屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，从资料可知屋面活荷载为 0.5kN/m2 大于 雪荷载 0.4kN/m2，故取屋面活荷载。由于是轻屋面，需要考虑风荷载的影响。
屋面板选择轻型屋面板，根据《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》 01J925-1 图集查询，选择夹芯板。先预估算屋面板的受力，恒荷载为 0.3kN/m2。 活荷载中屋面活荷载 0.5kN/m2，积灰荷载为 0.5 kN/m2，则活荷载标准值为 1.0 kN/m2。屋面板所承受的荷载设计值为 0.31.21.01.4 1.76kN/m2 3.5kN/m2。 板型选为 JXB42-333-1000，板厚 s 为 60mm，有效宽度 1000mm，檩距取 1.5m, 支 撑条件为连续。
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算檩条的整体稳定性。
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檩条计算简图 檩条所受的竖向荷载： 屋面板和檩条自重：0.31 kN/m2 可变荷载：1.40 kN/m2 q =(0.31 1.4) 1.5 2.57 KN m 按简支梁计算，两个方向弯矩分别为：
永久荷载：
屋面板和檩条的自重 屋架和支撑重
0.26×1.2=0.31kN/m2 0.4×1.2=0.48kN/m2
共 0.79kN/m2
可变荷载：
屋面活荷载 积灰荷载
0.5×1.4=0.7kN/m2 0.5×1.4=0.7kN/m2
共 1.4kN/m2
因为屋面坡度较小，所有荷载都是近似按沿水平面分布来考虑。
1.3 屋架起拱度，因为梯形屋架跨度
，无需考虑屋架起拱。
为尽量使屋架受节点荷载，将上弦划分为 7 个节间，基本上可以保证节点受力，
屋架各杆几何尺寸如图 2-1 所示。
图 2-1 屋架各杆几何尺寸（mm）
2．屋盖支撑布置
根据车间长度 180 米，跨度 21 米及荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑
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1.1 屋架计算跨度：屋架计算跨度为每端支座中线缩进 150mm（屋架支座反力点 与厂房纵向轴线的距离），则屋架的计算跨度 l0 =l-2×0.15=21-0.3=20.7m（吊车 吨位为 16/3.2t,采用封闭式组合）。 1.2 屋架端部、中部高度按屋架端部高度的选择要求，宜在 1.8-2.1m，本设计选 屋架端部高度为 H0=2000mm，则中部高度 h=2000+（21000/2）×0.1=3050mm， 满足刚度以及经济性对跨中高度的要求。
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21m 轻型钢屋架课程设计
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一、 设计资料
1．工程地点：山东兖州，设计使用年限：50 年 2．工程规模：单层单跨封闭式工业厂房，长度 180m，屋架铰支于钢筋混凝土柱 上；屋架跨度 21m；柱距 7.5m；屋面离地面高度约 20m。室内正常环境，吊车 起重量 16/3.2t，工作制为 A5，无较大的振动设备。 3．屋面作法：长尺压型钢板；屋面坡度为 1/10；檩条在 H 型钢檩条、冷弯薄壁 型钢檩条、高频焊接 H 型钢檩条中选一种；无天窗。 4．自然条件：基本风压、基本雪压、地震设防烈度、基本地震加速度取值等均 根据工程地点查阅相关设计规范确定。地面粗糙度类别为 B 类，也可根据具体情 况选取。 基本风压为 0.35kN/m2，基本雪压为 0.25kN/m2，积灰荷载标准值 0.50kN/m2， 地 震设防烈度为 8 度，基本地震加速度为 0.2g。地面粗糙类别为 B 类。场地类别 Ⅲ类。 5．材料选用 5.1 屋架钢材采用《碳素结构钢》GB／T700-2006 规定的 Q235B 级镇静钢或沸腾 钢。当工作温度等于或低于-20℃时，应采用 Q235B 级镇静钢。 5.2 焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117 中规定的 E43 型焊条。 5.3 普通螺栓应采用性能等级为 4.6 级 C 级螺栓。锚栓采用《碳素结构钢》GB/T700 中规定的 Q235 级钢制成。 5.4 角钢型号按《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9787 和《热 轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9788 选用。 5.5 混凝土为 C25。 6．结构及各组成构件形式 6.1 钢屋架：梯形钢屋架。 6.2屋面板：对于长尺压型钢板、夹芯板可按图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙 体建筑构造》01J925-1选用。
屋盖支撑布置图如下：
屋架上弦支撑布置
屋架下弦支撑布置
屋架 1-1 剖面垂直支撑布置
屋架 2-2 剖面垂直支撑布置
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三、屋架荷载和内力计算
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1.荷载计算
屋架和支撑重根据经验公式估算0.12 0.011l0 0.35kN/m2（沿水平面分布），
取 0.4 kN/m2，且因屋架下弦无其他荷载，可以认为屋架和支撑重量全部作用于 上弦节点。
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（见图 2-2）。考虑到柱网布置情况，因为第一柱间间距小于 6m，因此厂房俩端 的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦 杆稳定，下弦设置刚性系杆以传递风荷载。在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中 及俩端，两屋架间各设置三道垂直支撑。屋脊节点以及屋架支撑处沿厂房通常设 置柔性系杆，跨中通长设置一道刚性系杆。
1. 屋架形式和几何尺寸 ...................................................................................3 2．屋盖支撑布置 ...............................................................................................3 三、 屋架荷载和内力计算.......................................................................................5 1. 荷载计算 .......................................................................................................5 2. 檩条设计 .......................................................................................................5 3. 荷载组合 .......................................................................................................7 4. 桁架内力计算简图 .......................................................................................9 5. 杆件内力组合 .............................................................................................10 四、 杆件设计.........................................................................................................11 1. 上弦杆截面设计 .........................................................................................11 2. 下弦杆截面设计 .........................................................................................12 3. 端斜杆截面设计 .........................................................................................12 4. 其他杆件截面设计 .....................................................................................13 五、 垫板的截面选择.............................................................................................15 六、 节点设计.........................................................................................................16 1. 下弦一般节点“b” .....................................................................................16 2. 上弦一般节点“B” .......................................................................................17 3．上弦屋脊节点“H” .......................................................................................18 4. 支座节点计算 .............................................................................................19 七、 钢屋架施工图（见 CAD 图纸附件） ...........................................................21
节点荷载设计值按可变荷载效应控制组合，永久荷载分项系数γ G=1.2，屋 面活荷载或雪荷载分项系数γ Q=1.4 。 2.檩条设计