小杆截面2L63 5，查表得:验算:184.8103验算:200 1.94 103.1 150, y竺67.6y 2.96150bt 63 5 12.6 0.58l oy b 0.58 2000 63 18.4则, yz40.475bJ267.6 1 半20002 563^ 72.7 150满足刚度要求取max 103.1，查表得x 0.535324.68 10 27.5 N mm 0.535 1228.6/ 2 215 N mm满足强度和稳定性要求7) 竖腹杆Ec o N EC49.36kN,l ox 0.8 258.7 206.96cm, l oy 258.7 cm 假定100，对x轴y轴均属于b类截面，查表得0.55549.36 103 100 21522.30cm , i xlox206.961002.07cm, i yloy型 2.59cm100选用2L63 5，查表得A 12.286cm2, i x 1.94cm,i y 2.96cm 验算:lox i x 206.96 106.71.94150, yloyl y258.787.4 1502.9663 5 12.6 0.58l oy b 0.58 2587 63 23.82则,yz40.475bl oy2t287.463421叫2587 591.3 150满足刚度要求取max 106.7，查表的0.51334936 1078.3 N 0.513 1228.62mm 215 N mm2满足强度和稳定性要求其余个干截面选择见下表。