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21m跨度梯形鋼屋架設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

一、設(shè)計(jì)參數(shù)與荷載組合

1. ?基本參數(shù)?

   • 跨度21m，柱距6m，屋面坡度1:10（i=10%）
   • 屋架下弦標(biāo)高18m，端部高度2.0m，跨中高度3.0m（滿足1/10~1/6跨度要求）
   • 鋼材選用Q235B，焊條E43型

2. ?荷載標(biāo)準(zhǔn)值?

   荷載類型	組成項(xiàng)目	標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)
   永久荷載	防水層	0.40
   	水泥砂漿找平層	0.40
   	保溫層	0.48
   	預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板	1.45
   	屋架自重（經(jīng)驗(yàn)公式）	0.35
   可變荷載	施工荷載	0.70
   	積灰荷載	0.50

3. ?控制性荷載組合?

   • 組合1：全跨靜荷載+全跨活荷載
   • 組合2：半跨屋面板+半跨活荷載+全跨自重（吊裝工況）

二、結(jié)構(gòu)布置與幾何尺寸

1. ?屋架形式?

   • 采用芬克式腹桿體系，節(jié)點(diǎn)間距3.5m（共6個(gè)節(jié)點(diǎn)）
   • 上弦傾角θ=arctan(1/10.5)=5.44°，上弦實(shí)際長(zhǎng)度3.517m

2. ?支撐系統(tǒng)?

   • ?橫向水平支撐?：廠房?jī)啥说谝恢g設(shè)完整支撐，中間每18m（3個(gè)柱距）設(shè)一道
   • ?垂直支撐?：對(duì)應(yīng)橫向支撐位置設(shè)置，共3道（兩端及跨中）
   • ?系桿?：未設(shè)垂直支撐的柱間布置柔性系桿

三、內(nèi)力計(jì)算與桿件設(shè)計(jì)

1. ?內(nèi)力計(jì)算?

   • 采用圖解法計(jì)算半跨單位節(jié)點(diǎn)荷載作用下的內(nèi)力系數(shù)
   • 控制桿件：下弦桿（受拉）、上弦桿（受壓）、腹桿（部分受壓）

2. ?桿件截面選擇?

   • 上弦桿：雙角鋼組合截面（滿足穩(wěn)定性要求）
   • 下弦桿：?jiǎn)谓卿摶騂型鋼（受拉主導(dǎo)）
   • 腹桿：?jiǎn)谓卿摚ǜ鶕?jù)內(nèi)力方向選擇）

四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. ?支座節(jié)點(diǎn)?

   • 鉸接于鋼筋混凝土柱（截面450×450mm，C25混凝土）
   • 節(jié)點(diǎn)板厚度≥12mm，焊縫長(zhǎng)度滿足承載力要求

2. ?屋脊節(jié)點(diǎn)?

   • 三向交匯節(jié)點(diǎn)，采用節(jié)點(diǎn)板連接，設(shè)置加勁肋

3. ?拼接節(jié)點(diǎn)?

   • 上弦拼接：工廠拼接，采用等強(qiáng)度連接
   • 下弦拼接：工地拼接，采用螺栓連接

五、施工與運(yùn)輸注意事項(xiàng)

1. ?制造工藝?

   • 工廠焊接，焊縫等級(jí)不低于二級(jí)
   • 焊后需進(jìn)行防銹處理（噴涂防銹漆）

2. ?運(yùn)輸限制?

   • 鐵路運(yùn)輸時(shí)，屋架分段長(zhǎng)度需符合運(yùn)輸規(guī)范

3. ?安裝要求?

   • 采用履帶吊或汽車吊吊裝，吊點(diǎn)設(shè)置在上弦節(jié)點(diǎn)處

六、設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

1. 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化：通過(guò)調(diào)整腹桿布置減少用鋼量
2. 穩(wěn)定性措施：增設(shè)水平支撐提高整體剛度
3. 防腐處理：潮濕環(huán)境建議采用鍍鋅鋼材

注：本設(shè)計(jì)需結(jié)合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017）進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算，重點(diǎn)驗(yàn)算桿件穩(wěn)定性、節(jié)點(diǎn)承載力及整體剛度。