一、设计资料：1.某厂房总长度60m ，跨度为18m.，柱距6m 。

车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。

屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m 。

计算最低温度-200C 。

采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。

二、结构形式与布置图：屋架支撑布置图如下图所示。

02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层（20mm 厚） 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 （80mm ） 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载：F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。

屋架杆件内组合表注：表内负责表示压力：正值表示拉力。

表11、上弦杆(FG杆)；整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=486.96kN（压）。

上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：cm l ox 75.150=在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：cm cm l ox 5.30175.1502=⨯= 因为ox oy l l 2=，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并(详见图3)。

腹杆最大内力N=347.86KN ，查表9.6.4，节点板厚度选用10mm ，支座节点板厚度用12mm 。

设λ=60，查附录4得807.0=ϕ 需要截面积2232807/215807.01096.486mm mmN N f N A =⨯⨯==ϕ 需要回转半径：cm cml i oxx 51.26075.150===λ， cm cm l i oy y 03.5605.301===λ 根据需要A 、x i 、Y i 的查角钢型钢规格表(附录8)，选2L125×80×10，A=39422mm ，x i =2.26cm 、Y i =6.11cm 截面在x 和y 平面皆属b 类，由于y x λλ>，只需求x ϕ。

查(附录4)轴心受力稳定系数表得771.0=x ϕ。

2223/215/22.1603942771.01096.486mm N mm N mm N A N y <=⨯⨯=ϕ，所选截面合适。

2、下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大的内力eg 杆计算:N=496.43kN （拉） 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度：,30000mm l x = 屋架平面外根据支撑布置取：,60000mm l y = 计算所需要净截面面积为：cm mm N N f N A n 09.23/2151043.49623=⨯== 选用2L125×80×7。

因为y x l l 00>>，故用不等肢角钢，短肢相并(见图4)所示。

A=28.19cm 2>23.09cm 2,cm i cm i y x 04.6,298.2==。

cm cmcmi l x ox x 150][55.130298.2300=<===λλ， cm cm cmcmi l xoy y 150][34.9904.6600=<===λλ，2223/215/10.176********.496mm N mm N mm N A N n <=⨯=所选取的截面满足要求。

3、端斜杆(aB 杆)：杆件轴力：N=347.86KN(压)，计算长度:,25300cm l l y x ==因为y x l l 00=，故采用不等肢角钢，长肢相并，使y x i i ≈。

选用角钢2L ×125×A=28.19cm 2,y x截面刚度和稳定性验算：cm cmcm i l x ox x 150][94.6202.4253=<===λλ， cm cm cmcmi l xoy y 150][98.7533.3253=<===λλ，因为x y λλ>，只求y ϕ：714.0min ==y ϕϕ2223/215/83.1722819714.01086.347mm N mm N mm N A N y <=⨯⨯=ϕ，所需截面合适。

4、斜腹杆(eF 、fg)杆件内力：⎩⎨⎧-=⎩⎨⎧-=KN KNN KN KN N Fg eF07.436.45,34.1276.47二杆可以选择内力较大杆件进行计算。

计算长度：cm cm l l x 92.2494.3128.08.00=⨯==, cm l l y 4.3120== 内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为：cm cm l i cm cm l i y y x x 083.21504.312][,67.115092.249][00======λλ。

查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些。

选用2L63×5，得截面几何特性：A=12.286cm 2,cm i cm i y x 96.2,94.1==cm cmcmi l x ox x 150][82.12894.192.249=<===λλ， cm cm cmcmi l xoy y 150][54.10596.24.312=<===λλ，因为y x λλ>>，只求x ϕ：查附表4.2得393.0=x ϕ2223/215/88.981229393.01076.47mm N mm N mmN A N x eF <=⨯⨯=ϕ， 2223/215/04.1012291034.12mm N mm N mmN A N eF <=⨯⨯= 2223/215/91.931229393.01036.45mm N mm N mm N A N x Fg<=⨯⨯=ϕ，所需截面合适。

5、中竖杆(Ee 杆)：杆件轴力：N=53.50KN(压)，计算长度: cm cm l l x 2.2072598.08.00=⨯==, cm l l y 2590==内力较小，按150][=λ选择，需要的回转半径为： cm cm l i cm cml i y y x x 73.1150259][,38.11502.207][00======λλ。

查型钢表(附录8)，选项截面的x i 和y i 比上述计算的x i 和y i 略大些,选用2L56×5，得截面几何特性：A=10.83cm 2,cm i cm i y x 69.2,72.1==cm cmcmi l x ox x 150][47.12072.12.207=<===λλ， cm cm cmcmi l xoy y 150][28.9569.2259=<===λλ，因为y x λλ>>，只求x ϕ：查附表4.2得435.0=x ϕ2223/215/56.1131083435.0105.53mm N mm N mmNA N x <=⨯⨯=ϕ，所需截面合适。

其余各杆件的截面选择计算过程不作一一列出，计算结果详见表2。

本设计采用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值2/160mm N f w f =。

各杆件内力由表1查得，最小焊缝长度应小于8f h 。

1、下弦节点c 点(详见图7)：(1)、斜杆Bc 与节点的连接焊缝计算:N=253.54KN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm Nf h N l wfe w 1.1421016067.022535407.027.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 150= 肢尖：，mm Nf h N l wfe w 9.771016057.022535403.023.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 80= (2)、斜杆Dc 与节点的连接焊缝计算:N=180.94KN设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为6mm 和5mm.所需焊缝长度为: 肢背:，mm Nf h N l wfe w 2.1041016067.021809407.027.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 110= 肢尖：，mm Nf h N l w f e w 5.581016057.021809403.023.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 60= (3)、竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：N=53.5KN因为其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =5mm ，焊缝长度mm l w 50≥ (4)、下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差△N=425.97KN-186.65=239.32KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为： 肢背:，mm Nf h N l wfe w 5.1431016067.022393207.027.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 150= 肢尖：，mm Nf h N l wfe w 741016057.022393203.023.0=+⨯⨯⨯⨯==取mm l w 80= (5)、节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为290mm ×420mm 。