1、一、設計資料某工業廠房，長度120m，屋架間距為6m，屋面采用1.5X6m預應力鋼筋混凝土大型屋面板，屋架兩端簡支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面為400×400，混凝土C30，屋架跨度24m，預應力混凝土大型屋面板與保溫層荷載標準值和屋面積灰荷載標準值按指定的數據進行計算。 二、屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置本例題為無檁屋蓋方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。屋架計算跨度L0=L-300=23700mm，端部高度取H0=1990mm,中部高度取H=3190mm，屋架桿件幾何長度見圖1。鋼材采用Q235B，焊條采用E43型，手工焊。根據車間長度、屋架跨度和荷載情況，設置上、下弦橫向水

2、平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿，見圖1。3、 荷載和內力計算(1)荷載計算三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.5 KN/m2水泥砂漿找平層 0.5 KN/m2預應力混凝土大型屋面板與保溫層 1.2 KN/m2屋架及支撐自重 0.384 KN/m2 永久荷載總和 2.584 KN/m2 屋面活荷載標準值 0.7 KN/m2 積灰荷載標準值 0.35 KN/m2 可變荷載標準值總和 1.05 KN/m2 (2) 荷載組合按可變荷載效應控制的組合:比較、，取較大值，其中永久荷載，荷載分項系數；屋面活荷載，荷載分項系數；積灰荷載，荷載分項系數，組合系數；按永久荷載效應控制的組合：其中永久荷載，荷載

3、分項系數；屋面活荷載，荷載分項系數，組合系數；積灰荷載，荷載分項系數，組合系數；故節點荷載取為，支座反力為。(3) 內力計算內力設計值見圖1。4、 截面選擇腹桿最大內力，查表選用中間節點板厚度t=10mm，支座節點板厚度12mm。(1) 上弦整個上弦不改變截面，按最大內力計算，假定，查表得，則，選用2，,雙角鋼T型截面繞對稱軸(y軸)應按彎扭屈曲計算長細比，故，故由按b類截面查表得第 2 頁填板每個節間放一塊（滿足范圍內不少于兩塊），(2) 下弦整個下弦不改變截面，按最大內力計算，選用2(短肢相并),，填板每個節間放一塊，(3) 斜腹桿 桿件B-a：，假定，查表得，則，選用2，,，雙角鋼T型截

4、面繞對稱軸(y軸)應按彎扭屈曲計算長細比，故，故由按b類截面查表得填板放兩塊， 桿件B-c：，選用2，,，填板放一塊， 桿件G-g：，因桿件內力較小可按選擇截面，選用2，,，填板放三塊，略大于但實際節點板寬度較大，故仍可夠用。 桿件D-e：，選用2，,，填板放兩塊， 桿件F-e：，,選用2，,，雙角鋼T型截面繞對稱軸(y軸)應按彎扭屈曲計算長細比，故，故由按b類截面查表得 填板放三塊，略大于 但實際節點板寬度較大，故仍可夠用。其他桿件截面選擇見表1。 五、節點設計 本例題中支承大型混凝土屋面板的上弦桿，角鋼厚度為12mm,鋼材為Q235B，查表知弦桿不加強的最大節點荷載設計值為55KN，而支承

5、處的總集中荷載為41.5KN，小于最大節點荷載設計值，因此弦桿不必采取加強措施。第 18 頁表1 屋架桿件截面選用表桿件名稱桿件號內力設計值N(kN)計算長度(m)所用截面截面積A(cm2)計算應力（N/mm)容許長細比桿件端部的角鋼肢背和肢尖焊縫(mm)填板數上弦桿G-H-633.31.5083.016290×1240.62214.2150每節間1下弦桿g-i629.63.00012.0002100×63×10(短肢相并）31.00203.1350每節間1腹桿A-a-20.81.9901.990250×59.601502B-a-368.12.5352.

6、5352100×727.60197.61508-1606-1102B-c285.50.8×2.608=2.0862.608263×614.58207.53506-1606-901C-c-41.50.8×2.290=1.8322.290250×59.601502D-c-225.80.8×2.869=2.2952.8692100×727.601508-1006-1002D-e153.60.8×2.859=2.2872.859250×59.60160.03502E-e-41.50.8×2.590=2.

