屋蓋結(jié)構(gòu)燕蘭課件

1、第第 1 頁(yè)頁(yè)1第八章第八章 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)鋼屋蓋結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 屋蓋結(jié)構(gòu)是單層工業(yè)廠房的重要組成部分之一。屋蓋結(jié)構(gòu)是單層工業(yè)廠房的重要組成部分之一。類型包括：類型包括： 平面鋼屋架平面鋼屋架鋼屋蓋結(jié)構(gòu)主要包括：鋼屋蓋結(jié)構(gòu)主要包括： 屋面、屋架和支撐，另外還有托架、屋面、屋架和支撐，另外還有托架、天窗架等。天窗架等。 根據(jù)屋面所用材料不同分為根據(jù)屋面所用材料不同分為: 一一 無(wú)檁屋蓋結(jié)構(gòu)無(wú)檁屋蓋結(jié)構(gòu) 二二 有檁屋蓋結(jié)構(gòu)有檁屋蓋結(jié)構(gòu) 第第 2 頁(yè)頁(yè)2 第二節(jié)第二節(jié) 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式組成和布置組成和布置 一、無(wú)檁屋蓋一、無(wú)檁屋蓋1. 形式和布置形式和布置 見(jiàn)右圖。見(jiàn)

2、右圖。2.2.組成組成 屋架、天窗架、支屋架、天窗架、支撐（水平支撐、垂直支撐（水平支撐、垂直支撐）、大型屋面板。撐）、大型屋面板。第第 3 頁(yè)頁(yè)33.3.傳力路線：傳力路線： 屋面荷載屋面荷載 大型屋面板大型屋面板 屋架（或天窗屋架（或天窗架）架）4.4.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 屋蓋剛度大、整體性好、施工方便，但自重屋蓋剛度大、整體性好、施工方便，但自重大、抗震性能差。可用于屋架坡度較小的屋蓋。大、抗震性能差?？捎糜谖菁芷露容^小的屋蓋。第一節(jié)第一節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和布置屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和布置第第 4 頁(yè)頁(yè)4二、有檁屋蓋二、有檁屋蓋1.1.形式和布置見(jiàn)下形式和布置見(jiàn)下圖圖 2.2.組成組成 輕質(zhì)屋面板、檁

3、條、拉條、支撐、屋架輕質(zhì)屋面板、檁條、拉條、支撐、屋架第第 5 頁(yè)頁(yè)53.3.傳力路線：傳力路線： 屋面荷載屋面荷載 屋面板屋面板 檁條檁條 屋架屋架4.4.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 屋面材料輕，整體性、剛度差些，有拉屋面材料輕，整體性、剛度差些，有拉條（甚至斜拉條、撐桿等）、構(gòu)造較復(fù)雜。條（甚至斜拉條、撐桿等）、構(gòu)造較復(fù)雜?？捎糜谖菁芷露容^大的屋蓋?？捎糜谖菁芷露容^大的屋蓋。 拉條的作用：拉條的作用：減小檁條的側(cè)向變形和減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，一般設(shè)在檁條腹板受壓區(qū)域。扭轉(zhuǎn)，一般設(shè)在檁條腹板受壓區(qū)域。 有檁屋蓋的單層廠房的吊裝過(guò)程動(dòng)畫有檁屋蓋的單層廠房的吊裝過(guò)程動(dòng)畫 第一節(jié)第一節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和布置

4、屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和布置第第 6 頁(yè)頁(yè)6三、輕鋼廠房三、輕鋼廠房1.1.形式和布置見(jiàn)下形式和布置見(jiàn)下圖圖 2.2.組成組成 輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板）、檁條、隅撐、水平支輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板）、檁條、隅撐、水平支撐、垂直支撐、剛架撐、垂直支撐、剛架第第 7 頁(yè)頁(yè)73.3.傳力路線：傳力路線： 屋面荷載屋面荷載 屋面板屋面板 檁條檁條 剛架剛架4.4.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 輕質(zhì)、耐火、保溫及防水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單、輕質(zhì)、耐火、保溫及防水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、工業(yè)化生產(chǎn)程度高（材料整齊地施工方便、工業(yè)化生產(chǎn)程度高（材料整齊地裝箱，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工猶如搭積木）。裝箱，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工猶如搭積木）。 第一節(jié)第一節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)的

