设计资料某工程为跨度24m 的单跨双坡封闭式厂房，厂房长54m ，采用梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10，屋架间距为6m ，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。

屋面材料采用1.5*6m 钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150加气混凝土保温层，再设20水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。

上弦节间尺寸 1.5m ，结构重要性系数为γ0=1.0，地区基本风压w 0=0.45kN/m 2，基本雪压s 0=0.70 kN/m 2，冬季室外计算温度-200C ，不考虑地震设防。

1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度Lo=L-300=23700mm,端部高度Ho=1990mm ，中部高度H=3190mm （为Lo/7.4），屋架构件的几何尺寸长度详见施工图纸GWJ24-A1(跨中起拱L/500)。

根据构造地区的计算温度和荷载性质，钢材采用Q235B 。

焊条采用E43型，手工焊。

根据车间长度，屋架跨度和荷载情况，设置上下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见图1。

（放在最后）（参照桌面） 2.荷载计算和内力计算（1）荷载计算大型屋面板 1.5KN/m 2 两毡三油上铺小石子 0.35KN/m 2 找平层（2cm 厚） 0.4KN/m 2 150mm 加气混凝土保温层 0.9KN/m 2 悬挂管道 0.10KN/m 2 屋架及支撑自重 0.39KN/m 2 恒荷载总和 3.64KN/m 2 雪荷载 0.7KN/m 2 活荷载 0.5KN/m 2可变荷载总和： 0.7KN ./m 2活荷载与雪荷载两者中取较大植参与组合。

由于屋面的风载体型系数，迎风面为-0.6，背风面为-0.5，宾个取风荷载沿高度变化系数为1.25，可得负风压设计值： 迎风面：1W =-1.4×0.6×1.25×0.45=-0.473 KN/m 2 背风面：2W =-1.4×0.5×25×0.45=-0.394 KN/m 2由于1W 2W 垂直于水平面的分力接近于荷载分项系数取1.0的永久荷载，所以受拉杆件在永久荷载和风荷载联合作用下将受压，但压力很小，因此可以不计算荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在250以内。

(2)荷载组合一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，如果设计时将跨中每侧各2根斜杆均按压杆控制其长细比，可不必考虑半跨荷载作用的情况。

节点荷载设计值|：按可变荷载效应控制的组合：Fd=(1.2x3.64+1.4x0.7)x1.5x6=48.2KN （相关的分项系数见p199） 按永久荷载效应控制的组合：Fd=（1.35x3.64+1.4x0.7x0.7）x1.5x6=50.4KN故节点荷载取值为50.4KN ，支座反力Rd=8x50.4=403.2KN (3)内力计算用数解法或图解法可解出全跨荷载作用下屋架杆件的内力屋架杆件内力组合表上表中内力系数用结构力学求解器算的3.截面选择腹杆的最大内力445.95KN，查表7.4，选用中间节点板厚度为t=10mm，支座节点板厚度12mm。

（1）、上弦杆整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=763.36kN(压)计算长度：屋架平面内取节间轴线长度 l ox=1508mm ，屋架平面外根据支撑和内力变化取l oy=3000（两块屋面板的宽度）。

因为 2l ox=l oy,故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。

设λ=60，查轴心受力稳定系数表， =0.8072364.4399215807.01036.763mm f N A =⨯⨯==ϕ 需要的回转半径：mm l i mm l i oy y oxx 3.44603000,1.25601508======λλ根据需要A 、yxi i 、查角钢规格表，选用2L140×90×10，肢背间距a ＝10mm ，则A ＝44.62cm ，cm .562 i x =，cm 77.6i y =按所选角钢进行验算：9.5825.61508i l ox ===x x λ 3.447.673000i l oy ===y y λ 满足长细比[]150=≤λ的要求。

双角钢T 型截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比λyz 由b1/t=14>0.56x3000/140=12λyz=3.7x14x （1+0.044）=54.1>44.3故由λmax=λyz=54.1,按b 类查附表4.2得ϕ=0.835a a a MP 215MP 205MP 4460835.01036.763A N 3<=⨯⨯==ϕσ上弦杆截面如下：（把上述改了）填板每个节间放一块（满足l1范围内不少于两块），la=75.4<40x2.56=102.4cm(2)下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力杆计算。

