《普通鋼屋架》課件

普通鋼屋架鋼屋架是建筑結(jié)構(gòu)中常見的承重構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于各種建筑物。課程概述課程目標(biāo)深入理解鋼屋架的基本概念、設(shè)計原理和計算方法。掌握常見的鋼屋架類型、節(jié)點形式和連接方式。學(xué)習(xí)鋼屋架的設(shè)計規(guī)范和施工要點，并了解預(yù)應(yīng)力鋼屋架的特點及應(yīng)用。課程內(nèi)容從鋼屋架的基本構(gòu)件和受力分析開始，逐步講解構(gòu)件設(shè)計計算、節(jié)點設(shè)計、穩(wěn)定性分析等關(guān)鍵內(nèi)容。并深入探討預(yù)應(yīng)力鋼屋架的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。教學(xué)方法結(jié)合理論講解、案例分析和軟件操作，幫助學(xué)生掌握知識，提升實際應(yīng)用能力。學(xué)習(xí)要求認真預(yù)習(xí)課本內(nèi)容，積極參與課堂討論，完成作業(yè)練習(xí)，并進行課外拓展學(xué)習(xí)。鋼屋架的基本構(gòu)件上弦桿屋架上部受拉的主要承重構(gòu)件，通常為三角形或梯形。承受屋面荷載和風(fēng)荷載，并將其傳遞給支柱和基礎(chǔ)。下弦桿屋架下部受壓的主要承重構(gòu)件，通常為水平或傾斜。承受上弦桿的拉力，并將其傳遞給支柱和基礎(chǔ)。腹桿連接上弦桿和下弦桿的斜桿，通常為等邊三角形或不等邊三角形。承受屋架的剪力和彎矩，并將其傳遞給上弦桿和下弦桿。支柱垂直于屋架平面支撐屋架的構(gòu)件，通常為圓形或矩形。承受屋架的荷載，并將其傳遞給基礎(chǔ)。鋼材的性能特點高強度鋼材強度高，抗壓、抗拉能力強，用于屋架可承載更大的重量。良好的塑性鋼材具有良好的塑性，在受到外力作用時能發(fā)生較大變形，避免突然斷裂，保證結(jié)構(gòu)安全。良好的焊接性鋼材焊接性好，易于加工成型，方便現(xiàn)場組裝，提高施工效率。良好的防腐性鋼材表面可進行防腐處理，延長屋架使用壽命。屋架受力狀況分析1荷載傳遞屋面荷載、吊車荷載等2節(jié)點受力彎矩、剪力、軸力3桿件受力拉力、壓力、彎曲屋架承受來自屋面、吊車、風(fēng)力、雪荷載等多種荷載。這些荷載通過屋面板、檁條、支撐傳遞到屋架節(jié)點。屋架節(jié)點將荷載分解并傳遞給桿件，桿件則承受拉力、壓力、彎曲等力的綜合作用。屋架的受力情況直接影響著設(shè)計和施工過程。桿件受力分析1軸向拉力屋架上弦桿和下弦桿受拉力，拉力方向與桿件軸線一致。拉力的大小取決于屋架的荷載和跨度。2軸向壓力屋架的斜撐、腹桿和部分上弦桿受壓，壓力方向與桿件軸線一致。壓力的大小取決于屋架的荷載和跨度。3彎曲力屋架上弦桿和下弦桿在受軸向拉壓力的同時，還可能受到彎曲力的作用。彎曲力的方向與桿件截面垂直。構(gòu)件設(shè)計計算構(gòu)件設(shè)計計算是鋼屋架設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，需要根據(jù)荷載情況、材料性能和設(shè)計規(guī)范進行詳細的計算。設(shè)計計算的主要內(nèi)容包括：截面尺寸確定、材料選用、連接方式選擇、強度驗算、穩(wěn)定性驗算、撓度驗算等。10荷載包括屋面荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等。20強度是指構(gòu)件抵抗破壞的能力，需要滿足強度設(shè)計規(guī)范的要求。30穩(wěn)定性是指構(gòu)件抵抗失穩(wěn)的能力，需要進行穩(wěn)定性驗算，避免失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生。40撓度是指構(gòu)件在荷載作用下發(fā)生的變形，需要滿足撓度設(shè)計規(guī)范的要求。常見節(jié)點形式鋼屋架節(jié)點是連接各桿件的重要部位，承載著結(jié)構(gòu)的整體受力。常見的節(jié)點形式包括：鉸接節(jié)點、剛接節(jié)點和半剛接節(jié)點。不同的節(jié)點形式對結(jié)構(gòu)的受力特性和整體性能有不同的影響，需要根據(jù)具體情況進行選擇。節(jié)點設(shè)計要點安全可靠節(jié)點是屋架的重要連接部位，節(jié)點強度直接影響屋架的整體穩(wěn)定性，因此在設(shè)計節(jié)點時要充分考慮承載能力和抗震性能，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。