梯形屋架设计例题36米（梯形屋架设计中的关键节点）

赣州钢结构设计02-122阅读0评论

在梯形屋架设计中，关键节点的确定对于确保结构稳定性和安全性至关重要。以下是一个36米长的梯形屋架设计示例，其中包含了几个关键的设计节点：，，1. **节点位置选择**：根据荷载分布、支撑条件以及材料属性，合理选择节点位置。在承受较大水平力时，应选择在屋架的重心附近或通过梁柱连接点。，，2. **节点构造设计**：确保节点能够承受预期的荷载，包括轴力、弯矩和剪力等。这通常涉及到选择合适的螺栓、销钉或其他连接件来传递荷载。，，3. **节点刚度与强度计算**：通过使用适当的公式和程序进行节点刚度和强度的计算，确保节点在各种工况下都能正常工作。，，4. **节点细节处理**：考虑节点处的应力集中问题，可能需要进行节点加强或使用特殊材料以提高其承载能力。，，5. **节点优化**：通过迭代设计和测试，不断优化节点设计，以减少材料消耗并提高整体结构性能。，，梯形屋架设计中的节点是整个结构的关键组成部分，需要精心设计以确保安全和功能性。

一、36米梯形屋架的结构形式与几何尺寸

在一些设计实例中，梯形屋架的结构形式及几何尺寸是根据多种因素确定的。例如在无檩屋盖体系下，可能会有特定的端部高度和中间高度取值等。对于36米跨的梯形屋架，会考虑到其跨度较大的特点进行设计。
如在某36m跨梯形钢屋架课程设计计算书中提到的结构形式及几何尺寸，要综合考虑屋面结构体系、支撑布置等因素。这些因素相互影响，共同确定屋架的整体形状和各部分尺寸关系。这部分内容可参考。

二、荷载计算

（一）恒荷载

屋面材料：包括防水层（如二毡三油加小石子防水层等）、保温层（如60mm厚泡沫混凝土保温层）、找平层（如20厚1:2.5水泥砂浆找平层）等材料的自重都会形成恒荷载。例如，这些材料的自重可能分别为 $0.35kN/m2$ 、 $0.36kN/m2$ 、 $0.40kN/m2$ 等，再加上预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）的自重 $1.50kN/m2$ 以及悬挂管道等的自重 $0.05kN/m2$ 和屋架和支撑自重 $0.46kN/m2$ ，总共达到 $2.312kN/m2$ 。这些数据来源于。

（二）可变荷载

屋面活荷载和雪荷载：屋面活荷载标准值可能为 $0.5kN/m2$ ，雪荷载需要根据当地的气象条件等因素确定，并且屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大的荷载标准值进行计算。在一些地区，雪荷载可能有特定的取值，例如 $0.35kN/m2$ ，但如果屋面活荷载更大，则取屋面活荷载的值进行设计计算，这一原则在中有体现。
风荷载：基本风压值（如 $0.30kN/m2$ ）也是可变荷载的一部分，但在某些情况下，当屋面永久荷载较大时，负风压设计值小于永久荷载标准值，永久荷载与风荷载组合作用下不致使杆件内力变号，则可能不考虑风荷载的影响，具体可参考。

三、内力计算

要计算由屋架单位荷载 $P = 1kN$ 产生的内力，以及由固端弯矩产生的内力等。通过这些内力计算，可以确定屋架在不同荷载作用下各杆件的受力情况，为后续的杆件设计提供依据，具体计算过程可参考。

四、节点设计

（一）设计原则

结构安全：节点设计首先要保证结构安全，能够承受屋架在各种工况下的荷载传递。例如在承受恒荷载、可变荷载以及可能的地震、风振等动态荷载时，节点不能出现破坏或失效的情况。
施工便利：节点的构造应便于施工安装，降低施工难度和成本。比如选择合适的连接方式（焊接、螺栓连接或铆钉连接），使得在施工现场能够高效、准确地进行安装。
经济性：尽可能节约材料，降低成本。在满足结构强度和稳定性要求的前提下，选择合适的节点板尺寸、螺栓和铆钉规格等，以达到经济性的目的。
耐久性：节点应具有良好的耐久性，能够承受自然环境的影响。这可能涉及到节点的防腐处理等措施，确保节点在长期使用过程中性能不下降。这些设计原则在中有阐述。

（二）节点类型选择

铆钉连接节点：适用于需要高强度连接的节点，具有较高的承载能力。
焊接节点：适用于结构形式简单、承载力要求不高的节点。
螺栓连接节点：也有其适用的场景，在安装和拆卸相对方便的部位可能会优先考虑。这些节点类型的选择依据可参考。

五、稳定性分析

（一）分析方法

有限差分法：将连续的结构离散化为有限个小的差分单元，通过差分方程来描述结构的运动方程，进而求解结构的稳定性。
实验法：通过实验测试，对实际结构的稳定性进行分析和评估。
能量法：基于能量的角度，通过计算结构的变形能、势能等，推导出结构的稳定性条件。
有限元法：通过建立数学模型，将结构离散化为有限个单元，对每个单元进行受力分析，进而得到整体结构的稳定性。以上分析方法在中有介绍。

（二）稳定性考虑因素

静力稳定性分析：要考虑屋架的支撑条件，如支撑杆的长度、角度等对静力稳定性的影响，计算屋架在恒定载荷下的最大承载力和最小承载力，确保屋架在各种工况下都能保持稳定。
动力稳定性分析：分析屋架在动态载荷下的稳定性，如地震、风振等自然因素引起的动态载荷。通过模态分析和振动测试，了解屋架的固有频率和振型，评估其在动态载荷下的稳定性。根据静力和动力稳定性分析的结果，计算屋架的稳定性安全系数，安全系数一般要求大于1，表示结构具有一定的安全储备。这些稳定性考虑因素参考自。

梯形屋架设计中的关键节点

36米梯形屋架的荷载分配

梯形屋架设计例题36米（梯形屋架设计中的关键节点）钢结构玻璃栈道设计