鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)
鋼結(jié)構(gòu)屋架是現(xiàn)代建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，它能夠提供強(qiáng)大的支撐力和良好的空間靈活性。設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)是確保屋架安全、可靠和滿(mǎn)足特定使用要求的關(guān)鍵文件。，，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要根據(jù)建筑的功能需求和環(huán)境條件來(lái)確定屋架的類(lèi)型和尺寸。常見(jiàn)的類(lèi)型包括桁架、拱形和箱型等，每種類(lèi)型都有其獨(dú)特的力學(xué)性能和適用場(chǎng)景。，，進(jìn)行荷載分析，確定屋架所承受的外部荷載，如風(fēng)載、雪載、地震作用等。這些荷載的大小和方向?qū)⒅苯佑绊懙轿菁艿脑O(shè)計(jì)。，，進(jìn)行應(yīng)力和變形分析，確保屋架在各種荷載作用下不會(huì)發(fā)生過(guò)大的應(yīng)力或變形，從而保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。，，根據(jù)以上分析和計(jì)算結(jié)果，制定出具體的設(shè)計(jì)方案，包括材料選擇、截面設(shè)計(jì)和連接方式等，并編制詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，為施工和后續(xù)維護(hù)提供依據(jù)。
以下是鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)相關(guān)內(nèi)容：
一、設(shè)計(jì)資料
- 建筑概況
- 在[1]中的設(shè)計(jì)，車(chē)間無(wú)腐蝕性介質(zhì)，為單跨雙坡封閉式廠房。屋架采用三角形豪式鋼屋架，屋面坡度為1:3，屋架間距為6m，屋架下弦標(biāo)高為9米，兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面尺寸有相關(guān)規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。
- 在[2]中的設(shè)計(jì)，梯形鋼屋架跨度18米，屋架長(zhǎng)度90米，縱向柱距6米。屋面材料采用1.5×6預(yù)應(yīng)力混凝土板，屋面坡度i = 1800/10，采用無(wú)檁體系平坡梯形屋架，地區(qū)計(jì)算溫度高于某值，無(wú)侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為8度，屋架下弦標(biāo)高18米，廠房?jī)?nèi)有2臺(tái)中級(jí)工作制橋式吊車(chē)和2臺(tái)5t鍛錘。
- 材料選擇
- 兩篇資料均采用Q235鋼材，焊條采用E43型。
二、屋架形式及幾何尺寸
- 三角形屋架
- 根據(jù)[1]，屋架形式及幾何尺寸有相應(yīng)圖形展示，檁條支承于屋架上弦節(jié)點(diǎn)，屋架坡角等參數(shù)明確，檁距為1.866m。
- 梯形屋架
- 如[2]所述，屋架形式及幾何尺寸有對(duì)應(yīng)圖示，并且結(jié)合屋面材料、坡度等因素確定整體形狀與尺寸。
三、支撐的布置
- 三角形屋架支撐布置
- 由[1]可知，上、下弦橫向水平支撐設(shè)置在廠房?jī)啥撕椭胁康耐恢g，并在相應(yīng)開(kāi)間的屋架跨中設(shè)置垂直支撐，在其余開(kāi)間的屋架上弦跨中設(shè)置一道通長(zhǎng)的剛性細(xì)桿，下弦跨中設(shè)置一道通長(zhǎng)的柔性細(xì)桿，在下弦兩端設(shè)縱向水平支撐。
- 梯形屋架支撐布置
- 根據(jù)[2]，橫向支撐對(duì)保證上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性有重要作用，需設(shè)置上弦橫向支撐。由于房屋跨度和高度較小（跨度18小于24），且室內(nèi)無(wú)懸掛吊車(chē)，故不設(shè)下弦平面橫向支撐。橫向支撐一般設(shè)置在房屋兩端的第一個(gè)柱間內(nèi)，且間距不宜超過(guò)60米，由于房屋總長(zhǎng)為90米大于60米，故需在跨中增設(shè)一道橫向水平支撐。且由于屋架為梯形，故應(yīng)將縱向水平支撐設(shè)置在屋架的下弦平面，并且應(yīng)設(shè)置在屋架兩端節(jié)間處。為增加屋架整體性，垂直支撐布置在跨中及屋架的兩端，在屋脊和兩個(gè)支座處設(shè)置縱向剛性系桿，其余四道為柔性系桿。