7、0722.590250×59.601503F-e-102.10.8×3.129=2.5033.129263×614.58180.81506-705-703F-g46.10.8×3.119=2.4953.119250×59.603505-505-502G-g-41.50.8×2.890=2.3122.890250×59.601503H-g0.80.8×3.395=2.7163.395250×59.603502H-i-44.80.8×3.385=2.7083.385250×59.60150

8、5-505-504I-i79.70.9×3.190=2.871250×59.603505-605-502 1.下弦節點“c”（圖2）(1)腹桿與節點板的連接焊縫: B-c桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背，取160mm,肢尖 ，取90mm, D-c桿角鋼的尺寸為,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背，取100mm,肢尖，取70mm；取C-c桿角鋼的厚度,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，因桿件內力較小，采取滿焊的構造措

9、施。(2)下弦桿與節點板連接焊縫：內力差,由斜腹桿焊縫決定的節點板尺寸，量得實際節點板長度是34.0cm,下弦桿厚度，節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，肢背角焊縫計算長度,肢背焊縫應力為：因肢尖焊縫應力小于肢背焊縫應力，所以無需驗算。圖2 下弦節點“c” 2.上弦節點“F”（圖3）(1)腹桿與節點板的連接焊縫: F-e桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背 ，取70mm；肢尖 ，取50mm；取 F-g桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧

10、缺陷）：肢背 ，取40mm；取肢尖 ，取30mm；取(2)上弦桿與節點板連接焊縫：節點板縮進8mm，肢背采用塞焊縫，承受節點荷載，,由斜腹桿焊縫決定的節點板尺寸，量得實際節點板長度是20.0mm,節點板寬度是19.0cm,肢背角焊縫計算長度肢尖焊縫承擔弦桿內力差，偏心距,偏心力矩，上弦桿厚度，節點板厚度，設肢尖的焊腳尺寸為，由即，取，肢尖角焊縫計算長度則：對：對M：則焊縫強度為：圖3 上弦節點“F”3. 屋脊節點“I”（圖4） (1)腹桿與節點板的連接焊縫: I-i桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背 ，取60mm；肢

11、尖 ，取40mm；取，節點板寬度為，取為160mm(2)上弦桿與節點板連接焊縫：由于節點“I”無斜腹桿相連，實際節點板長度取300mm,內力差，上弦桿與節點板的連接焊縫受力不大，按構造要求決定焊縫尺寸，肢背采用塞焊縫，焊腳尺寸,上弦桿厚度，設肢尖的焊腳尺寸為，由即，采用，肢背和肢尖皆采用滿焊的構造措施，即焊縫長度取節點板長度300mm。拼接角鋼采用與上弦桿相同截面290×12，節點板厚度，設拼接焊縫的焊腳尺寸為，由即，取。拼接焊縫除倒棱外，豎肢需切去，取，并按上弦坡度熱彎。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側的總長度：共四條焊縫，認為平均受力，每條焊縫實際長度：拼接角鋼總長度,取拼接角鋼

12、長度為400mm圖4 屋脊節點“I”4. 下弦中點“i”（圖5） (1)腹桿與節點板的連接焊縫: H-i桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背，取40mm,取肢尖 ，取30mm；取I-i桿角鋼的尺寸為，,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，因桿件內力較小，采取滿焊的構造措施。圖5 下弦中點“i”(2)下弦桿與節點板連接焊縫：內力差，下弦桿與節點板連接焊縫受力不大，按構造要求決定焊縫尺寸，由斜腹桿焊縫決定的節點板尺寸，量得實際節點板長度是30.0cm，下弦桿厚度，節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為

13、，由即，即，取。肢背和肢尖皆采用滿焊的構造措施，即焊縫長度取節點板長度300mm。拼接角鋼采用與下弦桿相同截面2100×63×10(短肢相并），節點板厚度，設拼接焊縫的焊腳尺寸為，由即，取。拼接焊縫除倒棱外，豎肢需切去。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側的總長度：共四條焊縫，認為平均受力，每條焊縫實際長度：拼接角鋼總長度,取拼接角鋼長度為400mm5. 支座節點“a”（圖6） (1)腹桿與節點板的連接焊縫: B-a桿角鋼的尺寸為,節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：肢背，取160mm,肢尖，取110mm；A-a桿角鋼的厚度

14、,節點板厚度，設肢背的焊腳尺寸為，由即，取,肢尖采用不等邊焊腳，與節點板接觸的焊腳邊尺寸，即，取；與角鋼接觸的焊腳邊尺寸，即，取，因桿件內力較小，采取滿焊的構造措施。(2)下弦桿與節點板連接焊縫：內力,由斜腹桿焊縫決定的節點板尺寸，量得實際節點板長度是21.5cm,下弦桿厚度，節點板厚度，設肢背和肢尖的焊腳尺寸分別為，由即，即，取，肢背角焊縫計算長度,肢背焊縫應力為：因肢尖焊縫應力小于肢背焊縫應力，所以無需驗算。 (3)底板計算支反力，混凝土強度C30，所需底板凈面積：錨栓直徑取，錨栓孔直徑為40mm，則所需底板毛面積：按構造要求采用底板面積為,墊板采用，孔徑22mm。實際底板凈面積為：底板實際應力：,查表得，則：所需底板厚度：取,底板尺寸為。 (4)加勁肋與節點板連接焊縫： 一個加勁肋的連接焊縫所承受的內力取為，因屋架下弦角鋼背與支座底板的距離e