2010年1月一、设计资料某厂房跨度30m，总长90m，柱距6 m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，:1 i。
地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，抗震设防烈度为7度，屋屋面坡度为10架下弦标高为18m；厂房桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
①永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/m2水泥砂浆找平层0.4 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0.3 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q=0.12+0.011L 计算：0.45KN/m2悬挂管道：0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7 kN/m2雪荷载标准值：0.35 kN/m2积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2钢材采用Q235-B。
焊条采E43型，手工焊。
桁架计算跨度：l o=30-2 0.15=29.7m跨中及端部高度：桁架中间高度：h=3.490m在29.7m处的两端高度：h o=2.005m在30m处轴线处端部高度：h o=1.990m桁架跨中起拱60mm（L/500）。
1.结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。
桁架支撑布置如图2所示2、荷载计算由于i=1/10，则：α=5.71°，cosα=0.995。
计算竖向节点荷载时，按水平投影面计算。
节点荷载即为1.5m*6m的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P W=0.12+0.011×跨度）计算，跨度单位为米。
恒载计算：防水层（三毡四油）：0.4/0.995=0.402 kN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板： 1.4/0.995=1.407 kN/m2隔气层、找平层：0.35/0.995=0.3518 kN/m2保温层、找平层：0.95/0.995=0.9548 kN/m2屋架自重：0.12+0.011×30=0.45 kN/m2悬挂管道：0.15/0.995=0.1508 kN/m2以上合计：3.7164kN/m2活载计算：屋面均布活荷载（上人屋面）：0.7 kN/m2积灰荷载： 1.0kN/m2共 1.7 kN/m2设计桁架应考虑以下三种组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=（1.35×3.716+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1）×1.5×6=62.6634 KN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时：F1,1 =1.35×3.716×1.5×6=45.1494 KN（按永久荷载为主的组合）F1,2 =1.2×3.7164×1.5×6=10.7032KN（按可变荷载为主的组合）对结构有利时：F1,3 =1.0×3.7164×1.5×6=33.4476KN半跨节点可变荷载设计值：F2,1=1.4×(0.7×0.7+0.9×1)×1.5×6=17.514KN(按永久荷载为主的组合)F2,2 =1.4×（0.7+0.9×1）×1.5×6=20.16KN（按可变荷载为主的组合）（3）全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F3,1 =1.2*0.45*1.5*6=4.86KN对结构有利时：F3,2 =1.0*0.45*1.5*6=4.05KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4 =（1.2*1.4+1.4*.0.5）*1.5*6=21.42Kn（1），（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
屋架在上述三种荷载组合作用下的相关计算简图如图3所示：4.力计算由电算先解得F=1的桁架各杆件的力系数（F=1作用于全跨，左半跨和右半跨）。
然后求出各种荷载情况下的力进行组合，计算结果见表1：图3 桁架计算简图从上自下的顺序a,b,c分别是F=1作用于全跨、左半跨、右半跨的情况；表1 桁架杆件力组合表注： F=62.6634KN ；F 1，1=45.1494 KN ；F 1，2=10.7032KN ；F 1，3=33.4476； F 2，1=17.514； F 2，2=20.16； F 3，1=4.86； F 3，2=4.05； F 4=21.42. 5 . 杆件设计 (1) 上弦杆整个上弦采用等截面，按21，22杆件之最大力设计N=964.33 kN =964330N上弦杆计算长度：在桁架平面，为节间轴线长度：0150.8x l cm =在桁架平面外，根据支撑布置和力变化情况，取：3150.8452.4oy l cm cm =⨯=因为oy l =30x l ，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图4腹杆最大力N=469.00kN ，查材料表9.6.4可得，中间节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度选用12mm 。
