轻型屋面三角形钢屋架米跨度
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
?
钢结构课程设计
(说明书）
题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计
指导教师付建科
学生杨朗
学号２0１110６1４3
专业材料成型及控制工程
班级2０１1106１班
完成日期?2０１4年?６月１9日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
学 生:孟杰 学号：２０1１10614１
指导教师:付建科 (三峡大学 机械与材料学院)
1 设计资料与材料选择
设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构（封闭式)，要求结构合理,制作方便，安全经济。原始资料与参数如下：
①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S ＝4m ；
②、屋面坡度i=1∶3，恒载０.３kN/mm 2,活(雪)载0.3k Ｎ／mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C2０，柱顶标高6m; ④、屋面材料:波形石棉瓦(１820×72５×8）； ⑤、钢材标号:Ｑ235-B.F,其设计强度为215Ｎ∕ｍm 2 ⑥、焊条型号:E ４３型；
⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取:
γＧ=1．2,γＱ=1.4。
2 屋架形式及几何尺寸
对于于屋面坡度较大(i ≤1／８)的屋盖结构多用三角形钢屋架,而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉,短杆受压，受力较小,且制作方便,易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i ＝1∶３,即,
屋面倾角: 43.18)/31arctan(==α
3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0＝L-３00=１200０-300＝1170０mm
屋架跨中高度：mm i L h 19503211700
20=?=?=
上弦长度: mm L l 89.61579487.0211700
cos 200=?==α
上弦节间长度:mm l
l 47.153940==
上弦节间水平投影长度:mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α
根据已知几何关系,求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
3 屋架支撑布置
３．１屋架的支撑
①.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面和下弦平面横向支撑（如图2）。
②．在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D－2和D－2′处各设置一道垂直支
撑,以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。
③.对于有檩屋架,为了协调支撑,在各屋架的下弦节点２和２′各设置一道通
长柔性水平系杆，始、终端连于屋架垂直支撑的下端节点处。
④.上弦横向支撑和垂直支撑节点处的水平系杆均由该处的檩条代替。
3.2屋面檩条及其支撑 1.确定檩条
波形石棉瓦长1820ｍm ，要求搭接长度≧150mm ，且每张瓦至少要有三个支承点，因此最大檩条间距
mm a 8351
3150
1820max =--=
则半榀屋面所需檩条数
根4.81835
4
47.1539=+?=
p n
考虑到所需平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数p n ＝9根，檩条间距
mm a a p p 83574.7691
947
.15394max =<=-?=
可以满足要求。
这里我们试选用［8槽钢，查型钢表可得4101cm I x =，33.25cm W x =,379.5cm W y =。
檩条在屋面荷载q 的作用下将绕截面的两个主轴弯曲。若荷载偏离截面的弯曲中心，还将受到扭矩的作用,但屋面板的连接能起到一定的阻止檩条扭转的作用，故设计时可不考虑扭矩的影响,而按双向受弯构件计算。型钢檩条的壁厚较大，可以不计算其抗剪和局部承压强度。 2．檩条验算 ⑴.荷载计算
恒载2/3.0m kN g k =,活载2/3.0m kN s k =，则檩条均布荷载设计值
2/78.03.04.13.02.1m kN s g q k Q k G =?+?=+=γγ
图3所示实腹式檩条在屋面竖向荷载q 作用下，檩条截面的两个主轴方向分布承受αsin q p x =和αcos q p y =分力作用。
图3 槽钢檩条受力示意图
则 2/25.03162.078.0sin m kN q p x =?==α
2
/74.09487.078.0cos m kN q p y =?==α
⑵.强度验算
m kN l p M y x /48.11674.081
812=??==
m kN l p M x y /125.0425.08
1
)2(812=??==
L
2L 2
281L p M y x =
28
1
L p M x y = 檩条承受双向弯曲时，按下列公式计算强度:
f W M W M ny
y y nx x x
≤+γγ
查表可知截面塑性发展系数05.1=x γ，20.1=y γ,故
222/215/7.73/0737.079.52.1125
.03.2505.148.1mm N mm N mm kN <==?+?
所以满足要求。 ⑶．刚度验算
当檩条间设有拉条时,檩条只需计算垂直于屋面方向的最大挠度，计算挠度时,荷载应取其标准值。
荷载标准值： 2/44.09487.07697.0)3.03.0(cos )(m kN a s g q p k k y =??+=+=α
则 150
1
4.5671101011006.2400044.0384538454
533
<=?????=?=x y EI l q l ν
能满足刚度要求。
4 屋架的内力计算
4.1杆件的轴力
载荷计算：恒载2/3.0m kN ,活载2/3.0m kN ，屋面水平投影面上的荷载设计值为
2/78.03.04.13.02.1m kN s g q k Q k G =?+?=+=γγ
为求杆件轴力，把荷载化成节点荷载：
kN qas p 8.4454.178.0=??==
由于屋架及荷载的对称性，只需计算半榀屋架的杆件轴力。由《建筑结构静力计算手册》查得内力系数，计算出各杆内力如表。
图
表1 杆件内力系数及内力值
杆件
内力系数
内力设计值
全跨 屋面 荷载 Ｐ的 内力 系数
AB －1１．07 －7３.８4 BC －10．75 -７1.７0 CD -10.44 -69.63 ＤE －10.12 －67．５0 Ａ-１ 10．5０ 70.04 1－2 9.00 6０.03 2-３
6.0０
40．０2
B-1 D-4 -0.95 -6.34 C-1 C-4 1.50 1０．0１ C －2 -1．90 -12．67 Ｅ-３ 0 ０ Ｅ－４ 4．50 30.02 2-4
3.00 20.01
