普通钢屋架设计--------焊接梯形钢屋架设计－、设计资料1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。
2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。
4、荷载标准值（按水平投影面计）：（1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2保温层0.5 KN/ m2一毡二油隔气层0.05 KN/ m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2屋架及支撑自重0.384KN/m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2荷载标准值 0.35 K N/ m2积灰荷载标准值 1.3KN/ m25．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。
6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。
7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。
二、设计内容一）、屋盖的支撑系统布置（1）屋架上弦支撑系统的具体布置对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。
所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。
上弦支撑具体布置图如下（2）下弦平面支撑系统布置同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。
其具体支撑布置如下：1——1剖面图如下：注：sc —屋架上弦横向水平支撑 xc —屋架下弦横向水平支撑 LG —系杆 zc —屋架上弦纵向水平支撑 cc —垂直支撑 GWJ —钢屋架 二） 荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算三）荷载组合组合一：全跨的永久荷载+全跨可变荷载（如图a）P=（3.7608+2.8）×1.6×5=52.4864 K N/ m2组合二：全跨的永久荷载+半跨可变荷载（如图b）P1=(3.7608+2.8) ×1.6×5=52.4864 K N/ m2P2=3.7608×1.6×5=30.0864 K N/ m2P2=0.4608×1.5×6=4.1472 K N/ m2四) 内力计算表杆件名称杆件内力系数(P=1)第一种组合第二种组合选定内力设计值（KN）左半跨右半跨全跨P×(3) kNP1×(1)+P2×(2)（KN）P1×(2)+P2×(1)（KN）（1）（2）（3）上弦杆AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BD -6.25 -2.48 -8.73 -458.21-402.65 -318.21 -458.21 DF -9.05 -4.49 -13.54 -710.67 -610.09 -507.95 -710.67 FH -9.17 -6.09 -15.26 -800.94 -664.53 -595.53 -800.94 HI -7.39 -7.39 -14.77 -755.22-610.21-610.21 -755.22内力图如下（杆件轴线长度mm）：五）杆件截面选择和检算1、节点板厚最大腹板内力N=－466.60KN,查表9—1并考虑构造要求，选用节点板厚t=12mm,支座节点板厚t=14mm。
2、上弦杆整个屋架上弦采用一种杆件截面，按上弦FG、GH的最大内力设计。
计算内力：N=-800.94KN计算长度：屋架平面内取节点中心间轴线长度l ox=1508mm屋架平面外根据屋盖支撑布置和上弦杆内力变化，取l oy =3 l ox =1508×3=4524mm截面选择：由于l oy =3 l ox ，选用不等边角钢，短边相接。
设,70=λ查表得751.0=ϕ，需要的界面尺寸A=N/f ϕ=800940／(0.751×215)=49.60cm 2。
46.670/4524/15.270/1508/======λλoy y ox x l i l i根据需要的A ，y x i i ,,由型钢表，选用2L180×110×10 ,其截面特性：A=56.8cm 2,70.8,13.3==y x i i 截面验算：5270.8/4524/2.4813.3/1508/======y oy y x ox x i l i l λλ由y λ=52，查表得847.0=y ϕ，所以2/21548.166)0.5680*847.0/(800940/mm N f A N Y =<===ϕσ 3、下弦杆整个屋架下弦杆采用同一截面，按下弦杆gi 得最大计算内力设计。
计算内力：N=796.22KN=895750N 计算长度：cm L l cm l oy ox 11852/,300=== 截面选择：A=N/f=796220/215=3703=37.03cm 2,选用2L140×90×10不等边角钢，短边相连，截面特性：A=44.6cm 2,84.6,56.2==y x i i 截面验算：350][17384.6/1185/11756.2/300/=<======λλλy oy y x ox x i l i l2/2151794460/796220/mm N f A N =<===σ 4、端斜杆aB计算内力： N =－466.60KN=－466600N 计算长度： cm mm l l oy ox 5.2532535===选用长度2L140×90×10 ,长边相连，A=44.522cm 2,81.3,47.4==y x i i 截面验算：6781.3/5.253/5747.4/5.253/======y oy y x ox x i l i l λλ查表得 ,769.0=y ϕ2/215136)4460*769.0/(466600/mm N f A N y =<===ϕσ5、腹杆Bc计算内力： N=360.58KN=360580N 计算长度： cml l cm l l oy ox 8.26064.20826088.08.0===⨯==截面选择：A=N/f=360580/215=16.77cm 2 选用2L100×10,，截面特性为：A=19.261cm 2,06.4,05.3==y x i i截面验算：575/9.285/6805.3/64.208/======x oy y x ox x i l i l λλ所以2/2151871926/360580/mm N f A N =<===σ 6、腹杆cD计算内力： N=-268.05KN=-268050N 计算长度：cml cm l oy ox 9.285285972.22828598.0===⨯= 选用2L110×10,截面特性：A=21.261cm 2,5,38.3==y x i i 截面验算：575/9.285/6838.3/72.228/======y oy y x ox x i l i l λλ 查表得 763.0=x ϕ所以 2/215165)1.2126763.0/(268050/mm N f A N x =<=⨯==ϕσ竖杆Aa 和Ii 按构造要求，分别选用2L110×10T 型截面和十字形截面，所有杆件的截面选择如下表：计算内力 （KN ）截面规格截面面积 (cm 2)计算长度(cm)回转半径（cm ）长细比容许长细比[]λ稳定系数应力σ(N/)2mmox loy li x i yx λy λx ϕy ϕ-800.94 180x110x1056.8 150.8 452.43.13 8.7048.2052.001500.847166.48796.22140x90x1044.6 300 1185 2.56 6.84 117 173 350 179 -26.24110x1021.261199.00199.00 3.38 5.0058.8839.80150.000.81417.06 -466.60140x90x10 44.6253.50253.50 4.47 3.8156.7166.541500.769136 360.58100x1019.3208.64260.80 3.05 4.6068.4156.70350187 -52.49100x10 19.261183.20229.00 3.05 4.6060.0749.781500.80737.99 -286.05110x10 21.3228.72285.90 3.38 5.0067.6757.181500.763165 192.40100x10 19.261228.72285.90 3.05 4.6074.9962.15350113.43 -52.49100x10 19.261207.20259.00 3.05 4.6067.9356.301500.76340.18 -129.12110x1021.261250.32312.90 3.38 5.0074.0662.581500.72694.11 68.64100x10 19.261249.52311.90 3.05 4.6081.8167.8035040.09 -52.49110x1021.261231.20289.00 3.38 5.0068.4057.801500.76136.50 -61.61110x10 21.261271.68339.60 3.38 5.0080.3867.921500.68542.30 -103.67110x1021.261269.60337.00 3.38 5.0079.7667.401500.68970.77108.12110x10 21.2611.2879.0==llo26.2=i127200142.32六）节点设计设计的节点为D、C两个节点（如下图），其余节点设计类同。