在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，屋架的計算跨度和支撐間距是設(shè)計的關(guān)鍵因素。優(yōu)化這些參數(shù)可以提升屋架的側(cè)向穩(wěn)定性，確保結(jié)構(gòu)安全。本文首先分析了影響屋架計算跨度的主要因素，包括材料特性、荷載分布、支撐條件等。提出了一種基于有限元分析的方法來評估不同支撐間距對屋架側(cè)向穩(wěn)定性的影響。通過對比實驗數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果，確定了最優(yōu)支撐間距，并提出了相應(yīng)的設(shè)計建議。
一、鋼結(jié)構(gòu)屋架計算跨度的定義
鋼結(jié)構(gòu)屋架計算跨度指的是相鄰的兩個橫軸之間的距離，是屋架兩端支點(diǎn)之間的距離，也就是梁、屋架、拱券兩端的支柱、橋墩或墻等承重結(jié)構(gòu)之間的距離。
二、計算跨度在設(shè)計中的意義
- 影響屋架內(nèi)力計算
- 在進(jìn)行屋架桿件內(nèi)力計算時，計算跨度是一個關(guān)鍵參數(shù)。例如在梯形鋼屋架的設(shè)計中，不同的計算跨度會導(dǎo)致在相同荷載作用下桿件內(nèi)力分布有所不同。以18米跨度和24米跨度的鋼屋架為例，隨著跨度的增大，桿件所受的內(nèi)力可能會增大，并且內(nèi)力分布規(guī)律也可能發(fā)生變化，這就需要根據(jù)計算跨度準(zhǔn)確計算各桿件內(nèi)力，從而合理選擇桿件截面尺寸等設(shè)計參數(shù)。
- 與支撐布置相關(guān)
- 橫向支撐的設(shè)置間距往往與屋架計算跨度有關(guān)。如果屋架計算跨度較大，可能需要在跨中增設(shè)橫向支撐以保證屋架的側(cè)向穩(wěn)定性。例如當(dāng)屋架跨度超過一定數(shù)值（如24米）時，除了在房屋兩端的第一個柱間內(nèi)設(shè)置橫向支撐外，可能還需要在跨中設(shè)置橫向支撐；而對于跨度較小（如小于24米）的屋架，根據(jù)具體情況可能不需要設(shè)置下弦平面橫向支撐等。
- 縱向支撐的設(shè)置也與計算跨度有一定關(guān)系，較大的計算跨度可能對房屋的整體剛度要求更高，在有特殊設(shè)備（如鍛壓車間有較大震動設(shè)備）時，即使跨度和高度相對較小，但由于整體剛度需求，也需要設(shè)置縱向水平支撐等，這也間接體現(xiàn)了計算跨度對支撐布置的影響。
三、計算跨度的取值考慮因素
- 結(jié)構(gòu)形式
- 不同的屋架結(jié)構(gòu)形式，其計算跨度的取值方式可能存在差異。例如芬克式三角形鋼屋架、梯形鋼屋架等，在考慮計算跨度時需要結(jié)合自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。三角形屋架的計算跨度可能直接與三角形的底邊長度相關(guān)，而梯形屋架可能需要根據(jù)兩端支撐點(diǎn)的位置準(zhǔn)確確定計算跨度。
- 荷載情況
- 荷載的類型、大小和分布方式會影響計算跨度的取值。如果屋架承受較大的集中荷載或者不均勻分布的荷載，在確定計算跨度時需要考慮這些荷載對屋架結(jié)構(gòu)受力性能的影響。例如在有橋式吊車（中級工作制）等較大荷載作用的廠房中，計算跨度的取值要確保屋架結(jié)構(gòu)在這些荷載作用下能夠滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。
- 支撐條件
- 屋架的支撐方式（如兩端支撐的類型、是否有中間支撐等）會對計算跨度產(chǎn)生影響。如果屋架兩端為固定支撐和鉸支支撐，在計算跨度取值上可能有所不同；若存在中間支撐，那么計算跨度的計算可能需要考慮中間支撐的位置和約束作用等。
鋼結(jié)構(gòu)屋架荷載分布計算
梯形鋼屋架設(shè)計參數(shù)選擇
鋼結(jié)構(gòu)屋架支撐間距優(yōu)化
屋架側(cè)向穩(wěn)定性提升方法