４．2上弦杆的弯矩
屋架上弦杆在节间荷载作用下的弯矩,按下列近似公式计算： 上弦杆短节间的最大正弯矩 018.0M M =
其他节间的最大正弯矩和节点负弯矩 026.0M M ±=
0M 是视上弦节间杆段为简支梁时的最大弯矩,计算时屋架及支撑自重仅考虑上
弦杆重量。
上弦杆节间集中荷载 kN qas P 28.224
463.178.02=??==
' 节间简支梁最大弯矩 m kN a P M /11.1463.128.231
310=??='=
端节间最大正弯矩 m kN M M /888.011.18.08.001=?==
其它节间最大正弯矩和节点负弯矩 m kN M M /666.011.16.06.002±=?±=±=
5、屋架杆件截面设计
根据弦杆最大内力kN N 84.73max =查《钢结构设计指导与实例精选》P １59页表3－12钢屋架节点板厚度选用表，可选择支座节点板厚度8mm,中间节点板厚度6mm 。
角钢规格不宜小于∟45×4或５６×3６×４，有螺栓孔时，角钢的肢宽须满足螺栓间距要求。放置屋面板时,上弦角钢水平肢宽须满足搁置尺寸要求。 5．１上弦杆
整个上弦杆采用等截面通长杆，以避免采用不同界面时的杆件拼接。 弯矩作用平面内的计算长度 cm l ox 9.153= 侧向无支撑长度 cm l 8.3079.15321=?=
对于由两个角钢组成的T 形截面压弯构件，一般只能凭经验或参考已有其它设计图纸试选截面而后进行验算，不合适时再作适当调整，直至合适为止。
试选上弦杆截面为2∟80×7，查《钢结构设计》得其主要参数:
28.21cm A =,mm r 9=, cm i x 46.2=,cm i y 60.3=，3max 4.29cm W X =,3min 4.11cm W X =
截面塑性发展系数05.11=X γ,20.12=X γ ⑴．刚度验算(截面无削弱)
条件
2/215mm N W M A N nX
X X n ≤+γ 取A —B 段上弦杆（最大内力杆段)验算: 轴心压力: kN N 84.73=
最大正弯矩(节间）: m kN M M X ?==888.01 最大负弯矩(节点）: m kN M M X ?==666.02
正弯矩截面：3
6
23max 11max 10
4.290
5.110888.0108.211084.73???+??=+=+X X X X X n W M A N W M A N γγ
2
2
/215/64.6277
.2887.33mm
N f mm N =<=+=
负弯矩截面：3
6
23min 22max 10
4.1120.110666.0108.211084.73???+??=+=+X X X X X n W M A N W M A N γγ
2
2/215/55.8268
.4887.33mm N f mm N =<=+=
由以上计算知上弦杆强度满足要求。 ⑵.弯矩作用平面内的稳定性计算 应按下列规定计算： ① 对角钢水平肢1
21/215)25
.11(mm N f N N
W M A
N
EX
X X X
mX X =≤-+
γβ? (ｂ）
② 对角钢竖直肢2
22/215)25
.11(mm N f N N W M A
N EX
X X X
mX =≤--γβ (ｃ)
其中式(c)仅当弯矩使较大翼缘即角钢水平肢受压时才需计算。
参见图,可见上弦杆段A —B 的内力最大，最大正弯矩在节间，最大负弯矩在节点处。在节间，正弯矩使角钢水平肢受压，max 1X X W W =;在节点处,负弯矩使角钢水平肢受拉，
min 1X X W W =。
因所考虑杆段相当于两端支承的构件、杆上同时作用有端弯矩和横向荷载并使构件产生反向曲率的情况,故按规范第５.２．2条取等效弯矩系数 85.0max =β
[]15056.6246
.29
.153=<===
λλX oX X i l 属b 类截面，查《钢结构》P339页附表1７-2b 类截面轴心受压杆件的稳定系数
794.0=X ?。
欧拉临界力 kN EA N X EX
48.11321056
.62108.21102063
2
23222=?????==-πλπ 杆段Ａ—B 轴心压力kN N 84.73=
0652.048
.113284
.73==EX N N 用最大正弯矩进行验算:m kN M M X ?==888.01，
05.1=X γ，3max 14.29cm W W X X ==，3min 24.11cm W W X X ==
)
0652.025.11(104.2905.110888.085.0108.21794.01084.73)25.11(36
231?-?????+
???=-+EX
X
X X mX X N N W M A N γβ? 2
2
/215/28.6962
.2666.42mm
N f mm N =<=+=
)0652.025.11(104.112.110888.085.0108.211084.73)25.11(3
6
232?-?????+??=-+EX
X
X X mX N N W M A N γβ
2
/21594.9007.6087.33mm N f =<=+=
用最大负弯
矩
进
行计算：
m kN M M X ?==666.02,20.12==X X γγ,3min 14.11cm W W X X ==
)0652.025.11(104.1120.110666.085.0108.21794.01084.73)25.11(3
6
231?-?????+???=-+EX
X
X X mX X N N W M A N γβ?
2
/21508.8842.4566.42mm
N f =<=+=
由以上计算知平面内长细比和稳定性均满足要求。 ⑶．弯矩作用平面外的稳定性验算
条件
21/215mm N f W M A N
x
b x tx y =≤+?β? 因侧向无支撑长度1l 为cm 8.307,故应验算上弦杆A —Ｂ—C 段在弯矩作用平面外的稳定性。
等效弯矩系数 85.0==mx tx ββ
轴心压力 kN N 84.731=,kN N 70.712= 计算长度 cm N N l l oy 57.305)84
.7370.7125.075.0(8.307)25
.075.0(121=+?=+= []15088.8460
.357
.305=<==
=
λλy
oy oy i l 属ｂ类截面，查《钢结构》P ３39页附表17-2ｂ类截面轴心受压杆件的稳定系数
678.0=X ?
用最大正弯矩进行验算:
m kN M M x ?==888.01，3max 14.29cm W W x x ==
对弯矩使用角钢水平肢受压的双角钢T 形截面,规范规定完整体稳定系数b ?可按下式计算：
8557
.0188.840017.01235
0017.01=??-=-=y y
b f λ?
得 3
6
231104.298557.010888.085.0108.21678.01084.73????+
???=+x b x tx y W M A N ?β?
2
2
/215/96.7930
96.49mm
N f mm N =<=+=
用最大负弯矩进行验算：m kN M M x ?==666.02,3min 14.11cm W W x x ==
对弯矩使角钢水平肢受拉的双角钢T 性截面，规范附录一公式规定取受弯构件整体稳定系数0.1=b ?。
得 3
6
23110
4.110.110666.08
5.0108.21678.01084.73????+???=+x b x tx y W M A N ?β?
