鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計21米跨度（21米跨度的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計）

邢臺鋼結(jié)構(gòu)施工工程9秒前1閱讀0評論

在21米跨度的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們采用了先進(jìn)的設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)形式。我們選擇了高強度鋼材作為主要材料，以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗變形能力。我們采用了桁架結(jié)構(gòu)作為主要支撐結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)大跨度空間的穩(wěn)定和安全。我們還考慮了風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等外部荷載因素，并采取了相應(yīng)的措施來減輕其對結(jié)構(gòu)的影響。在設(shè)計過程中，我們注重了結(jié)構(gòu)的美觀性和實用性，力求使鋼結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時滿足建筑的功能需求。通過合理的設(shè)計和計算，我們成功地完成了這一21米跨度的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)。

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計21米跨度（21米跨度的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計）建筑方案施工第1張

一、設(shè)計要求

在進(jìn)行21米跨度的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計時，通常有以下要求：

承載能力要求：結(jié)構(gòu)要能承受設(shè)計荷載，包括活荷載、自重荷載以及可能的附加荷載等。例如，在一份設(shè)計中假設(shè)活荷載為3kN/m2，自重荷載為2.5kN/m2，附加荷載為1.5kN/m2。
規(guī)范法規(guī)要求：結(jié)構(gòu)需符合相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和法規(guī)，像中國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等，確保結(jié)構(gòu)在安全性、耐久性等方面達(dá)標(biāo)。
綜合性能要求：要做到美觀、實用、耐久，并且結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性都要滿足設(shè)計要求，同時考慮構(gòu)件的施工性能和經(jīng)濟(jì)性。

二、結(jié)構(gòu)類型選擇

根據(jù)跨度大小，可選擇合適的結(jié)構(gòu)類型來確保穩(wěn)定性和承載能力：

雙層梁柱結(jié)構(gòu)：具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。例如某設(shè)計中采用雙層梁柱結(jié)構(gòu)，梁和柱的材質(zhì)為Q345B鋼，梁的尺寸為400mm×800mm，截面采用H形鋼，剖面系數(shù)為1.7，長度21m，承載能力為77.4kN/m；柱的尺寸為600mm×800mm，截面采用H形鋼，剖面系數(shù)為2.94，長度21m，承載能力為232kN/m，能夠滿足設(shè)計荷載要求，結(jié)構(gòu)連接采用焊接和螺栓連接，確保牢固穩(wěn)定。
鋼屋架結(jié)構(gòu)：
- 梯形鋼屋架：適用于無檁體系屋蓋方案，當(dāng)屋面材料為大型屋面板時可采用。例如某梯形鋼屋架跨度21m，長度102m，柱距6m的設(shè)計中，要考慮車間內(nèi)吊車、溫度、地震烈度等因素，還需根據(jù)屋面坡度、屋架鉸支情況等確定屋架的幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形式與布置，如設(shè)置上、下弦橫向水平支撐，上弦平面設(shè)置剛性系桿與柔性系桿，下弦平面跨中及端部設(shè)置柔性系桿等，同時要進(jìn)行荷載計算（考慮屋面活荷載與雪荷載的取值）和內(nèi)力計算等步驟。
- 在另一個跨度21m，長度60m的梯形鋼屋架設(shè)計中：鋼材采用Q235B級，焊條采用E43型，考慮到廠房內(nèi)有橋式吊車等設(shè)備，布置下弦縱向水平支撐，同樣需要進(jìn)行荷載計算（如永久荷載、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算，不同荷載組合的考慮）、內(nèi)力計算等工作。

三、荷載計算

確定荷載類型
- 永久荷載：包括屋面材料、屋架自重等。例如在鋼屋架設(shè)計中，永久荷載有三氈四油防水層、找平層、泡沫混凝土保溫層等，這些需要根據(jù)實際材料和厚度計算其荷載值，如三氈四油防水層根據(jù)經(jīng)驗取值后換算到沿水平投影面分布的荷載，80mm厚泡沫混凝土保溫層也需換算計算其荷載。
- 可變荷載：
  - 屋面活荷載：一般按照設(shè)計規(guī)范取值，且屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，取較大值進(jìn)行計算。如某設(shè)計中屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取一定數(shù)值進(jìn)行計算。
  - 吊車荷載：當(dāng)廠房內(nèi)有吊車時，要考慮吊車的工作制、起重量等因素對結(jié)構(gòu)的影響，在有吊車的鋼屋架設(shè)計中需要考慮吊車荷載對屋架內(nèi)力等方面的影響。
荷載組合計算
- 例如全跨永久荷載 + 全跨可變荷載（按永久荷載為主控制的組合）、全跨永久荷載+半跨可變荷載、全跨桁架包括支撐 + 半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載（按可變荷載為主控制的組合）等不同組合情況，根據(jù)不同組合計算節(jié)點荷載設(shè)計值等內(nèi)容。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

桿件設(shè)計及內(nèi)力計算
- 屋架計算簡圖繪制：確定屋架的幾何形狀、節(jié)點連接方式等，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行后續(xù)計算。
- 桿件內(nèi)力計算：根據(jù)荷載情況和結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，計算屋架各桿件在不同荷載組合下的內(nèi)力，如通過給出的桿件內(nèi)力系數(shù)，結(jié)合荷載計算各桿件的內(nèi)力值，包括上弦桿、下弦桿、腹桿、豎桿等的內(nèi)力計算。
- 桿件設(shè)計：
  - 上弦桿設(shè)計：根據(jù)上弦桿的內(nèi)力情況、所選鋼材的力學(xué)性能等，選擇合適的截面尺寸和型號，要滿足強度、穩(wěn)定性等要求。
  - 下弦桿設(shè)計：考慮下弦桿的受力特點，如拉力作用等，確定其截面，保證在荷載作用下的安全性。
  - 腹桿和豎桿設(shè)計：同樣依據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果，選擇合適的截面，確保桿件在結(jié)構(gòu)中的作用得以有效發(fā)揮，滿足結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性要求。
節(jié)點設(shè)計：節(jié)點連接方式（如焊接、螺栓連接等）要保證節(jié)點處力的傳遞可靠，根據(jù)桿件的受力大小、方向等設(shè)計節(jié)點的構(gòu)造形式，確保結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。