梯形屋架設(shè)計(jì)例題

遂寧加固改造設(shè)計(jì)公司 3天前 ( 12-25 09:22 ) 1 搶沙發(fā)

梯形屋架是一種常見的建筑結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是在兩個(gè)垂直方向上具有相同的高度，而在水平方向上則逐漸降低。這種設(shè)計(jì)可以提供良好的穩(wěn)定性和承載能力，同時(shí)也可以節(jié)省材料。，，在設(shè)計(jì)梯形屋架時(shí)，需要考慮的因素包括荷載、跨度、材料強(qiáng)度、穩(wěn)定性等。荷載主要包括自重、雪載、風(fēng)載等；跨度是指屋架的長(zhǎng)度；材料強(qiáng)度是指材料的抗壓、抗拉等性能；穩(wěn)定性是指屋架在受到外力作用時(shí)的變形程度。，，設(shè)計(jì)過程通常包括以下幾個(gè)步驟：根據(jù)實(shí)際需求確定屋架的尺寸和形狀；計(jì)算所需的材料強(qiáng)度和重量；選擇合適的支撐方式和連接方式；進(jìn)行力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，確保設(shè)計(jì)的合理性和安全性。

梯形鋼屋架設(shè)計(jì)例題相關(guān)內(nèi)容

一、設(shè)計(jì)資料示例

基本信息
- 在一個(gè)梯形鋼屋架設(shè)計(jì)例題中，給出了如題號(hào)、屋面坡度、跨度、長(zhǎng)度、地點(diǎn)、基本風(fēng)壓、基本雪壓等基本信息。例如某例題中，屋面坡度為 $1:10$ ，跨度 $30m$ ，長(zhǎng)度 $10m$ ，地點(diǎn)為成都，基本風(fēng)壓 $0.10kN/m2$ ，基本雪壓 $0.5kN/m2$ ，采用 $1.5m×6m$ 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板， $80mm$ 厚泡沫混凝土保護(hù)層，卷材屋面，屋面坡度 $i = 1/10$ 。屋架鉸支在鋼筋混凝土柱上，上柱截面為 $400mm×400mm$ ，混凝土采用 $C0$ ，鋼筋采用 $Q35B$ 級(jí)，焊條采用 $E43$ 型 $4$ ()。
屋架尺寸相關(guān)
- 計(jì)算跨度：如 $l_0 = 30m -×0.15m = 9.7m$ （這里可能數(shù)據(jù)記錄有部分缺失，但體現(xiàn)了計(jì)算跨度的計(jì)算方式） $4$ ()。
- 跨中及端部高度：對(duì)于平坡梯形屋架，會(huì)給出端部高度取值的依據(jù)，如取屋架在某軸線處的端部高度，并且會(huì)提到跨中起拱的考慮，例如按一定比例取起拱值 $1$ ()。

二、結(jié)構(gòu)形式與布置

屋蓋方案選擇
- 無檁設(shè)計(jì)方案：在鋼屋架上直接放置預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，其上鋪設(shè)保溫層和防水層。這種方案屋蓋的橫向剛度大，整體性好，適合對(duì)結(jié)構(gòu)橫向剛度要求高的廠房，但屋面板自重大，屋蓋結(jié)構(gòu)自重大，抗震性能較差 $2$ ()。
- 有檁設(shè)計(jì)方案：在鋼屋架上設(shè)置檁條，檁條上面再鋪設(shè)輕型屋面材料，如石棉瓦、壓型鋼板等。對(duì)于橫向剛度要求不高，特別是不需要做保溫層的中小型廠房較為適用 $2$ ()。
屋架形式及幾何尺寸：會(huì)給出屋架的具體形式（如平坡梯形屋架）以及幾何尺寸圖，包括半跨和全跨的梯形鋼屋架形式和幾何尺寸 $2$ ()。
支撐布置
- 橫向水平支撐：根據(jù)廠房長(zhǎng)度、跨度及荷載情況設(shè)置，如設(shè)置三道上、下弦橫向水平支撐，廠房?jī)啥说臋M向水平支撐設(shè)在第一柱間，其規(guī)格可能與中間柱間支撐有所不同 $2$ ()。
- 系桿設(shè)置：在上弦平面設(shè)置剛性與柔性系桿以保證安裝時(shí)上弦桿的穩(wěn)定；在各柱間下弦平面的跨中及端部設(shè)置柔性系桿以傳遞山墻風(fēng)荷載。在設(shè)置橫向水平支撐的柱間，于屋架跨中和兩端各設(shè)一道垂直支撐 $2$ ()。

三、荷載計(jì)算

荷載類型與取值
- 屋面荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，計(jì)算時(shí)取較大值進(jìn)行計(jì)算。例如某例題中給出了預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板、三氈四油防水層、找平層、泡沫混凝土保護(hù)層、屋架和支撐自重、管道荷載等各項(xiàng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 $1$ ()。
荷載組合
- 全跨永久荷載 + 全跨可變荷載：這是設(shè)計(jì)屋架時(shí)需要考慮的一種荷載組合情況 $1$ ()。
- 全跨永久荷載 + 半跨可變荷載：也是常見的荷載組合形式 $1$ ()。
- 全跨屋架(包括支撐)自重 + 半跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷載：在施工階段等情況下需要考慮的荷載組合 $1$ ()。

四、內(nèi)力計(jì)算

計(jì)算方法：通常采用數(shù)解法先解得 $F = 1$ 時(shí)的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（ $F = 1$ 作用于全跨、左半跨和右半跨），然后進(jìn)行組合計(jì)算各桿件內(nèi)力 $1$ ()。
內(nèi)力組合結(jié)果示例：會(huì)列出桿件名稱、內(nèi)力系數(shù)、不同組合下的計(jì)算桿件內(nèi)力等內(nèi)容，如對(duì)于上弦桿、下弦桿、斜腹桿、豎桿等分別給出計(jì)算結(jié)果 $1$ ()。

五、桿件設(shè)計(jì)

上弦桿設(shè)計(jì)
- 截面選擇依據(jù)：整個(gè)上弦采用等截面，按內(nèi)力較大的桿件設(shè)計(jì)，例如按 $IJ$ 、 $JK$ 桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)。計(jì)算長(zhǎng)度要分別考慮屋架平面內(nèi)和平面外的情況，屋架平面內(nèi)為節(jié)間軸線長(zhǎng)度，平面外根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況確定（如取為支撐點(diǎn)間的距離） $1$ ()。
- 截面驗(yàn)算：根據(jù)計(jì)算得到需要的截面積、回轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)選擇角鋼型號(hào)，然后進(jìn)行驗(yàn)算，包括細(xì)長(zhǎng)比驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算等 $1$ ()。
下弦桿設(shè)計(jì)
- 截面選擇依據(jù)：整個(gè)下弦桿采用同一截面，根據(jù)其軸力計(jì)算所需截面 $1$ ()。
- 截面選擇與驗(yàn)算：選擇合適的角鋼型號(hào)（如不等肢角鋼），并進(jìn)行驗(yàn)算，確保所選截面符合要求 $1$ ()。
斜腹桿設(shè)計(jì)：例如端斜桿 $aB$ 桿件，根據(jù)其軸力、計(jì)算長(zhǎng)度等因素選擇合適的不等肢角鋼（如長(zhǎng)肢相并的角鋼型號(hào)），然后進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算 $1$ ()。
豎桿設(shè)計(jì)：根據(jù)其受力特點(diǎn)和內(nèi)力情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，不過在某些情況下如果某桿可在某點(diǎn)處不斷開，可采用通桿 $1$ ()。