2
2
/215/62.9966
.4996.49mm
N f mm N =<=+=
平面外长细比和稳定性均满足要求。 ⑷.局部稳定性验算
条件(规范第5.4.1条和５．４.4条) 翼缘自由外伸宽厚比
15235
15=≤'y
f t b 腹板高厚比w t h /0应满足:当0.1≤α时，
15235
150=≤y
w f t h 当0.1>α时，
18235
180=≤y
w f t h 对由2∟80×7组成的Ｔ性截面压弯构件：
翼缘151.97
9780<=--=--='t r t b t b ,满足局部稳定性要求，
且前面计算所取x γ分别为1.0５和1.2０无误。
腹板
1.90=--=t
r t b t h w ,亦满足要求。 所选所选杆截面完全满足各项要求，截面适用。
5．２、下弦杆(轴心受拉杆件）
整个下弦不改变截面,采用等截面通长杆。
在下弦节点“2”（拼接节点)处,下弦杆角钢水平肢上开有直径为mm d 5.170=的安装螺栓孔。因此算下弦杆强度时,必须考虑及此。此外,选截面时还要求角钢水平肢(开孔肢)
的边长mm 63≥,以便开mm d 5.170=的孔。
首先按杆段1—A (该段截面上无孔）的强度条件和下弦杆的长细比条件来选择截面。
杆段1—A 轴心拉力 kN N 04.70= 下弦杆的计算长度为：
cm l ox 05.162=(取下弦杆2—3段的长度) cm cm l oy 10.32405.1622=?=
需要 223
26.310215
1004.70cm f N A n =??=
≥- []
cm l i ox
x 463.0350
05
.162==
≥
λ []
cm l i oy
y 93.0350
10
.324==
≥
λ 查《钢结构》P32５页附表4,选用2∟56×３6×4，短边相连，其相关参数为:
218.7cm A =,cm i x 02.1=，cm i y 77.2=，mm r 6=
截面塑性发展系数 05.11=x γ，20.12=x γ ⑴.强度验算
杆段1—A :2
18.7cm A A n ==，2
22
3/215/05.6910
18.71058.49mm N f mm N A N n =<=??==σ 节点“2”： kN N 04.70=（杆1—A 的轴力)
2
078.54.075.1218.72cm t d A A n =??-=-=
2
22
3/215/18.12110
78.51004.70mm N f mm N A N n =<=??==σ 下弦杆强度满足要求。
⑵.长细比验算
[]35087.15802
.105.162=<===
λλx ox x i l []3500.11777
.210
.324=<==
=
λλy
oy y i l
下弦杆长细比满足要求。 所以所选下弦杆截面适用。 ５.3 腹杆(轴心受力构件)
1．短压杆1-B 、4-D
kN N 34.6=,cm l 32.51=
因内力较小、杆件较短,拟采用单角钢截面、通过节点板单面连接。先按长细比要求试选截面，然后进行验算。
斜平面计算长度 cm l l 19.4632.519.09.00=?== 需要 []
cm l i 31.0150
19
.460
min ==
≥
λ 查《钢结构》P32０页附表3,选用L40×４:209.3cm A =,cm i i y 79.00min ==
[]15047.5879
.019
.46min
0=<==
=
λλi l 对于b 类截面，查《钢结构》P3３9页附表17-2,818.0=?
单面连接的单角钢构件按轴心受压计算稳定性时的强度设计值折减系数（规范第3.2．2条):
688.047.580015.06.00015.06.0=?+=+=ληR
2/86.147215688.0mm N f R =?=η
2
22
3/86.147/08.251009.3818.01034.6mm N f mm N A N R =<=???=η? 故所选截面适合。 ２. 较长的长压杆2-C
kN N 67.12=，cm l 63.102=
因内力较小、杆件较短,拟采用单角钢截面、通过节点板单面连接。先按长细比要求试选截面，然后进行验算。
斜平面计算长度 cm l l 37.9263.1029.09.00=?== 需要 []
cm l i 264.0150
37
.920
min ==
≥
λ
选用Ｌ4０×4：209.3cm A =，cm i i y 79.00min ==
[]15092.11679
.037
.92min
0=<==
=
λλi l 对于b 类截面,查表有455.0=?
又要满足，775.092.1160015.06.00015.06.0=?+=+=ληR
2/71.166215775.0mm N f R =?=η
2
22
3/71.166/12.901009.3455.01067.12mm f mm N A N R =<=???=η? 故所选截面适合。
3.拉杆1-C 和4-C
kN N 0.10=，cm l ox 05.162=,cm l oy 05.162=
需要 223
47.010215
100.10cm f N A =??=
≥- []cm l i ox
x 463.0350
05
.162==
≥
λ []
cm l i oy
y 463.0350
05
.162==
≥
λ 选用2∟40×4，T 形截面：
2
292.018.6cm cm A >=，
cm cm i x 61.022.1>=,cm cm i y 61.088.1>=。可以满足使用要求。
４．长吊杆3-E
0=N ,cm l 0.195=。因吊杆不连垂直支撑,故按拉杆长细比条件选择截面。 采用单面连接的单角钢截面 cm l 5.1750.1959.00=?= 需要 []
cm l i o
50.0350
5
.175min ==
≥
λ
选用∟40×4：209.3cm A =，cm i i y 79.00min ==,可以满足要求。 5．拉杆4-E 和24-
kN N 02.30=,cm l ox 05.162=,cm cm l oy 10.32405.1622=?=
需要满足,
选用2L40×4，T 形截面：2240.118.6cm cm A >=，cm cm i x 463.022.1>=,
cm cm i y 926.088.1>=,可以满足使用要求。
5.4、填板设置于尺寸选择
两杆承载不大，中间可以不需要设置填板。
6、屋架节点设计
角焊缝强度设计值(E43型焊条) 2/160mm N f w f =。
布置桁架杆件时，原则上应使杆件形心线与桁架几何轴线重合，以免杆件偏心受力。为便于制造,通常取角钢肢背至形心距离为５mm 的整倍数。屋架各杆件轴线至各杆件角
钢背面的距离'
0Z 按下表采用，表中0Z 为杆件重心线至角钢背面的距离。
表 屋架各杆件轴线至各杆件角钢背面的距离'
0Z
杆件名称 杆件截面 重心距离
0Z (ｍｍ)
轴线距离
'
Z (m ｍ) 备注 上弦杆 80×７ 22．3 ２5 下弦杆 56×3６×４ ８．5 10 短压杆Ｂ-１、D-4 40×4 11.3 15 单面连接
拉杆E-4 2-4 40×４ 1１.３ 15 中央吊杆E －3 40×４ 11.3 1５ 短边单面连接 长压杆C-2 4０×4 11．3 1５ 单面连接
拉杆Ｃ-1 Ｃ-4
４0×4
11.3
1５
屋架各腹杆与节点板间连接焊缝的焊脚尺寸h fi 和焊缝实际长度ｌi （=ｌwi +10m ｍ）
2
2340.1102151002.30cm f N A =??=≥-cm l i ox x 463.0350
05.162][==≥λ[]cm l i oy y 926.0350
10.324==≥λ
按《钢结构》P20２第７.4节进行计算，列于下表中。所需焊缝计算长度ｌwi 由下列计算公式得到：
双角钢Ｔ形截面杆件
}408max {7.02mm h f h N
k l fi w
f
fi i wi ，≥?=
单面连接的单角钢杆件
}408max {)85.0(7.02mm h f h N
k l fi w
f fi i wi ，≥?=
式中 i k ——角钢背部(1=i )或趾部（2=i )角焊缝的轴力分配系数。对等边
角钢:7.01=k ，3.02=k ；对短边相连的不等边角钢：75.01=k ，
25.02=k ;
０.85——单面连接单角钢角焊缝强度设计值的折减系数（规范第3.２.２条)。
腹杆与节点板间的连接角焊缝尺寸
杆件 名称
杆件 截面
杆件 内力 (k Ｎ） 角钢背部焊缝(mm) 角钢趾部焊缝（mm ） h f1 l w1 l 1 h f ２ ｌw2 ｌ2 短压杆 B-1、D-4 ∟４0×4 -6.3４k Ｎ 4 ４0 50 4 40 50 拉杆 C －１ Ｃ-4 Ｌ40×4
10．01kN
4
40
5０
4
40
50
吊杆E-３ ∟40×4 长压杆C-２ ∟40×4 -12.67K Ｎ 4 40 5０ 4 40 ５0 长拉杆2-４ E －4
∟４0×4
３０.0２K
Ｎ
4
40
5０
４
4０
５0
根据运输允许的最大尺寸,把屋架划分为六个运送单元:每半跨分为两个小桁架(A －C-2桁架与C －E-２桁架）以及左右跨中的两节水平下弦杆和中央吊杆，在节点E 、C 、2、３和C ′、2′处设置工地拼接。 (一)支座节点A
1.下弦杆与节点板间连接焊缝计算