5、組成和布置屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和布置第第 8 頁(yè)頁(yè)8第三節(jié)第三節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐一、支撐的作用一、支撐的作用 由屋架、檁條和屋面材料等構(gòu)件組成的有檁屋蓋是幾由屋架、檁條和屋面材料等構(gòu)件組成的有檁屋蓋是幾何可變體系。各個(gè)平面屋架需要用各種支撐及縱向桿件連成何可變體系。各個(gè)平面屋架需要用各種支撐及縱向桿件連成一個(gè)空間幾何不變體才能承受荷載一個(gè)空間幾何不變體才能承受荷載第第 9 頁(yè)頁(yè)9 屋架的受壓上弦雖然與檁條連接，但所有屋架的上弦有可屋架的受壓上弦雖然與檁條連接，但所有屋架的上弦有可能向同一方向以半波的形式鼓曲（見(jiàn)上圖），使得上弦的計(jì)能向同一方向以半波的形式鼓曲（見(jiàn)上圖），使得上弦的計(jì)算長(zhǎng)

6、度為屋架的跨度，承載力下降。其次，屋架下弦雖是拉算長(zhǎng)度為屋架的跨度，承載力下降。其次，屋架下弦雖是拉桿，但側(cè)向無(wú)聯(lián)系時(shí)，會(huì)引起較大的水平振動(dòng)和變位，增加桿，但側(cè)向無(wú)聯(lián)系時(shí)，會(huì)引起較大的水平振動(dòng)和變位，增加桿件和連接中的受力。此外端墻傳來(lái)的風(fēng)荷載，僅靠屋架的桿件和連接中的受力。此外端墻傳來(lái)的風(fēng)荷載，僅靠屋架的弦桿承受和傳遞是不夠的。弦桿承受和傳遞是不夠的。 因此設(shè)置支撐有以下作用：因此設(shè)置支撐有以下作用： l l 保證結(jié)構(gòu)的空間作用保證結(jié)構(gòu)的空間作用 l l 增強(qiáng)屋架的側(cè)向穩(wěn)定增強(qiáng)屋架的側(cè)向穩(wěn)定 l l 傳遞屋蓋的水平荷載傳遞屋蓋的水平荷載 l l 便于屋蓋的安全施工便于屋蓋的安全施工 按照支撐

7、所起的作用不同分為：按照支撐所起的作用不同分為：橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。第第 10 頁(yè)頁(yè)10二、支撐布置二、支撐布置1.1.上弦橫向水平支上弦橫向水平支撐撐 q組成：組成： 屋架上弦、斜向桿件、檁條、系桿屋架上弦、斜向桿件、檁條、系桿 q作用：作用： 保證屋架側(cè)向剛度和屋蓋的空間剛度，減小上弦在平保證屋架側(cè)向剛度和屋蓋的空間剛度，減小上弦在平面外計(jì)算長(zhǎng)度，承受和傳遞端墻的風(fēng)荷載。面外計(jì)算長(zhǎng)度，承受和傳遞端墻的風(fēng)荷載。 q布置：布置： 端部第一或第二開(kāi)間。當(dāng)布置在第二開(kāi)間時(shí)，端屋端部第一或第二開(kāi)間。當(dāng)布置在第二開(kāi)間時(shí)，端屋架需與橫向

8、支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩(wěn)定架需與橫向支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩(wěn)定和風(fēng)荷載傳遞。（因有時(shí)天窗架從第二開(kāi)間起設(shè)）和風(fēng)荷載傳遞。（因有時(shí)天窗架從第二開(kāi)間起設(shè)） 第第 11 頁(yè)頁(yè)11 橫向水平支撐間距大于橫向水平支撐間距大于60m60m時(shí)，中間應(yīng)增設(shè)。時(shí)，中間應(yīng)增設(shè)。 屋面為大型屋面板，且屋面板有三點(diǎn)與屋架屋面為大型屋面板，且屋面板有三點(diǎn)與屋架上弦牢固連接時(shí)，可不設(shè)。但一般高空作業(yè)上弦牢固連接時(shí)，可不設(shè)。但一般高空作業(yè)較難保證，還是需要設(shè)上弦橫向支撐，大型較難保證，還是需要設(shè)上弦橫向支撐，大型屋面板起系桿的作用。有天窗架時(shí)，上弦橫屋面板起系桿的作用。有天窗架時(shí)，上弦橫向支撐仍需布置。

