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大跨度四坡屋面钢结构设计与分析
　　摘要：某场馆为地上2层、地下1层的坡屋面框架结构，建筑功能要求顶层大空间，使得屋盖设计成为本工程的首要难题。经结构选型分析，根据建筑坡屋面造型采用双向正交桁架结构体系，不仅与建筑形态吻合，而且结构受力合理。通过对屋盖钢结构的有限元分析表明，结构具有良好的安全性和经济性。 中国论文网 /1/view-5675408.htm　　关键词：大跨度；四坡屋面；钢管桁架；正交桁架 　　1 工程概况 　　某健身娱乐场馆为地上两层、地下一层的框架结构，建筑面积。2层是羽毛球场，平面尺寸为24m×26.3m，建筑要求大空间，因此抽去了中部的所有框架柱，形成顶部大跨度框架结构。屋顶采用坡度为1：2的四坡屋面形式，屋顶标高为?17.250m。2层建筑平面图及屋顶平面图如图1和图2 所示。 　　本工程属于丙类建筑，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度（0.15g），地震分组为第一组，场地土类别为Ⅱ类。基本风压为0.40kN/ m2，地面粗糙度类别为B类。 　　2 屋盖结构选型 　　该场馆采用小青瓦四坡屋面，由于建筑功能要求，中部所有框架柱不能伸至屋顶，形成跨度为24m×26.3m的空间。经初步分析，拟采用钢结构构造出建筑设计要求的屋面形态，上铺压型钢板，并浇筑120厚混凝土屋面板。由于屋盖跨度及荷载较大，既要满足建筑外形需要，又要保证结构安全合理，其结构方案的选择尤为重要。设计时考虑了三种方案： 　　方案一：网架结构，划分为4个倾斜放置和1个平放的平板部分，为方便坡屋面相交处的单元构造，网架采用三角锥为基本单元，厚度为2m，支座设在网架下弦节点，通过不动铰坐落在周围混凝土框架梁柱顶。网架结构用钢量省、空间刚度大、整体性好、抗震能力强，但用于本工程也有缺点：1）网架的厚度占用建筑高度，而且网架杆件较密，多而乱，建筑师认为室内观感不佳；2）由于网架起坡成拱形，支座有较大的外推力，这对于下面支承的混凝土框架结构设计不利；3）网架节点构造复杂，特别是坡面相交处，施工不便。 　　方案二：刚架结构，在长跨方向中部布置4榀折线型门式刚架，跨度24m，梁线与屋面折线平行，刚架支承在混凝土框架梁柱顶，垂直于刚架方向及坡屋面相交处布置次梁。为保证刚架的稳定性及增强屋盖刚度，需在屋面设置水平支撑体系。刚架及次梁采用H型钢，水平支撑采用圆钢管。刚架结构力学模型清晰，计算简单，但由于屋面跨度较大且荷载重，刚架截面较大，经济性差。且折线型门式刚架在竖向荷载作用下同样存在对支座的水平推力，给支承的混凝土结构设计带来难题。 　　方案三：双向正交钢桁架结构。根据建筑坡屋面形态，通过调整柱网布置，两正交方向各设2榀主桁架，桁架的弦杆和建筑坡屋面保持平行。X向主桁架跨度为26.3m，Y向主桁架跨度为24m。4榀主桁架两两正交，交汇节点采用刚性连接，形成相互支撑的稳定体系，每榀主桁架两端支座设置在外围框架柱顶上，与柱顶铰接。主桁架中部高度为3.125m，两端部高度随坡屋面变化，按1：2坡度由3.125m逐渐减为零。屋面四角设置三角桁架，与X向主桁架连接，高度由3.125m逐渐减为零。X向及Y向的主桁架间及角桁架间设置次桁架，间距为主桁架的节尺寸，高度由1.125m～3.125m不等。次桁架、角桁架与主桁架之间的连接均采用铰接。在外围混凝土框架柱顶上部设置一圈H型钢梁及水平斜支撑。次桁架不仅能将屋面荷载传递给主桁架，同时起到竖向支撑的作用，增强屋盖的刚度和整体性。