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鋼屋架怎么算(可變荷載,風荷載和雪荷載(根據實際情況考慮))

鋼屋架怎么算(可變荷載,風荷載和雪荷載(根據實際情況考慮)) 建筑施工圖施工

鋼屋架的計算通常包括可變荷載、風荷載和雪荷載。我們需要確定這些荷載的大小,然后根據相應的公式進行計算。如果可變荷載為20kN/m,風荷載為0.5kN/m,雪荷載為10kN/m,那么鋼屋架的總荷載為35kN/m。我們需要根據鋼屋架的尺寸(如跨度、高度等)和材料特性(如鋼材的強度等級、彈性模量等)來計算其承載力。我們可以通過公式來估算鋼屋架的承載力,如:F=PL/A,其中F是承載力,P是荷載,L是長度,A是面積。我們還需要考慮到鋼屋架的穩定性,如是否會發生屈曲或失穩現象,以及是否需要采取加強措施。

一、鋼屋架計算的幾個方面

(一)荷載計算

  1. 永久荷載
    • 屋面板重量:例如預應力鋼筋混凝土屋面板(包含嵌縫)通常為1.5kN/m21.5kN/m^{2}
    • 屋架自重:可根據公式pk=0.12+0.011L(kN/m2)p_{k}=0.12 + 0.011L(kN/m^{2})計算(LL為屋架跨度,以mm計),如在某實例中屋架自重計算為(120+11×24)=0.384kN/m2(120+11×24)=0.384kN/m^{2}
    • 防水層、找平層、保溫層等重量:分別按各自的單位面積重量計算,如防水層0.38kN/m20.38kN/m^{2}、找平層(2cm2cm厚)0.40kN/m20.40kN/m^{2}、保溫層0.97kN/m20.97kN/m^{2}等,支撐自重0.08kN/m20.08kN/m^{2},將這些重量相加得到總的永久荷載,如在一個實例中永久荷載總計為3.714kN/m2\sum3.714kN/m^{2}
  2. 可變荷載(活荷載)
    • 確定活荷載系數:對于沒有起重機天窗的常見工業廠房,活荷載系數為0.5kN/m20.5kN/m^{2}左右,可以將這個系數乘以屋面的面積,得到活荷載的荷重大小。如果有特殊設備等情況,需根據實際情況確定活荷載的大小。
    • 考慮荷載作用位置:活荷載通常作用于屋面的支承點位置,對于均布荷載,荷載計算公式為:活荷載荷重大小 = 均布荷載系數×屋面面積;對于集中荷載,荷載計算公式為:活荷載荷重大小 = 集中荷載×荷載系數。
  3. 風荷載和雪荷載(根據實際情況考慮)
    • 如果屋面坡度較小,風荷載對屋面為吸力時,對重屋蓋可不考慮風荷載。但在一般情況下,需要根據當地的氣象資料和建筑規范來計算風荷載和雪荷載對鋼屋架的影響。

(二)內力計算

  1. 全跨荷載作用下的內力計算
    • 按力學求解器計算桿件內力,然后乘以實際的節點荷載。在全跨荷載作用下,屋架的弦桿、豎桿和靠近兩端的斜腹桿內力均可能達到最大值,所以所有桿件的內力均應計算。
  2. 半跨荷載作用下的內力計算
    • 在半跨荷載作用下,僅需計算近跨中的斜腹桿內力,取其中不利內力(正、負最大值)作為屋架設計的依據。

(三)桿件截面設計計算

  1. 上弦桿截面計算
    • 確定計算內力:整個上弦桿若采用同一截面,按最大內力計算(一般為壓力)。例如某實例中N=?688.25kNN = - 688.25kN(壓力)。
    • 考慮計算長度和穩定系數
      • 計算長度屋架平面內取節間軸線長度l0xl_{0x},屋架平面外根據支撐和內力變化取l0yl_{0y}。若2l0xl0y2l_{0x}\geq l_{0y},截面宜采用兩個不等肢角鋼,且短肢相并。
      • 根據需要的截面積AA、回轉半徑ixi_{x}iyi_{y},查角鋼型鋼表選擇合適的角鋼型號。例如選擇2160×100×102∟160×100×10A=50.6cA = 50.6c㎡ix=2.85cmi_{x}=2.85cmiyi_{y}為某值。
    • 截面驗算
      • 驗算長細比λ\lambda是否滿足要求(如[λ]=150[\lambda]=150),計算λx=l0xix\lambda_{x}=\frac{l_{0x}}{i_{x}}λy=l0yiy\lambda_{y}=\frac{l_{0y}}{i_{y}}

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