9、向支撐仍需布置。第第 12 頁(yè)頁(yè)122.2.下弦支撐下弦支撐下弦支撐包括下弦橫向水平支撐和下弦縱向水平支撐下弦支撐包括下弦橫向水平支撐和下弦縱向水平支撐q下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐 組成：屋架下弦桿、斜桿、系桿組成：屋架下弦桿、斜桿、系桿作用：山墻抗風(fēng)柱的支點(diǎn)，承受并傳遞水平風(fēng)荷作用：山墻抗風(fēng)柱的支點(diǎn)，承受并傳遞水平風(fēng)荷載、懸掛吊車的水平力和地震引起的水平力，減載、懸掛吊車的水平力和地震引起的水平力，減小下弦的平面外計(jì)算長(zhǎng)度，減小下弦的振動(dòng)。小下弦的平面外計(jì)算長(zhǎng)度，減小下弦的振動(dòng)。布置：與上弦橫向支撐布置在同一開(kāi)間，形成穩(wěn)布置：與上弦橫向支撐布置在同一開(kāi)間，形成穩(wěn)定的空間體系。定的空間體

10、系。 屋架跨度大于屋架跨度大于18m18m時(shí)；時(shí)；屋架下弦設(shè)有懸掛吊車時(shí)，屋架下弦設(shè)有懸掛吊車時(shí)，抗風(fēng)柱支承在屋架下弦時(shí)，抗風(fēng)柱支承在屋架下弦時(shí)，屋架下弦設(shè)通長(zhǎng)縱向支撐時(shí)，宜設(shè)屋架下弦屋架下弦設(shè)通長(zhǎng)縱向支撐時(shí)，宜設(shè)屋架下弦橫向支撐。橫向支撐。第第 13 頁(yè)頁(yè)13q下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 組成：系桿、斜桿組成：系桿、斜桿作用：增加屋蓋空間剛度，承受和傳遞吊車橫向作用：增加屋蓋空間剛度，承受和傳遞吊車橫向水平制動(dòng)力。水平制動(dòng)力。布置：屋架兩邊，與橫向水平支撐形成封閉框。布置：屋架兩邊，與橫向水平支撐形成封閉框。 有重級(jí)工作制吊車或起重量較大的中、輕工作制吊車有重級(jí)工作制吊車或起重量較大的

11、中、輕工作制吊車時(shí)；時(shí)；有振動(dòng)設(shè)備、屋架下弦有吊軌、有托架時(shí)；有振動(dòng)設(shè)備、屋架下弦有吊軌、有托架時(shí)；房屋跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，均需設(shè)置下弦房屋跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，均需設(shè)置下弦縱向水平支撐?？v向水平支撐。第第 14 頁(yè)頁(yè)143.3.豎向支撐豎向支撐 組成：系桿、斜桿組成：系桿、斜桿 作用：使相鄰屋架形成幾何不變的空間體系，作用：使相鄰屋架形成幾何不變的空間體系，保證側(cè)向穩(wěn)定。保證側(cè)向穩(wěn)定。 布置位置：設(shè)有上弦橫向支撐的開(kāi)間內(nèi)，每隔布置位置：設(shè)有上弦橫向支撐的開(kāi)間內(nèi)，每隔45個(gè)開(kāi)間布置一道。個(gè)開(kāi)間布置一道。 布置原則布置原則: （1）梯形或平行弦屋架）梯形或平行弦屋架 無(wú)天窗，跨