kN N 04.70=，75.01=k ,25.02=k
取角钢背部焊脚尺寸mm h f 41=，角钢趾部焊脚尺寸mm h f 32=，按焊缝连接强度要求得：
背部mm mm f h N k l w
f f w 5963.5816047.021004.7075.07.023111≈=?????=?≥ 趾部mm mm f h N k l w
f
f w 2606.2616037.021004.7025.07.023
222
≈=?????=?≥ 实际焊缝长度采用角钢背部mm l 601=、趾部mm l 302=。 2.按以下方法、步骤和要求画节点大样，并确定节点板尺寸
（1)严格按几何关系画出汇交于节点A 的各杆件轴线(轴线至杆件角钢背面的距离'
0Z 按
表采用);
(２)下弦杆与支座底板之间的净距取mm 135(符合大于mm 130和大于下弦杆角钢水平肢宽的要求）；
（３)按构造要求预定底板平面尺寸为mm mm b a 220220?=?,使节点A 的垂直轴线通过底板的形心;
（4)节点板上部缩进上弦杆角钢背面mm mm t
622
1=+(式中mm t 81=为节点板厚度），取
上、下弦杆端部边缘轮廓线间的距离为mm 25和根据下弦杆与节点板间的连接焊缝长度等，确定节点板尺寸如图所示。
3．上弦杆与节点板间连接焊缝计算
kN N 84.73=，kN p
p 4.221=≈（节点荷载）
节点板与角钢背部采用塞焊缝连接(取mm t
h f 42
11==),设仅承受节点荷载1p 。因1p 值很
小，焊缝强度不必计算,一定能满足要求。
令角钢趾部角焊缝承受全部轴心力N 及其偏心弯矩M 的共同作用，其中
()
()m kN Z N M ?=?-?=?-=--'
06.410258084.731080330
取趾部焊脚尺寸mm h f 42=，由节点图中量得实际焊缝长度mm l 2502=（全长焊满时),计算长度：
mm h mm mm l l f w 2406024010222=≥=-=
取最大mm h l f w 2406022==计算：
22
6
222/5.75240
47.021006.467.026mm N l h M w f f =?????=?=σ 23
22/9.54240
47.021084.737.02mm N l h N w f f =????=?=τ
2222
22
/160/73.829.5422.15.75mm N f mm N w f f f f =<=+??? ??=+???
? ??τβσ 可见焊缝强度满足要求。 4.底板计算
支座反力 kN P R 245==
20C 混凝土 2/10mm N f c =
锚3栓直径采用20φ，底板上留矩形带半圆形孔；锚栓套板采用—702070??，孔径22φ。 (1)底板面积()b a A ?=底板与钢筋混凝土柱顶面间的接触面面积
2
237.42445215422222cm A n =???? ????+?-?=π 触
面
上
压
应
力
222
3
/10/57.010
37.4241024mm N f mm N A R q c n =<=??== 满足混凝土轴心抗压强度要求,预定底板尺寸mm mm b a 220220?=?适合。 （2)底板厚度
底板被节点板和加劲肋划分成四块相同的相邻边支承的小板,板中最大弯矩(取单位板宽计算):
()211a q M ?=β
(1）
式中(参阅图）：
斜边 cm a 8.1422.12221222
2
1=??
? ??-+??? ??-=
钢结构课程设计--三角形钢屋架设计
三角屋架设计 1 设计资料及说明 1、单跨屋架，平面尺寸为60m×18m，S=6m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为6m。 2、屋面材料：规格长尺压型钢板。 3、屋面坡度i=1：3。活（雪）载为0.35kN/m2,基本风压为0.70kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C30，柱顶标高8m。 5、钢材标号为Q235-B，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487 屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m，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。如图2所示。 图2屋盖支撑布置 4 荷载计算 屋架支撑0.3（kN/m2） 压型钢板015*3.16/3=0.158（kN/m2） 檩条和拉条0.13（kN/m2） 合计g k=0.588（kN/m2） 可变荷载q k=0.3（kN/m2） 檩条的均布荷载设计值q=γG g k+γQ q k=1.2×0.588+1.4×0.35=1.20kN/m2 节点荷载设计值P=qa＇s=1.13×1.475×6=10.62kN 5 屋架的内力计算 5.1 杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下，腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》，对于十二节间芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载P=10.62kN,屋架及荷载是对称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表1所示。
河床式水电站厂房梯形钢屋架施工方案
土建施工及金属结构安装工程 CB-YZ-CS-92 主厂房钢屋架安装 施工方案 批准：_______________ 审核：_______________ 编制：_______________ ********* 工程局有限公司 江西********水电站土建施工及金属结构安装工程项目经理部 0一二年一月
1概述 (1) 2编制依据 (1) 3施工准备 (2) 3.1技术准备 (2) 3.2场地准备 (3) 3.3机械材料准备 (3) 4主要工序及施工方法 (3) 4.1钢屋架的制作 (3) 4.2钢屋架的焊接 (6) 4.3钢屋架防腐涂装 (6) 4.4钢屋架吊装 (8) 5主要施工机具 (10) 6主要技术措施材料 (11) 7施工进度计划及劳动力组织 (11) 7.1施工进度计划 (11) 7.2劳动力计划 (11) 8质量保证措施 (12) 9施工进度保证措施 (13) 9.1充分准备 (13) 9.2制作加工 (13)
主厂房钢屋架安装施工方案 1概述 主厂房采用轻型屋面梯形钢屋架，屋架跨度22.5m,檐高1.6m,脊高2.7m, 材料为Q235B钢材，2.2吨/榀，总计44t/20榀。屋面面积2176.65m2，双坡屋面，屋面材料为彩钢夹芯板，面板厚0.6mm，板厚75mm，有檩体系，檩距为1.5m。屋架柱顶高程141.7m，钢屋架GWJ24-5A' -5B'仿图集05G515的GWJ24-5A、-5B，具体尺寸见《主厂房钢屋架平面布置图》（图号：YZ-JS-CF-JG-03/06）。所 有金属构件均需除锈，用红丹打底一道，刷栗色调和漆两道。钢屋架结构构件安全等级为二级，设计使用年限为50年，结构重要性系数1.0。本工程主要工程量详见图表1 图表1 主要工程量表 2编制依据 依据业主和监理要求，根据设计图纸组织安排主厂房钢屋架的制作和安装工作，以此进行方案的编制。 2.1依据设计图纸 （1）《主厂房钢屋架平面布置图》（图号：YZ-JS-CF-JG-03/06 ）; （2）《主厂房钢屋架上弦水平支撑平面布置图》（图号：YZ-JS-CF-JG-04/06 ））（3）《主厂房钢屋架下弦水平支撑平面布置图》（图号：YZ-JS-CF-JG-05/06 ）; （4）《主厂房钢屋架檩条、拉条布置图》（图号：YZ-JS-CF-JG-06/06 ）;
(完整word版)芬克式三角形钢屋架设计
芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：
1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 檩条重量： 2097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载
钢屋架吊装方案
目录 一、编制依据 (1) 二、编制说明 (1) 三、工程概况 (1) 四、安装前的准备 (1) 五、钢屋架吊装机具及绳索的选择 (2) 六、施工工艺流程 (3) 七、施工工艺方法 (4) 八、涂装要求 (8) 九、施工进度计划及劳动力安排 (9) 十、设备机具及手段用料 (9) 十一、工程质量保证措施 (10) 十二、质量控制点 (13) 十三、安全技术规程 (13) 十四、文明施工 (15)
