24m 钢结构开 始 设 计1、设计资料1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。
2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。
3）屋面采用×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。
（屋面板不考虑作为支撑用）。
4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。
2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10；屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ；端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。
4）。
屋架几何尺寸如图1所示：1拱50图1：24米跨屋架几何尺寸3、支撑布置由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。
（如图2所示）上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置4、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载）节点荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为F＝（×+×+××）××6＝②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为F＝（×+××+××）××60＝kN2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝全垮节点永久荷载F1=（×）××6＝半垮节点可变荷载F2＝（×+××）××6＝②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝全垮节点永久荷载F1=（×）××6＝kN半垮节点可变荷载F2＝（××+××）××6＝故应取P＝3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝全跨屋架和支撑自重F3=×××6＝半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（×+×）××6＝②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝全跨屋架和支撑自重F3＝×××6＝半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（×+××）××6＝5﹑屋架杆件内力计算见附表16﹑选择杆件截面=,查表，选中间节点板厚度为8mm，支座节点板厚度按腹杆最大内力Nab10mm。
1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大内力N FH =计算 在屋架平面内：为节间轴线长度，即 l ox =l 。
=, l oy = ϕ＝ A req ＝N/ϕf ＝711010/×310×100)=2假定λ＝70i xreq =l ox /λ＝70＝i yreq ＝l oy /λ＝70＝由附表9选2125×80×10，短肢相并，如下图所示，A ＝2×＝ cm 2 、i x =、i y =截面验算：x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足)双角钢T 形截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比yz λ b 1/t==> l oy / b 1=×=,则：yz λ＝ *b 1/t （1+ l 2oy 2t / b 12）=×14（1+2×2×4）=〈x λ故由m ax λ＝x λ＝查附表得ϕ＝由N/ϕA=×1000/××100)＝ 2mm <f(满足)故上弦杆采用2125×80×10截面形式2）下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力N gi =计算l ox ＝300cm l oy =2370/2=1185cm, A nreq =N/f=×1000/(310×100)= cm 2由附表9选2125×80×7短肢相并A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝n A /N ＝σ=×103/×102)= 2mm < f(满足) x λ＝l ox / i x ＝300/=<［λ］＝350(满足) y λ＝l oy / i y =1185/=<［λ］＝350(满足)故下弦杆采用2125×80×7短肢相并3）腹杆 ①、aB 杆 N aB ＝－，l oy = l ox ＝l=选用2110×70×8长肢相并查附表9得：A ＝2×= cm 2, i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b 2/t=7/=< l oy / b 2=*7=按式yz λ＝y λ［1＋（ b 42）/（l 2oy 2t ）]＝×［1＋×74/2×2 ]=94yz λ>x λ,由yz λ查附表得x ϕ＝则=A ϕ/N ×1000/**100)= 2mm < f(满足)故Ab 杆采用2110×70×8长肢相并②、Bc 杆N c B ＝, l ox =＝*=, l oy =L=选用275×8A ＝2×＝23 cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝350(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝350(满足)n A /N ＝σ=×1000/(23×100)= N/ 2mm <f(满足)③、cD 杆N c B ＝－,l ox =＝×=, l oy =L=选用275×8A ＝2×＝23 cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b/t=75/8=< l oy /b=×=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×42×2=86由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=n A ϕσ/N ＝=×1000/*23×100)= N/ 2mm <f(满足)④、De 杆N e D ＝, l ox =＝*=, l oy =L=选用256*5A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝350(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝350(满足)n A /N ＝σ=×1000/×100)= N/ 2mm <f(满足)⑤、eF 杆N e F ＝ 按压杆进行计算： l ox =＝×=, l oy =L=选用275×8A ＝2×＝23 cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b/t=75/8=< l oy /b=×=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×42×2=由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=n A ϕσ/N ＝=×103/×23×102)= N/ 2mm <f(满足)n A /N ＝σ=×103/(23×102)= N/ 2mm <f(满足)⑥、Fg 杆+ 按压杆进行计算：N g F ＝ l ox =＝×=, l oy =L=选用256×5A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b/t==< l oy /b=×=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×42×2=由于由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=n A /N ＝拉σ=×1000/×100)= 2mm <f(满足)n A ϕσ/N ‘压＝=×1000/*×100)= 2mm <f(满足)⑦、gH 杆+ 按压杆进行计算：N gH ＝ l ox =＝×=, l oy =L=选用263×5A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b/t==< l oy /b=×=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×42×2=由于由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=n A /N ＝拉σ=×1000/×100)= N/ 2mm <f(满足)n A ϕσ/N ‘压＝=×1000/××100)= 2mm <f(满足)由于N gH 上的力都不大，选用的263×5可以满足力的要求⑧、Hi 杆按压杆进行计算：N g F ＝ l ox =＝×337=, l oy =L=337cm选用263×5A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y =337/=<［λ］＝150(满足) 因为b/t==< l oy /b=×337/=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×43372×2=由于由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=n A /N ＝拉σ=×1000/×100)= 2mm <f(满足)n A ϕσ/N ‘压＝=×1000/*×100)= 2mm <f(满足)4）竖杆 ①、Aa 杆NAa= ，l ox =l oy =L=选用263×5A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b/t==< l oy /b=×=,则yz λ=y λ（1+4 l 2oy 2t ）=×(1+×42×2=由于由于x λ> yz λ,则由x λ查附表得ϕ=，则：n A ϕσ/N ＝=×103/××102)= 2mm <f(满足)②Cc N Ee = N Gg =内力大小相同，选用长细比较大的竖杆Gg 进行设计，可保证其他竖杆的安全。