本文聚焦鋼屋架設(shè)計計算書，強調(diào)其在結(jié)構(gòu)安全與工程實踐中的關(guān)鍵意義，鋼屋架作為建筑重要結(jié)構(gòu)部分，其設(shè)計計算關(guān)乎整體安全，計算書涵蓋多方面內(nèi)容，包括對鋼材特性的考量，依據(jù)相關(guān)標準確定合適材質(zhì)，確保強度與韌性滿足要求，在荷載計算上，精確分析恒載、活載等各類荷載，為結(jié)構(gòu)受力分析提供準確數(shù)據(jù)，通過合理的力學(xué)模型與計算方法，得出桿件內(nèi)力，進而確定截面尺寸等關(guān)鍵參數(shù)，注重節(jié)點設(shè)計計算，保證連接的可靠性，在實際工程實踐中，嚴格按照計算書進行施工與安裝，能有效保障鋼屋架在使用壽命內(nèi)穩(wěn)定承載，抵御各種外力作用，

鋼屋架設(shè)計的基本要求

鋼屋架設(shè)計需遵循以下基本原則：

• 安全性：確保結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下不發(fā)生破壞或過度變形。
• 經(jīng)濟性：在滿足安全性的前提下，優(yōu)化材料用量，降低造價。
• 施工可行性：便于制造、運輸和安裝，減少現(xiàn)場焊接工作量。
• 耐久性：考慮防腐、防火等長期使用要求。

設(shè)計依據(jù)主要包括：

• 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》（GB 50017）
• 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009）
• 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50205）

荷載計算

鋼屋架所受荷載主要包括：

1 永久荷載（恒載）

• 屋面板自重
• 檁條及支撐系統(tǒng)重量
• 鋼屋架自重（可按經(jīng)驗公式估算）

2 可變荷載（活載）

• 屋面活荷載（按規(guī)范取值，0.5 kN/m2）
• 雪荷載（按地區(qū)雪壓計算）
• 風(fēng)荷載（考慮正壓和負壓影響）
• 吊車荷載（如有）

3 特殊荷載

• 地震作用（按抗震規(guī)范計算）
• 溫度作用（大跨度結(jié)構(gòu)需考慮）

荷載組合按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009）進行，常見組合包括：

• 2恒載 + 1.4活載
• 0恒載 + 1.4風(fēng)載
• 2恒載 + 1.4雪載 + 0.6×1.4活載

內(nèi)力分析

鋼屋架通常采用桁架模型進行內(nèi)力計算,方法包括：

1 靜力分析法

• 節(jié)點法：假設(shè)節(jié)點為鉸接，計算各桿件軸力。
• 截面法：通過截取部分結(jié)構(gòu)求解內(nèi)力。

2 有限元分析

對于復(fù)雜屋架,可采用有限元軟件（如SAP2000、ANSYS）進行精確計算，考慮節(jié)點剛度和二階效應(yīng)。

3 內(nèi)力組合

根據(jù)荷載組合結(jié)果,選取最不利內(nèi)力進行構(gòu)件設(shè)計。

構(gòu)件設(shè)計

1 上弦桿與下弦桿設(shè)計

• 通常采用H型鋼、工字鋼或鋼管，按軸心受壓或受拉構(gòu)件計算。
  • 強度：$$ \sigma = \frac{N}{A_n} \leq f $$
  • 穩(wěn)定性：$$ \frac{N}{\varphi A} \leq f $$
  • 長細比限制：$$ \lambda \leq [\lambda] $$

2 腹桿設(shè)計

• 斜腹桿和豎腹桿通常采用角鋼或圓管。
• 受壓腹桿需驗算穩(wěn)定性,受拉腹桿驗算強度。

3 檁條設(shè)計

• 采用C型鋼或Z型鋼,按受彎構(gòu)件計算。
• 驗算抗彎、抗剪及撓度（L/200）。

節(jié)點設(shè)計

鋼屋架節(jié)點通常采用焊接或螺栓連接,設(shè)計要點包括：

1 焊接節(jié)點

• 焊縫強度計算：$$ \tau = \frac{N}{l_w t} \leq f_t^w $$
• 避免焊縫集中,減少焊接應(yīng)力。

2 螺栓連接

• 高強螺栓摩擦型或承壓型連接。
• 驗算螺栓抗剪、抗拉及承壓強度。

3 支座節(jié)點

• 固定鉸支座或滑動支座,確保傳力明確。
• 考慮支座反力及錨栓設(shè)計。

穩(wěn)定性驗算

鋼屋架易發(fā)生整體失穩(wěn)或局部屈曲,需進行以下驗算：

1 整體穩(wěn)定性

• 通過調(diào)整支撐系統(tǒng)（水平支撐、垂直支撐）提高剛度。
• 驗算平面外穩(wěn)定,必要時設(shè)置隅撐。

2 局部穩(wěn)定性

• 受壓構(gòu)件寬厚比限制：$$ \frac{t} \leq [\lambda_p] $$
• 加勁肋設(shè)置（如H型鋼腹板加勁）。

防腐與防火設(shè)計

1 防腐措施

• 熱浸鍍鋅
• 涂裝防腐涂料（環(huán)氧富鋅底漆+聚氨酯面漆）

2 防火設(shè)計

• 噴涂防火涂料
• 采用耐火鋼或外包防火板

計算書編制要點

完整的鋼屋架設(shè)計計算書應(yīng)包括：

1. 工程概況：結(jié)構(gòu)形式、跨度、材料等級等。
2. 荷載計算：詳細列出各類荷載及組合。
3. 內(nèi)力分析：桿件軸力、彎矩、剪力等。
4. 構(gòu)件驗算：強度、穩(wěn)定性、長細比等。
5. 節(jié)點詳圖：焊接或螺栓連接大樣。
6. 施工要求：防腐、防火、安裝注意事項。