鋼結(jié)構(gòu)屋架內(nèi)力計(jì)算（全跨和半跨荷載組合內(nèi)力分析）

云浮加固改造設(shè)計(jì)公司12分鐘前562閱讀0評論

在鋼結(jié)構(gòu)屋架的設(shè)計(jì)和分析中，全跨和半跨荷載組合內(nèi)力分析是至關(guān)重要的。這種分析方法涉及將屋架的荷載分布劃分為全跨和半跨兩部分，并分別計(jì)算這兩部分的內(nèi)力。全跨荷載通常包括永久荷載（如自重）和活荷載（如雪荷載、風(fēng)荷載等），而半跨荷載則僅考慮活荷載。通過這種方式，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測屋架在不同荷載條件下的響應(yīng)，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。這種方法還可以幫助設(shè)計(jì)師優(yōu)化屋架的截面尺寸和材料選擇，以減輕整體重量并提高經(jīng)濟(jì)性。全跨和半跨荷載組合內(nèi)力分析為鋼結(jié)構(gòu)屋架的設(shè)計(jì)提供了一種有效的工具，有助于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)性能和耐久性。

鋼結(jié)構(gòu)屋架內(nèi)力計(jì)算

1. 荷載組合

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)屋架內(nèi)力計(jì)算時，首先需要考慮荷載的組合。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，對于普通鋼屋架，通?？紤]以下兩種荷載組合：

全跨恒載 + 全跨活載
全跨恒載 + 半跨活載

2. 內(nèi)力分析方法

內(nèi)力分析是鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)的重要步驟，常用的方法包括圖解法、解析法、電算和查表法。具體分析時，可以先分別計(jì)算（或查表）全跨和半跨單位節(jié)點(diǎn)荷載作用下的內(nèi)力，根據(jù)不同的荷載組合，列表計(jì)算。

3. 節(jié)點(diǎn)剛性影響

屋架節(jié)點(diǎn)多為焊接，交匯桿件通過節(jié)點(diǎn)板相連，節(jié)點(diǎn)具有一定剛性。節(jié)點(diǎn)剛性會引起桿件次應(yīng)力，次應(yīng)力一般較小，不予考慮。但在荷載很大的重型桁架中，有時需要計(jì)入次應(yīng)力的影響。

4. 桿件內(nèi)力變號

在屋架中部，某些桿件在全跨荷載時受拉，而在半跨荷載時可能受壓。半跨荷載包括活荷載、雪荷載、積灰荷載以及單側(cè)施工的情況。

5. 節(jié)間荷載作用

對于節(jié)間荷載作用的屋架，將節(jié)間荷載分配到相鄰的節(jié)點(diǎn)上，按只有節(jié)點(diǎn)荷載作用的屋架計(jì)算各桿內(nèi)力。直接承受節(jié)間荷載的弦桿為壓彎構(gòu)件（N，M），局部彎矩M理論上應(yīng)按彈性支座上的連續(xù)梁計(jì)算。

6. 實(shí)例計(jì)算

以一個具體的實(shí)例為例，假設(shè)屋架跨度為30m，柱距為6m，車間內(nèi)有兩臺15t/3t中級工作制軟鉤橋式吊車。屋面采用長尺復(fù)合屋面板，板厚50mm，檁距不大于1800mm。檁條采用冷彎薄壁卷邊槽鋼C200×70×。

6.1 支座反力計(jì)算

首先，需要計(jì)算支座反力。假設(shè)屋面均布活荷載為0.5kN/m2，雪荷載為0.3kN/m2，則全跨恒載+全跨活載的總荷載為： $q = g + q_{\text{活}} = 0.5 + 0.3 = 0.8 \text{kN/m}^2$

支座反力為： $R = \frac{q \cdot l}{2} = \frac{0.8 \times 30}{2} = 12 \text{kN}$

6.2 內(nèi)力計(jì)算

接下來，計(jì)算各桿件的內(nèi)力。以左半跨為例，假設(shè)節(jié)點(diǎn)a、b、c等處的荷載分別為 $P_a$ 、 $P_b$ 、 $P_c$ 等，通過節(jié)點(diǎn)平衡方程，可以求得各桿件的軸力、剪力和彎矩。例如，節(jié)點(diǎn)a的平衡方程為： $N_{ab} + N_{ac} = P_a$ $V_{ab} = V_{ac} = 0$ $M_{ab} + M_{ac} = 0$