一、编制依据 1、煤浆制备（702）厂房结构图 图号：05054-702-X-19、 05054-702-X-20 2、钢屋架图集：（轻型屋面梯形钢屋架）05G515 3、(钢结构设计规范) GB50017-2003 4、（建筑结构载荷规范）GB50009-2001 5、（建筑地基基础工程施工质量验收规范）GB50202-2002 6、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 7、《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002 8、《起重吊运指挥信号》GB5082-85 9、《化工工程建设起重施工规范》HG20201-2000 二、编制说明 本方案仅适用于华亭中煦60万吨/年甲醇项目煤浆制备（702）厂房钢屋架安装工程。 三、工程概况 本工程由以下单位组建： 建设单位：华亭中煦煤化工60万吨/年煤制甲醇有限责任公司 监理单位：北京华旭华亭中煦甲醇项目监理部 设计单位：华陆工程科技有限责任公司 施工单位：中国化学工程第十三建设公司华亭项目经理部 本工程煤浆制备厂房为两层混凝土框架结构，总长为40m，跨度为33m，钢屋架采用（轻型屋面梯形钢屋架）05G515现场制作安装，屋架共计6榀，每榀为33m长，3.15米高，安装标高为+23m，屋面采用压型钢板轻型屋面，檩条采用H250mm*150mm*3.2mm*4.5mm的轻质型钢,安装包括钢屋架的组对、焊接、吊装。上下弦支撑的制作安装；檩条的安装。 四、安装前的准备 4.1钢屋架、屋面板、檩条及上下弦支撑加工制作完，并已验收合格。 4.2施工方案已经各部门审批，技术人员对全体参与作业的人员进行技术交
18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
18m三角形钢屋架设计 1 设计资料及说明 设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构（封闭式），主要参数如下： 1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m，S=4m，即单跨屋架结构总长度为36m，跨度为18m，柱距为4m。 2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。 3、屋面坡度i=1：3。恒载为0.3kN/m2,活（雪）载为0.60.3kN/m2。 4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。 5、钢材标号为Q235-B.F，其设计强度值为f=215N/mm2。 6、焊条型号为E43型。 7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分 项系数取：γ G =1.2，γ Q =1.4。 2 屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l－300＝18000－300=17700mm 屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm 上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm 节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m 节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1555×0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示 图1 屋架形式及几何尺寸 3 屋架支撑布置 3.1 屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支
撑。 2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ，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。如图2所示。 图2 屋盖支撑布置 3.2 屋面檩条及其支撑 波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为 max 1820150 83531p a mm -= =- 半跨屋面所需檩条数 15556 112.1835p n ?= +=根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为： max 15556778835131p p a a mm ?===-＜ 可以满足要求。
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
轻型屋面三角形钢屋架米跨度
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
钢结构课程设计 (说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号２0１110６1４3 专业材料成型及控制工程 班级2０１1106１班 完成日期?2０１4年?６月１9日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生:孟杰 学号：２０1１10614１ 指导教师:付建科 (三峡大学 机械与材料学院) 1 设计资料与材料选择 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构（封闭式)，要求结构合理,制作方便，安全经济。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S ＝4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载０.３kN/mm 2,活(雪)载0.3k Ｎ／mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C2０，柱顶标高6m; ④、屋面材料:波形石棉瓦(１820×72５×8）； ⑤、钢材标号:Ｑ235-B.F,其设计强度为215Ｎ∕ｍm 2 ⑥、焊条型号:E ４３型； ⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取: γＧ=1．2,γＱ=1.4。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1／８)的屋盖结构多用三角形钢屋架,而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉,短杆受压，受力较小,且制作方便,易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i ＝1∶３,即, 屋面倾角: 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0＝L-３00=１200０-300＝1170０mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度: mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度:mm l l 47.153940== 上弦节间水平投影长度:mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α 根据已知几何关系,求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
21米轻型工业厂房钢屋架课程设计
钢屋架课程设计 班级：土木班 姓名： 学号： 指导老师： 轻屋面钢屋架设计
一、 设计资料 1、 工程地点：：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6m ；屋面离地面高度约20m 。室内正常环境，吊车起重量16/3.2 t ，工作制为A5，无较大的振动设备。 3、 自然条件：基本风压为2/4.0m KN ，基本雪压为2/35.0m KN ，积灰荷载标准值为2/5.0m KN 地震设防烈度为6度。地面粗糙度类别为B 类，场地类别Ⅲ类，重要性级别为二级，（0.10=γ）。 4、 材料选用： （1）、屋架钢材采用《碳素结构钢》GB ／T700-1988规定的Q235B 级镇静钢或沸腾钢。 （2）、焊条采用规定的E43型焊条， （3）、普通螺栓采用等级为4.6级的C 级螺栓，锚栓采用Q235级钢制成。 （4）、角钢型号按《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9787-1988和《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T9788-1988选用。 （5）、混凝土强度等级为C25. 6、结构及各组成构件形式： （1）、钢屋架：梯形钢屋架， （2）、屋面板：选用轻型屋面板，材料可选择夹芯板，选用长尺压型钢板、夹芯板时按图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1选用。 （3）、檩条及屋面支撑：计算或从相关标准图集中选用。 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。卷材防水的1.56m 预应力钢筋混凝土屋面板，可按图 集《1.5m×6m 预应力混凝土屋面板》04G410-1～2选用。 （4）、主要建筑构造做法及建筑设计要求按轻屋面计算。 二、屋架形式的选定和结构平面的布置 1、采用缓坡梯形屋架，坡度为1/10, 无天窗。 ：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方纵向轴线，则屋架计算跨度l mm l 207003002100021500=-=?-= 屋架端部高度取mm h 20000= 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 ，本设计选用屋架端部高度为 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。 跨中高度mm l i h h 30502 21000 1.020002 0=? +=+= 高跨比 147.00 =l h ，属于常用范围之内。 屋架起拱度,42500 21000 500 mm l f == = 取45mm. 屋架腹杆采用人字式，使得上弦节点受荷，上弦杆节点水平间距取1500mm. 单位：mm 2、屋架支撑布置