设λ=60，查教材附录4得ϕ=0.807。
需要截面积：29643305557.9mm f 0.807215/mmN N A N ϕ===⨯ 需要的回转半径：0y 0xx l l 150.08452.4i 2.51,7.546060y cmcm cm i cm λλ======根据所需要的A 、x y i i 、查角钢规格表（附录8），选用2∟180×110×10，A=56752mm ，3.13,8.71x y i cm i cm ==、1/180/1215b t cm cm ==，按所选角钢进行验算：图4：上弦截面按所选角钢进行验算0150.083.1347.9x x x l i λ===，0452.451.94y y y l i λ===满足长细比：150][=λ的要求。
∵1/180/1215b t cm cm ==＞0.5601/y l b =0.56×4524cm/180cm=14.07∴2201413.7(1)58.4652.7y yz l t b t b λ=+=<150][=λ 截面x 和y 平面截属于b 类，由于yz λ>x λ,只需求y ϕ。
查表得y ϕ=0.816=σ322964.3310208.2/215/0.8165675x N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯所选截面合适。
2、下弦杆整个下弦采用同一截面，按最大力计算，59N =922.53kN （拉力）计算长度屋架平面取节间轴线长度cmlx300=屋架平面外根据支撑布置取1485yl cm=计算需要净截面面积32922.53104290.84215nNA mmf⨯===选用2∟140×90×10（短肢相并），见图5所示，A =44.52c㎡, i x = 2.561 cm , i y =6.85cm 按所选角钢进行截面验算，取AAn=。
图5 下弦截面300117.1[]3502.561xxxliλλ===<=01485217[]3506.85yyyliλλ===<= =σ322922.5310207/215/4452NN mm f N mmA⨯==<=所选截面满足要求。
3、斜杆截面计算①端斜杆（55）图6所示N = -469kN(压力)，l0x = l0y = l =253.5 cm.因为l0x = l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使i x≈i y选用2∟140×90×10，见图6所示，A = 44.522 c㎡, i x = 4.47cm , i y = 3.74cm图6 斜杆55截面0253.556.714.47x x x l i λ=== ∵202/90.48/0.482535/9013.52y b t l b mm mm =<=⨯=∴444222222201.092535 1.0990(1)(1)75.32[]37.4253510yz y y b mm cm l t mm cm cmλλλ⨯=+=⨯+=<⨯150= 满足长细比：150][=λ的要求。
由于yz x λλ>，只求0.718y ϕ==σ32246910147/215/0.7184452y N N mm f N mm A ϕ⨯==<=⨯所选截面合适。
② 腹杆杆（25）-（26）图7此杆在16节点处不断开，采用通长杆件；最大拉力：26123.22N kN =，另一端2591.38N kN = 最大压力：2536.72N kN =，另一端2620.97N kN =在分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面的计算长度取节点中心间距：l 0x =230.1cm 在桁架平面外的计算长度0y l 可求得：201120.97(0.750.25)460.20.750.25410.85cm 36.72y N l l cm N =+=⨯+=（） 选用2∟70×5，由教材附录8可得：213.75cmA=, i x = 2.16cm , i y = 3.31cm, /9b t=230.1106.51502.16xxxl cmi cmλ===<∵/140.58/0.584537.5/9037.6yb t l b mm mm=<=⨯=∴4442222220.4754537.50.47570(1)(1)140.12[]33.14537.55yz yyb mm cml t mm cm cmλλλ⨯=+=⨯+=<⨯150=满足长细比：150][=λ的要求。
由于yz xλλ>，只求0.345yϕ=32236.721077.4/215/0.3451375yNN mm f N mmAσϕ⨯===<=⨯拉应力：322123.221089.6/215/1375NN mm f N mmAσ⨯===<=所选截面合适。
图74、竖杆截面设计①竖杆（20）截面计算，图8N =-30.93kN (压力)，l0x =0.8l=0.8×319cm=255.2cml0y =l=319cm力较小，按[λ]=150选择，需要的回转半径为：255.23191.70, 2.13,[]150[]150oy ox x y l l cmcm i cm i cm λλ======查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算值略大些。