一、 設計資料
某廠房總長度60m，跨度l=21m，縱向柱距6m。
1.結構形式：鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。
柱的混凝土強度等級為c30，屋面坡度i=1/10；l為屋架跨度。地區計算溫度高於-200c，無侵蝕性介質，**設防烈度為7度（0.15g），屋架下弦標高為18m。
2.屋架形式及荷載:
屋架形式、幾何尺寸及內力係數（節點荷載p=1.0作用下桿件的內力）如附圖所示。
屋架採用的鋼材、焊條為：用q235鋼，焊條為e43型
3.屋蓋結構及荷載:
無檁體系：採用1.5m×6.0m預應力混凝土屋板（考慮屋面板起系杆作用）。
荷載：①屋架及支撐自重：按經驗公式q=0.12+0.011l，l為屋架跨度，以m為單
位，q為屋架及支撐自重，以kn/m2為單位；
屋面活荷載：施工活荷載標準值為0.7kn/m2，雪荷載的基本雪壓標準值為
s0=0.35kn/m2，施工活荷載與雪荷載不同時考慮，而是取兩者的較大值，
積灰荷載0.9kn/m2。
屋面各構造層的荷載標準值：
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.4kn/m2
水泥砂漿找平層0.4kn/m2
保溫層0.4kn/m2
一氈二油隔氣層0.05kn/m2
預應力混凝土屋面板1.40kn/m2
二、結構形式與支撐布置
1.屋架形式及幾何尺寸如下圖所示：
21公尺跨屋架幾何尺寸
2.屋架支撐布置如下圖2所示：
三、荷載計算
由於屋架的受荷水平投影面積為：，故按《建築結構荷
載規範》取屋面活荷載（按上人屋面）標準值為0.7kn/m2，雪荷載為0.35kn/m2，
取屋面活荷載與雪荷載中較大值0.7kn/m2。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括
支撐）按經驗公式q=0.12+0.011l計算，l為屋架跨度，以m為單位。
1.荷載設計值
永久荷載設計值：
預應力混凝土屋面板
屋架及支撐自重
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層
水泥砂漿找平層
保溫層一氈二油隔汽層
合計 4.052
可變荷載設計值：
屋面活荷載
積灰荷載
合計 2.24
2.荷載組合
設計屋架時，應考慮以下3種荷載組合：
使用階段荷載情況：
（1）全跨永久荷載+全跨可變荷載
全跨節點永久荷載及可變荷載：
（2）全跨永久荷載+半跨可變荷載
全跨節點永久荷載：
半跨節點可變荷載：
施工階段荷載情況：
（3）全跨屋架包括支撐+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載
全跨節點屋架自重：
半跨節點屋面板自重及活荷載：
四、內力計算
由以下圖得f=1時屋架各桿件的內力係數（f=1作用於全跨、左半跨和右半跨）
21公尺跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內力值
21公尺跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內力值
由屋架各桿件的內力係數求出各種組合荷載情況下的內力，計算結果見下表：
屋架桿件內力組合表
注： =65.22kn， =42.54kn， =22.68kn， =4.266kn， =25.83kn
五、桿件設計
腹杆最大內力n= -501.150kn，查表7.6，中間節點板厚度選用10mm，支座節點板
厚度選用12mm。
1.上弦杆
整個上弦採用等截面，按fg、gh桿件的最大內力設計。
n= -794.380kn= -794380n，上弦杆平面內計算長度；在屋架平面外，
根據支撐布置和內力變化情況，平面外計算長度。
因為，故截面宜選用兩個不等肢角鋼短肢相並，選用。
設，查附表1.2得
需要截面面積為：
需要的迴轉半徑為：
根據需要的、、查角鋼規格表，選用，截面特徵為：
， =2.85cm， =7.7cm，按所選角鋼進行驗算：
滿足長細比要求。由於＞，只需求，查表得，於是
，所選桿件滿足要求。
2.下弦杆
整個下弦採用同一截面，按最大內力所在的計算。
,，所需截面面積為：
選用，,因為，故選用不等肢角鋼短肢相並。
， =2.26cm， =6.11cm
，滿足長細比要求，故所選桿件滿足要求。
滿足強度要求，故所選桿件滿足要求。
3.斜腹杆
ba杆 桿件軸力
計算長度，因為，故採用不等肢角鋼長肢相並，使。
選用，查附表10，， =4.01cm， =3.27cm
，，故只需求=0.704，
，所選桿件滿足要求。
bc杆選用。查附表9，
滿足)滿足）
滿足）de杆
選用2l50×5。查附表9，
(滿足)
滿足）滿足）
fg杆將fg杆按的拉桿設計，選用屋架需採用的最小角鋼2l50×5都可滿足要求。但考慮到該杆在其他荷載組合時可能產生內力變號，故宜按壓杆的容許長細比進行控制。選用2l63×5，查附表9，， =1.
94cm， =2.97cm
(滿足)
滿足）hg杆
同理，亦按壓杆容許長細比進行控制。選用2l63×5，查附表9,， =1.94cm， =2.97cm
(滿足)
滿足）4.豎桿
gg杆，，由於內力較小，故按選擇，所需的迴轉半徑為：
查型鋼表，選擇截面的迴轉半徑較計算的要略大些，故選用。
， =1.94cm， =2.97cm
因為，故只需求，
，桿件滿足要求。
屋架桿件截面選擇表
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