目录1设计资料 (1)2屋架形式及几何尺寸 (1)3支撑布置 (1)4檩条布置 (1)4.1 檩条布置 (1)4.2 荷载计算 (1)4.3 内力计算 (3)4.4 强度验算 (3)4.5 整体稳定性验算 (3)4.6 刚度验算 (3)5屋架设计 (3)5.1 荷载计算 (3)5.2 屋架杆件内力计算 (3)5.3 杆件截面选择 (6)5.3.1上弦杆 (6)5.3.2下弦杆 (7)5.3.3 腹杆 (7)5.4节点设计 (10)5.4.1下弦中间节点I (11)5.4.2 脊节点 (10)5.4.3上弦节点D (12)5.4.4下弦中央节点J (12)5.4.5 支座节点A (13)6绘制施工图 (14)致谢........................................................................................................................ 错误!未定义书签。

参考文献........................................................................................................................ 错误!未定义书签。

1设计资料1)某厂房总长度90m ，跨度24m ，纵向柱距6m 。

2)结构形式: 芬克式三角形钢屋架。

屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400 mm ，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1：2.5；L 为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8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 。

3)屋架采用的钢材Q345钢，焊条为E50型，手工焊。

4)屋架采用压型钢板作屋面板，自重2/58.0m kN ；木丝板保温层，自重为2/55.0m kN ，檩条采用槽钢。

屋面均布活荷载为2/7.0m kN ；基本雪荷载为20.35kN m ，基本风压为20.5kN m 。

屋面积灰荷载为2/3.1m kN 。

2屋架形式及几何尺寸屋面倾角()12.52148'arctg α︒==，屋架的计算跨度mm l l 237003000=-=，屋架跨中高度mm mm H 47405/23700==，上弦长度为mm l L o 127638.21cos 2/23700cos 2/0===α，取8节间，节间长度为mm s 159512763==，节间水平投影长度为mm s 14818.21cos 2127cos 0=⨯=⋅=αα。

如图1所示。

图1 屋架几何尺寸(单位：mm ) 3支撑布置根据厂房长度为90m>60m,跨度m l 24=和有桥试吊车及锻锤情况，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑及垂直支撑；并在上弦及下弦各设三道系杆。

上弦因有檩条亦可不设系杆。

如图2示。

4 檩条布置4.1 檩条布置檩条采用型钢檩条，每节间放一根，共19根，檩距为mm 7972/1595=，檩条跨中设一条拉条。

4.2 荷载计算屋面坡度2148'25α︒︒=<，雪荷载按不均匀分布最不利情况考虑，取21.250.30.0.375k S kN m =⨯=。

雪荷载与活荷载不同时考虑取较大值，按雪荷载计算。

恒荷载压型钢板屋面板 m kN /462.0.0797.058.0=⨯ 保温板重 m kN /438.0797.055.0=⨯ 檩条和拉条重 0.12kN m合计 m kN g k /02.11=2.屋面活荷载屋面活荷载0.5kN/2m 。

3.风荷载基本风压 200.5/kN m ω= 房屋高度为H=22.74m <30m ，高宽比22.740.948 1.524H B ==<,取风振系数 1.0z β= 风荷载系数：迎风面： 10.33s μ=- 背风面： 20.5s μ=-地面粗糙度 10 2.512.5H m =+=， 1.07z μ=所以负风压的设计值（垂直于屋面）为迎风面： 21 1.0 1.250.33 1.070.50.19/kN m ω=-⨯⨯⨯⨯=- 背风面： 22 1.0 1.070.50.50.29/kN m ω=-⨯⨯⨯=-4.雪荷载重 m kN q k /355.08.21cos 02.1375.001=⨯⨯= 檩条均布荷载设计值：m kN q g /721.1355.04.102.12.1)(11=⨯+⨯=+m kN q g q g x x /639.03714.0721.1sin )()(1111=⨯=+=+α m kN q g q g y y /6.19285.0721.1cos )()(1111=⨯=+=+α11-1图3 檩条受力分析图2 屋盖支撑布置4.3 内力计算m kN l q g M y y x /2.766.181)(812211=⨯⨯=+=m kN l q g M x x y /72.03639.081)(812211-=⨯⨯-=+-=4.4 强度验算试选12.6号型钢，自重m kN /12.0，2692.15cm A =，mm h 126=，mm b 53=，mm t 9=，,9.2359.1/38,2.10,1.62333cm w cm w cm w A y yB x ====41.39cm I x =1 1.05x γ=， 1.05yA γ=，1.2yB γ=。

