梯形屋架設計例題36米（梯形屋架設計中的關鍵節點）

贛州鋼結構設計02-122閱讀0評論

在梯形屋架設計中，關鍵節點的確定對于確保結構穩定性和安全性至關重要。以下是一個36米長的梯形屋架設計示例，其中包含了幾個關鍵的設計節點：，，1. **節點位置選擇**：根據荷載分布、支撐條件以及材料屬性，合理選擇節點位置。在承受較大水平力時，應選擇在屋架的重心附近或通過梁柱連接點。，，2. **節點構造設計**：確保節點能夠承受預期的荷載，包括軸力、彎矩和剪力等。這通常涉及到選擇合適的螺栓、銷釘或其他連接件來傳遞荷載。，，3. **節點剛度與強度計算**：通過使用適當的公式和程序進行節點剛度和強度的計算，確保節點在各種工況下都能正常工作。，，4. **節點細節處理**：考慮節點處的應力集中問題，可能需要進行節點加強或使用特殊材料以提高其承載能力。，，5. **節點優化**：通過迭代設計和測試，不斷優化節點設計，以減少材料消耗并提高整體結構性能。，，梯形屋架設計中的節點是整個結構的關鍵組成部分，需要精心設計以確保安全和功能性。

一、36米梯形屋架的結構形式與幾何尺寸

在一些設計實例中，梯形屋架的結構形式及幾何尺寸是根據多種因素確定的。例如在無檁屋蓋體系下，可能會有特定的端部高度和中間高度取值等。對于36米跨的梯形屋架，會考慮到其跨度較大的特點進行設計。
如在某36m跨梯形鋼屋架課程設計計算書中提到的結構形式及幾何尺寸，要綜合考慮屋面結構體系、支撐布置等因素。這些因素相互影響，共同確定屋架的整體形狀和各部分尺寸關系。這部分內容可參考。

二、荷載計算

（一）恒荷載

屋面材料：包括防水層（如二氈三油加小石子防水層等）、保溫層（如60mm厚泡沫混凝土保溫層）、找平層（如20厚1:2.5水泥砂漿找平層）等材料的自重都會形成恒荷載。例如，這些材料的自重可能分別為 $0.35kN/m2$ 、 $0.36kN/m2$ 、 $0.40kN/m2$ 等，再加上預應力混凝土大型屋面板（包括灌縫）的自重 $1.50kN/m2$ 以及懸掛管道等的自重 $0.05kN/m2$ 和屋架和支撐自重 $0.46kN/m2$ ，總共達到 $2.312kN/m2$ 。這些數據來源于。

（二）可變荷載

屋面活荷載和雪荷載：屋面活荷載標準值可能為 $0.5kN/m2$ ，雪荷載需要根據當地的氣象條件等因素確定，并且屋面活荷載與雪荷載不會同時出現，計算時取較大的荷載標準值進行計算。在一些地區，雪荷載可能有特定的取值，例如 $0.35kN/m2$ ，但如果屋面活荷載更大，則取屋面活荷載的值進行設計計算，這一原則在中有體現。
風荷載：基本風壓值（如 $0.30kN/m2$ ）也是可變荷載的一部分，但在某些情況下，當屋面永久荷載較大時，負風壓設計值小于永久荷載標準值，永久荷載與風荷載組合作用下不致使桿件內力變號，則可能不考慮風荷載的影響，具體可參考。

三、內力計算

要計算由屋架單位荷載 $P = 1kN$ 產生的內力，以及由固端彎矩產生的內力等。通過這些內力計算，可以確定屋架在不同荷載作用下各桿件的受力情況，為后續的桿件設計提供依據，具體計算過程可參考。

四、節點設計

（一）設計原則

結構安全：節點設計首先要保證結構安全，能夠承受屋架在各種工況下的荷載傳遞。例如在承受恒荷載、可變荷載以及可能的地震、風振等動態荷載時，節點不能出現破壞或失效的情況。
施工便利：節點的構造應便于施工安裝，降低施工難度和成本。比如選擇合適的連接方式（焊接、螺栓連接或鉚釘連接），使得在施工現場能夠高效、準確地進行安裝。
經濟性：盡可能節約材料，降低成本。在滿足結構強度和穩定性要求的前提下，選擇合適的節點板尺寸、螺栓和鉚釘規格等，以達到經濟性的目的。
耐久性：節點應具有良好的耐久性，能夠承受自然環境的影響。這可能涉及到節點的防腐處理等措施，確保節點在長期使用過程中性能不下降。這些設計原則在中有闡述。

（二）節點類型選擇

鉚釘連接節點：適用于需要高強度連接的節點，具有較高的承載能力。
焊接節點：適用于結構形式簡單、承載力要求不高的節點。
螺栓連接節點：也有其適用的場景，在安裝和拆卸相對方便的部位可能會優先考慮。這些節點類型的選擇依據可參考。

五、穩定性分析

（一）分析方法

有限差分法：將連續的結構離散化為有限個小的差分單元，通過差分方程來描述結構的運動方程，進而求解結構的穩定性。
實驗法：通過實驗測試，對實際結構的穩定性進行分析和評估。
能量法：基于能量的角度，通過計算結構的變形能、勢能等，推導出結構的穩定性條件。
有限元法：通過建立數學模型，將結構離散化為有限個單元，對每個單元進行受力分析，進而得到整體結構的穩定性。以上分析方法在中有介紹。

（二）穩定性考慮因素

靜力穩定性分析：要考慮屋架的支撐條件，如支撐桿的長度、角度等對靜力穩定性的影響，計算屋架在恒定載荷下的最大承載力和最小承載力，確保屋架在各種工況下都能保持穩定。
動力穩定性分析：分析屋架在動態載荷下的穩定性，如地震、風振等自然因素引起的動態載荷。通過模態分析和振動測試，了解屋架的固有頻率和振型，評估其在動態載荷下的穩定性。根據靜力和動力穩定性分析的結果，計算屋架的穩定性安全系數，安全系數一般要求大于1，表示結構具有一定的安全儲備。這些穩定性考慮因素參考自。

梯形屋架設計中的關鍵節點

36米梯形屋架的荷載分配

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