四、檁條布置
- 三角形屋架檁條布置
- 依據(jù)[1]，檁條設(shè)置在屋架上弦的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，間距1.866m，在屋脊和屋檐分別設(shè)置斜拉條和撐桿。
- 梯形屋架未提及檁條布置：在[2]的內(nèi)容中未明確提及梯形屋架檁條布置相關(guān)內(nèi)容。
五、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
- 三角形屋架
- [1]給出了上弦節(jié)點(diǎn)恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值、上弦節(jié)點(diǎn)雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，并且有由檁條傳給屋架上弦節(jié)點(diǎn)的恒荷載、雪荷載的相關(guān)圖示輔助理解荷載情況。
- 梯形屋架
- 在[2]中，由于屋面坡度較小，對(duì)所有荷載均按水平投影面計(jì)算（風(fēng)荷載為風(fēng)吸力且為重屋蓋，故不考慮），并詳細(xì)列出了三氈四油防水層、水泥砂漿找平層、保溫層等各項(xiàng)荷載，最后得出永久荷載總和、屋面活荷載（大于雪荷載）、屋面積灰荷載等數(shù)據(jù)，并考慮了荷載組合，指出對(duì)于梯形屋架滿(mǎn)跨荷載布置時(shí)可使弦桿的內(nèi)力最大，而跨度中間的部分腹桿卻是半跨受荷載時(shí)內(nèi)力最大。
六、內(nèi)力組合與桿件選擇驗(yàn)算
- 三角形屋架
- [1]中有內(nèi)力組合表（表 - 1）和屋架桿件的選擇驗(yàn)算表（表 - 2），可根據(jù)這些表格數(shù)據(jù)進(jìn)行桿件的選擇與驗(yàn)算。
- 梯形屋架
- [2]未明確給出內(nèi)力組合表，但提及了不同荷載布置對(duì)弦桿和腹桿內(nèi)力的影響，可根據(jù)相關(guān)原理進(jìn)行內(nèi)力分析以進(jìn)行桿件選擇驗(yàn)算。
七、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
- 三角形屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
- 桿件焊縫尺寸計(jì)算：[1]詳細(xì)計(jì)算了支座節(jié)點(diǎn)、上弦弦間節(jié)點(diǎn)板、下弦節(jié)點(diǎn)等各處桿件焊縫尺寸。例如支座節(jié)點(diǎn)中，計(jì)算了支座底板、加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫、上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫等。上弦弦間節(jié)點(diǎn)板計(jì)算時(shí)考慮了上弦節(jié)點(diǎn)擱置屋面板的情況，分別對(duì)肢背與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫、肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫進(jìn)行計(jì)算。下弦節(jié)點(diǎn)也進(jìn)行了類(lèi)似的計(jì)算分析。
- 形心距離確定：屋架各桿件的角鋼背面的距離有圖表（表 - 4）給出，明確了桿件重心線(xiàn)至角鋼背面的距離。
- 各類(lèi)節(jié)點(diǎn)計(jì)算：包括支座節(jié)點(diǎn)、上弦弦間節(jié)點(diǎn)板、下弦節(jié)點(diǎn)等節(jié)點(diǎn)在不同工況下（如不同的內(nèi)力、荷載情況）的計(jì)算。例如對(duì)于有豎腹桿相連的節(jié)點(diǎn)板，選取2 - 8桿作用下的8號(hào)節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算；選取5 - 11桿的作用下5號(hào)節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，還涉及到填板的計(jì)算等。
- 梯形屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)未提及：[2]未詳細(xì)提及梯形屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容。
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