12、度無(wú)天窗，跨度l30m，布置在屋架兩端、跨度，布置在屋架兩端、跨度l/3處處 有天窗，跨度有天窗，跨度l30m，布置在屋架兩端、跨中、天，布置在屋架兩端、跨中、天窗架兩端窗架兩端 第第 16 頁(yè)頁(yè)16 有天窗、跨度有天窗、跨度l30m，布置在屋架兩端、跨度，布置在屋架兩端、跨度l/3處、天窗架兩端處、天窗架兩端 （2 2）三角形屋架）三角形屋架 跨度小于跨度小于18m18m時(shí)，布置在屋架中間時(shí)，布置在屋架中間 第第 17 頁(yè)頁(yè)17跨度大于跨度大于18m18m時(shí)，一般視具體情況布置兩道時(shí)，一般視具體情況布置兩道 第第 18 頁(yè)頁(yè)18三、輕型鋼結(jié)構(gòu)支撐布置三、輕型鋼結(jié)構(gòu)支撐布置 橫向水平支撐：橫向

13、水平支撐： 端部或第二開(kāi)間，橫向支撐區(qū)段長(zhǎng)度不大于端部或第二開(kāi)間，橫向支撐區(qū)段長(zhǎng)度不大于60m。 縱向水平支撐：縱向水平支撐： 廠房?jī)?nèi)有較大的振動(dòng)設(shè)備，廠房有較大的剛度要廠房?jī)?nèi)有較大的振動(dòng)設(shè)備，廠房有較大的剛度要求時(shí)。求時(shí)。 系桿：系桿： 檁條可兼作系桿。檁條可兼作系桿。 第第 19 頁(yè)頁(yè)19四、支撐的形式，計(jì)算與構(gòu)造四、支撐的形式，計(jì)算與構(gòu)造 支撐一般呈平行弦桁架，受力較小，按容許長(zhǎng)細(xì)比的構(gòu)造支撐一般呈平行弦桁架，受力較小，按容許長(zhǎng)細(xì)比的構(gòu)造要求是：要求是： 拉桿：拉桿： =400 ， 壓桿：壓桿： =200 當(dāng)屋架下弦標(biāo)高大于當(dāng)屋架下弦標(biāo)高大于15m，基本風(fēng)壓大于，基本風(fēng)壓大于0.5kN/

14、m2時(shí)，與時(shí)，與抗風(fēng)柱連接的水平支撐承受和傳遞風(fēng)荷載?？癸L(fēng)柱連接的水平支撐承受和傳遞風(fēng)荷載。 計(jì)算簡(jiǎn)圖：計(jì)算簡(jiǎn)圖： 假定受壓斜腹桿不起作用，變?yōu)殪o定桁架，簡(jiǎn)化計(jì)算。假定受壓斜腹桿不起作用，變?yōu)殪o定桁架，簡(jiǎn)化計(jì)算。第第 20 頁(yè)頁(yè)20 支撐連接的構(gòu)造力求簡(jiǎn)單，安裝方便。一般用支撐連接的構(gòu)造力求簡(jiǎn)單，安裝方便。一般用M20粗制螺栓連接，桿件每端至少粗制螺栓連接，桿件每端至少2個(gè)螺栓。個(gè)螺栓。 圓鋼作柔性支撐桿件時(shí)，采用花籃螺栓，將圓鋼作柔性支撐桿件時(shí)，采用花籃螺栓，將桿件張緊。桿件張緊。 第第 21 頁(yè)頁(yè)21第第 22 頁(yè)頁(yè)22第四節(jié)第四節(jié) 鋼檁條設(shè)計(jì)鋼檁條設(shè)計(jì)一、實(shí)腹式檁條一、實(shí)腹式檁條 形式形

