梯形钢屋架课程设计计算书专业：姓名：学号：指导老师：完成日期：深圳大学土木工程学院目录一、设计资料 ............................................................................ (3)二、屋架几何尺寸及檩条布置 ................................................................ . . . . . . . . (3)1、屋架几何尺寸 ............................................................................ .. (3)2、檩条布置 ............................................................................ . (4)三、支撑布置 ............................................................................ (5)1、上弦横向水平支撑 ............................................................................ (5)2、下弦横向和纵向水平支撑............................................................................. ......... (5)3、垂直支撑 ............................................................................ . (5)4、系杆 ............................................................................ (5)四、荷载与力计算 ............................................................................ (6)1、荷载计算 ............................................................................ . (6)2、荷载组合 ............................................................................ . (6)3、力计算 ............................................................................ . (7)五、杆件截面设计 ............................................................................ . (7)1、节点板厚度 ............................................................................ (7)2、杆件计算长度系数及截面形式............................................................................. (9)3、上弦杆 ............................................................................ .. (9)4、下弦杆 ............................................................................ .. (9)5、再分式腹杆Ig-gf ......................................................................... .. (10)6、竖腹杆Ie............................................................................. . (10)六、节点设计 ............................................................................ .. (13)1、下弦节点“b”.......................................................................... .. (13)2．上弦节点“B” ......................................................................... . (16)3．有工地拼接的下弦节点“f”.......................................................................... ........ . (18)4．屋脊节点“K” ......................................................................... ............................... . (19)5．支座节点“a”.......................................................................... ........................... . (16)七、填板设计 ............................................................................ ....................................... .. (21)一、设计资料:1. 车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。

车间有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。

2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。

檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。

3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c＝14.3N/mm2。

抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。

4. 钢材用 Q235-B，焊条用 E43系列型。

5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示图 1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式Ho=1650mm6. 该车间建于近郊。

7. 屋盖荷载标准值：(l) 屋面活荷载0.50 kN/m2(2) 基本雪压s0 0 kN/m 2(3) 基本风压w0 0.75 kN/m2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m2(5) 檩条自重 0.084kN/m(6) 屋架及支撑自重0.12+0. 011L kN/m28. 运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。

二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。

由于梯形屋架跨度 L 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。

屋架计算跨度 l0 L 2 0.15 30 20.15 29.7m 。

起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。

图 2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度 15m，高度 4m。

此屋架跨度 30m，高度 3.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为 15m，高为 3.3m。

两个运输单元分别在工厂里面制作完成后，再运输至施工现场进行拼接。

2、檩条布置采用长尺复合屋面板，单坡不需要搭接，在屋架上弦节点设置檩条，水平檩距为 1.5m。

檩条跨度 l 9m 6m ，在跨中三分点处设置两道拉条，为檩条提供两个侧向支撑点。

由于风荷载较大，故在屋檐和屋脊处都设置斜拉条和刚性撑杆，以将拉条的拉力直接传递给屋架。

檩条、拉条和撑杆的设置如图 3 所示。

三、支撑布置1、上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过 60m。

本车间长度为 144m，因此需要布置四道横向水平支撑，如图 4 所示。

图 4 上弦横向水平支撑2、下弦横向和纵向水平支撑屋架跨度 L 30m 24m ，且车间有两台 15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车，故应设置下弦横向和纵向水平支撑。

下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图 5 所示。

3、垂直支撑垂直支撑必须设置。

对于本屋架结构，在跨度中央设置一道中间垂直支撑，在屋架两端各设置一道垂直支撑。

垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上，如图 6 所示。

4、系杆没有设置横向水平支撑的屋架，其上下弦的侧向支撑点由系杆来充当。

上弦平面，屋 脊和屋檐处需要设置刚性系杆，其它支撑点处设置柔性系杆。

本屋盖结构中，檩条长细比 故可兼充上弦平面的刚性和柔性系杆。

下弦平面设置两道柔性系杆（图 5），l 194.6200 ， 可采用 45 5 的单角钢。

四、荷载与力计算1、荷载计算 （1）永久荷载复合屋面板自重 0.152kN/m 檩条自重 0.0842kN/m 屋架及支撑自重 0.452kN/m永久荷载总和： 0.6842kN/m（2）可变荷载（a ）屋面活荷载 0.52kN/m （b ）风荷载：0kz s z w b w μμ=其中zβ 1.0 ，z μ 1.0 ，0w 0.752kN/m 迎风面s μ0.6，背风面s μ0.5 。

故迎风面kw 0.452kN/m ，背风面kw 0.3752kN/m 。

2、荷载组合设计屋架时，应考虑以下四种组合：（1）组合一：全跨永久荷载＋全跨活荷载永久荷载与活荷载大小接近，活荷载起控制作用，荷载设计值为 q 1.2 0.684 1.4 0.5 1.522kN/m屋架上弦节点荷载为P q A 1.52 1.5 9 20.52kN（2）组合二：全跨永久荷载＋半跨活荷载全跨永久荷载：1q 1.2 0.660.7922kN/m1P 1q A0.792 1.5910.72kN/m半跨活荷载：2q 1.4 0.50.72kN/m2P 2q A0.7 1.599.452kN/m（3）组合三：全跨屋架及支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨施工荷载全跨屋架及支撑自重：3q 1.0 0.450.452kN/m3P 3q A0.45 1.596.082kN/m半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载：4q 1.2 0.15 0.0841.4 0.50.98082kN/m4P 4q A0.9808 1.5913.24082kN/m（4）组合四：全跨永久荷载＋风荷载迎风面：5q 1.0 0.684 1.4 0.45÷0.9950.0052kN/m背风面：6q 1.0 0.684 1.4 0.375÷0.9950.1562kN/m可见，风吸力不会引起屋架杆件力由拉力变为压力，不需要考虑该组合。