鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)詳解》是一份關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)的詳細(xì)資料，其涵蓋了設(shè)計(jì)資料、計(jì)算方法、荷載分析等多方面內(nèi)容，在設(shè)計(jì)資料方面，會(huì)明確如某車(chē)間廠房的總長(zhǎng)度、吊車(chē)情況、有無(wú)腐蝕性介質(zhì)等具體信息，像有的設(shè)計(jì)中單跨屋架平面尺寸、柱距等數(shù)據(jù)都有明確給出，計(jì)算方法上，一般采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，對(duì)比結(jié)構(gòu)在正常使用和極限狀態(tài)下的承載能力確保安全，荷載計(jì)算包括恒載（如屋面板、保溫層等）、活載、雪載等，同時(shí)會(huì)考慮是否忽略一些特殊荷載及全跨荷載積雪不均勻分布情況。

鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)的基本要求

鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009）等相關(guān)規(guī)范的要求，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下幾個(gè)方面：

1. 結(jié)構(gòu)安全性：確保屋架在各種荷載作用下具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
2. 經(jīng)濟(jì)性：在滿足安全性的前提下，優(yōu)化構(gòu)件尺寸，降低材料成本。
3. 施工可行性：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮施工便利性，避免復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。
4. 耐久性：考慮防腐、防火等措施，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。

荷載計(jì)算

荷載計(jì)算是鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),主要包括以下幾種荷載：

1 永久荷載（恒載）

• 屋架自重
• 屋面材料（如彩鋼板、保溫層、防水層等）
• 吊頂、燈具等附加荷載

2 可變荷載（活載）

• 屋面活荷載（如雪荷載、檢修荷載）
• 風(fēng)荷載（需考慮正壓和負(fù)壓作用）
• 地震作用（按抗震規(guī)范計(jì)算）

3 荷載組合

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009），荷載組合應(yīng)按照以下情況進(jìn)行：

• 基本組合（1.2恒載 + 1.4活載）
• 考慮風(fēng)荷載的組合（1.0恒載 + 1.4風(fēng)載）
• 地震作用組合（1.2恒載 + 1.3地震作用）

內(nèi)力分析

鋼結(jié)構(gòu)屋架的內(nèi)力分析通常采用有限元法或簡(jiǎn)化計(jì)算方法（如節(jié)點(diǎn)法、截面法），常見(jiàn)的屋架形式包括三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架等。

1 節(jié)點(diǎn)法

節(jié)點(diǎn)法適用于桁架結(jié)構(gòu),假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)為鉸接，僅承受軸向力，計(jì)算步驟如下：

1. 計(jì)算支座反力。
2. 逐個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力平衡分析,求解各桿件的軸力。

2 有限元分析

對(duì)于復(fù)雜屋架,可采用有限元軟件（如SAP2000、ANSYS、Midas等）進(jìn)行精確計(jì)算，考慮節(jié)點(diǎn)的剛接或半剛接特性。

構(gòu)件設(shè)計(jì)

1 桿件設(shè)計(jì)

屋架構(gòu)件主要包括上弦桿、下弦桿、腹桿等，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮：

• 強(qiáng)度驗(yàn)算：確保軸力、彎矩、剪力不超過(guò)材料強(qiáng)度。
• 穩(wěn)定性驗(yàn)算：長(zhǎng)細(xì)比（λ）應(yīng)滿足規(guī)范要求，防止失穩(wěn)。
• 截面選擇：常用截面包括H型鋼、角鋼、鋼管等。

2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

節(jié)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)屋架的關(guān)鍵部位,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮：

• 焊接連接：計(jì)算焊縫長(zhǎng)度和厚度，確保承載力。
• 螺栓連接：計(jì)算螺栓數(shù)量、間距和抗剪能力。
• 節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)：確保節(jié)點(diǎn)板尺寸合理，避免應(yīng)力集中。

計(jì)算書(shū)示例

以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的鋼結(jié)構(gòu)屋架計(jì)算書(shū)示例：

1 基本參數(shù)

• 屋架跨度：24m
• 屋架高度：3m
• 屋面坡度：1:10
• 材料：Q355B鋼

2 荷載計(jì)算

• 恒載：0.5 kN/m2（屋面板 + 檁條）
• 活載：0.5 kN/m2（雪荷載）
• 風(fēng)載：0.6 kN/m2（基本風(fēng)壓）

3 內(nèi)力分析

采用節(jié)點(diǎn)法計(jì)算各桿件軸力,結(jié)果如下：

• 上弦桿最大壓力：-120 kN
• 下弦桿最大拉力：+100 kN
• 腹桿最大壓力：-80 kN

4 構(gòu)件驗(yàn)算

• 上弦桿選用H200×200×8×12，驗(yàn)算穩(wěn)定性滿足要求。
• 下弦桿選用H150×150×6×10，驗(yàn)算強(qiáng)度滿足要求。
• 腹桿選用L100×8角鋼，長(zhǎng)細(xì)比λ < 150，滿足規(guī)范。

5 節(jié)點(diǎn)計(jì)算

• 上弦節(jié)點(diǎn)采用10mm厚節(jié)點(diǎn)板,焊縫長(zhǎng)度≥100mm。
• 下弦節(jié)點(diǎn)采用M20高強(qiáng)度螺栓,數(shù)量≥4個(gè)。

施工圖與構(gòu)造要求

鋼結(jié)構(gòu)屋架施工圖應(yīng)包括：

• 屋架平面布置圖
• 構(gòu)件詳圖（標(biāo)注尺寸、焊縫、螺栓等）
• 節(jié)點(diǎn)大樣圖
• 材料表

構(gòu)造要求：

• 避免偏心受力,確保傳力路徑清晰。
• 設(shè)置必要的支撐系統(tǒng)（如水平支撐、垂直支撐）以提高整體穩(wěn)定性。
• 防腐處理：采用熱鍍鋅或涂裝防銹漆。

鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)是確保結(jié)構(gòu)安全的重要文件,設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算，本文通過(guò)示例展示了計(jì)算書(shū)的基本框架，實(shí)際工程中還需結(jié)合具體情況進(jìn)行調(diào)整，合理的鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)不僅能保證安全性，還能提高經(jīng)濟(jì)性和施工效率。

參考文獻(xiàn)

1. GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
2. GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
3. JGJ 99-2015《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
4. 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版）