此方案既能满足建筑屋面形态的要求，视觉上也较简洁，同时结构受力合理，不存在支座推力问题，利于下部支承混凝土结构设计，用钢量相对较省，因此作为最终结构实施方案。 　　为了杆件之间连接及桁架上弦与混凝土屋面板的连接方便，桁架上下弦杆采用方钢管，腹杆均采用圆钢管。为了方便施工，尽量减少现场高空焊接工作量，主桁架之间及主次桁架之间尽量采用高强螺栓连接。屋盖结构平面布置见图3。 　　3 屋盖结构计算与分析 　　3.1 三维有限元模型 　　屋盖结构计算采用有限元分析软件ANSYS，将上部钢结构与下部混凝土结构分开单独进行分析，计算模型见图4。屋面钢梁及桁架上弦杆采用梁单元Beam189，桁架腹杆及水平支撑采用杆单元link8，混凝土屋面板采用壳单元shell63，这三种单元的采用充分考虑了实际结构的材料和连接方式，使模型能够最大程度的接近实际结构。 　　屋盖结构的杆件均采用Q235-B钢，弹性模量E=2.06×1011 Pa，泊松比μ=0.3，密度ρ=7850 kg/m3。 　　3.2 结构的动力特性分析 　　1.模态分析 　　本文采用子空间迭代法对屋盖结构三维有限元模型进行了模态分析，考虑前50阶振型的影响，表1列出了前10阶频率，相应的前6阶振型如图5所示。 　　由表1和图5可以得出屋盖结构的自振特性具有以下特点： 　　1）基频较高。基本频率为8.496Hz，体现了该结构整体刚度较大的特点。 　　2）结构频谱密集，频谱变化均匀，无跳跃现象，体现了结构动力特性的复杂性。 　　3）局部振型明显，结构刚度较弱的位 　　2.地震反应谱分析 　　本工程采用反应谱法计算地震荷载。在振型组合中，考虑前50阶振型的贡献，鉴于本工程屋盖结构的刚度和质量不存在明显不对称、不均匀的情况，所以不考虑扭转效应，采用SRSS的组合方法得出结构的地震响应。由于计算模型中，支座嵌固在?12.5标高柱顶，为体现下部混凝土结构对钢屋盖的地震影响和鞭梢效应，将计算所得的各构件的地震力适当予以放大。 　　3.3 静力计算及荷载组合 　　屋盖静力计算考虑的荷载包括：屋面恒荷载7 kN/m2（包括屋盖上弦平面的小青瓦和屋面做法自重，以及屋盖下弦平面的吊顶、暖通风管、灯具及其他各种设备管线自重，钢结构屋盖自重及屋面混凝土板自重由程序自动计算），活荷载0.5 kN/m2以及风荷载。在荷载组合中考虑了恒荷载、活荷载、风荷载和地震荷载的作用。经计算，结构最大位移为21.1mm<L/400=mm，满足结构刚度要求。 　　4 结语 　　在现代建筑中，屋顶常常采用坡屋面的形式，坡屋面结构荷载较大且受力复杂，在设计时往往要花费较多的精力。本文对工程大跨度四坡屋面的结构设计提出了三种方案，最后综合考虑满足建筑造型要求、结构安全合理经济和施工方便等因素，确定采用双向正交桁架体系作为最终结构方案。工程的设计对类似工程具有一定的借鉴意义。 　　参考文献： 　　[1] GB
钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003. 　　[2] GB
建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010. 　　[3]蓝天，张毅刚.大跨度屋盖钢结构抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2000. 　　[4]王新敏.ANSYS工程结构数值分析[M].北京：人民交通出版社，2007
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跨度4米长,18号槽钢能承受多少重量.