簡化施工節(jié)點設(shè)計應(yīng)盡量采用易于加工和安裝的結(jié)構(gòu)形式，減少現(xiàn)場焊接工作量，提高施工效率，降低成本。經(jīng)濟合理節(jié)點設(shè)計要兼顧經(jīng)濟性，避免過度設(shè)計，合理選用材料，控制造價，提高經(jīng)濟效益。屋架的撓度檢查屋架撓度檢查是確保結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)，它直接影響屋架的使用壽命和整體穩(wěn)定性。撓度檢查通常在屋架安裝完成后進行，采用專業(yè)的測量儀器進行測量，并與設(shè)計規(guī)范進行對比分析。撓度檢查主要考慮屋架在荷載作用下的變形程度，以及變形是否超過允許范圍。對于超出允許范圍的撓度，需要采取相應(yīng)的措施進行處理，例如調(diào)整支撐結(jié)構(gòu)或加固屋架。屋架的穩(wěn)定性問題11.整體穩(wěn)定屋架在整體受力下保持平衡，抵抗傾覆和側(cè)移。22.局部穩(wěn)定各桿件抵抗彎曲、扭轉(zhuǎn)和失穩(wěn)等局部破壞。33.節(jié)點穩(wěn)定連接節(jié)點抵抗剪切和拉拔等破壞，確保整體受力傳遞。屋架的連接方式螺栓連接螺栓連接簡單可靠，施工方便，可拆卸，便于維修和更換，是目前應(yīng)用最廣泛的連接方式。焊接連接焊接連接強度高，整體性好，但焊接過程需要嚴(yán)格控制，防止焊接缺陷。鉚接連接鉚接連接強度高，適用于承受較大載荷的節(jié)點，但施工復(fù)雜，效率較低。高強度螺栓連接高強度螺栓連接具有螺栓連接的優(yōu)點，強度更高，適用于承受更大載荷的節(jié)點。焊縫強度計算焊接接頭計算公式強度標(biāo)準(zhǔn)對接接頭Fw=0.7*f*a*wGB/T50205-2001角焊縫Fw=0.7*f*a*lGB/T50205-2001焊縫強度計算是確保鋼屋架整體結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵步驟。計算結(jié)果應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，確保焊縫的承載能力。開孔影響及處理開孔削弱強度開孔降低截面面積，降低抗彎抗剪能力。應(yīng)力集中開孔周圍應(yīng)力集中，容易造成疲勞破壞。加強處理增加加強筋、補強板，提高結(jié)構(gòu)強度。構(gòu)件防腐處理11.防銹涂層鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防銹涂料，防止腐蝕。22.鍍鋅處理使用熱浸鍍鋅或電鍍鋅工藝，在鋼材表面形成一層保護層。33.噴砂除銹將鋼材表面清理干凈，增加涂料附著力。44.定期維護對鋼結(jié)構(gòu)進行定期檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取措施。預(yù)應(yīng)力鋼屋架預(yù)應(yīng)力鋼屋架是一種新型的屋架結(jié)構(gòu)形式，在施工過程中，利用預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉力，使屋架處于預(yù)拉伸狀態(tài)，從而提高其強度和穩(wěn)定性，減輕自重。預(yù)應(yīng)力鋼屋架具有更高的承載能力和抗震性能，同時可以減輕材料用量，降低成本。預(yù)應(yīng)力鋼屋架特點自重輕預(yù)應(yīng)力鋼屋架采用高強度鋼材，有效降低了屋架自重，減輕了建筑物基礎(chǔ)荷載?？缍却箢A(yù)應(yīng)力鋼屋架能夠?qū)崿F(xiàn)更大的跨度，減少了建筑物內(nèi)部柱子數(shù)量，提高了空間利用率。抗震性能好預(yù)應(yīng)力鋼屋架結(jié)構(gòu)剛度高，抗震性能優(yōu)越，能夠有效抵抗地震災(zāi)害帶來的沖擊。施工便捷預(yù)應(yīng)力鋼屋架在工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，施工周期短，效率高，降低了施工成本。預(yù)應(yīng)力鋼屋架優(yōu)勢輕量化預(yù)應(yīng)力鋼屋架的重量較輕，可減少基礎(chǔ)和支承結(jié)構(gòu)的負荷，降低工程造價。屋架重量的減輕，也能方便運輸和安裝，提高施工效率。高強度預(yù)應(yīng)力鋼屋架的強度較高，能夠承受更大的荷載，適用于跨度較大、荷載較重的建筑工程。高強度鋼材的使用，可以減少材料用量，降低工程造價?？拐鹦阅茴A(yù)應(yīng)力鋼屋架的抗震性能較強，能夠在地震發(fā)生時有效抵抗地震力的沖擊。預(yù)應(yīng)力鋼屋架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，能夠有效地防止房屋倒塌。