1 屋架选型。
选用普通梯形钢屋架,先确定屋架端部高度,再确定跨中高度h,然后按节间尺寸绘出屋架几何尺寸图,计算各杆的长度。当采用1.5m宽度大型屋面板时,宜尽量使荷载作用于节点上。
选用三角形钢屋架,先确定檩条间距,然后根据节间尺寸绘出屋架几何尺寸图,计算各杆的长度。
2 支撑布置。
根据厂房设计资料,一般应设置:①上弦横向支撑,位置一般应放在厂房的两端部第一或第二柱间(屋面板与屋架有可靠连接时,可不设)。②下弦横向水平支撑,位置应与上弦横向支撑在同一柱间。
③垂直支撑,位置在上、下弦横向支撑同一柱间内,并根据屋架的跨度分别在屋架两端部和跨中的竖直平面内设置。④系杆,在设置垂直支撑的竖直平面的上、下弦杆位置通长设置。
3 荷载计算及荷载组合
3.1 恒载
根据屋盖的构造层次,分别计算其自重(kn/m2),最后总计在一起,即得屋盖的恒载。屋架及支撑自重(kn/m2),按经验公式qk=0.12+0.
011×跨度(单位:m)估算,按水平投影面积计算。
3.2 活载。
屋面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。根据恒载、活载的计算结果以及屋架节点的受荷面积即可求得屋架节点荷载。
3.3荷载组合。
屋架内力根据其使用过程中可能同时作用的荷载,按最不利的原则组合。三角形屋架只考虑第一种组合。荷载组合一般考虑以下二种情况:
1)全跨永久荷载+全跨可变荷载;
2)全跨永久荷载+半跨可变荷载。
4 内力计算:内力计算可以用**法或数解法计算各杆的轴向力n
5 檩条设计。
由于檩条受力不大,一般是先选择檩条的型号再按下面的公式进行验算。
5 杆件截面设计。
5.1 轴心受拉杆件。
(1)用公式n/an≤f计算出所需的净截面面积。
(2)按所需的净截面面积在型钢表中找到合适的截面(一般为两个角钢组成的截面)。
(3)截面选定后,用选定的截面,验算强度和长细比。杆件容许长细比,受压构件[λ]150,受拉构件[λ]350
5.2 轴心受压杆件。
(1)假定长细比λ,查出值,计算所需截面面积和所需的最小回转半径。即:,,
(2)根据a、ix、iy,选定型钢(角钢)规格。
(3)按选定的截面验算杆件的稳定性和长细比。对于有较大截面削弱的杆件,尚应验算截面的强度。
5.3 压弯构件
采用先假定截面,然后进行平面内、外的稳定性验算及长细比计算,必要时进行强度计算,不行再调整直到符合要求为止。
6 节点设计
6.1下弦中间节点
(1)确定节点板轮廓尺寸
节点上的下弦杆、斜腹杆、竖杆的轴线应交于一点。计算时先计算斜腹杆、竖杆与节点板的连接焊缝长度,焊缝可采用侧面直角角焊缝,也可采用l形和三面围焊。根据计算出所需焊缝长度定出能容纳这些焊缝长度的节点板的边缘点。
将这些连成线并考虑下弦下边缘伸出10mm,定出合理的节点板的外围尺寸。
(2)焊缝计算
节点板尺寸定下后,节点无集中荷载时,即可验算下弦与节点板的连接焊缝强度。此时焊缝承担内力为下弦节点两侧杆件轴力:
n=n2-n1或15%nmax,取二者的大值。
6.2 上弦节点
(1)确定节点板尺寸
(2)计算上弦与节点板的焊缝长度。
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