梯形屋架课程设计书
目 录
第一章：设计资料 ................................................................................................................... 2 第二章：结构形式与布置 .................................................................................................... 2
2.1 柱网布置 .......................................................................................................................... 2 2.2屋架形式及几何尺寸 ....................................................................................................... 2 2.3支撑布置 ........................................................................................................................... 3
第三章：荷载计算及杆件内力计算 ................................................................................. 4
3.1屋架荷载计算 ................................................................................................................... 4 3.2屋架杆件内力系数 ........................................................................................................... 4 3.3杆件内力组合 ................................................................................................................... 5
第四章：屋架杆件截面选型 ................................................................................................ 6
4.1杆件截面选型 ................................................................................................................... 6
第五章：屋架杆件焊缝计算 ................................................................................................ 8
5.1腹杆焊缝计算 ................................................................................................................... 8 5.2下弦杆焊缝计算 ............................................................................................................... 8 5.3上弦杆角钢尖焊缝计算 ................................................................................................... 8
第六章：屋架节点设计 ......................................................................................................... 9
6.1下弦拼接节点k ................................................................................................................ 9 6.2上弦拼接节点K ............................................................................................................... 9 6.3下弦一般节点c ................................................................................................................. 9 6.4上弦一般节点B .............................................................................................................. 10 6.5支座节点a....................................................................................................................... 10
第七章：角钢杆件填板间距与形心距计算 ................................................................. 12
第一章：设计资料
某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置
如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【?】＝150
屋架拉杆【?】＝350。
第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置
图2.1 柱网布置图
2.2屋架形式及几何尺寸
由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。
配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸
2.3支撑布置
由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。
图2.3 上弦平面
2WJ1c2WJ1aWJ1aWJ1aWJ1aWJ1aWJ1bWJ1aWJ1bWJ1c111---12---2
图2.3下弦平面与剖面
第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算
表3.1 屋架荷载计算表
分类 荷载项目名称 1 太空轻质大型屋面板 恒 载 2 防水层 3 屋架及支撑自重 4 悬挂管道 和 ―― 活载 总荷载 屋面活荷载 ―― 荷载大小组合系数（KN/m2） 组合值（KN/m2） 2（KN/m） 0.85 0.10 0.15 0.05 1.15 0.5 ―― 1.4 ―― 1.35 1.148 0.135 0.203 0.068 1.553 0.70 2.25 3.2屋架杆件内力系数
屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷
载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力 系数kL、kR、k（＝kL＋kR）按图3.1所示，并已抄入表3.2中。
图3.1
屋架内力系数图
3.3杆件内力组合
○1 组合一―――全部恒、活荷载
全部恒、活荷载：q=2.25KN/m，F=2.25*1.5*6=20.25KN,
2
杆件组合内力 N1=20.25k（KN）
○2 组合二―――全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载）活荷载：
q=0.7KN/m2，F=0.7*1.5*6=6.3KN,
杆件组合内力 N2= N1－6.3kL,R （KN）
3 组合三―――全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载： ○
屋架和支撑重：q=0.15*1.35＝0.20KN/m2，F=0.2*1.5*6=1.8KN,
活荷载：q=1.0*1.35+0.7＝2.05KN/m2，F=2.05*1.5*6=18.45KN,
杆件组合内力 N3= 1.8k+18.45 kL,R （KN）
杆件内力组合见表3.2，其中第二、三组合对个别kL 、kR正负号的杆件计算，因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差△N（设计弦杆焊缝用）将大于第一组合的△N。
表3.2 屋架杆件内力组合表
组合一 内力系数 杆件 K AB 上弦DF 杆 FH BD 全恒活 N1=20.2kL、kR 5k (1) 0 0 -6.253 -2.476 -9.036 -4.486 -9.152 -6.075 -7.362 -7.362 3.489 1.250 7.999 3.525 9.324 -176.762 -273.821 -308.347 -298.161 95.965 233.361 296.075 组合二 全恒＋半活 6.3kL(kR) (2) -57.658 -38.273 -46.381 -46.381 58.741 组合三 全垮屋架和支撑重 半跨屋面板重和活荷载 1.8k (3) -27.409 -26.503 26.318 内力设计值 N2 (1)-(2) -250.68 -27.074 -251.78-251.78 237.33 18.45 kL(kR) (4) -168.854 -112.084 -135.829 -135.829 172.028 N3 (3)+(4) -196.26 -139.49 -162.33 -162.33 198.346 N 0 -8.729 -13.522 -15.227 -14.724 4.739 11.524 14.621 0 -176.762 -273.821 -308.347 -298.161 95.965 233.361 296.075 HK 下弦ce 杆 eg ac