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普通角鋼屋架設計要點

一、設計步驟概述

普通角鋼屋架設計需遵循結(jié)構(gòu)邏輯，確保安全性與經(jīng)濟性，主要步驟包括：確定屋架形式與尺寸、荷載計算、內(nèi)力分析與組合、桿件設計、節(jié)點設計及施工圖繪制。設計時需考慮屋架跨度、材料強度及環(huán)境條件，如溫度、地震設防等。

二、屋架形式選擇

屋架形式直接影響受力性能與適用場景：

• ?三角形屋架?：適用于坡度較大的輕屋面（如波形石棉瓦），高跨比約1/2.5~1/6，支座處弦桿內(nèi)力大，跨中較小，常用于中小型建筑。
• ?梯形屋架?：坡度平緩（高跨比1/8~1/12），受力均勻，弦桿內(nèi)力分布合理，適用于大中型廠房或坡度較小的屋面。
• ?平行弦屋架?：構(gòu)件規(guī)格少，便于工業(yè)化制作，但弦桿內(nèi)力不均，多用于單坡屋面或支撐體系。
• ?曲拱形屋架?：外形符合彎矩圖，受力最優(yōu)，但制作復雜，適用于特殊需求建筑。

三、荷載計算

荷載是設計基礎，需分永久荷載與可變荷載：

• ?永久荷載?：包括屋面板、保溫層、檁條等自重，以及屋架和支撐結(jié)構(gòu)重量。估算公式為：自重 = β × 跨度 × 水平投影荷載，其中β根據(jù)屋面荷載等級取值（輕屋蓋取0.01，中等取0.012，重屋蓋取0.117/跨度 + 0.011）。
• ?可變荷載?：含屋面活載、雪載、風載等，活載與雪載取較大值，風載在輕屋蓋中需考慮負風壓影響。
• ?荷載組合?：分使用階段（全跨永久+可變荷載）和施工階段（全跨自重+半跨屋面板重+活載），三角形屋架通常只需第一種組合，梯形屋架需多組合驗證。

四、內(nèi)力分析與桿件設計

內(nèi)力分析確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：

• ?內(nèi)力分布?：梯形屋架弦桿內(nèi)力較均勻，三角形屋架支座處內(nèi)力大，跨中小，需通過荷載組合確定最不利桿力。
• ?桿件設計?：優(yōu)先采用角鋼截面，如T形或十字形，以優(yōu)化受力。上下弦桿常用雙不等邊角鋼，增強側(cè)向剛度；腹桿宜長桿受拉、短桿受壓，夾角控制在30°~60°。支座腹桿因受力復雜，宜用長邊相并的雙角鋼。

五、節(jié)點設計

節(jié)點設計需兼顧構(gòu)造簡單與傳力效率：

• ?原則?：節(jié)點數(shù)量宜少，構(gòu)造簡化，避免弦桿局部彎矩。推薦采用十字形節(jié)點，減少偏心并便于吊裝。
• ?材料匹配?：鋼材選用Q235B，焊條用E43型，確保焊接質(zhì)量。

六、支撐體系與施工圖

支撐體系增強整體穩(wěn)定性：

• ?支撐作用?：包括上弦橫向支撐、下弦縱向支撐等，傳遞水平荷載并減少振動，間距不超過60米。
• ?施工圖繪制?：需標注幾何尺寸、節(jié)點詳圖及材料規(guī)格，如1.5×6.0米預應力混凝土屋板的應用。

七、注意事項

• ?環(huán)境適應性?：避免高溫、高濕或強侵蝕環(huán)境，地震設防區(qū)需加強節(jié)點。
• ?經(jīng)濟性?：輕屋蓋采用有檁體系（如壓型鋼板），減少自重；重屋蓋用無檁體系，提升剛度。
• ?施工便利?：選擇運輸安裝方便的形式，如芬克式腹桿，便于分段制造。

如需深化某部分內(nèi)容（如荷載計算示例或節(jié)點詳圖），請?zhí)峁┚唧w需求。