钢结构梯形屋架课程设计例子
一、设计资料： 1.结构形式: 某厂房总长度90m，跨度为18m.，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m预应力混凝土屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。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；厂房桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的力）如附图所示。 屋架采用的钢材为：Q235钢；焊条为：E43型。 3.荷载标准值（水平投影面计） 荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋 架及支撑自重，以KN/m2为单位； =0.35KN/m2， ②可变荷载：活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。 积灰荷载标准值： 0.7KN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 一毡二油隔气层 0.05KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2 二、结构形式与布置图： 屋架支撑布置图如下图所示。
符号说明：WGJ-钢屋架；SC-上弦支撑；XC-下弦支撑；CC-垂直支撑；GG-刚性系杆；LG-柔性系杆 a.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载 作用下各杆件的力值 c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的力值 三、荷载与力计算： 1、荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2 保温层： 0.4KN/m2 一毡二油隔气层 0.05KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18m=0.32KN/m2 总计：3.32KN/m2可变荷载标准值 雪荷载0.35KN/m2<屋面活荷载标准值0.70KN/m2，取0.70KN/m2 0.70KN/m2 积灰荷载 0.70KN/m2 总计：1.14KN/m2永久荷载设计值 1.2×3.32KN/m2=3.984KN/m2 可变荷载设计值 1.2×1.40KN/m2=1.96KN/m2 2、荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载F=(3.984KN/m2+1.96KN/m2) ×1.5×6m=53.50kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 =3.984KN/m2×1.5×6=35.86kN 屋架上弦节点荷载F 1 F =1.96KN/m2×1.5×6=17.64kN 2
钢结构屋架设计计算书(优质特享)
1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。
图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4
图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨雪 （kN） 1 2 3 4 5 2+3 2+5 上弦杆1-2 -14.23-75.56-52.94-10.28-38.24-164.78-144.21-164.78 2-3 -12.65-67.17-47.06-8.7-32.36-146.49-125.92-146.49 3-4 -11.07-58.78-41.18-7.11-26.45-128.19-107.57-128.19 4-5 -9.49-50.39-35.30-5.53-20.57-109.89-89.27-109.89 5-6 -7.91-42.00-29.43-3.95-14.69-91.60-70.97-91.60 下弦杆1-7 13.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.33 7-8 13.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.33 8-9 1263.7244.648.2530.69138.96119.43138.96 9-10 10.555.7639.06 6.7525.11121.59102.06121.59 10-11 947.7933.48 5.2519.53104.2284.69104.22 竖直腹杆2-7 00000000 3-8 0.5 2.66 1.860.5 1.86 5.79 5.79 5.79 4-9 1 5.31 3.721 3.7211.5811.5811.58 5-10 1.57.97 5.58 1.5 5.5817.3717.3717.37 6-11 421.2414.8827.4446.3235.9046.32 斜腹杆2-8 -1.58-8.39-5.88-1.58-5.88-18.30-18.30-18.30 3-9 -1.8-9.56-6.70-1.8-6.70-20.84-20.84-20.84 4-10 -2.12-11.26-7.89-2.12-7.89-24.55-24.55-24.55 5-11 -2.5-13.28-9.3-2.5-9.3-28.95-28.95-28.95 7.截面的选择 屋架杆件的选择验算表表-2
芬克式三角形钢屋架设计
' 芬克式三角形钢屋架设计 一、 设计资料 某厂房总长度为36m ，跨度为18m ，纵向柱矩为6m 。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度5.2:1=i ，坡角08.21arctan ==i α，3714.0sin =α，9285.0cos =α； [ 屋架计算长度m l 7.1715.02180=?-=；中间高度m h 54.3=； 上弦划分为4个区间，每个区间长度mm 2383； 下弦分为3个区间。区间长度分别为mm 2566，mm 2566，mm 3718； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为mm 794。 屋架支撑布置如下图所示：
~ 1）永久荷载 彩色钢板屋面：215.0m kN ； 保温层及灯具：255.0m kN ； 屋架及支撑自重按经验公式 20.120.011w P =+?（跨度）KN/m 计算；
檩条重量：209.0m kN ； 2） 可变荷载 屋面活载 ： 27.0m kN ； 雪荷载： 235.0m kN ； - 积灰荷载： 20.1m kN 二、荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数 077.1cos 1 =α 。 彩色钢板屋面： 2162.015.0077.1m kN =? 保温层及灯具： 2592.055.0077.1m kN =? 屋架及支撑自重： 2318.018011.012.0m kN =?+ 。 檩条重量： 2 097.009.0077.1m kN =? 恒载合计： 2106.1m kN 屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： 27.0m kN ； 积灰荷载： 20.1m kN 2、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 ~ kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=????+?+?=）（
