梯形屋架設(shè)計例題

遂寧加固改造設(shè)計公司 1個月前 ( 03-27 ) 1273 搶沙發(fā)

梯形屋架是一種常見的建筑結(jié)構(gòu)，其特點是在兩個垂直方向上具有相同的高度，而在水平方向上則逐漸降低。這種設(shè)計可以提供良好的穩(wěn)定性和承載能力，同時也可以節(jié)省材料。，，在設(shè)計梯形屋架時，需要考慮的因素包括荷載、跨度、材料強度、穩(wěn)定性等。荷載主要包括自重、雪載、風(fēng)載等；跨度是指屋架的長度；材料強度是指材料的抗壓、抗拉等性能；穩(wěn)定性是指屋架在受到外力作用時的變形程度。，，設(shè)計過程通常包括以下幾個步驟：根據(jù)實際需求確定屋架的尺寸和形狀；計算所需的材料強度和重量；選擇合適的支撐方式和連接方式；進行力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，確保設(shè)計的合理性和安全性。

梯形鋼屋架設(shè)計例題相關(guān)內(nèi)容

一、設(shè)計資料示例

基本信息
- 在一個梯形鋼屋架設(shè)計例題中，給出了如題號、屋面坡度、跨度、長度、地點、基本風(fēng)壓、基本雪壓等基本信息。例如某例題中，屋面坡度為 $1:10$ ，跨度 $30m$ ，長度 $10m$ ，地點為成都，基本風(fēng)壓 $0.10kN/m2$ ，基本雪壓 $0.5kN/m2$ ，采用 $1.5m×6m$ 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板， $80mm$ 厚泡沫混凝土保護層，卷材屋面，屋面坡度 $i = 1/10$ 。屋架鉸支在鋼筋混凝土柱上，上柱截面為 $400mm×400mm$ ，混凝土采用 $C0$ ，鋼筋采用 $Q35B$ 級，焊條采用 $E43$ 型 $4$ ()。
屋架尺寸相關(guān)
- 計算跨度：如 $l_0 = 30m -×0.15m = 9.7m$ （這里可能數(shù)據(jù)記錄有部分缺失，但體現(xiàn)了計算跨度的計算方式） $4$ ()。
- 跨中及端部高度：對于平坡梯形屋架，會給出端部高度取值的依據(jù)，如取屋架在某軸線處的端部高度，并且會提到跨中起拱的考慮，例如按一定比例取起拱值 $1$ ()。

二、結(jié)構(gòu)形式與布置

屋蓋方案選擇
- 無檁設(shè)計方案：在鋼屋架上直接放置預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，其上鋪設(shè)保溫層和防水層。這種方案屋蓋的橫向剛度大，整體性好，適合對結(jié)構(gòu)橫向剛度要求高的廠房，但屋面板自重大，屋蓋結(jié)構(gòu)自重大，抗震性能較差 $2$ ()。
- 有檁設(shè)計方案：在鋼屋架上設(shè)置檁條，檁條上面再鋪設(shè)輕型屋面材料，如石棉瓦、壓型鋼板等。對于橫向剛度要求不高，特別是不需要做保溫層的中小型廠房較為適用 $2$ ()。
屋架形式及幾何尺寸：會給出屋架的具體形式（如平坡梯形屋架）以及幾何尺寸圖，包括半跨和全跨的梯形鋼屋架形式和幾何尺寸 $2$ ()。
支撐布置
- 橫向水平支撐：根據(jù)廠房長度、跨度及荷載情況設(shè)置，如設(shè)置三道上、下弦橫向水平支撐，廠房兩端的橫向水平支撐設(shè)在第一柱間，其規(guī)格可能與中間柱間支撐有所不同 $2$ ()。
- 系桿設(shè)置：在上弦平面設(shè)置剛性與柔性系桿以保證安裝時上弦桿的穩(wěn)定；在各柱間下弦平面的跨中及端部設(shè)置柔性系桿以傳遞山墻風(fēng)荷載。在設(shè)置橫向水平支撐的柱間，于屋架跨中和兩端各設(shè)一道垂直支撐 $2$ ()。

三、荷載計算

荷載類型與取值
- 屋面荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，計算時取較大值進行計算。例如某例題中給出了預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板、三氈四油防水層、找平層、泡沫混凝土保護層、屋架和支撐自重、管道荷載等各項荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值 $1$ ()。
荷載組合
- 全跨永久荷載 + 全跨可變荷載：這是設(shè)計屋架時需要考慮的一種荷載組合情況 $1$ ()。
- 全跨永久荷載 + 半跨可變荷載：也是常見的荷載組合形式 $1$ ()。
- 全跨屋架(包括支撐)自重 + 半跨屋面板自重 + 半跨屋面活荷載：在施工階段等情況下需要考慮的荷載組合 $1$ ()。

四、內(nèi)力計算

計算方法：通常采用數(shù)解法先解得 $F = 1$ 時的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（ $F = 1$ 作用于全跨、左半跨和右半跨），然后進行組合計算各桿件內(nèi)力 $1$ ()。
內(nèi)力組合結(jié)果示例：會列出桿件名稱、內(nèi)力系數(shù)、不同組合下的計算桿件內(nèi)力等內(nèi)容，如對于上弦桿、下弦桿、斜腹桿、豎桿等分別給出計算結(jié)果 $1$ ()。

五、桿件設(shè)計

上弦桿設(shè)計
- 截面選擇依據(jù)：整個上弦采用等截面，按內(nèi)力較大的桿件設(shè)計，例如按 $IJ$ 、 $JK$ 桿件的最大設(shè)計內(nèi)力設(shè)計。計算長度要分別考慮屋架平面內(nèi)和平面外的情況，屋架平面內(nèi)為節(jié)間軸線長度，平面外根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況確定（如取為支撐點間的距離） $1$ ()。
- 截面驗算：根據(jù)計算得到需要的截面積、回轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)選擇角鋼型號，然后進行驗算，包括細長比驗算和穩(wěn)定性驗算等 $1$ ()。
下弦桿設(shè)計
- 截面選擇依據(jù)：整個下弦桿采用同一截面，根據(jù)其軸力計算所需截面 $1$ ()。
- 截面選擇與驗算：選擇合適的角鋼型號（如不等肢角鋼），并進行驗算，確保所選截面符合要求 $1$ ()。
斜腹桿設(shè)計：例如端斜桿 $aB$ 桿件，根據(jù)其軸力、計算長度等因素選擇合適的不等肢角鋼（如長肢相并的角鋼型號），然后進行相關(guān)驗算 $1$ ()。
豎桿設(shè)計：根據(jù)其受力特點和內(nèi)力情況進行設(shè)計，不過在某些情況下如果某桿可在某點處不斷開，可采用通桿 $1$ ()。