15、式第第 23 頁(yè)頁(yè)23與屋架的連接方式與屋架的連接方式第第 24 頁(yè)頁(yè)24 計(jì)算計(jì)算 簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖 荷載計(jì)算荷載計(jì)算 對(duì)對(duì)x-x軸軸 qy=qcos 對(duì)對(duì)y-y軸軸 qx=qsinq為線荷載。為線荷載。 屋面均布活荷載的取值：屋面均布活荷載的取值： 不上人屋面：對(duì)壓型鋼板等輕質(zhì)屋面，驗(yàn)算屋面板和不上人屋面：對(duì)壓型鋼板等輕質(zhì)屋面，驗(yàn)算屋面板和檁條時(shí)取檁條時(shí)取0.5kN/m2，驗(yàn)算屋架、剛架等承重結(jié)構(gòu)時(shí)取，驗(yàn)算屋架、剛架等承重結(jié)構(gòu)時(shí)取0.3kN/m2，施工荷載較大時(shí)按實(shí)際情況取。上人屋面：，施工荷載較大時(shí)按實(shí)際情況取。上人屋面：按使用要求確定，但不小于按使用要求確定，但不小于1.5kN/m2。第第 2

16、5 頁(yè)頁(yè)25拉條設(shè)置情況拉條設(shè)置情況剛度最大主平面剛度最大主平面的彎矩的彎矩Mx剛度最大主平面剛度最大主平面的彎矩的彎矩My無(wú)拉條無(wú)拉條一根拉條一根拉條兩根拉條兩根拉條 檁條彎矩檁條彎矩 第第 26 頁(yè)頁(yè)26 強(qiáng)度強(qiáng)度 無(wú)拉條、一根拉條時(shí)，采用檁條跨中彎矩；無(wú)拉條、一根拉條時(shí)，采用檁條跨中彎矩；有兩根拉條時(shí)，如跨中有兩根拉條時(shí)，如跨中qyqx/3.5，采用跨度，采用跨度1/3處的彎矩。處的彎矩。 撓度（只驗(yàn)算垂直于屋面方向的撓度撓度（只驗(yàn)算垂直于屋面方向的撓度，以保證屋面平整）以保證屋面平整） ，對(duì)無(wú)積灰的瓦楞鐵、石棉，對(duì)無(wú)積灰的瓦楞鐵、石棉瓦；瓦； ，對(duì)壓型鋼板、有積灰的瓦楞，對(duì)壓型鋼板、有

17、積灰的瓦楞板、石棉瓦及其它屋面。板、石棉瓦及其它屋面。 150/lw 200/lw fWMWMnyyynxxx第第 27 頁(yè)頁(yè)27 整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性 如果滿足：設(shè)置檁間拉條、屋面坡度如果滿足：設(shè)置檁間拉條、屋面坡度1/7、屋面剛度較大且與檁條用焊縫或螺、屋面剛度較大且與檁條用焊縫或螺栓連牢時(shí)，可不作整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。否則栓連牢時(shí)，可不作整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。否則需按下式驗(yàn)算：需按下式驗(yàn)算： fWMWMyyyxbx第第 28 頁(yè)頁(yè)28二、桁架式檁條二、桁架式檁條v形式：平面桁架式、形式：平面桁架式、T形桁架式和空間桁架式形桁架式和空間桁架式v計(jì)算：看作平面桁架，按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算桿件軸計(jì)算：看作平面

18、桁架，按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算桿件軸力。上弦還需考慮由均布荷載引起的局部彎矩。力。上弦還需考慮由均布荷載引起的局部彎矩。 第第 29 頁(yè)頁(yè)29三、拉條的布置三、拉條的布置作用：減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，提高檁條承載作用：減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，提高檁條承載力。力。布置：布置： 檁條跨度檁條跨度46m時(shí)，至少跨中設(shè)一道拉條，時(shí)，至少跨中設(shè)一道拉條，檁條跨度檁條跨度 l 6m時(shí)，設(shè)兩道。時(shí)，設(shè)兩道。第第 30 頁(yè)頁(yè)30屋面有天窗時(shí)，天窗兩側(cè)檁條間布置斜拉條和直撐桿。屋面有天窗時(shí)，天窗兩側(cè)檁條間布置斜拉條和直撐桿。第第 31 頁(yè)頁(yè)31構(gòu)造：構(gòu)造：拉條拉條用圓鋼，用圓鋼，812mm，按檁距和荷載定；，按檁