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计 一、设计资料 （1） 题号80，屋面坡度1：16，跨度30m ，长度96m ，柱距6m ，地点：，基本 风压：0.45kN/m 2,基本雪压：0.45 kN/m 2 （2） 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层， 卷材屋面，屋面坡度i=1/16。屋面活荷载标准值0.7kPa ，雪荷载标准值为0.45 kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。 （3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。 （4） 屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m （5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。 取屋架在29.7m 轴线处的高度m h 972.10= 取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 963.10 =' 屋架的中间高度m il h h 900.22 7 .29161972.12/00=?+ =+= 屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图： 梯形钢屋架支撑布置如下图：
屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m 2进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米（m ）。荷载计算表如下： 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合 （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载： kN F 629.5565.1)82.1361.4(=??+= （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： kN F 249.3965.1361.41=??= 半跨节点可变荷载： kN F 38.1665.182.12=??= （3）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： kN F 47.565.1608.03=??= 半跨接点屋面板自重及活荷载： kN F 83.2565.1)98.089.1(4=??+= （1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。
轻型屋面三角形钢屋架12米跨度
钢结构课程设计 （说明书） 题目12m轻型屋面三角形钢屋架设计 指导教师付建科 学生杨朗 学号2011106143 专业材料成型及控制工程 班级20111061班 完成日期2014 年 6 月19 日
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书 学 生：孟杰 学号：2011106141 指导教师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院） 1 设计资料与材料选择 设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。原始资料与参数如下： ①、单跨屋架总长36m,跨度12m ，柱距S=4m ； ②、屋面坡度i=1∶3，恒载0.3kN/mm 2，活(雪)载0.3kN/mm 2； ③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m ； ④、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)； ⑤、钢材标号：Q235-B.F,其设计强度为215N ∕mm 2 ⑥、焊条型号：E43型； ⑦、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取： γG =1.2，γQ =1.4。 2 屋架形式及几何尺寸 对于于屋面坡度较大(i ≤1/8)的屋盖结构多用三角形钢屋架，而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i=1∶3，即， 屋面倾角： 43.18)/31arctan(==α 3162.0sin =α 9487.0cos =α 屋架计算跨度：L 0=L-300=12000-300=11700mm 屋架跨中高度：mm i L h 19503211700 20=?=?= 上弦长度： mm L l 89.61579487.0211700 cos 200=?==α 上弦节间长度：mm l l 47.15394 0== 上弦节间水平投影长度：mm l a 5.14629487.047.1539cos =?=?=α 根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，仅画出半榀屋架)。
钢结构设计原理三角形钢屋架课程设计
课程设计说明书 课程名称：钢结构 设计题目：钢屋架设计 院系：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2012年12月16日
课程设计任务书
三角形钢屋架课程设计 摘要： 为了让同学们更好的学习《钢结构》这门课程，加深对知识的理解和掌握，提高同学们的动手能力，学校组织了这次针对《钢结构》的课程设计。本次课程设计的主要内容是钢屋架的设计，钢屋架分三角形钢屋架和梯形钢屋架，本例课程设计题目为<三角形钢屋架设计与施工图的绘制>。通过对杆件内力的计算、杆件截面的设计、节点设计以及施工图的绘制，从而设计出满足工程需要的钢屋架。 关键词：钢结构三角形屋架杆件节点内力
目录 1.设计背景 (1) 1.1 设计资料 (1) 1.2 屋架形式 (1) 1.3 荷载情况 (2) 2.设计方案 (3) 2.1 屋架尺寸 (3) 2.2 檩条和支撑布置 (3) 3.方案实施 (5) 3.1 檩条的设计 (5) 3.2 屋架节点荷载计算 (6) 3.3 屋架杆件内力计算 (7) 3.4 杆件截面设计 (8) 3.5 节点设计 (12) 4.结果与结论 (20) 5.收获与致谢 (21) 5.1 收获 (21) 5.2 致谢 (21) 6.参考文献 (22) 7.附件 (23)
1.设计背景 1.1 设计资料 某厂房长66m ，檐口高度15m 。厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。 拟设计三角形钢屋架，屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20，柱 顶截面尺寸为 ；钢屋架设计可不考虑抗震设防；厂房柱距选择为6m ， 跨度为24m 。厂房建筑平面示意图见图1。 图1 建筑平面示意图 1.2 屋架形式 屋架形式见图2。 图2 屋架形式
芬克式钢屋架课程设计
芬克式三角形钢屋架设计设计资料 某厂房总长度为49n,跨度为18m纵向柱矩为7n。 初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示： 屋面坡度 i 1:2.5，坡角arctani 21.80， sin 0.3714， cos 0.9285 ；屋架计算长度l o 18 2 0.15 17.7m ；中间高度h 3.54m ； 上弦划分为4个区间，每个区间长度2383mm ； 下弦分为3个区间。区间长度分别为2566mm, 2566mm，3718mm ； 上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为794mm。 屋架支撑布置如下图所示：
荷载标准值（水平投影面计） 1）永久荷载 彩色钢板屋面：0.15kN /m 2 ; 保温层及灯具：0.55kN /m 2 ; 屋架及支撑自重按经验公式（P w 0.12 0.011跨度）KN/m 2计算; 檩条重量：0.09KN/m 2 ； 7000 7000 X5 7000 t ----- 1 --------------------------------- f
2) 可变荷载 屋面活载 ： 雪荷载： 积灰荷载： 荷载计算 1.荷载标准值计算 将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载, 2 1.077 0.15 0.162kN/m 2 1.077 0.55 0.59NN/m 2 2 0.12 0.011 18 0.318 kN /m 1.077 0.09 0.097 KN / m 2 1.169kN /m 2 0.8kN /m 2 2 、荷载组合 由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨 荷载 下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。 节点荷载 F 1 (1.2 1.169 1.4 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 53.41KN F 2 (1.35 1.169 1.4 0.7 0.7 1.4 0.9 0.8) 7 9/4 51.54KN 四、屋架设计 1.节点集中荷载计算 0.7kN /m 2 ; 0.25kN/m 2 ; 2 0.8kN /m 应乘以系数1.077 cos 彩色钢板屋面： 保温层及灯具： 屋架及支撑自重： 檩条重量： 恒载合计： 屋面活载(或雪荷载，两者中取较大值) 2 0.7kN 积灰荷载:
