鋼屋架課程設(shè)計(jì)針對(duì)21米跨度、長(zhǎng)度90米的鋼結(jié)構(gòu),積灰荷載為0.9kn/m2。該設(shè)計(jì)考慮了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力,采用了合理的材料選擇和構(gòu)造措施,確保了結(jié)構(gòu)的安全可靠性。還對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析,提出了相應(yīng)的解決方案。
一、設(shè)計(jì)資料
以下是根據(jù)您提供的部分信息(21m跨度、長(zhǎng)度90m、積灰荷載0.9kN/m2)推測(cè)的鋼屋架課程設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容:
(一)結(jié)構(gòu)選型
- 屋架形式:通常對(duì)于21m跨度的鋼屋架,可采用梯形鋼屋架等形式。例如在一些類(lèi)似的設(shè)計(jì)中,梯形鋼屋架能夠較好地適應(yīng)這種跨度要求,配合相應(yīng)的支撐體系保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(二)荷載計(jì)算
- 永久荷載:
- 屋面板自重:如果采用1.5m×6m的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板,其自重標(biāo)準(zhǔn)值需要根據(jù)具體的材料和構(gòu)造確定,一般來(lái)說(shuō)會(huì)有一個(gè)固定的取值范圍。
- 屋架自重:屋架自重可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或者參考類(lèi)似設(shè)計(jì)案例進(jìn)行估算。例如可以按照每米多少千牛的方式計(jì)算,在初步設(shè)計(jì)階段給出一個(gè)近似值,后續(xù)再根據(jù)具體桿件尺寸等進(jìn)行精確計(jì)算。
- 保溫層、防水層等:若有8cm厚泡沫混凝土保溫層、卷材屋面等構(gòu)造層,其自重也需要計(jì)算在內(nèi)。
- 可變荷載:
- 活荷載:需要根據(jù)建筑的使用功能確定活荷載標(biāo)準(zhǔn)值,例如對(duì)于一般的工業(yè)廠房或者民用建筑,活荷載取值有所不同。
- 積灰荷載:已知積灰荷載為0.9kN/m2,這個(gè)荷載在有積灰可能的工業(yè)廠房中是需要重點(diǎn)考慮的,在計(jì)算桿件內(nèi)力時(shí)要和其他荷載按照相應(yīng)的組合規(guī)則進(jìn)行組合。
- 雪荷載和風(fēng)荷載:需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料確定雪荷載和風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,不同地區(qū)的取值差異較大。
(三)桿件設(shè)計(jì)
- 內(nèi)力計(jì)算:
- 根據(jù)選定的屋架形式和荷載情況,計(jì)算各個(gè)桿件的內(nèi)力。對(duì)于21m跨度的鋼屋架,在不同荷載組合(如全跨荷載、半跨荷載等)下,弦桿、腹桿等桿件的內(nèi)力會(huì)有所不同??梢圆捎昧W(xué)求解器或者結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算,例如在全跨均布荷載作用下,上弦桿受壓,下弦桿受拉,腹桿內(nèi)力根據(jù)其位置和受力特性確定。
- 截面選擇:
- 根據(jù)計(jì)算得到的內(nèi)力,按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范選擇合適的桿件截面。例如對(duì)于受壓桿件,要考慮其長(zhǎng)細(xì)比、穩(wěn)定性等因素;對(duì)于受拉桿件,要考慮其強(qiáng)度等因素。常用的桿件截面形式有H型鋼、角鋼等,根據(jù)具體的受力情況和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行選擇。
(四)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
- 連接方式:
- 節(jié)點(diǎn)連接可采用焊接、螺栓連接或者栓焊混合連接等方式。例如在一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),采用焊接可以保證節(jié)點(diǎn)的整體性和強(qiáng)度;而在需要便于拆卸或者調(diào)整的部位,可采用螺栓連接。
- 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造:
- 設(shè)計(jì)上弦節(jié)點(diǎn)、下弦節(jié)點(diǎn)、腹桿節(jié)點(diǎn)等時(shí),要保證桿件之間的傳力明確、可靠。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造需要考慮桿件的交匯角度、連接的可行性等因素,同時(shí)要滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求。
(五)支撐布置
- 橫向水平支撐:
- 根據(jù)廠房長(zhǎng)度(90m)、跨度(21m)和荷載情況,合理設(shè)置橫向水平支撐。例如可以設(shè)置三道或者四道上、下弦橫向水平支撐,以提高屋架的側(cè)向穩(wěn)定性。支撐的設(shè)置位置要考慮柱網(wǎng)布置情況,如設(shè)置在特定的柱間等。
- 垂直支撐和系桿:
- 在設(shè)置橫向水平支撐的柱間,于屋架跨中和兩端設(shè)置垂直支撐,保證屋架的空間穩(wěn)定性。同時(shí),在上弦平面和下弦平面設(shè)置剛性系桿和柔性系桿,用于傳遞水平力、保證桿件的穩(wěn)定等。
梯形鋼屋架穩(wěn)定性分析
鋼屋架積灰荷載影響
屋架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造優(yōu)化方法
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查詢(xún)