一、 設計說明
1、 設計某一檢修廠房屋蓋，跨度為27m，長度為80m，柱距為6m，三角形屋架，鋼材為Q235—B，焊條采用E43型，屋面為壓型鋼板，屋面坡度i=1：2.5，屋架鉸接于鋼筋混凝土柱頂，無吊車，外檐口采用自由排水，采用槽鋼檁條，檁條間距為2827.25mm。
2、 基本風壓為0.4KN/m²,屋面離地面高度為12 m，不上人屋面。雪荷載0.6KN/m²

二、 檁條設計
1、 檁條采用輕型槽鋼檁條
2、 屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度為1：2.5（α=21.80°）檁條跨度為6m，于跨中設置一道拉條，水平檁距2396.4×cos21.80°=2396.4×0.93=2228．65mm，坡向斜距2396.4mm
3、 荷載標準值（對水平投影面）
⑴永久荷載：壓型鋼板（不保溫）自重為0.1 KN/m²，檁條（包括拉條和支撐）自重設為0.11 KN/m²
⑵可變荷載：屋面雪荷載ω=0.6KN/m²,基本風壓ωo=0.40 KN/m²
4、 內力計算
⑴永久荷載于屋面活荷載組合
檁條線荷載
pK=（0.21+0.6）×2.229=1.805 KN/m
p=（1.2×0.21+1.4×0.6）×2.229=2.434 KN/m
pX=psin21.80=2.434×0.37=0.901 KN/m
pY=pcos21.80=2.434×0.93=2.264 KN/m
彎矩設計值：
MX= pY l2/8=2.264×62/8=10.188KN·m
My= pX l2/32=0.901×62/32=1.014KN·m
⑵永久荷載和風荷載的吸力組合
按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009—2001房屋高度為12m 取μz=1.0
按《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：2002附錄A，風荷載體型系數為：1.5㏒A-2.9=-1.211 A=2.22865m×6m=13.72m2
垂直于屋面的風荷載標準值ωk=μSμzω0=-1.211×1.0×（1.05×0.4）=-0.509 KN/m²
檁條線荷載
pXY=（0.509-0.21×cos21.80）×2.22865
=0.314×2.22865=0.070KN/m
pX =0.21×2.229×sin21.8o=0.174 KN/m
pY =1.4×1.211×2.229-0.21×2.229×cos21.80=3.344 KN/m
彎矩設計值
MX= pYl2/8=3.344×62/8=15.048KN/m
My= pXl2/8=0.174×62/8=0.783KN/m
⑶截面選擇選用
選用輕型槽鋼【20 W=152.2 cm3 Wynmax=54.9 cm3 Wynmin=20.5 cm3
IX=152.20 cm4 ix=8.07 cm iy=2.20 cm計算截面有孔洞削弱，考慮0.9的折減系數，則凈截面模量為：
WNX=0.9×152.2=136.98cm3
Wynmax=0.9×54.9=49.41 cm3
Wynmin=0.9×20.5=18.45 cm3
⑷屋面能阻止檁條失穩(wěn)和扭轉，截面的塑性發(fā)展系數γx=1.05 γy=1.20,按公式計算截面a、b點的強度為（見圖）

бx = Mx/(γx WNX)+My/(γy Wynmin)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0. 783×106/（1.2×18.45×103）=139.99<215N/mm2
бy = Mx/(γx WNX)+My/(γy Wynmax)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0.783×106/（1.2×49.41×103）=117.83<215N/mm2
⑸撓度計算
因為支撐壓型鋼板金屬板，有積灰的瓦楞鐵和石棉等金屬面者，容許撓度為L/200
當設置拉條時，只須計算垂直于屋面方向的最大撓度
vy=(5/384)×（3.344×cos21.80×60004）/（206×103×1522×104）=16.7mm<L/200=30mm
構造要求
λx=600/8.07=74.35<200
λy=300/2.20=136.36<200
故此檁條在平面內外均滿足要求

