《普通鋼屋架結構設計計算書摘要》**，本次普通鋼屋架結構設計計算書涵蓋多方面關鍵內容，首先明確設計依據，包括相關規(guī)范標準等，為設計提供堅實準則，接著對屋架進行荷載分析，考慮恒載、活載等多種荷載組合，精準確定作用在屋架上的力。，在桿件內力計算環(huán)節(jié)，運用合理的力學方法，細致算出各桿件在不同工況下的內力數值，這是后續(xù)設計的基礎，而后根據內力情況及規(guī)范要求，對屋架桿件進行截面選擇與驗算，確保其強度、穩(wěn)定性等滿足安全標準。，對屋架的節(jié)點進行精心設計與計算，保證節(jié)點連接可靠，能有效傳遞內力。

設計依據

普通鋼屋架結構設計應遵循以下規(guī)范及標準：

• 《鋼結構設計標準》（GB 50017）：規(guī)定鋼結構的基本設計原則、材料性能及計算方法。
• 《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009）：明確各類荷載（恒載、活載、風載、雪載等）的取值標準。
• 《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011）：規(guī)定抗震設防要求及計算方法。
• 《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50205）：確保施工質量符合設計要求。

設計時還需考慮工程所在地的氣候條件、地質情況以及業(yè)主的特殊要求。

荷載計算

1 恒載（永久荷載）

恒載包括屋架自重、屋面材料（如彩鋼板、保溫層、防水層等）的重量,通常按均布荷載計算。

• 屋面板及檁條：0.3 kN/m2
• 屋架自重（估算）：0.15 kN/m2
• 其他附加荷載（如吊頂、管線）：0.1 kN/m2
  總恒載：0.55 kN/m2

2 活載（可變荷載）

活載包括屋面活荷載、雪荷載和風荷載,按最不利組合計算：

• 屋面活荷載（GB 50009）：0.5 kN/m2（不上人屋面）
• 雪荷載（按地區(qū)雪壓計算）：如0.4 kN/m2
• 風荷載（按風壓計算）：風壓標準值 ( w_k = \beta_z \mu_s \mu_z w_0 )，( w_0 ) 為基本風壓，( \beta_z ) 為風振系數，( \mu_s ) 為體型系數，( \mu_z ) 為風壓高度變化系數。

3 荷載組合

根據GB 50009,采用以下組合：

• 基本組合（承載能力極限狀態(tài)）：1.2恒載 + 1.4活載
• 標準組合（正常使用極限狀態(tài)）：恒載 + 活載

內力分析

鋼屋架通常采用桁架模型進行內力計算，假設節(jié)點為鉸接，僅承受軸力,計算方法包括：

• 節(jié)點法：逐個節(jié)點平衡計算桿件內力。
• 截面法：通過截取部分桁架計算內力。
• 有限元法：采用結構分析軟件（如SAP2000、PKPM）進行精確計算。

以簡支三角形鋼屋架為例,計算步驟如下：

1. 確定支座反力。
2. 采用節(jié)點法計算各桿件軸力（拉桿或壓桿）。
3. 繪制軸力圖,找出最不利內力。

構件設計

1 桿件截面選擇

根據內力計算結果,選擇合適截面：

• 上弦桿（受壓）：通常采用雙角鋼或T型鋼,需驗算穩(wěn)定性。
• 下弦桿（受拉）：可采用單角鋼或H型鋼,驗算強度。
• 腹桿（斜桿和豎桿）：根據受力情況選擇截面。

2 強度驗算

• 拉桿：( \sigma = \frac{N}{A_n} \leq f )（( f ) 為鋼材抗拉強度設計值）
• 壓桿：除強度外，還需驗算穩(wěn)定性 ( \frac{N}{\varphi A} \leq f )，( \varphi ) 為穩(wěn)定系數。

3 長細比限制

• 受壓桿件：( \lambda \leq 150 )
• 受拉桿件：( \lambda \leq 250 )

節(jié)點設計

鋼屋架節(jié)點通常采用焊接或螺栓連接,設計要點包括：

• 節(jié)點板尺寸：滿足傳力要求,避免應力集中。
• 焊縫計算：按GB 50017驗算焊縫強度。
• 螺栓連接：計算抗剪和抗拉承載力。

上弦桿與節(jié)點板的連接：

• 采用角焊縫，計算焊縫長度 ( l_w \geq \frac{N}{0.7h_f f_t^w} )
• 螺栓連接需驗算單個螺栓的承載力 ( N_v^b = n_v \frac{\pi d^2}{4} f_v^b )