目录1、设计资料 (1)1.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (1)1.3荷载标准值（水平投影面计） (1)2、支撑布置 (1)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (3)3、荷载计算 (4)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (9)5.1上弦杆 (9)5.2下弦杆 (10)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (12)5.5竖杆 (17)5.6其余各杆件的截面 (18)6、节点设计 (21)6.1下弦节点“C” (21)6.2上弦节点“B” (22)6.3屋脊节点“H” (23)6.4支座节点“A” (24)6.5下弦中央节点“H” (26)致谢................................... 错误!未定义书签。

参考文献.. (28)图纸281、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，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，屋面坡度为10:1=i 。

地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。

1.2、屋架形式及选材屋架跨度为24m ，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。

1.3、荷载标准值（水平投影面计）① 永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.6KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.45 KN/m 2 屋架及支撑自重(按经验公式L q 011.012.0+=计算) 0.384 KN/m 2 ② 可变荷载：屋面活荷载标准值： 2/7.0m kN 雪荷载标准值： 0.35KN/m 2积灰荷载标准值： 1.1 KN/m 2(按附表取)2、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸117图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aa cegg'e'c'a'+3.480.000-6.25-9.04-9.17-7.38-6.09-7.38-4.49-2.470.000.00-6.53-3.14+0.71+1.55+1.39+1.56+1.80+2.12+4.76+1.90-0.45-2.47-1.53-1.75-2.03-2.34-1.0-1.0-1.00.00+0.970.000.00-0.5+8.0+9.34+8.44+5.31+6.73+3.53+1.25BC DE F GH I H 'G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.01.01.01.0 1.01.01.0i图2.3 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图1.1所示。

其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 )，锻锤为2台5t ，布置下弦纵向水平支撑。

桁架支撑布置图符号说明：SC 上——上弦支撑；XC ——下弦支撑；CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆；LG ——柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-23、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。

沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以005.110/110cos /12=+=α换算为沿水平投影面分布的荷载。

标准永久荷载值： 三毡四油防水层： 1.005×0.4=0.402 kN/m 2 水泥砂浆找平层： 1.005×0.4=0.402 kN/m 2 保温层： 1.005×0.6=0.603 kN/m 2 一毡二油隔气层： 1.005×0.05=0.05025 kN/m 2 水泥砂浆找平层：1.005×0.3=0.3015 kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板：1.005×1.45=1.4575 kN/m 2屋架及支撑自重： 0.12+0.011×24=0.384kN/m 2共 3.6 kN/m 2可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.8 kN/m 2积灰荷载标准值： 1.1 kN/m 2共 1.9 kN/m 2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：3.1、全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点永久荷载设计值：F=（1.35×3.6 +1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×1.1）×1.5×6=63.27 kN 3.2、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：F 1.1=1.35×3.6×1.5×6=43.74 kN(按永久荷载为主的组合) F 1.2=1.2×3.6×1.5×6=38.88 kN(按可变荷载为主的组合) 对结构有利时：F 1.3=1.0×3.6×1.5×6=32.4 kN 半跨节点可变荷载设计值：F 2.1=1.4×（0.7×0.8+0.9×1.1）×1.5×6=19.53 KN(按永久荷载为主的组合)F 2.2=1.4×（0.8+0.9×1.1）×1.5×6=22.554 KN(按可变荷载为主的组合)3.3、全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主控制的组合) 全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F 3 .1=1.2×0.384×1.5×6=4.1472 kN 对结构有利时：F 3 .2=1.0×0.384×1.5×6=3.456 kN 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值： F 4=（1.2×1.45+1.4×0.8）×1.5×6=25.74 kN3.1、3.2为使用阶段荷载情况，3.3为施工阶段荷载情况。

荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3图 4.1 荷载组合（1）图 4.2 荷载组合（2）图 4.3 荷载组合4.34、内力计算F=1的桁架各杆件内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）已经给出。

求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表4.1。

表4.1 桁架杆件内内力组合表85、杆件设计5.1上弦杆整个上弦架采用等截面，按FG 、GH 杆件之最大设计内力设计。

（受压）N N -965500-965.50==上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 8.150=在桁架平面外，根据支承布置及内力变化情况，取：cm cm l oy 4.4528.1503=⨯= 因为ox oy l l 3=，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图5.1）腹杆aB 最大内力N =561.20kN ，查表9.6.4，节点版厚度选用12mm ，支座节点板厚度用14mm 。

设λ=60查附录4得739.0=ϕ。

需要截面积：2250.4214/310739.0965500mm mmN Nf N A =⨯==ϕ需要的回转半径：2.51cm 608cm.150===λoxx l i m cml i oyy c 54.7604.452===λ根据需要的A ，ix ，iy 查角钢规格表（附录8），选用121252002⨯⨯L ，2824.75cm A =，cm i x 57.3=，cm i y 61.9=，67.1612/200/1==cm cm t b ，按所选角钢进行验算：44.423.57cm8cm.150===x ox x i l λ 67.12c 200/c 452456.0/56.067.16/11=⨯=>=m m b l t b oy150][82.63)2007.521245241(122007.3)7.521(7.342241221=<=⨯⨯+⨯⨯=+=∴λλb t l t b oy yz 满足长细比[]150=<λ的要求。

图5.1上弦杆的截面图截面在x 和y 平面内皆属b 类，由于x yz λλ > ，只要求 ϕy ，查表得710.0y=ϕ。

222y/310/34.1794.7582710.0655009mm N mm N mmNAN<=⨯==ϕσ 所需截面合适5.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按gi 杆最大设计值计算。

N kN N eg 95981081.599==cm l ox 300=，根据桁架下弦支撑布置情况，得cm l oy 600=所需截面积： 22296.303096/310598109cm mm mmN N f N A req ====根据所需截面积查表选用10801252⨯⨯L ，不等肢角钢，短肢相并（图5.2）。

2296.3042.39cm cm A >=，cm i x 98.3=，cm i y 19.6=350][93.9619.6/600/=<===λλcm cm i l y oy oy350][37.7598.3/300/=<===λλcm cm l i x ox ox考虑下弦有有2φ21.5mm 的栓孔削弱，下弦净截面面积：2223512105.2123942mm mm mm A =⨯⨯-=222/310/29.2733512598109mm N mm N mmNA N <===σ 所需截面适合。

5.3端斜杆aB图5.2 下弦杆的截面图杆件轴力：受压）(56120020.561N kN N -=-=计算长度cm l l oy ox 5.253==。

因为l l oy ox =，故采用不等边角钢，长肢相并，使i i y x ≈。

设λ=80，查附录4得，581.0=ϕ2287.3115/310581.0561200mm mmN Nf N A =⨯==ϕ 需要的回转半径：m l i i xy x c 16.380253====λ根据需要的A ，i x ，i y 查角钢规格表，选用2L140×90×10，（图5.3）2522.44cm A = ，cm i x 47.4=，cm i y 74.3=，910902==t b 。