三、 屋架設計
⑴屋架結構的幾何尺寸如圖
檁條支撐于屋架上弦節(jié)點。屋架坡角（上弦與下弦之間的夾角）為 α=21.80°檁距=2.229m

⑵支撐布置
《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011--2001）支撐布置見圖，上弦橫向水平支撐設置在房屋兩端和伸縮縫處第一開內，并在相應開間屋架跨中設置垂直支撐，其余在開間，屋架下弦跨中設置一通長水平柔性系桿，上弦橫向水平支撐在交叉點處與檁條相連，故上弦桿在屋架平面外的計算長度等于其節(jié)間幾何長度，下弦桿在屋架平面外的計算長度為屋架跨度的一半。

⑶荷載標準值
① 永久荷載（恒荷載）（對水平投影面）
壓型鋼板（不保溫） 0.1 KN/m²
檁條自重（不包括拉條支撐） 0.1 KN/m²
屋架及支撐自重 0.15 KN/m²
合計 0.40 KN/m²
② 可變荷載（活荷載）（對水平投影面）
㈠雪荷載
基本雪壓SO=0.6 KN/m²，按《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009--2001）表6.2.1考慮積雪全跨均勻分布情況，由于α=21.80°<25°所以μr=1.0 雪荷載標準值SK=μrSO=0.6 KN/m²
㈡風荷載
基本風壓ω0=0.4 KN/m²
⑷荷載組合
① 恒荷載+活（或雪）荷載
② 恒荷載+半跨活（或雪）荷載
③ 恒荷載+風荷載
④ 屋架、檁條自重+半跨（屋面板+0.3 KN/m²安裝荷載）
⑸上弦的集中恒荷載及節(jié)點荷載
具體計算過程如下；
① 全跨屋面恒荷載作用下，，
上弦集中恒荷載標準值P1、=0.40×6×2.229×3/101/2=5.08KN
上弦節(jié)點恒荷載P1=P1、=5.08 KN
② 全跨雪荷載作用下P2、=0.60×6×2.229×3/101/2=7.61 KN
上弦節(jié)點雪荷載：P2= P2、=7.61 KN
假定基本組合由可變荷載效應控制，則上弦節(jié)點荷載設計值為1.2×5.08 +1.4×7.61 KN=16.75 KN 若基本荷載組合由永久荷載效應控制，則上弦節(jié)點荷載設計值為1.35×5.08+1.4×7.61=17.512KN
綜上可知，本工程屋面荷載組合效應由可變荷載效應控制。
③ 風荷載標準值
風荷載體型系數：背風面μs=-0.5
迎風面μs=-0.47≈-0.5
風壓高度變化系數μz(本設計地面粗糙度為B類)屋架下弦標高12.0m H=12+5.08/2=14.54m坡度i=1/2.5 α=21.80°風壓高度 變化系數μz=1.02≈1.0 ßz=1.0
計算主要承重結構：ωk= ßzμsμzω0

背風面： ωk=1.0×（-0.5）×1.0×0.4=0.2 KN/m²（垂直于屋面）
迎風面： ωk=1.0×（-0.5）×1.0×0.4=0.2 KN/m²（垂直于屋面）
由檁條傳給屋架上弦的集中風荷載標準值P3、=ω1、=-0.2×2.229×6=-2.652 KN 上弦節(jié)點風荷載標準值P3=ω1=P3、=-2.625 KN

⑹內力計算
①內力組合見表

                                  屋 架 桿 件 內 力 組 合 表

⑺ 截面選擇
㈠ 上弦桿截面選擇
上弦桿采用相同截面，以節(jié)間1-2的最大軸力N1-2來選擇,下弦以節(jié)間1-8的最大軸力N1-8來選擇，腹桿以節(jié)間7-11的最大軸力N7-11來選擇。

各桿件的截面尺寸選擇如下表

注：表中焊縫計算長度lw,lw=lwˊ+2hf

⑻ 上弦接點連接計算
① 支座節(jié)點“1”
為了便于施焊下弦桿肢背與支座板頂面的距離取125mm，錨栓用2M20，栓孔位置見圖
在節(jié)點中心線上設置加勁肋，加勁肋高度和節(jié)點板高度相同。
A、 支座底板計算
支座反力：R=76.14 kn
設a=b=120mm a1=21/2×120=169.7mm