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钢屋架钢结构的设计流程

发布日期:2019-05-18  点击:
钢屋盖系统设计的组成部分之一。钢屋架是支承屋盖的钢制构件,钢屋架与柱组成横向框架。 钢屋架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。其跨度取决于工艺要求和建筑模数的考虑。无檩屋盖...
  钢屋盖系统设计的组成部分之一。钢屋架是支承屋盖的钢制构件,钢屋架与柱组成横向框架。
钢屋架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。其跨度取决于工艺要求和建筑模数的考虑。无檩屋盖中,屋架间距一般为6m。有檩屋盖(见钢屋盖系统设计)中,屋架间距与结构布置有关,一般为6m的模数,需要时,也可采用其它模数。
 
钢屋架的形式及构造
按外形,钢屋架可以分为梯形、平行弦和三角形等。按坡向又可分为双坡和单坡。梯形屋架适用于各种屋盖,平行弦屋架适用于有檩屋盖或跨度不太大的单坡无檩屋盖。下弦为折线的单坡钢屋架宜用于跨度较大的屋盖。三角形屋架适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖。
 
屋架上弦坡度取决于屋面材料。有油毡防水层的无檩屋盖的屋面坡度一般为1/10,有时也用1/20。有檩屋盖中,屋面坡度(或屋架上弦坡度)与屋面板材定尺长度及板材接缝处的处理有关,一般为1/10~1/6,当采用长定尺板材时,有时也采用1/20。
 
确定屋架的跨中高度h时,要考虑使屋架钢材消耗量较低、满足刚度要求及运输等条件以及与相邻屋架的协调关系。必要时,屋架的高度还需符合建筑模数要求。对于三角形屋架一般根据屋面坡度和屋架跨度即可确定屋架跨中高度。
屋架上弦节点的确定须与屋面材料相适应。尽可能使屋面荷载集中作用于节点处。无檩屋盖中,节点间距离一般等于混凝土屋面板的宽度。有檩屋盖中,节点间距离一般等于檩距或檩距为节点间距离的倍数。
屋架杆件的重心线在节点处须汇交于一点,当在汇交点的重心线间有偏心距时,要按有关规定考虑其影响。且重心线要与屋架几何轴线重合。一般采用双角钢并以填板联接组成的T形截面或焊接T形截面杆件;材料供应可能时,宜采用T形钢杆件。对于大跨度层架,为了便于吊装,有时也采取将弦杆及腹杆分开成两片,并用连板联系(每片桁架分设节点板)的方法,以增加屋架的侧向刚度。节点板的形状,力求规则、整齐。采用大型混凝土屋面板时,当屋面节点集中荷载较大,且上弦杆厚度较薄,要按有关规范对上弦杆水平肢进行加强。
 
设计屋架要考虑运输条件。当屋架的跨度或高度超过运输尺寸界限时,须分段制作,运至现场拼装。屋架与钢柱的连接可为刚接或铰接,与钢筋混凝土柱的连接则为铰接。三角形屋架与柱刚接时,一般设置隅撑。
 
计算        作用在屋架上的荷载有:屋盖结构、屋面板及灌缝、找平层、防水层、保温(或隔热)屋等重量、雪荷载或屋面均布活荷载(两者不同时考虑,取其大者)、积灰荷载、风荷载和单轨或检修吊车时的吊挂荷载等。位于地震区的屋架,还需按有关规范考虑地震作用的影响。
 
屋架计算一般是按简支屋架、节点铰接、集中荷载作用于节点上进行的。若节点之间有荷载时,要把荷载转换成节点荷载,且要考虑转换的效应。用计算机程序、图解法或数解法计算屋架杆件轴心力,按荷载规范组合屋架端弯矩及柱顶剪力对屋架杆件的不利影响,分别验算各杆件的强度及稳定性。各杆件的长细比要满足规范要求。
节点连接焊缝,要经计算确定。按支座斜杆(或三角形屋架端部弦杆)最大轴心力确定节点板厚度。必要时,需要验算节点板的抗拉强度。
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