钢结构屋架内力计算（全跨和半跨荷载组合内力分析）

云浮加固改造设计公司12分钟前562阅读0评论

在钢结构屋架的设计和分析中，全跨和半跨荷载组合内力分析是至关重要的。这种分析方法涉及将屋架的荷载分布划分为全跨和半跨两部分，并分别计算这两部分的内力。全跨荷载通常包括永久荷载（如自重）和活荷载（如雪荷载、风荷载等），而半跨荷载则仅考虑活荷载。通过这种方式，可以更准确地预测屋架在不同荷载条件下的响应，确保结构的安全和稳定。这种方法还可以帮助设计师优化屋架的截面尺寸和材料选择，以减轻整体重量并提高经济性。全跨和半跨荷载组合内力分析为钢结构屋架的设计提供了一种有效的工具，有助于实现结构的最优性能和耐久性。

钢结构屋架内力计算

1. 荷载组合

在进行钢结构屋架内力计算时，首先需要考虑荷载的组合。根据《建筑结构荷载规范》，对于普通钢屋架，通常考虑以下两种荷载组合：

全跨恒载 + 全跨活载
全跨恒载 + 半跨活载

2. 内力分析方法

内力分析是钢结构屋架设计的重要步骤，常用的方法包括图解法、解析法、电算和查表法。具体分析时，可以先分别计算（或查表）全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。

3. 节点刚性影响

屋架节点多为焊接，交汇杆件通过节点板相连，节点具有一定刚性。节点刚性会引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。但在荷载很大的重型桁架中，有时需要计入次应力的影响。

4. 杆件内力变号

在屋架中部，某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。半跨荷载包括活荷载、雪荷载、积灰荷载以及单侧施工的情况。

5. 节间荷载作用

对于节间荷载作用的屋架，将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节点荷载作用的屋架计算各杆内力。直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M），局部弯矩M理论上应按弹性支座上的连续梁计算。

6. 实例计算

以一个具体的实例为例，假设屋架跨度为30m，柱距为6m，车间内有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×。

6.1 支座反力计算

首先，需要计算支座反力。假设屋面均布活荷载为0.5kN/m2，雪荷载为0.3kN/m2，则全跨恒载+全跨活载的总荷载为： $q = g + q_{\text{活}} = 0.5 + 0.3 = 0.8 \text{kN/m}^2$

支座反力为： $R = \frac{q \cdot l}{2} = \frac{0.8 \times 30}{2} = 12 \text{kN}$

6.2 内力计算

接下来，计算各杆件的内力。以左半跨为例，假设节点a、b、c等处的荷载分别为 $P_a$ 、 $P_b$ 、 $P_c$ 等，通过节点平衡方程，可以求得各杆件的轴力、剪力和弯矩。例如，节点a的平衡方程为： $N_{ab} + N_{ac} = P_a$ $V_{ab} = V_{ac} = 0$ $M_{ab} + M_{ac} = 0$