摘要：本文旨在介绍18米钢屋架的设计计算过程。介绍了钢屋架的基本概念和设计要求，包括材料选择、荷载计算和结构分析等。详细阐述了钢屋架的结构形式、尺寸参数和受力分析方法，以及如何根据设计要求进行结构优化。通过具体的案例分析，展示了钢屋架设计的实际应用效果和经验总结。

以下是一份18米钢屋架设计计算书的主要内容：

一、原始资料

1. 建筑概况
   • 某工业厂房为单跨，无天窗，纵向长度为60m，跨度为18m，采用梯形钢屋架，无檩方案。屋面为上人屋面，坡度为$i = 1/15$i=1/15。屋架铰支于钢筋砼柱上，柱截面$400mm×400mm$400mm×400mm，砼标号为C25，车间无吊车$1$1。
2. 屋面构造
   • 屋面采用$1.5×6m$1.5×6m预应力钢筋混凝土屋面板，$100mm$100mm厚泡沫混凝土保温层，二毡三油改性沥青防水卷材屋面$1$1。
3. 钢材选用
   • 屋架采用的钢材为Q345钢，手工焊$1$1。

二、屋架形式和几何尺寸确定

1. 计算跨度
   • 屋架计算跨度$l_{o}=18 - 2×0.15 = 17.7m$lo?=18?2×0.15=17.7m，跨中及端部高度的中间高度$h = 2250mm$h=2250mm在$17.7m$17.7m的两端高度（桁架跨中起拱）$1$1。

三、荷载和内力计算

1. 荷载计算
   • 屋架及支撑自重：$q = 0.12+0.011L$q=0.12+0.011L（$L$L为屋架跨度，以$m$m为单位，$q$q为屋架及支撑自重，以$kN/m^{2}$kN/m2为单位）。
   • 屋面活荷载与雪荷载：施工活荷载标准值为$2.0kN/m^{2}$2.0kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为$S_{0}=0.35kN/m^{2}$S0?=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值，这里屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。
   • 积灰荷载标准值：$0.5kN/m^{2}$0.5kN/m2。
   • 屋面各构造层的荷载标准值：
     • 二毡三油改性沥青防水层$0.40kN/m^{2}$0.40kN/m2。
     • 水泥砂浆找平层$0.40kN/m^{2}$0.40kN/m2。
     • 保温层$0.60kN/m^{2}$0.60kN/m2。
     • 预应力混凝土屋面板$1.50kN/m^{2}$1.50kN/m2。
   • 沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。例如$1.002×0.4kN/m^{2}=0.4008kN/m^{2}$1.002×0.4kN/m2=0.4008kN/m2（水泥砂浆找平层）等$1$1。
   • 总计永久荷载标准值为$3.2kN/m^{2}$3.2kN/m2，可变荷载标准值：屋面活荷载$2.0kN/m^{2}$2.0kN/m2，积灰荷载$0.5kN/m^{2}$0.5kN/m2。
2. 荷载组合
   • 全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）：全跨节点荷载设计值$F=(1.35×3.2kN/㎡×0.7×2.0kN/㎡×0.9×0.5kN/㎡×1.5m×6m = 62.19kN$F=(1.35×3.2kN/㎡×0.7×2.0kN/㎡×0.9×0.5kN/㎡×1.5m×6m=62.19kN。
   • 全跨永久荷载+半跨可变荷载：
     • 全跨节点永久荷载设计值：
       • 对结构不利时：$F_{1.1}=1.35×3.2kN/㎡×m×6m = 38.88kN$F1.1?=1.35×