综合间钢屋架施工方案
龙泉矿井井下水处理综合间工程 钢 屋 架 施 工 方 案 编制： 批准： 山西省宏图建设工程有限公司 2010年3月12日
1. 编制说明 本方案为屋架制作、焊接、涂装、吊装施工专项方案，本方案对钢屋架、屋面板的吊装提出的要求具体施工步骤，施工中须遵守执行。 本施工方案编制的目的是：用以指导工程施工与管理，确保优质、高效、安全、文明地完成该工程的建设任务。 2. 编制依据 1 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）； 2 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001；） 3 《轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管）》（06SG515-1）； 4 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）； 5 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）； 6 《碳钢焊条》（GB/T5117-95）； 7 业主提供的施工蓝图。 3. 工程概况及说明 本工程为钢梁屋架跨度为14米，榀数位13榀、榀距为17米、总长为91米，结构形式采用焊接工字钢屋面梁双坡屋顶，钢梁采用Q235B钢钢板焊接而成，檩条、天沟选用薄壁卷边槽钢材质采用Q235，系杆选用钢管材质采用Q235，支撑、拉条选用拉紧的圆钢材质采用Q235，檩托分别选用热轧等边和部等边角钢材质采用Q235，螺栓屋面梁构件间及系杆与主钢架间采用摩擦型高强螺栓连接，螺栓强度等级为10.9S。其余构件之间及其余构件与主钢架之间采用普通C级螺栓连接。钢梁与混凝土柱顶之间采用螺栓
连接，螺栓材质为Q235。焊条选用与主体金属强度相适应的焊条，当Q235钢与Q345对焊接时焊条应选用Q235钢相适应的焊条。其余附件采用Q235钢制作。 4. 施工准备 4.1 组织有关工程管理和技术人员熟悉设计图纸。 4.2 根据施工图纸及设备和技术条件，提出材料计划。 4.3 对钢结构工程所使用的机械和辅助设备的性能进行检验，保证施工过程中各种设备的工作状态良好，使用功能齐全。 4.4 钢结构工程所使用的材料应有质量证明书，符合标准后方可使用。 4.5 在钢屋架工程施工前，应对各工序的施工人员进行必要的岗位培训，并对其进行技术、质量、安全交底，预防发生安全和质量事故。 4.6 钢屋架制作好后应按安装顺序堆放在支撑上。所垫支撑应有足够的支承面，应防止支点下沉及过重、过高堆积。 4.7 准备好必须的施工机具，且运行良好。 4.8 各构件在吊装前应认真检查，并对各部位尺寸进行核对。钢构件应完成防腐工作。 4.9 现场吊装前，应在柱顶埋件上弹好十字线，同时将标高控制点设置好。现场场地应平整夯实，没有积水，并且要预留车道。 5. 主要工序及施工方法 5.1 钢屋架的制作 5.1.1材质控制 1）钢屋架支座连接用锚栓为M24，所采用的连接螺栓为大六角高强度螺
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钢结构厂房图集
【钢结构厂房图集】钢结构厂房造价及效果图 钢结构在修建厂房这些工程上会经常用到，那么大家对钢结构厂房知识有多少了解呢？下面小编就来为大家介绍一下钢结构厂房图集、钢结构厂房造价及效果图等信息，不了解的朋友一定要看看哦！ 一、钢结构厂房图集 下面是钢结构标准图集，大家可以参考一下： 1、梯形钢屋架05G511 2、钢天窗架05G512 3、钢托架05G513 4、12m实腹式钢吊车梁轻级工作制(A1~A3)Q235钢05G514-1 5、12m实腹式钢吊车梁中级工作制(A4~A5)Q235、Q345钢05G514-2～3 6、12m实腹式钢吊车梁重级工作制(A6~A7)Q345钢05G514-4 7、轻型屋面梯形钢屋架05G515 8、轻型屋面钢天窗架05G516 9、轻型屋面三角形钢屋架05G517-1～5
10、门式刚架轻型房屋钢结构（无吊车）02SG518-1 11、门式刚架轻型房屋钢结构（有悬挂吊车）02SG518-2 12、门式刚架轻型房屋钢结构（有吊车）04SG518-3 13、多、高层民用建筑钢结构节点构造详图01SG519 14、多、高层民用建筑钢结构节点连接(次梁与主梁的简支螺栓连接;主梁的栓焊拼接) 01SG519-1 15、多、高层民用建筑钢结构节点连接（主梁的全栓拼接）01SG519-2 16、钢吊车梁SG520-1~2 17、钢檩条、钢墙梁SG521-1~4 18、钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构造05SG522 19、型钢混凝土组合结构构造05SG523 20、吊车轨道联结及车挡05G525 21、悬挂运输设备轨道05G359-4 22、吊车走道板04G337
钢结构课程设计之三角形钢屋架设计
南京工业大学课程设计用纸 三角屋架设 计 平面尺寸为 60mX18m , S=6m ，即单跨屋架结构总长度为 36m ，跨度为 屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号 C30,柱顶标高8m 。 2 钢材标号为 Q235-B ，其设计强度值为 f=215N/mm 2 。 荷载计算按全跨永久荷载 +全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取: 节间水平段投影尺寸长度 a / =acos a =1555X 0.9487=1475mm 根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图 图1屋架形式及几何尺寸 3屋架支撑布置 3.1屋架支撑 1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。 1设计资料及说明 1、单跨屋架, 18m ，柱距为 6m 。 2 、 屋面材料: 3、 屋面坡度 规格长尺压型钢板。 i=1 : 3。活（雪）载为0.35kN/m ,基本风压为0.70kN/m 。 5、 6、 焊条型号为E43型。 4、 7、 Y =1.2, Y =1.4。 2屋架杆件几何尺寸的计算 根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为 i=1 : 3,屋面倾角a =arctg （ 1⑶ 屋架计算跨度 =18.435 , sin a =0.3162 cos a =0.9487 10 =1 — 300= 18000 — 300=17700mm 屋架跨中高度 h= 10 为/2=17700/(2 3)=2950mm 上弦长度 L=10/2COS a~ 9329mm 节间长度 a=L/6= 9329/6 ?1555mn 1所示
2、因为屋架是有檩屋架，为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水 平系杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。 3、根据厂房长度36m,跨度为4m ,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向 图2屋盖支撑布置 4荷载计算 水平支撑，下弦横向水平支撑及垂直支撑。如图 2所示。 屋架支撑 压型钢板 檩条和拉条 2 0.3 ( kN/m ) 015*3.16/3=0.158 (kN/m 2 ) 0.13 (kN/m ) 合计 可变荷载 檩条的均布荷载设计值 2 g k =0.588 ( kN/m ) q k =0.3 (kN/m ) q= Y G g k + 丫 Q q k =1.2 *0.588+1.4 0.35=1.20kN/m 节点荷载设计值 P=qa / s=1.13 *475 6=10.62kN 5屋架的内力计算 5.1杆件的轴力 芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷载作用下, 腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和 全跨永久荷载组合计算桁架杆件内力。根据《建筑结构静力计算手册》 ，对于十二节间芬克 式桁架，n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载 P=10.62kN ,屋架及荷载是对 称的，所以只需计算半个屋架的杆件轴力。计算出的内力如表 1所示。 1-4