本文為普通鋼屋架結構設計計算書相關內容總結，主要闡述了普通鋼屋架結構設計的具體計算過程，涵蓋對屋架各桿件的內力分析，依據相關力學原理與規范要求，精確計算出不同工況下桿件所受拉力、壓力等內力數值，針對鋼材的選型進行考量，結合受力情況確定合適的鋼材規格，以保障屋架具備足夠的強度與穩定性，在節點設計方面，詳細計算節點處的連接強度，確保各桿件連接牢固可靠，能正常傳遞內力，通過一系列嚴謹的計算，為普通鋼屋架結構的設計提供了準確的數據支撐，使其符合安全、

鋼結構屋架廣泛應用于工業廠房、倉庫、體育館等大跨度建筑中，因其具有強度高、自重輕、施工速度快等優點而備受青睞，普通鋼屋架結構設計計算書是工程設計的重要組成部分，它詳細記錄了結構設計的依據、計算過程、構件選型及驗算結果，是確保結構安全性和經濟性的關鍵文件，本文將系統地介紹普通鋼屋架結構設計計算書的主要內容，包括荷載計算、內力分析、構件設計、節點連接計算等，并結合相關規范要求進行闡述。

設計依據與基本參數

1 設計規范與標準

普通鋼屋架結構設計應遵循以下主要規范：

• 《鋼結構設計標準》（GB 50017）
• 《建筑結構荷載規范》（GB 50009）
• 《建筑抗震設計規范》（GB 50011）
• 《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》（GB 50018）（如適用）

2 基本設計參數

1. 屋架跨度：根據建筑功能需求確定，如24m、30m等。
2. 屋架間距：通常為6m或7.5m，需結合檁條布置確定。
3. 屋面坡度：常見坡度為1:10~1:20，影響排水及風荷載計算。
4. 材料選用：
   • 鋼材牌號：Q235B或Q355B，根據受力要求選擇。
   • 連接方式：焊接或螺栓連接（高強螺栓或普通螺栓）。
5. 使用環境：考慮腐蝕性環境、地震烈度等影響因素。

荷載計算

1 恒荷載（永久荷載）

恒荷載包括屋面板、檁條、保溫層、防水層等自重，通常按均布荷載計算：

• 屋面板：0.15~0.30 kN/m2
• 檁條：0.05~0.10 kN/m2
• 保溫層及防水層：0.10~0.20 kN/m2
• 屋架自重：初步估算為0.10~0.20 kN/m2，最終根據實際構件重量調整。

2 活荷載（可變荷載）

1. 屋面活荷載：按《建筑結構荷載規范》（GB 50009）取值，一般取0.50 kN/m2（不上人屋面）或2.0 kN/m2（上人屋面）。
2. 雪荷載：根據地區雪壓值計算，雪荷載標準值 ( S_k = \mu_r S_0 )，( S_0 ) 為基本雪壓，( \mu_r ) 為屋面積雪分布系數。
3. 風荷載：風壓標準值 ( w_k = \beta_z \mu_s \mu_z w_0 )，( w_0 ) 為基本風壓，( \mu_s ) 為風荷載體型系數，( \mu_z ) 為風壓高度變化系數，( \beta_z ) 為風振系數。

3 荷載組合

根據極限狀態設計法,需進行以下荷載組合：

1. 基本組合（承載能力極限狀態）： [ 1.2 \times \text{恒載} + 1.4 \times \text{活載} ] 或 [ 1.2 \times \text{恒載} + 1.4 \times \text{風載} ]
2. 標準組合（正常使用極限狀態）： [ \text{恒載} + \text{活載} ]

內力分析與計算

1 計算模型

普通鋼屋架通常采用平面桁架模型進行計算,假設節點為鉸接，桿件僅承受軸力，計算軟件（如PKPM、Midas、SAP2000）或手算方法（節點法、截面法）均可用于內力分析。

2 內力計算示例

以24m跨度的三角形鋼屋架為例：

1. 幾何尺寸：
   • 跨度 ( L = 24 \, \text{m} )
   • 高度 ( h = 2.4 \, \text{m} )（坡度1:10）
   • 節間長度 ( d = 3 \, \text{m} )
2. 荷載計算：
   • 恒載 ( G = 0.5 \, \text{kN/m}^2 )
   • 活載 ( Q = 0.5 \, \text{kN/m}^2 )
   • 節點荷載 ( P = (G + Q) \times \text{屋架間距} \times d )
3. 內力求解：
   • 上弦桿：受壓，最大壓力 ( N_{\text{max}} \approx 150 \, \text{kN} )
   • 下弦桿：受拉，最大拉力 ( T_{\text{max}} \approx 120 \, \text{kN} )
   • 腹桿：部分受拉，部分受壓，需分別驗算。

構件設計

1 上弦桿設計

1. 截面選擇：通常采用雙角鋼（如2L100×10）或H型鋼（如H200×200×8×12）。
2. 穩定性驗算：
   • 計算長細比 ( \lambda = \frac{l_0}{i} )，( l_0 ) 為計算長度，( i ) 為截面回轉半徑。
   • 根據《鋼結構設計標準》查穩定系數 ( \varphi )，驗算： [ \frac{N}{\varphi A} \leq f ] ( f ) 為鋼材抗壓強度設計值。

2 下弦桿設計

1. 截面選擇：可采用單角鋼、雙角鋼或圓鋼管。
2. 強度驗算： [ \frac{N}{A_n} \leq f ] ( A_n ) 為凈截面面積。

3 腹桿設計

• 受拉腹桿：驗算凈截面強度。
• 受壓腹桿：驗算穩定性，方法與上弦桿類似。

節點連接設計

1 焊接連接

1. 焊縫計算：
   • 角焊縫：驗算焊縫有效厚度 ( h_e ) 及長度 ( l_w )。
   • 對接焊縫：驗算焊縫抗拉、抗剪強度。
2. 焊縫等級：根據受力情況選擇一級或二級焊縫。

2 螺栓連接

1. 普通螺栓：驗算抗剪、抗拉及承壓強度。
2. 高強螺栓：采用摩擦型或承壓型，驗算預緊力及抗滑移系數。

撓度與變形驗算

1 撓度限值

根據《鋼結構設計標準》，屋架撓度限值通常為 ( \frac{L}{400} )（L為跨度）。

2 計算方法

采用虛功原理或有限元軟件計算最大撓度,確保滿足規范要求。

抗震與構造措施

1. 抗震驗算：根據《建筑抗震設計規范》進行地震作用計算，并驗算構件及節點的抗震承載力。
2. 構造要求：
   • 設置水平支撐、垂直支撐以提高整體穩定性。
   • 節點處加強板厚,避免應力集中。

普通鋼屋架結構設計計算書是確保結構安全的重要文件,需嚴格按照規范進行荷載計算、內力分析、構件設計及節點驗算，本文詳細介紹了設計流程，并結合實例進行了說明，可供工程技術人員參考，實際設計中，還需結合具體工程條件進行調整，并借助專業軟件進行復核，以確保結構的經濟性和可靠性。