摘要：本文旨在介紹18米鋼屋架的設(shè)計計算過程。介紹了鋼屋架的基本概念和設(shè)計要求，包括材料選擇、荷載計算和結(jié)構(gòu)分析等。詳細(xì)闡述了鋼屋架的結(jié)構(gòu)形式、尺寸參數(shù)和受力分析方法，以及如何根據(jù)設(shè)計要求進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過具體的案例分析，展示了鋼屋架設(shè)計的實際應(yīng)用效果和經(jīng)驗總結(jié)。

以下是一份18米鋼屋架設(shè)計計算書的主要內(nèi)容：

一、原始資料

1. 建筑概況
   • 某工業(yè)廠房為單跨，無天窗，縱向長度為60m，跨度為18m，采用梯形鋼屋架，無檁方案。屋面為上人屋面，坡度為$i = 1/15$i=1/15。屋架鉸支于鋼筋砼柱上，柱截面$400mm×400mm$400mm×400mm，砼標(biāo)號為C25，車間無吊車$1$1。
2. 屋面構(gòu)造
   • 屋面采用$1.5×6m$1.5×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板，$100mm$100mm厚泡沫混凝土保溫層，二氈三油改性瀝青防水卷材屋面$1$1。
3. 鋼材選用
   • 屋架采用的鋼材為Q345鋼，手工焊$1$1。

二、屋架形式和幾何尺寸確定

1. 計算跨度
   • 屋架計算跨度$l_{o}=18 - 2×0.15 = 17.7m$lo?=18?2×0.15=17.7m，跨中及端部高度的中間高度$h = 2250mm$h=2250mm在$17.7m$17.7m的兩端高度（桁架跨中起拱）$1$1。

三、荷載和內(nèi)力計算

1. 荷載計算
   • 屋架及支撐自重：$q = 0.12+0.011L$q=0.12+0.011L（$L$L為屋架跨度，以$m$m為單位，$q$q為屋架及支撐自重，以$kN/m^{2}$kN/m2為單位）。
   • 屋面活荷載與雪荷載：施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為$2.0kN/m^{2}$2.0kN/m2，雪荷載的基本雪壓標(biāo)準(zhǔn)值為$S_{0}=0.35kN/m^{2}$S0?=0.35kN/m2，施工活荷載與雪荷載不同時考慮，而是取兩者的較大值，這里屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計算。
   • 積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值：$0.5kN/m^{2}$0.5kN/m2。
   • 屋面各構(gòu)造層的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
     • 二氈三油改性瀝青防水層$0.40kN/m^{2}$0.40kN/m2。
     • 水泥砂漿找平層$0.40kN/m^{2}$0.40kN/m2。
     • 保溫層$0.60kN/m^{2}$0.60kN/m2。
     • 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板$1.50kN/m^{2}$1.50kN/m2。
   • 沿屋面斜面分布的永久荷載應(yīng)乘以換算為沿水平投影面分布的荷載。例如$1.002×0.4kN/m^{2}=0.4008kN/m^{2}$1.002×0.4kN/m2=0.4008kN/m2（水泥砂漿找平層）等$1$1。
   • 總計永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為$3.2kN/m^{2}$3.2kN/m2，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面活荷載$2.0kN/m^{2}$2.0kN/m2，積灰荷載$0.5kN/m^{2}$0.5kN/m2。
2. 荷載組合
   • 全跨永久荷載+全跨可變荷載（按永久荷載為主控制的組合）：全跨節(jié)點荷載設(shè)計值$F=(1.35×3.2kN/㎡×0.7×2.0kN/㎡×0.9×0.5kN/㎡×1.5m×6m = 62.19kN$F=(1.35×3.2kN/㎡×0.7×2.0kN/㎡×0.9×0.5kN/㎡×1.5m×6m=62.19kN。
   • 全跨永久荷載+半跨可變荷載：
     • 全跨節(jié)點永久荷載設(shè)計值：
       • 對結(jié)構(gòu)不利時：$F_{1.1}=1.35×3.2kN/㎡×m×6m = 38.88kN$F1.1?=1.35×