鋼屋架課程設(shè)計思考題（鋼屋架支撐系統(tǒng)的設(shè)計）

宜昌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計公司 1天前 ( 12-17 02:48 ) 1 搶沙發(fā)

鋼屋架支撐系統(tǒng)設(shè)計是結(jié)構(gòu)工程中的一個重要環(huán)節(jié)，涉及到材料選擇、力學(xué)計算、構(gòu)造優(yōu)化以及成本控制等多個方面。在設(shè)計過程中，首先需要確定屋架的類型和尺寸，包括主梁、次梁以及連接件的規(guī)格。根據(jù)使用要求和荷載情況，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析，確保結(jié)構(gòu)的安全性。還需考慮施工工藝和現(xiàn)場安裝條件，以實現(xiàn)設(shè)計的可行性和施工的便捷性。通過對比不同設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性和實用性，選擇最優(yōu)方案。

一、結(jié)構(gòu)選型方面

（一）屋架形式選擇

不同屋面材料與屋架形式的適配性
- 當(dāng)屋面采用大型屋面板時，像梯形鋼屋架這種無檁體系屋架是比較合適的選擇，例如在某單跨單層廠房中，屋面采用1.5*6.0m太空輕質(zhì)大型屋面板，就選用了平坡梯形鋼屋架。
建筑功能與屋架形式
- 如果廠房內(nèi)有吊車或振動設(shè)備，屋架的選型需要考慮承受動荷載的能力。而對于沒有吊車和振動設(shè)備的廠房，選型時可側(cè)重于滿足空間要求和經(jīng)濟(jì)性。

（二）鋼材選擇

根據(jù)工程環(huán)境選擇鋼材
- 對于一般環(huán)境下的鋼屋架，Q235 - BF鋼材是常見的選擇，如在給出的梯形鋼屋架課程設(shè)計示例中，采用的就是Q235 - BF鋼材。
- 如果是處于腐蝕環(huán)境或?qū)︿摬膹?qiáng)度要求較高的特殊工程，可能需要考慮Q345等更高強(qiáng)度或耐腐蝕性更好的鋼材。
鋼材的可焊性考慮
- 選擇鋼材時，要考慮與焊條的匹配性以保證焊接質(zhì)量。例如采用E43型焊條時，Q235 - BF鋼材是合適的，因為它們之間具有良好的可焊性。

二、荷載計算方面

（一）恒荷載

屋面材料自重
- 不同的屋面材料，如大型屋面板、彩鋼板等，其自重不同，需要準(zhǔn)確計算。像大型屋面板的自重就是鋼屋架恒荷載的重要組成部分。
屋架結(jié)構(gòu)自重
- 屋架桿件、節(jié)點板等的重量也需要考慮到恒荷載中，這部分重量的計算需要根據(jù)屋架的具體形式和桿件尺寸來確定。

（二）活荷載

屋面活荷載取值
- 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，不同類型的屋面（如上人屋面、不上人屋面等）活荷載取值不同，在設(shè)計中要準(zhǔn)確選取。
雪荷載考慮
- 在有雪地區(qū)，需要考慮雪荷載，雪荷載的大小與地區(qū)、屋面坡度等因素有關(guān)。當(dāng)屋面坡度較大時，雪荷載可能會有所減小。

三、內(nèi)力計算方面

（一）計算方法

節(jié)點法
- 通過分析屋架各個節(jié)點的受力平衡來計算桿件內(nèi)力，適用于簡單的屋架結(jié)構(gòu)形式。
截面法
- 選取屋架的某一截面，根據(jù)截面一側(cè)的外力平衡來計算被截桿件的內(nèi)力，常用于求解特定桿件內(nèi)力。

（二）荷載組合

恒荷載與活荷載組合
- 在計算桿件內(nèi)力時，需要考慮恒荷載和活荷載的不同組合情況，以確定最不利的內(nèi)力組合，作為桿件設(shè)計的依據(jù)。
考慮特殊荷載組合
- 如果工程位于地震區(qū)，還需要考慮地震荷載與恒、活荷載的組合；有吊車的廠房要考慮吊車荷載與其他荷載的組合等。

四、桿件設(shè)計方面

（一）桿件截面選擇

根據(jù)內(nèi)力大小選擇截面
- 內(nèi)力較大的桿件需要選擇較大的截面尺寸，以滿足承載能力要求。例如，對于承受較大拉力或壓力的桿件，要保證其截面面積足夠。
考慮桿件長細(xì)比
- 屋架壓桿的容許長度比是桿件設(shè)計的重要限制條件，如給出的屋架設(shè)計中屋架壓桿【】 = 150，需要在設(shè)計桿件截面時確保長細(xì)比滿足要求，以保證桿件的穩(wěn)定性。

（二）桿件的連接設(shè)計

焊接連接
- 焊接連接是鋼屋架中常見的連接方式，在設(shè)計時要考慮焊縫的尺寸、形式等，以保證連接的強(qiáng)度。例如在圓鋼管鋼屋架中，要根據(jù)計算結(jié)果確定合適的焊縫形式進(jìn)行焊接連接。
螺栓連接
- 對于某些部位，螺栓連接可能更合適，需要確定螺栓的規(guī)格、數(shù)量和排列方式等，保證連接的可靠性。

五、節(jié)點設(shè)計方面

（一）節(jié)點形式選擇

根據(jù)桿件連接方式選擇
- 如果是焊接連接的桿件，節(jié)點形式要便于焊接操作和保證焊接質(zhì)量；若是螺栓連接，則節(jié)點形式要考慮螺栓的安裝空間等因素。

（二）節(jié)點的受力分析

節(jié)點承受的力
- 節(jié)點要承受來自桿件的內(nèi)力，包括拉力、壓力、剪力等，在設(shè)計節(jié)點時需要準(zhǔn)確分析這些力的大小和方向。
保證節(jié)點的強(qiáng)度和穩(wěn)定性
- 通過合理設(shè)計節(jié)點板的尺寸、厚度，以及連接方式等，確保節(jié)點在受力情況下不會破壞，保證整個屋架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

六、支撐系統(tǒng)設(shè)計方面

（一）支撐類型

橫向水平支撐
- 上弦橫向水平支撐和下弦橫向水平支撐的設(shè)置位置和間距有一定要求。例如上弦橫向水平支撐一般設(shè)在第一或第二柱間及溫度縫區(qū)段兩端的第一柱間，且一般不超過60米要加設(shè)一道，廠房大于66M時，跨中要設(shè)一道。
縱向水平支撐
- 下弦縱向水平支撐位置通常在屋架下弦兩端節(jié)間處，并且在特定的5種情況下才設(shè)置。
垂直支撐
- 垂直支撐對保證屋架的空間穩(wěn)定性也有重要作用，其設(shè)置需要綜合考慮屋架的形式、跨度等因素。