1、1、设计资料1）某厂房跨度为 24m，总长 90m，柱距 6m，屋架下弦标高为 18m。2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上 45 柱截面 400400，混凝土强度等级为 C30。3）屋面采用 1.56m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。 （屋面板不考虑作为支撑用） 。4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架考虑静载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） 、 二毡三油加绿豆沙、 找平层 2cm 厚、 支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用 Q345 钢，焊条为 E50 型。2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=（ 30401990 ）
2、/10500=1/10；屋架计算跨度 L0 2400030023700mm；端部高度取 H=1990mm，中部高度取 H=3190mm（约 1/7。4） 。屋架几何尺寸如图 1 所示：190 1350 290 2590 2890 31902608 2859 319 3702535 2859 3129 39615091508150Aa c e g IBCD FGHI1508=12001508150815081508 15081508起拱50图 1：24 米跨屋架几何尺寸4、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：荷载计算表荷载名称 标准值 (KN/m2)预应力钢筋混泥土屋面板
3、1.4二毡三油加绿豆沙 0.4找平层 cm 厚 0.4屋架及支撑重量 0.12+0.01124=0.384永久荷载总和 2.58屋面活载（大于雪荷载） 0.7可变荷载总和 0.7计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载）节点荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.2，屋面活荷载Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9，则节点荷载设计值为F（1.22.584+1.40.70+1.40.90.80 ）1.56 45.7992kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.35，屋面活荷载Q11.4、 10.7，屋面集灰荷载 Q21.4， 20
4、.9，则节点荷载设计值为F（1.352.584+1.40.70.70+1.40.90.80）1.56046.593 kN2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.2，屋面活荷载Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9 全垮节点永久荷载F1=（1.22.584）1.5627.9072kN半垮节点可变荷载F2（1.40.70+1.40.90.80）1.5617.892kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.35，屋面活荷载Q11.4、 10.7，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9全垮节点永久荷载F1=（1.352.55）1.5631.
5、347 kN半垮节点可变荷载F2（1.40.70.70+1.40.90.80）1.5631.347kN故应取 P46.23kN3) 全跨屋架和支撑自重、 （左）半跨屋面板荷载、 （左）半跨活荷载+集灰荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.2，屋面活荷载Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9全跨屋架和支撑自重F3=1.20.3841.564.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4（1.21.4+0.71.4 ） 1.5623.94kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载 G1.35，屋面活荷载Q11.4、 10.7，屋面集灰荷载 Q21.4， 2 0.9 全跨
6、屋架和支撑自重F31.350.3841.56 4.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4（1.351.4+1.40.70.7）1.5623.184kN5屋架杆件内力计算见附表 16选择杆件截面按腹杆最大内力 N =-413.28KN,查表 7.6，选中间节点板厚度为 8mm，支ab座节点板厚度 10mm。1)上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大内力 N =-711.01KN 计算FH在屋架平面内：为节间轴线长度，即 l =l。=150.8cm, oxl =301.6cmoy0.659 A N/ f711010/(0.659310100)=34.803cmreq2假定 70 i =l / 150
7、.8/702.54cmxreqoi l / 301.6/705.08cmyry由附表 9 选 2 1258010，短肢相并，如下图所示，A219.71 39.42 cm 、i =2.26cm、i =6.04cm2xy截面验算： l / i 150.8/2.26=66.70.56 l / b =0.56301.6/12.5=13.51,则：1 o13.7 *b /t（1+ l /52.7 b1 ）=3.714（1+301.6 0.8 /52.712.5 ）yz12yt224=54.1 x故由 66.7 查附表 1.2 得 0.686ma 由 N/ A=711.011000/(0.68639.42
