鋼屋架計算書是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要文檔,它詳細(xì)記錄了對鋼屋架進行荷載組合分析的過程。荷載組合方法是指將不同種類的荷載按照一定的比例組合起來,以評估屋架在特定條件下的應(yīng)力和變形情況。這種方法有助于確保屋架的安全性和耐久性,同時也便于施工和維護。在編寫鋼屋架計算書時,需要綜合考慮各種可能的荷載,如風(fēng)載、雪載、自重、活荷載等,并采用適當(dāng)?shù)慕M合方法來估算這些荷載對屋架的影響。還需要對屋架的材料性能、幾何尺寸以及支撐條件等因素進行詳細(xì)的分析和考慮,以確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
以下是一份鋼屋架計算書通常包含的內(nèi)容:
一、設(shè)計資料
- 屋架的基本參數(shù)
- 跨度:明確鋼屋架的跨度大小,例如在某梯形鋼屋架計算書中,跨度可能為18m等。這一參數(shù)對屋架的受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計有重要影響 .
- 屋架長度:給出屋架的整體長度數(shù)值。
- 縱向柱距:柱距的大小關(guān)系到屋架所承受的荷載分布和傳遞,像有的設(shè)計中縱向柱距為6m .
- 荷載信息
- 屋面荷載
- 永久荷載:包括屋面的防水層(如三氈四油防水層)、找平層(水泥砂漿找平層)、保溫層、隔氣層等材料的自重,還有預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板和屋架及支撐自重等。這些荷載需要按照水平投影面計算其總和 .
- 活荷載:屋面活荷載(如可能大于雪荷載的情況)、屋面積灰荷載等。不同類型的建筑屋面活荷載取值不同,需根據(jù)相關(guān)規(guī)范確定。
- 風(fēng)荷載:根據(jù)建筑所在地區(qū)的基本風(fēng)壓、建筑體型系數(shù)等參數(shù)計算風(fēng)荷載對屋架的作用。不過在某些情況下,如重屋蓋且風(fēng)荷載為風(fēng)吸力時,可能不考慮風(fēng)荷載的影響 .
- 屋面荷載
- 材料選用
- 鋼材:說明鋼材的型號,例如常用的Q235 - B鋼材。鋼材的強度、韌性等性能決定了屋架桿件的承載能力 .
- 焊條:確定焊條的型號,像E43系列型焊條等,其與鋼材的匹配性對焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的安全性有影響 .
二、結(jié)構(gòu)形式與選型
- 屋架形式
- 描述屋架的幾何形狀,如梯形鋼屋架等。并且要給出屋架形式及幾何尺寸圖,明確各桿件的布置形式和節(jié)點連接方式。例如,布置屋架形式及幾何尺寸如圖一所示(可參考相關(guān)計算書附圖).
- 支撐布置
- 橫向支撐:對保證上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性有重要作用。根據(jù)房屋的跨度、高度、室內(nèi)設(shè)備情況等確定是否設(shè)置上弦橫向支撐和下弦平面橫向支撐。如房屋跨度小于24m、室內(nèi)無懸掛吊車時,可能不設(shè)下弦平面橫向支撐;若房屋總長大于60m,可能需在跨中增設(shè)一道橫向水平支撐等 .
- 縱向支撐:考慮房屋的整體剛度要求,在有較大震動設(shè)備(如鍛壓車間)時,即使跨度、高度較小也應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。
- 垂直支撐:為增加屋架的整體性,應(yīng)將垂直支撐布置在跨中及屋架的兩端。同時在屋脊和兩個支座處設(shè)置縱向剛性系桿,其余可設(shè)置為柔性系桿 .
三、內(nèi)力計算
- 荷載組合
- 根據(jù)不同的荷載工況,確定荷載組合方式。對于梯形屋架滿跨荷載布置時弦桿內(nèi)力最大,而跨度中間部分腹桿可能是半跨受荷載時內(nèi)力最大。但對于跨中部分斜腹桿,若考慮半跨荷載可能產(chǎn)生內(nèi)力變化,有時按受壓桿進行計算時可不考慮半跨荷載作用的組合,例如按全跨永久荷載和全跨可變荷載計算 .
- 桿件內(nèi)力計算方法
- 采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法,如節(jié)點法、截面法等計算屋架各桿件的內(nèi)力。根據(jù)屋架的受力簡圖(如桁架計算簡圖),分析在各種荷載組合下桿件的軸力(拉力或壓力)大小。可以列出內(nèi)力計算表格,詳細(xì)記錄各桿件在不同荷載組合下的內(nèi)力數(shù)值 .
四、桿件截面選擇
- 桿件受力類型分類
- 將桿件分為上弦桿、下弦桿、斜腹桿、豎桿等不同類型,根據(jù)各自的受力特點(受拉或受壓)進行截面選擇。
- 截面選擇依據(jù)
- 對于受壓桿件,要考慮桿件的穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)桿件的計算長度(屋架平面內(nèi)和平面外計算長度)、軸心受壓桿穩(wěn)定系數(shù)表等確定合適的截面尺寸。例如,計算長度與回轉(zhuǎn)半徑的比值等參數(shù)滿足相關(guān)要求。對于受拉桿件,要滿足抗拉強度要求,同時考慮桿件在其他荷載組合時可能產(chǎn)生的內(nèi)力變號,可能需要按壓桿的容許長細(xì)比進行控制 .
- 根據(jù)計算得出的內(nèi)力大小,查角鋼規(guī)格表選擇合適的角鋼型號作為桿件截面。如選用等截面、不等邊軋制角鋼等不同類型的角鋼組合,像2∟短肢相并、2∟長肢相接等形式 .
五、節(jié)點設(shè)計
- 焊縫設(shè)計
- 確定焊縫類型,如側(cè)面角焊縫等。根據(jù)焊縫的抗拉、抗壓、抗剪強度設(shè)計值(如E50型焊條對應(yīng)的焊縫強度設(shè)計值),計算各桿件與節(jié)點板連接所需的焊縫長度。例如,對于下弦節(jié)點“c”,設(shè)“Bc”桿的肢背和肢尖焊縫厚度為8mm,根據(jù)內(nèi)力計算所需的焊縫長度,肢背取130mm,肢尖取50mm等 .
- 節(jié)點板尺寸確定
- 考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作安裝要求,確定節(jié)點板的尺寸。例如綜合考慮各桿件與節(jié)點板的連接情況,取節(jié)點板尺寸為300mm×230mm等 .
- 支座節(jié)點設(shè)計
- 對于支座節(jié)點“a”,要考慮便于施焊等因素,確定下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離(如取160mm)。在節(jié)點中心線上設(shè)置加勁肋,加勁肋的高度與節(jié)點板高度相等,厚度為10mm等 .
鋼屋架設(shè)計參數(shù)有哪些?
如何計算鋼屋架內(nèi)力?
鋼屋架荷載組合方法
鋼屋架材料選擇標(biāo)準(zhǔn)