1.设计资料

设计房屋跨度为24 m的钢屋架，房屋平面尺寸24m×54m，钢筋混凝土排架结构，柱间距6m，屋面采用钢屋架结构体系，大型屋面板屋面，加气混凝土保温层，SBS沥青改性卷材防水层。地区基本雪压为0.70kN/m，基本风压为0.45kN/m，分项系数1.4，冬季室外计算温度-20℃，不计风荷载，不考虑地震设防。 2. 钢材和焊条选用

钢材选用AY3F，焊条采用E43型，手工焊。 3. 屋架形式和尺寸

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，每端缩进0.15m,计算跨度L0=L—2×0.15m=23.7m；端部高度去H0=2m，中部高度H=3.2m；下弦起拱50mm，起拱后的上弦坡度i=1/9.6

配合大型屋面板尺寸（1.5m×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m选用屋架杆件布置和几何尺寸如图1—1所示

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图1—1屋架杆件布置和几何尺寸

4. 荷载计算和杆件内力计算 4.1屋架荷载计算

屋架和支撑重按（0.12+0.011×L0）×1.2=0.384kN/m×1.2，且因屋架下弦无其他荷载，可认为屋架和支撑重量全部作用于上弦节点；

屋面活荷载取雪荷载（0.70kN/m×1.4）。吊顶通过屋面板缝设吊杆与屋架上弦连接，故作为上弦荷载。

屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度较小（起拱后tani=1/9.6，seci=1.0054），故近似地将全部荷载均按水平投影面积计算，屋架全部荷载的设计值为：

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SBS沥青改性卷材 0.35×1.2= 0.42kN/m 20mm厚水泥砂浆找平层 0.40×1.2=0.48 kN/m 150mm厚加气混凝土保温层 0.40×1.2 =0.48kN/m 1.5m×6m大型屋面板和浅缝 1.50×1.2= 1.8kN/m 吊顶 0.40×1.2 =0.48kN/m 屋架和支撑重 0.384×1.2=0.46kN/m 恒载设计值 g=4.12kN/m 屋面活荷载 0.70×1.4=0.98kN/m q=0.98 kN/m4.2屋架杆件内力系数

屋架上弦左半跨单位节点荷载及其作用下的杆件内力（系数）KL经计算如图1—2所示。

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于是可得到屋架上弦右半跨单位节点荷载及全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数KR和K=KL+KR，并全部列入表1。 4.3杆件内力组合 A．组合一

全跨恒载+全跨活荷载： q=5.1kN/m 由此可得到上弦节点荷载为： F=5.1×1.5×6=45.9kN B．组合二

全部恒载+半跨活荷载(相应于全跨恒,活荷载减去半跨活荷载)：

全跨节点永久荷载： F1=4.12×1.5×6=37.08kN 半跨节点可变荷载： F2=0.98×1.5×6=8.82kN

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C.组合三

全跨屋架和支撑重+半跨屋面板和活荷载

全跨节点桁架自重： F3=0.46×1.5×6=4.14kN 半跨节点屋面板自重及活荷载： F4=［（0.384+1.5）×1.2+（0.7×1.4）］×1.5×6=29.17kN 杆件内力组合结果全部列入表1。其中,第二,第三组合只对个别KL和KR正负异号的杆件计算（共Fg，gH，Hk三根腹杆），因为这种情况下第二，第三组合的内力将大于第一组合的内力，并可能是第一组合为拉力的杆件变为受压。 4.4杆件内力组合计算表

组合一 内力系数 杆件 全跨恒全跨恒载+半跨活载 载 F1×K + F2K KL,R F×K ×KL 0 AB 0 0 -6.22 BD 上 -9.01 弦 杆 -9.14 FH -15.21 -6.07 -7.36 HK -14.72 -7.36 +3.47 ac 下 +7.97 弦 杆 +9.30 eg

+14.59 +5.29 3 669.68 623.03 587.66 331.68 214.71 669.68 ce +11.48 +3.51 526.93 495.97 456.64 280.01 149.91 526.93 +4.71 +1.24 216.19 205.25 185.58 120.72 55.67 216.19 -675.65 -610.73 -610.73 -275.63 -275.63 -675.65 -698.14 -644.62 -617.52 -329.58 -240.03 -698.14 DF -13.48 -4.47 -618.73 -579.31 -539.26 -318.63 -186.20 -618.73 -8.68 -2.46 -398.41 -376.72 -343.55 -217.37 -107.69 -398.41 0 0 0 0 0 0 ×KR KL ×KR F1×KL + F2半跨屋面板和活荷载 F3×K + F4×F3×K + F4N（kN） 组合二 组合三 内力设计全跨屋架和支撑重+ 值 +8.41 gk +15.12 +6.71 -6.52 aB -8.86 -2.34 +4.76 Bc +6.87 +2.11 -3.40 cD -5.43 -2.03 +1.91 De 斜 杆 eF -2.46 -1.75 -0.44 Fg +1.13 +1.57 +1.55 gH +0.02 -1.53 -2.46 Hk -1.07 +1.39 -0.5 Aa -0.5 0 Cc 竖 Gg 杆 Ee +0.96 Kk +1.92 +0.96 88.13 79.66 79.66 35.95 35.95 88.13 -1 0 -1 -45.9 -45.9 -37.08 -33.31 -4.14 -45.9 -22.95 -22.95 -18.54 -16.66 -2.07 -22.95 -49.11 -61.37 -27.41 -76.19 36.12 36.12 0.918 14.41 -12.75 45.30 -44.55 45.30 -76.19 51.87 38.02 55.75 -8.16 50.48 55.75 -44.55 -8.16 +3.71 +1.80 -0.71 -112.91 -97.48 -106.65 -30.90 -61.23 -112.91 170.29 154.41 153.44 71.07 67.87 170.29 -249.24 -231.33 -219.25 -121.66 -81.70 -249.24 315.33 296.72 273.35 167.30 89.99 315.33 -406.07 -386.04 -349.17 -226.87 -104.94 -406.07 694.01 634.83 619.83 307.92 258.33 694.01

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