【轻型屋面三角形钢屋架设计】
轻型屋面三角形钢屋架是一种常见的建筑结构,尤其适用于坡度较大的屋面,如波形石棉瓦、钢板或铝板等材料的屋盖。根据腹杆布置的不同,三角形屋架可以分为芬克式、单向斜杆式和人字式。其中,芬克式因其受力合理、经济性好而常用,它将上弦分为等距离节间,短腹杆受压,长腹杆受拉。单向斜杆式虽然腹杆总长度大,但受力不够理想,人字形屋架则因腹杆数量少而相对经济,但其斜杆可能同时受拉和受压,受力状态较不确定。
本设计说明书涉及的是位于某市的一个单跨屋架,平面尺寸为96m×12m,柱距6m。屋面材料采用压型钢板,屋面坡度为1:2.5。屋架支承在C30标号的钢筋混凝土柱顶,柱尺寸为450mm*450mm,使用Q235-B钢材,设计强度为215kN/m²,焊条型号为E43型。屋架承受的荷载包括恒载(0.45KN/m²)和活载(0.5KN/m²),荷载计算时考虑全跨永久荷载加上全跨可变荷载,不包含风荷载,荷载分项系数分别为γG =1.2和γQ =1.4。
在设计中,选择了芬克式的八节三角形屋架,计算跨度为11700mm,屋面倾角由坡度决定,屋架跨中高度为23400mm,上弦长度为6300mm,节间长度为1575mm。根据这些参数,可以确定各杆件的几何尺寸。
屋架的支撑系统是关键组成部分,它确保了结构的稳定性。在房屋两端的第一个节点间和中间设置了上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑,并在长压杆处设置垂直支撑,以满足计算长度的规定。此外,每道屋架下弦节点都设有通长柔性水平系杆,与垂直支撑相连。上弦横向支撑节点的水平系杆由檩条替代。
屋面檩条及其支撑设计同样重要。檩条间距根据波形石棉瓦的长度和搭接要求确定,每瓦至少有三个支撑点,最终设定为9根檩条,间距满足要求。檩条间的拉条增强了结构的稳定性,而在屋脊两侧使用斜拉条和撑杆有助于改善屋脊檩条的受力,并将坡向分力传递到屋架。
总结来说,这份12m跨度轻型屋面三角形钢屋架的设计说明书详细阐述了屋架类型的选择、结构参数计算、支撑系统的布局以及檩条的布置和支撑,旨在实现构造合理、制作方便、安全经济的目标。通过精心设计,确保了屋架在承受荷载时能保持稳定,同时也考虑到了实际施工的可行性。