N=758.62kNmm l ox 3000=，mm l l oy 120000==选用2L 160×100×10，因,0x oy l l 〉故用不等肢角钢，短肢相并。

A ＝50.62cm ，cm .852 i x=，cm 78.7i y =35026.10585.2300i l ox <===x x λ 3502.15478.71200i l oy <===y y λa a MP 215MP 150 5060758620A N <===σ所以满足要求。

下弦截面如图：填板每个节间放一块，la=150cm<80i=80x2.85=228cm.（3）支座斜杆按端斜杆Ba 最大设计内力设计杆件轴力： kN N 95.445-= 计算长度：mml mm l oy ox 25352028==因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x。

选用2L 100×10。

则:A ＝38.522c m ，m3.05c i x=，m c 60.4i y=49.6630.52802i l ox ===x x λ， 0.550.462530i l oy ===yyλ 由于x y λλ<，只需求x ϕ。

查表x ϕ＝0.771，则:a a MP 215MP 16.501 3852771.0445950A N x <=⨯==ϕσ 故所选截面合适。

端斜杆截面如图：填板各放两块，la=84.5cm<40x3.05=122cm.(采用等肢) （4）斜杆He 按最大设计内力设计杆件轴力: kN N 95.445-= 计算长度：mml mm l oy ox 33842.2707==因为oy ox l l 25.1=，故采用等肢角钢，使y i i ≈x 。

选用2L 125×8。

则:A ＝39.52c m ，m c 88.3i x =，m c 55.5i y =15077.6938.82707.2i l ox <===xx λ 150 97.605.553384i l oy <===yy λ 由于x y λλ<，查表x ϕ=0.755a a MP 215MP 53.149 3950755.0445950A N x <=⨯==ϕσ（修改一下）填板各放三块，la=84.6cm<80x3.88=310.4cm （5）竖杆Ie 按最大设计内力设计杆件轴力: kN N 61.102=计算长度：mml mm l oy ox 31902552==因为oy ox l l 25.1= ，故可以采用等肢角钢，选用2L 80×8 ，则A ＝24.62c m ，m c 44.2i x =，m c 77.3i y =15059.10424.42552i l ox <===xx λ 150 62.847.373190i l oy <===yy λa a MP 215MP 71.41 2460102610A N <===σ(修改一下)填板放三块，la=79.75cm<80x2.44=195.2cm其余各杆件的截面选择结果见下表4.节点设计采用E43 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160wf f Mpa。

（1）下弦节点设Bb 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm ，所需焊缝长度为：肢背l1：mmh f h N K l f w f f 1418216087.021054.34465.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖l2：mmh f h N K l f w f f 1026216067.021054.34435.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取l1=150mm ，l2=110mm设Db 杆的肢背和肢尖焊缝hf=6mm 和8mm,所需要的焊缝长度：肢背L1:mm h f h N K l f wf f 1168216087.021037.27365.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖l2：mm h f h N K l f wf f 846216067.021037.27335.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 取l1=120m,l2=90mmbC 杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取hf=5mm内力差为∆N=340kN ，由斜腹杆焊缝确定的节点板尺寸量得实际节点板长度为340cm ，采用hf=6mm ，肢背焊缝应力为：()2231160/3.996234057.021034065.07.02mm mm N l h N K w f f <=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆=τ（图纸参照书上p202，需满足构造要求）（2）上弦节点“B ”斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。

斜杆Ba 与节点板连接焊缝计算：N=-445.95kN 。

设 “Ba ”杆的肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm 和6mm 。

所需焊缝长度为 肢背1l ：mm h f h N K l f w f f 150102160107.021095.44565.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=肢尖2l ：mm h f h N K l f wf f 1296216067.021095.44535.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1501=，mm l 1302=。

为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。

用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以0.8的折减系数。

计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：。