21米鋼屋架設計計算書

21米鋼屋架設計計算書是一份詳細的文檔，用于指導和規(guī)范21米高的鋼屋架的設計、計算和施工。這份文件通常包括了以下內(nèi)容：，，1. 設計依據(jù)：列出了設計所需的標準、規(guī)范和參考資料，以確保設計的合規(guī)性和可靠性。，，2. 結(jié)構(gòu)分析：對21米高鋼屋架進行了結(jié)構(gòu)分析，包括荷載計算、內(nèi)力分析和穩(wěn)定性分析等，以確保結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性滿足要求。，，3. 材料選擇：根據(jù)設計要求和性能要求，選擇了適合的鋼材類型和規(guī)格，確保材料的質(zhì)量和性能符合設計要求。，，4. 截面設計：根據(jù)荷載計算結(jié)果，確定了鋼屋架的截面尺寸、形狀和布置，以滿足承載能力和穩(wěn)定性要求。，，5. 連接設計：考慮了鋼屋架與支撐結(jié)構(gòu)之間的連接方式，如焊接、螺栓連接等，以確保連接的穩(wěn)定性和安全性。，，6. 施工圖：提供了詳細的施工圖紙，包括構(gòu)件的尺寸、位置、連接方式等，以指導施工人員進行施工。

以下是一份21米鋼屋架設計計算書的大致內(nèi)容：

一、設計資料

建筑概況
- 某工業(yè)廠房跨度為21m，廠房總長度72m，柱距6m。這一數(shù)據(jù)在多個搜索結(jié)果中均有提及，如[2]。
- 屋面采用1.5m×6.0m的預應力鋼筋混凝土大型屋面板，Ⅱ級防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檁距不大于1.8m。
- 鋼屋架簡支在鋼筋混凝土柱頂上，柱頂標高18.0m，柱上端設有鋼筋混凝土連系梁。上柱截面為400mm×400mm，所用混凝土強度等級為C30，軸心抗壓強度設計值fc = 14.3N/mm2?？癸L柱的柱距為6m，上端與屋架上弦用板鉸連接。
材料選擇
- 鋼材：選用Q345 - B鋼材。這種鋼材具有較好的強度和韌性等性能，適合用于鋼屋架結(jié)構(gòu)[2]。
- 焊條：采用E50系列型焊條，與Q345 - B鋼材相匹配，以保證焊接質(zhì)量[2]。

二、屋架幾何尺寸及檁條布置

屋架幾何尺寸確定
- 屋架計算跨度 $l_0 = L - 2\times0.15 = 21 - 2\times0.15 = 20.7m$ （其中 $L = 21m$ 為屋架跨度，兩端各減去0.15m的構(gòu)造尺寸）。
- 跨中高度 $H_0 = h_0+il_0/2$ ，對于屋面坡度 $i = 1/10$ ，根據(jù)具體的 $h_0$ （初始高度相關(guān)值）可計算出跨中高度 $H_0$ 的值。為避免影響使用和外觀，制造時應起拱 $f = L/500 = 21/500 = 42mm$ 。
- 屋架上弦節(jié)點用大寫字母 $A$ ， $B$ ， $C\cdots$ 連續(xù)編號，下弦節(jié)點以及再分式腹桿節(jié)點用小寫字母 $a$ ， $b$ ， $c$ 連續(xù)編號。腹桿采用人字式，下弦節(jié)點的水平間距取1.5m，起拱后屋架桿件幾何尺寸和節(jié)點編號可根據(jù)這些規(guī)則確定[2]。
檁條布置
- 檁條采用冷彎薄壁斜卷邊C形鋼 $C220×75×20×2.5$ ，按照一定間距布置在屋架上，以支撐屋面結(jié)構(gòu)。

三、荷載計算

永久荷載（恒載）
- 防水 $0.35kN/㎡$ 、平找 $0.40kN/㎡$ 、保溫 $0.50kN/㎡$ 、預應力鋼筋混凝土大型屋面板 $1.5m×6.0m$ 自重 $1.4kN/㎡$ ，屋架及支撐自重可根據(jù)經(jīng)驗公式計算，如 $GK2 = 0.12 + 0.011l = 0.351kN/㎡$ （其中 $l$ 為屋架跨度相關(guān)值）[1]。
可變荷載（活載）
- 根據(jù)建筑的使用功能和當?shù)氐暮奢d規(guī)范確定，例如可能包括屋面活荷載、雪荷載等（具體數(shù)值需依據(jù)當?shù)匾?guī)范取值）。

四、內(nèi)力計算及內(nèi)力組合

內(nèi)力計算
- 根據(jù)結(jié)構(gòu)力學的方法，如采用節(jié)點法、截面法等，計算在各種荷載作用下屋架各桿件的內(nèi)力。對于不同的荷載組合情況，分別計算桿件的內(nèi)力。
內(nèi)力組合
- 按照承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，考慮各種荷載組合情況（如恒載 + 活載、恒載+風載等，根據(jù)實際情況確定組合形式），取最不利的內(nèi)力組合值作為桿件設計的依據(jù)。

五、桿件截面設計

根據(jù)內(nèi)力確定桿件截面
- 根據(jù)內(nèi)力組合得到的各桿件最不利內(nèi)力值，按照鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的相關(guān)公式計算所需的桿件截面尺寸。對于受拉桿件，主要考慮強度要求；對于受壓桿件，除強度要求外，還需考慮穩(wěn)定性要求。
截面選擇原則
- 優(yōu)先選擇軋制型鋼截面，如工字鋼、槽鋼、角鋼等，以方便加工和施工。同時，要考慮截面的對稱性、回轉(zhuǎn)半徑等因素對桿件穩(wěn)定性的影響。

六、節(jié)點設計及驗算

節(jié)點類型
- 一般上下弦節(jié)點、下弦跨中節(jié)點、下弦支座節(jié)點及屋脊節(jié)點等不同類型的節(jié)點需要分別進行設計。
設計過程
- 確定節(jié)點連接形式，如焊接、螺栓連接等。計算節(jié)點處的焊縫長度、螺栓數(shù)量和布置等，以保證節(jié)點能夠可靠地傳遞桿件內(nèi)力。同時，對節(jié)點進行強度驗算，確保節(jié)點在各種荷載作用下不會發(fā)生破壞。

七、繪制鋼屋架運送單元的施工圖

屋架簡圖
- 按1∶100的比例繪制屋架簡圖，左半跨標明桿件長度，右半跨注明桿件最不利內(nèi)力，以及起拱度。
其他視圖
- 繪制屋架正面圖、上弦平面圖、下弦平面圖、側(cè)面圖、節(jié)點詳圖等。在這些圖中注明全部零件的編號、規(guī)格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）、孔洞位置、孔洞及螺栓直徑、焊縫尺寸以及對工廠加工和工地施工的要求。
材料表
- 列出鋼屋架各桿件、節(jié)點板、螺栓、焊縫等所需的材料規(guī)格、型號、數(shù)量等信息。
設計說明
- 在施工圖中附上設計說明，包括設計依據(jù)、材料要求、施工注意事項等內(nèi)容。