梯形鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算書，梯形鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

2025-12-151.64 K閱讀1評論安陽鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司

本設(shè)計(jì)計(jì)算書針對梯形鋼屋架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析與計(jì)算，主要內(nèi)容包括荷載統(tǒng)計(jì)、內(nèi)力分析、桿件截面選擇、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性驗(yàn)算等，設(shè)計(jì)依據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，采用Q235B鋼材，屋架跨度24m，柱距6m，屋面坡度1/10，采用壓型鋼板復(fù)合保溫屋面。，計(jì)算恒荷載（屋面自重、屋架及支撐重量）和活荷載（雪荷載、檢修荷載），并考慮風(fēng)荷載的組合效應(yīng)，通過結(jié)構(gòu)力學(xué)方法進(jìn)行內(nèi)力分析，確定各桿件的軸力（上弦桿受壓、下弦桿受拉），并選取合適的雙角鋼截面（如2L100×10、2L75×6等），穩(wěn)定性驗(yàn)算中，通過計(jì)算長細(xì)比（λ≤150）和受壓承載力（N/φA≤f），確保桿件滿足規(guī)范要求。，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采用焊接連接，對支座節(jié)點(diǎn)、跨中節(jié)點(diǎn)及拼接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，包括焊縫長度（hf≥6mm）和螺栓布置（M20普通螺栓），驗(yàn)算了屋架撓度（≤L/400）和整體穩(wěn)定性，確保結(jié)構(gòu)安全可靠，最終設(shè)計(jì)成果包含材料表、施工圖及計(jì)算書，滿足經(jīng)濟(jì)性與施工可行性要求。，關(guān)鍵詞：梯形鋼屋架、內(nèi)力分析、桿件設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)連接、穩(wěn)定性驗(yàn)算

梯形鋼屋架的基本構(gòu)造

梯形鋼屋架通常由上弦桿、下弦桿、腹桿（包括豎桿和斜桿）以及節(jié)點(diǎn)板組成，其幾何形狀呈梯形，跨度一般在18~36m之間，高度與跨度之比通常為1/8~1/12，屋架材料多采用Q235或Q345鋼材,連接方式可采用焊接或高強(qiáng)度螺栓連接。

設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

荷載計(jì)算

梯形鋼屋架的荷載主要包括：

永久荷載（恒載）：屋面板、檁條、保溫層、防水層等自重。
可變荷載（活載）：雪荷載、風(fēng)荷載、施工荷載等。
特殊荷載：地震作用（視地區(qū)而定）。

荷載組合應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009）進(jìn)行,通常采用以下組合：

基本組合：1.2恒載 + 1.4活載
標(biāo)準(zhǔn)組合：恒載 + 活載

內(nèi)力分析

梯形鋼屋架的內(nèi)力分析可采用節(jié)點(diǎn)法或截面法，也可借助結(jié)構(gòu)分析軟件（如PKPM、SAP2000）進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算時需考慮以下內(nèi)容：

確定支座反力。
計(jì)算各桿件的軸力（拉桿或壓桿）。
驗(yàn)算桿件的穩(wěn)定性。

構(gòu)件設(shè)計(jì)

(1) 上弦桿設(shè)計(jì)

上弦桿主要承受壓力，需驗(yàn)算其穩(wěn)定性，計(jì)算公式如下： [ \sigma = \frac{N}{\varphi A} \leq f ]

( N ) 為軸壓力；
( \varphi ) 為穩(wěn)定系數(shù)（根據(jù)長細(xì)比查表）；
( A ) 為截面面積；
( f ) 為鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

(2) 下弦桿設(shè)計(jì)

下弦桿主要承受拉力，驗(yàn)算公式為： [ \sigma = \frac{N}{A} \leq f ]

(3) 腹桿設(shè)計(jì)

腹桿包括斜桿和豎桿，斜桿可能受拉或受壓，豎桿通常受壓，設(shè)計(jì)方法與上弦桿類似,需驗(yàn)算穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

節(jié)點(diǎn)是屋架的關(guān)鍵部位，需確保傳力可靠,節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

節(jié)點(diǎn)板厚度應(yīng)滿足受力要求,通常不小于8mm。
焊縫或螺栓連接應(yīng)滿足承載力要求。
節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)避免應(yīng)力集中。

撓度驗(yàn)算

屋架在荷載作用下的撓度應(yīng)滿足規(guī)范要求，一般不超過跨度的1/250。

計(jì)算實(shí)例

基本參數(shù)

跨度：24m
高度：3m（梯形屋架）
材料：Q235B
屋面荷載：恒載0.5kN/m2，活載0.3kN/m2

荷載計(jì)算

恒載：( G = 0.5 \times 6 = 3.0 \text{kN/m} )（檁條間距6m）
活載：( Q = 0.3 \times 6 = 1.8 \text{kN/m} )
設(shè)計(jì)荷載組合：( 1.2G + 1.4Q = 6.12 \text{kN/m} )

內(nèi)力分析

采用節(jié)點(diǎn)法計(jì)算各桿件軸力（略）,得到：

上弦桿最大壓力：( N = 120 \text{kN} )
下弦桿最大拉力：( N = 100 \text{kN} )
斜桿最大壓力：( N = 80 \text{kN} )

構(gòu)件設(shè)計(jì)

(1) 上弦桿

選用雙角鋼L100×8，查表得 ( \varphi = 0.85 )，( A = 15.6 \text{cm}^2 )： [ \sigma = \frac{120 \times 10^3}{0.85 \times 15.6 \times 10^2} = 90.5 \text{MPa} < 215 \text{MPa} \quad \text{滿足} ]

(2) 下弦桿

選用雙角鋼L90×6，( A = 10.6 \text{cm}^2 )： [ \sigma = \frac{100 \times 10^3}{10.6 \times 10^2} = 94.3 \text{MPa} < 215 \text{MPa} \quad \text{滿足} ]

(3) 斜桿

選用單角鋼L80×6，( \varphi = 0.75 )，( A = 9.4 \text{cm}^2 )： [ \sigma = \frac{80 \times 10^3}{0.75 \times 9.4 \times 10^2} = 113.2 \text{MPa} < 215 \text{MPa} \quad \text{滿足} ]