在鋼屋架的設(shè)計與計算中，確定一榀鋼屋架的尺寸和材料需求是至關(guān)重要的。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集（無圖時），可以借助相關(guān)軟件進(jìn)行精確計算。這些軟件通常提供多種參數(shù)輸入，如荷載類型、跨度、支撐條件等，以幫助工程師確定合適的鋼梁尺寸和材料用量。，，在設(shè)計過程中，首先需要了解可變荷載的影響，包括風(fēng)載、雪載、地震作用等。這些荷載可能會對鋼屋架的結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此在計算時需要考慮這些因素的影響。，，利用相關(guān)軟件進(jìn)行計算時，可以根據(jù)具體的工程需求和條件，選擇合適的荷載組合。若需要進(jìn)行疲勞壽命分析，可能需要加入動荷載的考慮；若需進(jìn)行抗震分析，則可能需要增加地震荷載的考慮。，，通過軟件計算得出的結(jié)果，可以指導(dǎo)實際施工中的鋼梁尺寸和材料選擇。確保設(shè)計的鋼屋架既滿足結(jié)構(gòu)安全要求，又具有經(jīng)濟(jì)性和實用性。

鋼屋架一榀的計算方法

一、工程量計算

• 按圖紙計算重量（有圖時）
  • 如果圖紙中有明確的鋼屋架圖形，可按照圖示鋼材尺寸以噸計算其重量，并且不扣除孔眼、切邊的重量，焊條、鉚釘、螺栓等重量已經(jīng)包含在定額中，不需要另外計算。在計算不規(guī)則或多邊形鋼板重量時，均以其最長邊乘以寬度的矩形面積計算。例如，一塊不規(guī)則的鋼板，就按照最長邊與寬度計算出矩形面積，再根據(jù)鋼材的理論重量計算其重量，然后把鋼屋架各個部分的重量相加就得到一榀鋼屋架的重量。這一方法在實際工程中比較準(zhǔn)確，但需要詳細(xì)的圖紙標(biāo)注。
• 參照標(biāo)準(zhǔn)圖集（無圖時）
  • 當(dāng)沒有詳細(xì)的鋼屋架圖紙時，可以參照標(biāo)準(zhǔn)圖集。通過查圖集得出鋼屋架的重量。不同類型、規(guī)格的鋼屋架在標(biāo)準(zhǔn)圖集中有對應(yīng)的重量數(shù)據(jù)，直接查找并使用即可。這種方法簡單快捷，但可能與實際工程情況存在一定差異，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
• 利用相關(guān)軟件計算
  • 廣聯(lián)達(dá)軟件：可以利用廣聯(lián)達(dá)等相關(guān)軟件進(jìn)行計算。在軟件中輸入鋼屋架的相關(guān)參數(shù)，如構(gòu)件的尺寸、鋼材型號等，軟件就能計算出鋼屋架的工程量。這種方法適用于對軟件操作比較熟練的人員，而且能夠計算較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。
  • PKPM軟件：PKPM中的STS模塊有算量的功能。當(dāng)完成單品門式剛架或者鋼屋架的設(shè)計以后，其重量就能夠提供給使用者，幫助做預(yù)算。此方法的優(yōu)勢在于結(jié)果比較準(zhǔn)確，并且可以計算不規(guī)則截面，如變截面H型鋼的重量，省去了很多麻煩。

二、設(shè)計計算

• 荷載計算
  • 永久荷載：
    • 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（包含嵌縫）：通常為1500N/m2 = 1.5KN/m2。
    • 屋架自重：可根據(jù)公式pk = 0.12+0.011L（kN/m2）計算（式中L為屋架跨度，以m計），例如跨度為24m時，屋架自重為(120 + 11×24)×0.001 = 0.384KN/m2。
    • 防水層：約為380N/m2 = 0.38KN/m2。
    • 找平層（2cm厚）：400N/m2 = 0.40KN/m2。
    • 保溫層：970N/m2 = 0.97KN/m2。
    • 支撐自重：80N/m2 = 0.08KN/m2。
    • 將以上各項相加得到永久荷載總值。
  • 可變荷載：例如活載為700N/m2 = 0.70KN/m2。當(dāng)屋面坡度較小，風(fēng)荷載對屋面為吸力，對重屋蓋可不考慮時，各荷載均按水平投影面積計算。
• 內(nèi)力計算
  • 按力學(xué)求解器計算桿件內(nèi)力，然后乘以實際的節(jié)點(diǎn)荷載。在全跨荷載作用下所有桿件的內(nèi)力均應(yīng)計算，而在半跨荷載作用下，僅需計算近跨中的斜腹桿內(nèi)力，取其中不利內(nèi)力（正、負(fù)最大值）作為屋架設(shè)計的依據(jù)。例如，在全跨荷載布置、半跨荷載布置等不同情況下，根據(jù)桿件內(nèi)力系數(shù)表計算各桿件的內(nèi)力。
• 桿件截面設(shè)計
  • 上弦桿截面計算：
    • 按最大內(nèi)力計算（如壓力情況），根據(jù)內(nèi)力值查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》確定節(jié)點(diǎn)板厚度（如支座節(jié)點(diǎn)板厚度等）。
    • 計算長度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度l??，屋架平面外依據(jù)支撐和內(nèi)力變化取l??。根據(jù)長細(xì)比等要求，查角鋼型鋼表選擇合適的角鋼型號，然后進(jìn)行驗算（包括長細(xì)比、軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)等方面的驗算）。
  • 下弦桿截面計算：
    • 按最大內(nèi)力計算（如拉力情況），計算長度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長度l??，屋架平面外依據(jù)支撐布置取l??。計算需要凈截面面積，根據(jù)要求選擇合適的角鋼型號后進(jìn)行截面驗算。
  • 斜桿截面計算：
    • 根據(jù)斜桿的內(nèi)力（壓力或拉力）以及計算長度（l??和l??相等或不等情況），選擇合適的角鋼形式（如不等肢角鋼長肢相并或短肢相并等），確定角鋼型號并進(jìn)行長細(xì)比等方面的驗算。

鋼屋架荷載計算實例

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