普通梯形钢屋架设计总结

延安加固改造设计公司9秒前1阅读0评论

本文总结了普通梯形钢屋架设计的关键要点。介绍了梯形钢屋架的基本原理和结构特点，强调了其承载能力强、空间利用率高等优点。详细阐述了梯形钢屋架的设计步骤，包括荷载分析、截面设计、支撑系统选择等关键步骤。在设计过程中，还需要考虑材料的力学性能、焊接工艺等因素，以确保设计的合理性和可靠性。还提出了一些设计中的注意事项，如考虑地震影响、优化结构布局等，以适应不同工程需求。通过实例分析，展示了梯形钢屋架在实际工程中的应用效果，验证了其设计的有效性和实用性。本文为梯形钢屋架设计提供了全面而深入的总结，对于相关领域的工程师和学者具有一定的参考价值。

一、普通梯形钢屋架设计概述

梯形钢屋架是一种常见的屋架结构形式，在工业厂房、仓库、展览馆等大型公共建筑中广泛应用，具有结构简单、受力合理、施工方便等优点。
屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等几种，梯形屋架外形比较接近弯矩图，因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀，用料较经济，且可以和柱刚接或铰接，刚接可使建筑物横向刚度提高。

二、主要尺寸确定

跨度：屋架的跨度取决于柱网的布置，柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度（公称跨度），一般以3m为模数。屋架的计算跨度是两端支座反力的距离，在大多数状况下计算跨度比公称跨度小。对于封闭结合，计算跨度 = 标志跨度 - 2×(150 - 300) 。
跨中高度：由经济要求、刚度要求、运输界限和屋面坡度等因素确定。依据屋架的允许挠度可决定最小高度，最大高度则取决于运输界限（如铁路运输界限为3.85m）；屋架的经济高度是依据上下弦杆和腹杆的总重量最小的条件确定。一般陡坡梯形屋架取h = 0.5 - 1.0m，缓坡梯形屋架取h = 1.8 - 2.1m 。
端部高度：与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/12 - 1/16）l，通常取2.0 - 2.5m；与柱铰接的梯形屋架，端部高度1.5 - 2.0m。在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度应尽可能一样。

三、起拱要求

跨度≥24m的梯形屋架，当下弦无曲折时，宜起拱，拱度v = l/500。起拱的方法一般是使下弦成直线弯折而将整个屋架抬高，即上、下弦同时起拱。

四、支撑布置

支撑布置的必要性：屋架是屋盖构造中最主要的承重构件，虽然屋架之间有檩条或屋面板联系，但仍旧是一不稳定的空间体系。
布置原则：
- 在设置有纵向支撑的平面内必须同时设置横向支撑，并将二者布置为封闭型。
- 所有的横向支撑、纵向支撑和竖向支撑均应与屋架、托架、天窗架等的杆件或檩条组成几何不变的桁架形式。
- 房屋中每一温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定构造的支撑系统。
- 传递风力、吊车水平力和水平地震作用的支撑，应能使外力由作用点尽快地传递到构造的支座。
- 柱距愈大或吊车工作量愈繁重，支撑的刚度应愈大。
- 在地震区应适当增加支撑，并加强支撑节点的连接强度。
具体支撑布置：
- 上弦横向水平支撑：在有檩体系或仅承受大型屋面板的无檩体系屋盖中均应设置屋架上弦横向水平支撑，一般应设置在房间的两端或横向温度伸缩缝间区段的两端的第一个柱间。在非地震区当承受山墙承重或抗震设防烈度6、7度有天窗时，为使屋架支撑与天窗架支撑位于同一开间内，也可将支撑布置在第二个柱间，但第一柱间必须用刚性系杆与端屋架上弦牢固连接。两个上弦横向支撑间的距离不宜大于66m，故当房屋较长（大于66m）时，尚应在中间柱间增设横向水平支撑。
- 下弦横向水平支撑：一般和上弦横向水平支撑布置在同一开间，它们和相邻的两个屋架组成一个空间桁架体系。一般情况下，应设置下弦横向水平支撑，但当跨度大于18m且未设悬挂起重运输设备和吊车，或者虽有吊车但吨位不大，也没有较大的振动设备，可不设置下弦横向水平支撑。
- 下弦纵向支撑：主要作用是与横向水平支撑一起形成封闭体系，以提高房屋的整体刚度。