截面及受力情况如图3示。

验算点A （压）：2233/310/139109.2305.1720000101.6205.17200000mm N f mm N W M W M ny y y nx x x =<=⨯⨯+⨯⨯=+γγ 验算点 B （拉）：223/310/6.2642.1005.11072000101.6205.110725000mm N f mm N W M W M ny y y nx x x =<=⨯+⨯⨯=+γγ 满足强度要求。

4.5 整体稳定性验算因在檩条跨中设有一道拉条，故可不进行整体稳定性验算。

4.6 刚度验算验算与屋面垂直平面的相对挠度，按短期荷载效应组合进行。

荷载标准值m kN q g k k /375.1355.002.1)(11=+=+m kN q g q g k k x k x k /277.19285.0375.1cos )()(1111=⨯=+=+α1501][1941103911006.26000277.13845)(3845453311=<=⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=l f l EI l q g l f x y k y k 满足刚度要求。

12.6号槽钢强度和刚度均满足要求。

5屋架设计5.1 荷载计算因檩条沿节间布置，先将檩条作为屋架集中荷载计算，再按经验公式计算屋架和支撑自重，最后折算为屋架上弦节点荷载。

因为屋架坡度较小，风荷载为吸力，可不考虑风荷载和积灰荷载影响。

檩条作用在屋架上弦的集中力为：kN l q g F q 68.92/821.122/)(211=⨯⨯=⨯+⨯=屋架和支撑自重，按轻屋盖估算：m kN L F G /384.02411.012.011.012.0=⨯+=+= 节点荷载设计值为： (1.2 1.02 1.40.35)8 1.97527.08/F kN m =⨯+⨯⨯⨯= 5.2 屋架杆件内力计算芬克式三角形屋架在半跨活荷载作用下，腹杆内力不变号。

故只需按全跨活荷载和全跨永久荷载组合计算屋架杆件内力。

利用结构力学求解器，解得杆件内力系数，再乘以节点荷载kN F 08.27=，既可得出杆件内力。

见图4。

最不利内力组合设计值，见表1。

图4 屋架内力图按弦杆最大内力-401.07kN ，由表2选出中间节点板厚度10mm ，支座节点板厚度为12mm 。

5.3.1上弦杆上弦杆内力有：kN F 07.40120\9-=，kN F 03.37819\10-=等，按最大内力401.07KN 选择截面，整个上弦杆采用等截面。

故该杆应按弯杆计算。

cm l cm l y x 790,200000==。

假定长细比,60===λλλy x 查附表D.2得807.0=ϕ 所需截面积为2335.30310807.0/10790/cm f N A =⨯⨯==ϕ所需回转半径为32.160/79/,33.360/200/000======y oy y x x x l i l i λλ根据1, y x i i 00,查型钢表选择2L90×7组成的T 型截面：2024.31512.152cm A =⨯=；cm i cm i y x 52.4,86.2==根据所选用的角钢验算截面刚度验算48.1752.4/79/,93.6986.2/200/00======y y y x x x i l i l λλ150][93.69]max [,=<==λλλλy x 。

刚度验算满足要求。

整体稳定性验算按b 类截面，查附录D.2 得701.0=ϕ则2223/310/18410024.31701.0/1007.401/mm N mm N A N <=⨯⨯⨯=ϕ 稳定性验算满足要求，所选截面合适。

上弦填板的设置一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径86.2=x i ，cm i x 4.11486.24040=⨯=。

上弦为压杆，节间长度为cm 8.185，每节间设一块填板，则间距为cm 6.1111002/200<=。

填板尺寸为mm mm mm 1001060⨯⨯。

5.3.2下弦杆下弦杆均为拉杆，整个下弦采用等截面，按最大内力kN F 35.3728\1+=计算。

屋架平面内计算长度按最大节间（4），即cm l l x 3215\40==；屋架平面外计算长度因跨中有一道系杆，故cm l l y 1205\10==。

下弦杆所需截面面积为：223121347310/1035.372/cm mm f N A ==⨯==选用2L75×5，45.3,33.2,824.14412.722===⨯=y x i i cm A 。

下弦杆与支撑及系杆螺栓采用,16mm d =则下弦杆净截面面积为2225.10)5.075.1212(cm cm A n =⨯⨯-=强度验算：2223)1(/310/3091012/1035.372/mm N f mm N A F =<=⨯⨯==σ强度验算满足要求。

刚度验算：35022645.3/790/,35019333.2/9.449/00<===<===y y y x x x i l i l λλ刚度验算满足要求 5.3.3腹杆1）中间竖腹杆（31）中间竖腹杆0N F =，mm l 4740=。