8、100)262.93N/ ,由 查附表 1.2 得 0.472yzxyzx则 413.281000/(0.472*27.88*100)= 314.058N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.430 42x zx=253.471000/(0.411*23100)= 268.14 N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.375xyzx=114.62103/(0.37523102)=132.89 N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.235xyzx=58.581000/(10.84100)=54.04N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.250xyzx=36.031000/(12.28100)
9、=29.34 N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.253xyzx=27.241000/(12.28100)=22.18N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.411，则：xyzx=23.3103/(0.41112.28102)=46.17N/ ,则由 查附表 1.2 得 =0.328，则：xyzx=46.59103/(0.32812.28102)=115.67 N/ f(满足)nA/N mIi 杆N 136.52KN，L =0.9L=0.9319=287.1cmiI 0选用 2 635 如图所示十字相连，查附表 8 得：A12.28 cm ， =2.452xo= =287.1/2.45=1
10、17.2 350(满足)xo0/xi =136.52103/(12.28102)=111.17 N/ f(满足)n 2m7、节点设计在确定节点板的形状和尺寸时，需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。先算出各腹杆杆端需要的焊缝尺寸。其计算公式为：角钢肢背所需焊缝长度 ：1l120.7wfKNh角钢肢尖所需焊缝长度 ：2l2.f如腹杆 aB，设计杆力 N-413.28 kN，设肢背与肢尖的焊脚尺寸各为hf18mm，h f26mm。因 aB 杆系不等边，角钢与长肢相连，故K10.65，K 20.35。则：l1(0.65413.2810 3)/(20.78200)=119.9mm 取 l1130mml2
11、(0.35413.2810 3)/(20.76200)=86.09,取 l2 100mm其它腹杆所需焊缝长度的计算结果见下表。未列入表中的腹杆均因杆力很小，可按构造取肢背与肢尖的焊脚尺寸各为hf16mm，h f25mm，l 1l 28h f+1060 mm腹杆焊缝尺寸：肢背焊缝 肢尖焊缝杆件 名称设计内力（kN） l1（ mm） ht（mm） l2（ mm） ht（mm）aB -413.28 130 8 100 6Bc 320.56 120 8 70 6cD -253.47 90 8 60 6De 172.39 90 6 60 5表中 1l、1 2 为取整后数值、下弦节点“c” （见附图）先计
12、算腹板与节点板的连接焊缝：B-c 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取hf1=8mm，h f2=6mm，则所需焊缝长度：肢背：Lw1=0.7320560/(20.78200)=100.175mm 用 120mm肢尖：Lw2=0.3320560/(20.76200)=57.243mm 用 100mm腹杆 D-c 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取：h f1=8mm, lw1 取 90mmhf2=6mm, lw2 取 60mmC-c 杆因内力很小，焊缝尺寸可按构造确定为 5mm。其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝，内力差 N=537.22-220.38=316.84KN。由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长
13、度为305cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为 8mm，则计算长度 lw=305-16=289cm。肢背焊缝应力为： 3220.7516.8407./0/29fNmNm 附图 下弦“c ”节点、上弦“B”节点（见附图）同样先计算腹杆 B-a、B-c 的杆端焊缝，方法同上。“Bc”杆的与节点板的焊缝尺寸和节点“b”相同。 “Ba”杆的肢背和肢尖焊缝和8fhm6f肢背： ，取0.5.74132609.28wefNl mh130肢尖： ，取“.3.efl上弦肢背的槽焊缝内的应力由下面计算得到： “8,6ffhm上弦与节点板间焊缝长度为 350m2 22 21 4593.74601. 1.0.7 859.4
14、86fwfPKNhlMaa2 22 21“ 465930.541. 1.0.77036.4fwfPKNhlaa都满足要求。 附图 上弦“B ”节点、屋脊节点 （见附图）上弦与节点板的连接焊缝，角钢肢背采用塞焊缝，并假定仅受屋面板传来的集中荷载，一般可不作验算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力 N 的 15%进行计算，即 其产生的偏心弯矩为0.15.685.3102.87NkA。28704MeNm节点板尺寸如下图所示：设肢尖焊角尺寸 ，则焊缝的计算长度2fh2065183wl m验算肢尖焊缝强度： （满足）22 2232260.70.71841.80.36690/0/ffwfwwfllNmNm拼接角钢采用与上弦相同截面，热弯成形。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受的内力计算。设角焊缝焊脚尺寸 。则接头一侧需要的焊缝计8fhtm算长度为： 3685.10540.7472wwflh拼接角钢的总长度为：1221538028364wflha取 40m拼接角钢竖肢需切去的高度为： 52fthm取 ，即竖肢余留高度为 。25m
