目录设计资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2结构形式与布置„„„„„„„„„„„„„„„„„3荷载计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5内力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6杆件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8节点设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12附件pf程序数据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„181/40钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房，跨度24m，长度102m。2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400x400mm，钢屋架支承在柱顶。3.吊车一台50T，一台20T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高12.000m。4.荷载标准值（1）永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4KN/m2水泥砂浆找平层0.3KN/m2保温层0.6KN/m2一毡二油隔气层0.05KN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4KN/m2屋架（包括支撑）自重0.12+0.011L=0.384KN/m2（2）可变荷载屋面活载标准值0.7KN/m2雪荷载标准值0.35KN/m2积灰荷载标准值0.3KN/m25.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为1:10)。图1梯形屋架示意图（单位:mm）6.钢材选用Q235钢，角钢，钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。2/40二、结构形式与布置（1）屋架形式及几何尺寸如图2所示。图2屋架形式及几何尺寸（单位mm）（2）屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。横向支撑：根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面，又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑，上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。设计人无数种屋架跨度为24m，室内有悬挂吊车，因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑，又因为长度为102m，所以应该在跨中增设一道横向支撑，保证横向支撑之间小于60m。纵向支撑：设于屋架的上弦与下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部节间部位，它可以与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋的整体刚度，减轻受荷较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形对于梯形屋架，纵向支撑设在屋架的下弦的平面。垂直支撑：位于两屋架端部或跨间某处的竖向平面或者斜向平面内，它可以保证屋架侧向整体稳定性，传递纵向所受纵向荷载，对于梯形屋架跨度小于30m，因此只需在屋架两端和跨度中点设置垂直支撑。系杆：在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。具体支撑形式如图3：3/40上弦平面下弦平面图3.1-垂直支撑；2—系杆；3—上弦横向支撑；4—下弦横向支撑；5—下弦纵向支4/40三、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。由于坡度为1:10，所以cosα约等于1，因此按水平投影面积计算的自重与规范给定的q值基本相同。荷载永久荷载：预应力混凝土大型屋面板1.41.21.68kN/m2屋架及支撑自重(0.120.01124)1.20.461kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.41.20.48kN/m2水泥砂浆找平层0.31.20.36kN/m2保温层0.61.20.72kN/m2一毡二油隔汽层0.051.20.06kN/m2总计3.761kN/m2可变荷载：屋面活荷载0.71.40.98kN/m2积灰荷载0.31.40.42kN/m2总计1.4kN/m2设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载：F(3.7611.4)1.5646.449kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F3.7611.5633.849kN1半跨节点可变荷载：F1.41.5612.6kN2（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活