首先要看槽钢的自重 国标的六米十号槽钢应该是六十公斤 跨度六米中间是否有支撑点?如果没有 那槽钢的自重就会使槽钢的中间点下坠了 如果有支点 并且越多越密那承重量也就越大 一两千公斤不成问题
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与《跨度4米长,18号槽钢能承受多少重量.》相关的作业问题
\这样确实” 玄”,用两根合起来成囗字型上下两面有106mm就可以了 再问： 还现浇了的，这36公分是现浇的，在砌墙的地方搭了一根12的槽钢，槽钢承得住12的灰砂砖墙吗? 再答： 光－个门洞是可以承受的
等强焊接：加加强筋使焊缝长度大于等于16号槽钢截面积 再问： 普通焊接，加一个角铁，形成三角形式，这样行不行？能承受的了这个力吗？ 再答： 如能160mm等边三角板焊接与底部，应当没问题再问： 没看明白这个回答，请问如何焊接？能给个简图不？谢谢了。 再答： 请见附图
按这个公式计算：P=σ*4Wx/L,P是物体重量,单位是KG,σ是材料抗拉强度,一般工字钢材质为Q235,抗拉强度可按420Mpa考虑,Wx是22号工字钢截面模数,在GB/T 706-2008可以查到,L是工字钢长度,你自己算算吧
用02SG518-1这个图籍的24c放一下就行了
立柱用H250*125*6*8 天车的梁用H400*200*8*10 人字架用H200*120*6*8 上面的足够了,天车的梁是经过计算的,在小了,安全系数不够,这个规格又大于要求的安全系数,这个是受力构件,大些安全
标准是10%即0.8米 再问： 首先感谢你的回答，那么我那样设计合理吗？用180*70的C型钢做梁，4*6的方管做檩子，26米长我加了8根C型钢，4*6的方管加了7排，还打算再每根C型钢的中间再竖一根立柱，还有单面坡跟双面坡那种设计比较好？我们这是农村的在山上，最害怕的是风大给掀了，或者是雪大压塌了，像这样的棚顶需要找
18x3=54平方米
3.14*3*18=169.56
钢结构设计里面立柱一般间距是6米,承轨梁选用300的（注意间隔80cm加一道加紧板）.行车大梁必须要有资质的单位来做和安装,跨度15米大梁用30T的工字钢.我们单位是专门生产和安装起重机的B级资质.
按1500元一平估算总价在：330万左右.
12米长6米宽二层楼,跨度6米长6米宽,第一层楼6米高,二层4米高,请问要用多大柱子?回答：一层至少采用600*600柱子,二层可以变小一些变成450*450. 再问： 哦谢谢，那柱子和梁需要多大的钢筋，我打算在第一层3米高加梁， 再答： 柱子采用4根20+12根16的三级钢筋，楼面框架梁300*600截面；下部配筋4
宽：48÷2-18=6米
看你具体做什么样的咯,地上?还是半地下.
你这个没有说袋子的材质,所以密度不太清楚!如果不考虑密度,=9000 你的24g估计不对算出来袋子厚47丝 一般没这么厚的,都成塑料片了.我们是塑料袋厂 http://www.00sl.com/
首先算体积咯,把铝板看做一个柱体体积V=长*宽*高=1*2*0.001=0.002 立方米然后算质量 质量m=体积V*密度=0.002*密度（看你用的具体是哪种铝,纯铝、还是铝合金?如果是纯铝（如果是这是一道中学物理题目,不然纯铝不适合）的话就是2700千克每立方米.合金铝密度大概也就是和这个差不了,可以粗略估算.多少
其截面积为：200×200-(200-8)×(200-8)=3136(平方毫米)=31.36(平方厘米)其体积为：31.36×1×100=3136(立方厘米)其重量为：=24617.6(克)≈24.6(千克)----比重取了7.85克/立方厘米
材料力学里的弯曲应力,计算出中间轴最大弯曲应力,与轴的材料的最大弯曲应力相比,一旦计算值等于或大于材料的弯曲应力,则材料会弯曲变形. 再问： 可以告诉我机械手册 哪里有吗？&#xe621; 上传我的文档
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一个定4个跨度的好方法
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钢架结构跨度一般是多少？
提问者：樊兰芳|
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工业用结构正常的跨度是十二米到二十四米。主要是就目前的主流材料的性能来讲，三十米以上的跨度就比较大了，为了经济效益，大于三十米的跨度，梁结构已经不宜采用实腹的了。跨度的大小是相对而言的，也许再过十年，出现高性能的材料，跨度可以做得越来越大。
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工业用结构正常的跨度是十二米到二十四米。主要是就目前的主流材料的性能来讲，三十米以上的跨度就比较大了，为了经济效益，大于三十米的跨度，梁结构已经不宜采用实腹的了。跨度的大小是相对而言的，也许再过十年，出现高性能的材料，跨度可以做得越来越大。
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钢结构跨度，一般是指钢结构件两端指点之间的距离，通常用米做单位。钢结构跨度现国内常用的有6-24米，30米以上的一般称为大跨度钢结构。一般厂房钢结构分为横向和纵向跨度。
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跨度是指门式钢架一榀架子的两个柱脚轴线的距离。有时也是柱子外皮的距离。柱距是两榀架子间的距离。抗风柱与那些都没影响，就像，鸟儿与白云都是天空的一部分，但鸟儿与白云对天空没有影响的，一般的跨度是在40米左右的。