耐久性預(yù)應(yīng)力鋼屋架的耐久性較好，能夠經(jīng)受住各種惡劣環(huán)境的考驗。采用優(yōu)質(zhì)鋼材和合理的防腐措施，可以延長鋼屋架的使用壽命。預(yù)應(yīng)力鋼屋架設(shè)計1確定荷載包括恒載和活載2確定跨度考慮建筑功能和結(jié)構(gòu)形式3確定預(yù)應(yīng)力提高承載能力和剛度4優(yōu)化設(shè)計滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求預(yù)應(yīng)力鋼屋架設(shè)計需要綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、荷載情況、材料性能和施工工藝等因素。設(shè)計過程中需要進行合理的預(yù)應(yīng)力設(shè)計，以提高屋架的承載能力和剛度，并滿足結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟性要求。預(yù)應(yīng)力鋼屋架施工準(zhǔn)備工作檢查鋼屋架的質(zhì)量和尺寸，確保符合設(shè)計要求。準(zhǔn)備起吊設(shè)備，并進行安全檢查。安裝吊裝將預(yù)應(yīng)力鋼屋架吊裝到預(yù)定位置，并進行精準(zhǔn)對位。確保屋架的穩(wěn)定性，防止發(fā)生偏移。預(yù)應(yīng)力張拉根據(jù)設(shè)計要求進行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉，控制張拉力，并進行相應(yīng)的監(jiān)測。連接固定將預(yù)應(yīng)力鋼屋架與其他構(gòu)件進行連接固定，并進行焊縫質(zhì)量檢驗。驗收完成預(yù)應(yīng)力鋼屋架的安裝后，進行最終的驗收工作，確保符合設(shè)計和規(guī)范要求。重點問題解答學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到哪些問題，可以進行提問。老師根據(jù)學(xué)生問題進行解答，并進行補充說明。解答過程中要注重知識的講解和實際應(yīng)用的結(jié)合，確保學(xué)生能夠理解。鼓勵學(xué)生積極提問，并進行互動交流，幫助學(xué)生掌握知識。經(jīng)典案例分享介紹幾個經(jīng)典的鋼屋架案例，展示其在不同工程中的應(yīng)用和設(shè)計特點。例如，某大型體育館采用大型鋼屋架結(jié)構(gòu)，跨度大，造型獨特，展現(xiàn)了鋼屋架的力學(xué)性能和美學(xué)價值。常見問題探討鋼屋架設(shè)計和施工中存在許多問題，例如：如何選擇合適的鋼材？如何計算桿件的截面尺寸？如何確定節(jié)點形式？如何防止屋架的失穩(wěn)？如何處理構(gòu)件的防腐？這些問題都需要根據(jù)實際情況進行分析和解決。在設(shè)計階段，需要考慮荷載、跨度、材料強度等因素，進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保屋架的強度、剛度和穩(wěn)定性。在施工階段，需要嚴(yán)格控制加工精度，確保節(jié)點的連接質(zhì)量，并進行必要的防腐處理，延長屋架的使用壽命。在本次課程中，我們將對這些問題進行探討，并分享一些實際案例和經(jīng)驗，幫助大家更好地理解和掌握普通鋼屋架的設(shè)計和施工。發(fā)展趨勢展望輕型化輕型鋼結(jié)構(gòu)屋架，更輕便，更易安裝，更節(jié)省材料。智能化BIM技術(shù)應(yīng)用，提升設(shè)計效率，優(yōu)化施工流程，提高建造精度。綠色環(huán)?？裳h(huán)利用材料，減少建筑垃圾，降低碳排放。工業(yè)化預(yù)制化程度提高，工廠化生產(chǎn)，提高建造效率。學(xué)習(xí)目標(biāo)回顧11.了解屋架掌握屋架的基本構(gòu)件和受力情況。22.掌握設(shè)計方法學(xué)會計算構(gòu)件截面尺寸和節(jié)點形式。33.理解穩(wěn)定性熟悉屋架的穩(wěn)定性問題和處理方法。44.了解連接方式熟悉屋架的連接方式，如焊接和螺栓連接。學(xué)習(xí)心得體會通過這門課程的學(xué)習(xí)，我對普通鋼屋架有了更深入的了解，掌握了鋼屋架設(shè)計計算、節(jié)點設(shè)計和施工要點等方面的知識。學(xué)習(xí)過程中，老師的講解深入淺出，案例分析豐富多彩，讓我對理論知識有了更直觀的理解。課程內(nèi)容與實際工程密切相關(guān)，讓我體會到理論與實踐的緊密結(jié)合。學(xué)習(xí)到的知識可以應(yīng)用到實際工作中，提高我的工作效率和水平