钢屋架课程设计针对21米跨度、长度90米的钢结构，积灰荷载为0.9kn/m²。该设计考虑了结构的稳定性和承载能力，采用了合理的材料选择和构造措施，确保了结构的安全可靠性。还对施工过程中可能出现的问题进行了预测和分析，提出了相应的解决方案。

一、设计资料

以下是根据您提供的部分信息（21m跨度、长度90m、积灰荷载0.9kN/m2）推测的钢屋架课程设计相关内容：

（一）结构选型

• 屋架形式：通常对于21m跨度的钢屋架，可采用梯形钢屋架等形式。例如在一些类似的设计中，梯形钢屋架能够较好地适应这种跨度要求，配合相应的支撑体系保证结构的稳定性。

（二）荷载计算

• 永久荷载：
  • 屋面板自重：如果采用1.5m×6m的预应力混凝土大型屋面板，其自重标准值需要根据具体的材料和构造确定，一般来说会有一个固定的取值范围。
  • 屋架自重：屋架自重可根据经验公式或者参考类似设计案例进行估算。例如可以按照每米多少千牛的方式计算，在初步设计阶段给出一个近似值，后续再根据具体杆件尺寸等进行精确计算。
  • 保温层、防水层等：若有8cm厚泡沫混凝土保温层、卷材屋面等构造层，其自重也需要计算在内。
• 可变荷载：
  • 活荷载：需要根据建筑的使用功能确定活荷载标准值，例如对于一般的工业厂房或者民用建筑，活荷载取值有所不同。
  • 积灰荷载：已知积灰荷载为0.9kN/m2，这个荷载在有积灰可能的工业厂房中是需要重点考虑的，在计算杆件内力时要和其他荷载按照相应的组合规则进行组合。
  • 雪荷载和风荷载：需要根据当地的气象资料确定雪荷载和风荷载标准值，不同地区的取值差异较大。

（三）杆件设计

• 内力计算：
  • 根据选定的屋架形式和荷载情况，计算各个杆件的内力。对于21m跨度的钢屋架，在不同荷载组合（如全跨荷载、半跨荷载等）下，弦杆、腹杆等杆件的内力会有所不同。可以采用力学求解器或者结构力学的方法进行计算，例如在全跨均布荷载作用下，上弦杆受压，下弦杆受拉，腹杆内力根据其位置和受力特性确定。
• 截面选择：
  • 根据计算得到的内力，按照钢结构设计规范选择合适的杆件截面。例如对于受压杆件，要考虑其长细比、稳定性等因素；对于受拉杆件，要考虑其强度等因素。常用的杆件截面形式有H型钢、角钢等，根据具体的受力情况和经济性进行选择。

（四）节点设计

• 连接方式：
  • 节点连接可采用焊接、螺栓连接或者栓焊混合连接等方式。例如在一些关键节点，采用焊接可以保证节点的整体性和强度；而在需要便于拆卸或者调整的部位，可采用螺栓连接。
• 节点构造：
  • 设计上弦节点、下弦节点、腹杆节点等时，要保证杆件之间的传力明确、可靠。节点构造需要考虑杆件的交汇角度、连接的可行性等因素，同时要满足钢结构设计规范对于节点的构造要求。

（五）支撑布置

• 横向水平支撑：
  • 根据厂房长度（90m）、跨度（21m）和荷载情况，合理设置横向水平支撑。例如可以设置三道或者四道上、下弦横向水平支撑，以提高屋架的侧向稳定性。支撑的设置位置要考虑柱网布置情况，如设置在特定的柱间等。
• 垂直支撑和系杆：
  • 在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端设置垂直支撑，保证屋架的空间稳定性。同时，在上弦平面和下弦平面设置刚性系杆和柔性系杆，用于传递水平力、保证杆件的稳定等。

梯形钢屋架稳定性分析

钢屋架积灰荷载影响

屋架节点构造优化方法

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