21米跨度的鋼屋架設計是一項復雜的工程任務，它涉及到結(jié)構力學、材料科學和建筑設計等多個領域的知識。在設計過程中，需要對屋架進行精確的結(jié)構分析，以確保其能夠承受預期的荷載，包括風載、雪載以及可能的人為負載。還需要考慮到施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題，如焊接質(zhì)量、安裝精度等，并采取相應的措施來確保屋架的穩(wěn)定性和安全性。21米跨度的鋼屋架設計是一個需要綜合考慮多種因素的復雜過程，需要專業(yè)的知識和經(jīng)驗來完成。
21米跨度鋼屋架設計概述
21米跨度的鋼屋架設計是一個復雜的工程任務，涉及多個方面的考量，包括結(jié)構選型、荷載計算、材料選擇、支撐布置等。以下是根據(jù)搜索結(jié)果總結(jié)的設計要點：
1. 設計資料
- 項目背景：
- 地點：天津地區(qū)一單跨物資倉庫。
- 尺寸：長96米，跨度21米。
- 柱子：鋼筋混凝土柱，尺寸400×400毫米，柱距6米。
- 混凝土標號：C30。
- 屋蓋體系：無檁屋蓋體系，梯形鋼屋架。
- 設計溫度：高于-20°C。
- 荷載：
- 屋面積灰荷載：0.45 kN/m2。
- 雪荷載：0.40 kN/m2。
- 風荷載：0.5 kN/m2。
- 屋面材料荷載：
- 防水層（八層做法）：0.35 kN/m2。
- 找平層（20mm厚水泥砂漿）：0.4 kN/m2。
- 泡沫混凝土保溫層：0.35 kN/m2。
- 預應力混凝土大型屋面板：1.4 kN/m2。
- 鋼屋架和支撐自重：0.12 + 0.011 × 21 = 0.351 kN/m2。
2. 屋架形式及尺寸
- 屋架類型：梯形鋼屋架。
- 屋面坡度：i = 1/10。
- 屋架端部高度：1700毫米。
- 屋架跨中高度：2750毫米。
- 上弦長度：L = 21000 mm。
- 節(jié)間長度：a = L/6 = 3500 mm。
- 節(jié)間水平段投影尺寸：a cos(θ) = 3485 mm。
- 屋架桿件幾何尺寸：根據(jù)幾何關系計算各桿件的長度和角度。
3. 材料選擇
- 鋼材：Q235-B。
- 焊條：E43型，手工焊。
- 螺栓：M20普通螺栓。
4. 屋蓋支撐布置
- 橫向水平支撐：在房屋兩端第一個柱間各設置一道上弦平面橫向支撐和下弦平面橫向支撐。
- 柔性水平系桿：在屋架的下弦節(jié)點設計三道柔性水平系桿，上弦節(jié)點處的柔性水平系桿均設置。
- 剛性系桿：在第一柱間的上弦平面設置剛性系桿保證安裝時上弦桿的穩(wěn)定，第一柱間下弦平面也設置剛性系桿以傳遞山墻風荷載。
5. 荷載計算與組合
- 永久荷載設計值：
- 防水層：0.35 kN/m2 × 1.2 = 0.42 kN/m2。
- 找平層：0.4 kN/m2 × 1.2 = 0.48 kN/m2。
- 泡沫混凝土保溫層：0.35 kN/m2 × 1.2 = 0.42 kN/m2。
- 預應力混凝土大型屋面板：1.4 kN/m2 × 1.2 = 1.68 kN/m2。
- 鋼屋架和支撐自重：0.351 kN/m2 × 1.2 = 0.4212 kN/m2。
- 總永久荷載：3.387 kN/m2。
- 可變荷載設計值：
- 雪荷載：0.40 kN/m2 × 1.4 = 0.56 kN/m2。
- 積灰荷載：0.45 kN/m2 × 1.4 = 0.63 kN/m2。
- 總可變荷載：1.19 kN/m2。
6. 設計步驟
- 確定設計荷載：根據(jù)設計規(guī)范和項目要求，確定各項荷載的標準值和設計值。
- 選擇結(jié)構類型：根據(jù)跨度和荷載情況，選擇合適的屋架形式，如梯形鋼屋架。
- 計算幾何尺寸：根據(jù)屋面坡度和跨度，計算屋架各桿件的幾何尺寸。
- 布置支撐系統(tǒng)：合理布置橫向水平支撐和柔性水平系桿，確保結(jié)構的穩(wěn)定性和安全性。
- 進行荷載組合：根據(jù)荷載組合原則，計算各工況下的最大荷載效應。
- 選擇材料和連接方式：根據(jù)計算結(jié)果，選擇合適的鋼材和焊條，確定連接方式。
- 施工圖設計：繪制詳細的施工圖，包括各部件的尺寸、材料、連接方式等。
7. 注意事項
- 安全系數(shù)：設計過程中應考慮安全系數(shù)，確保結(jié)構的安全性和可靠性。
- 施工可行性：設計應考慮施工的可行性和經(jīng)濟性，確保施工過程順利進行。
- 規(guī)范遵循：設計應嚴格遵循國家和地方的相關規(guī)范和標準。
通過以上步驟和要點，可以確保21米跨度鋼屋架的設計既科學合理，又安全可靠。
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