梯形钢屋架课程设计一、设计资料()、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用厚彩钢复合板（外侧基板厚度，内侧基板厚度，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按计算），檩条采用冷弯薄壁型钢。

屋架跨度,屋面排水坡度，有组织排水。

屋架支承在钢筋混凝土柱（）上，柱顶标高，柱距，柱截面尺寸为×。

厂房纵向长度。

基本风压,基本雪压。

不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：（）（）、屋架计算跨度：×（）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度，取屋架在轴线处的端部高度’, 屋架的中间高度，则屋架在，两端的高度为。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度（），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。

因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，图梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。

在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。

梯形钢屋架支撑布置如图.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置垂直支撑布置—上弦支撑—下弦支撑—垂直支撑—刚性系杆—柔性系杆图梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载：屋架的受荷水平投影面积为：，故按《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为，雪荷载为，取屋面活荷载与雪荷载中较大值。

为屋架跨度，以为单位。

积灰荷载不考虑、荷载标准值。

>永久荷载标准值屋面板屋架及支撑>可变荷载标准值基本雪压基本风压（屋面倾角<。

故不考虑）活荷载因为活荷载较基本雪压大，故采用活荷载作为设计使用。

、设计屋架时应考虑以下三种组合> 全跨永久荷载作用下()××> 全跨可变荷载作用下××> 当基本组合由永久荷载控制时上弦节点设计值×××当基本荷载由可变荷载控制时上弦节点设计值××××可知由可变荷载控制取、节点荷载计算，考虑以下三种荷载组合.全跨永久荷载全跨可变荷载.全跨永久荷载半跨可变荷载.屋架和支撑自重半跨屋面板重半跨施工荷载（取等于屋面使用荷载）设——由永久荷载换算的节点集中荷载——由可变荷载换算的节点集中荷载——由部分永久荷载（屋架及支撑）换算的节点集中荷载——由部分永久荷载（屋面板重）及可变荷载（屋面活荷载）换算的节点集中荷载则××××××××（×）××四、内力组合计算（）、屋架在上述种荷载组合作用下的计算简图如下图所示：F/2由以下图得时屋架各杆件的内力系数（作用于全跨、左半跨和右半跨）米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值图屋架各杆件的内力系数（）、由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表：（）17五、杆件计算腹杆最大内力，查表（课本页），点板厚度选用，支座节点板厚度选用。

.上弦杆（图）整个上弦采用等截面，按、杆件的最大内力设计。

，上弦杆平面内计算长度。

在屋架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，平面外计算长度,根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图所示图上弦杆截面图上弦截面腹杆最大内力，查表知，中间节点板厚度选用，支座节点板厚度选用。

设λ，查轴心受压稳定系数表则需要截面积为(×)需要回转半径：λλ根据需要的, , 查角钢型钢表，初选××，肢背间距，则，，。

按所选角钢进行验算：λ <λ <则满足长细比<[λ]的要求。

因为<×所以λλ查表，则() (×)<.下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算。

计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度。

屋架平面外根据支撑布置，取。

所需的净截面面积选用××(短肢相并)，肢背间距。

见图：图下弦截面查表得：>，，.λ <λ <因为<×所以可以近似认为λλσ<)斜腹杆杆杆件轴力：计算长度：×因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使≈。

选用××，肢背间距，则，，.λ <λ < 因λ>λ，只需求。

查表，则σ() (×) <故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用××，肢背间距，则，，.λ <λ < 因λ>λ，则可以近似认为λλσ <故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ >λ，只需求。

查表，则σ()(×)<故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ<λ，，则可以近似认为λλσ<故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ >λ，只需求。

查表，则σ()(×)<故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ<λ，，则可以近似认为λλσ<故所选截面合适。

●杆杆件轴力：计算长度：×选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ >λ，则可以近似认为λλσ()<故所选截面合适。

)竖杆◆端部竖杆杆件轴力：计算长度：，选用×，肢背间距，则，，.λ <λ <因λ >λ，只需求。

查表，则σ()(×)<故所选截面合适。

◆其他竖杆、、这三根杆件受力相同而且较小，以最不利杆件（长度最大）确定断面。

由于受力较小，可按长细比选择截面。

最大压力：计算长度：×，[λ][λ]选用×，肢背间距，则，>，>.λ <λ <因λ >λ，只需求。

查表，则σ()(×)<故所选截面合适。

)由于该屋架为对称结构，且荷载为对称荷载，故其他各杆截面设计由以上计算结果即可得到表六、节点设计各杆件内力由表内力表查得，。

设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即和,然后根据的大小比例绘出节点板的尺寸和形状，最后验算先弦杆与节点板的连接焊缝。

用焊条时，角焊缝的抗拉，抗压和抗剪强度设计值,最小焊缝长度不应小于和下弦节点，见图。

()斜杆与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为和，所需焊缝长度为：肢背：(××)×(×××)用。

肢尖：(× ×)×(×××) 用()斜杆与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为和，所需焊缝长度为：肢背：(× ×)×(×××)用。

肢尖：(× ×)×(×××)用()杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊角尺寸() 根据上面求得的焊缝长度，按构造要求留出杆件间应有的间隙并考虑制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为×.（）下弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算下弦与节点板连接的焊缝长度为，取，焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差Δ()，对受力较大的肢背处焊缝进行强度验算：Τ×Δ(× × )×(×××())() <()焊缝强度满足要求。

.上弦节点“”(图)（）腹杆与节点板间连接焊缝长度的计算杆与节点板的连接焊缝尺寸和下弦节点“” 相同。

杆：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为和，所需焊缝长度为肢背：(× ×)×(×××)用。

肢尖: (× ×)×(×××) 用()确定节点板尺寸(方法同下弦节点“”)确定节点板尺寸为。

()上弦杆与节点板间连接焊缝的强度验算为了便于在上弦搁置檩条和屋面板，节点板的上边缘可以缩进，用塞缝连接，这时, 。

受集中力的影响.。

则τ(× × )(×××())()<()肢尖角焊缝承受相邻节间内力差—,偏心距, 偏心弯矩Δ××·,,则τΔΔ(× × ) (×××)() <()σ(×××)(()<(),强度满足要求。

.屋脊节点“”（图）()弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。

拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。

需将拼接角钢进行切肢、切棱的一部分：Δ（）,拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力来计算。

设肢尖、肢背焊角尺寸为，(× ×) (×××)取。

拼接角钢总长×，取。

竖肢需要截去Δ（），取Δ。

计算屋脊处的弦杆与节点板的连接焊缝，取，则需要的焊缝长度（×× –）(× ×)( × × )( ×× ×)按构造要求决定节点板的长度，取。

.支座节点“”（图）为了便于施焊，下弦杆轴线至支座底板的距离取，在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度为。

（）支座底板的计算支座底板尺寸按采用×。

承受支座反力，若仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力作用，则承压面积为() () <()底板的厚度按两邻边支撑而另两边自由的板计算：由相似三角形关系得：为两支承边的相交点到对角线的垂直距离，由查表确定，查表得Β 。

每块板单位宽度的最大弯矩为：底板厚度为：,取。

底板尺寸为××加劲肋与节点板的连接焊缝计算:一个加劲肋的连接焊缝所承受的偏心荷载偏于安全取屋架支座反力的四分之一，即;设焊缝，焊缝计算长度：则节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算：设焊缝传递全部支座反力,初设，实际焊缝总长度为：所需焊缝尺寸：其余节点详见钢屋架施工图。