
鋼屋架的計(jì)算通常包括可變荷載、風(fēng)荷載和雪荷載。我們需要確定這些荷載的大小,然后根據(jù)相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算。如果可變荷載為20kN/m,風(fēng)荷載為0.5kN/m,雪荷載為10kN/m,那么鋼屋架的總荷載為35kN/m。我們需要根據(jù)鋼屋架的尺寸(如跨度、高度等)和材料特性(如鋼材的強(qiáng)度等級(jí)、彈性模量等)來計(jì)算其承載力。我們可以通過公式來估算鋼屋架的承載力,如:F=PL/A,其中F是承載力,P是荷載,L是長(zhǎng)度,A是面積。我們還需要考慮到鋼屋架的穩(wěn)定性,如是否會(huì)發(fā)生屈曲或失穩(wěn)現(xiàn)象,以及是否需要采取加強(qiáng)措施。
一、鋼屋架計(jì)算的幾個(gè)方面
(一)荷載計(jì)算
- 永久荷載
- 屋面板重量:例如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板(包含嵌縫)通常為1.5kN/m2。
- 屋架自重:可根據(jù)公式pk?=0.12+0.011L(kN/m2)計(jì)算(L為屋架跨度,以m計(jì)),如在某實(shí)例中屋架自重計(jì)算為(120+11×24)=0.384kN/m2。
- 防水層、找平層、保溫層等重量:分別按各自的單位面積重量計(jì)算,如防水層0.38kN/m2、找平層(2cm厚)0.40kN/m2、保溫層0.97kN/m2等,支撐自重0.08kN/m2,將這些重量相加得到總的永久荷載,如在一個(gè)實(shí)例中永久荷載總計(jì)為∑3.714kN/m2。
- 可變荷載(活荷載)
- 確定活荷載系數(shù):對(duì)于沒有起重機(jī)天窗的常見工業(yè)廠房,活荷載系數(shù)為0.5kN/m2左右,可以將這個(gè)系數(shù)乘以屋面的面積,得到活荷載的荷重大小。如果有特殊設(shè)備等情況,需根據(jù)實(shí)際情況確定活荷載的大小。
- 考慮荷載作用位置:活荷載通常作用于屋面的支承點(diǎn)位置,對(duì)于均布荷載,荷載計(jì)算公式為:活荷載荷重大小 = 均布荷載系數(shù)×屋面面積;對(duì)于集中荷載,荷載計(jì)算公式為:活荷載荷重大小 = 集中荷載×荷載系數(shù)。
- 風(fēng)荷載和雪荷載(根據(jù)實(shí)際情況考慮)
- 如果屋面坡度較小,風(fēng)荷載對(duì)屋面為吸力時(shí),對(duì)重屋蓋可不考慮風(fēng)荷載。但在一般情況下,需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料和建筑規(guī)范來計(jì)算風(fēng)荷載和雪荷載對(duì)鋼屋架的影響。
(二)內(nèi)力計(jì)算
- 全跨荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算
- 按力學(xué)求解器計(jì)算桿件內(nèi)力,然后乘以實(shí)際的節(jié)點(diǎn)荷載。在全跨荷載作用下,屋架的弦桿、豎桿和靠近兩端的斜腹桿內(nèi)力均可能達(dá)到最大值,所以所有桿件的內(nèi)力均應(yīng)計(jì)算。
- 半跨荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算
- 在半跨荷載作用下,僅需計(jì)算近跨中的斜腹桿內(nèi)力,取其中不利內(nèi)力(正、負(fù)最大值)作為屋架設(shè)計(jì)的依據(jù)。
(三)桿件截面設(shè)計(jì)計(jì)算
- 上弦桿截面計(jì)算
- 確定計(jì)算內(nèi)力:整個(gè)上弦桿若采用同一截面,按最大內(nèi)力計(jì)算(一般為壓力)。例如某實(shí)例中N=?688.25kN(壓力)。
- 考慮計(jì)算長(zhǎng)度和穩(wěn)定系數(shù)
- 計(jì)算長(zhǎng)度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長(zhǎng)度l0x?,屋架平面外根據(jù)支撐和內(nèi)力變化取l0y?。若2l0x?≥l0y?,截面宜采用兩個(gè)不等肢角鋼,且短肢相并。
- 根據(jù)需要的截面積A、回轉(zhuǎn)半徑ix?、iy?,查角鋼型鋼表選擇合適的角鋼型號(hào)。例如選擇2∟160×100×10,A=50.6c㎡,ix?=2.85cm,iy?為某值。
- 截面驗(yàn)算
- 驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比λ是否滿足要求(如[λ]=150),計(jì)算λx?=ix?l0x??,λy
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