19、距和荷載定；撐桿撐桿限限制檁條的側(cè)向彎曲，其長(zhǎng)細(xì)比按壓桿取值：制檁條的側(cè)向彎曲，其長(zhǎng)細(xì)比按壓桿取值：200。 第第 32 頁(yè)頁(yè)32第五節(jié)第五節(jié) 鋼屋架設(shè)計(jì)鋼屋架設(shè)計(jì) 一、形式及尺寸一、形式及尺寸 組成：角鋼、節(jié)點(diǎn)板焊接而成組成：角鋼、節(jié)點(diǎn)板焊接而成 特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)屋架，受力性能好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)屋架，受力性能好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。方便。 分類：三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架第第 33 頁(yè)頁(yè)33二、內(nèi)力計(jì)算二、內(nèi)力計(jì)算 1、基本假定、基本假定 屋架的節(jié)點(diǎn)為鉸接；屋架的節(jié)點(diǎn)為鉸接；所有桿件的軸線平直且都在同一平面內(nèi)匯交于所有桿件的軸線平直且都在同一平面內(nèi)匯交于節(jié)點(diǎn)的中心；節(jié)點(diǎn)的中心；荷載

20、都作用在節(jié)點(diǎn)上，且都在屋架平面內(nèi)。荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上，且都在屋架平面內(nèi)。 2、屋架上的荷載和內(nèi)力計(jì)算、屋架上的荷載和內(nèi)力計(jì)算 永久荷載：屋面材料、保溫層、防水層、吊車永久荷載：屋面材料、保溫層、防水層、吊車頂、檁條、支撐、屋架、天窗架等結(jié)構(gòu)自重。頂、檁條、支撐、屋架、天窗架等結(jié)構(gòu)自重。 第第 34 頁(yè)頁(yè)34 可變荷載：可變荷載： 屋面活荷載、積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、懸屋面活荷載、積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、懸掛吊車荷載等。屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)出現(xiàn)，掛吊車荷載等。屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)出現(xiàn)，取兩者中較大值計(jì)算。取兩者中較大值計(jì)算。 荷載組合：荷載組合： （1 1）全部（永久荷載）全部（永久

21、荷載可變荷載）可變荷載） （2 2）全部永久荷載）全部永久荷載半跨可變荷載半跨可變荷載 （3 3）全部屋架、支撐和天窗架自重）全部屋架、支撐和天窗架自重半跨屋半跨屋 面板重面板重半跨屋面活荷載半跨屋面活荷載 第第 35 頁(yè)頁(yè)35 軸力計(jì)算軸力計(jì)算 附加彎矩附加彎矩局部彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖局部彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖第第 36 頁(yè)頁(yè)36三、桿件設(shè)計(jì)三、桿件設(shè)計(jì) 1、桿件計(jì)算長(zhǎng)度、桿件計(jì)算長(zhǎng)度 平面內(nèi)平面內(nèi)弦桿、支座斜桿、支座豎桿弦桿、支座斜桿、支座豎桿 l0 x=l 其它受壓腹桿其它受壓腹桿 l0 x=0.8l 第第 37 頁(yè)頁(yè)37 平面平面外外弦桿弦桿l0y為橫向支撐點(diǎn)間的距離為橫向支撐點(diǎn)間的距離 腹桿腹桿 l0

22、y=l 第第 38 頁(yè)頁(yè)38 “ ” “ ”、“ “ ” ” 截面形式的桿件截面形式的桿件 l0=0.9l 右圖中，側(cè)向支承點(diǎn)間距為右圖中，側(cè)向支承點(diǎn)間距為2倍節(jié)間長(zhǎng)度，且兩個(gè)節(jié)間弦桿內(nèi)倍節(jié)間長(zhǎng)度，且兩個(gè)節(jié)間弦桿內(nèi)力不同，則弦桿在平面外的計(jì)算力不同，則弦桿在平面外的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度度 ； 當(dāng)當(dāng)l00.5l1時(shí)，取時(shí)，取l0=0.5l1，N1為較大的壓力，為較大的壓力，N2為較小的壓力為較小的壓力或拉力，壓力取或拉力，壓力取“”，拉力取，拉力取“”。 芬克式屋架、再分式腹桿受壓桿件在平面外計(jì)算長(zhǎng)芬克式屋架、再分式腹桿受壓桿件在平面外計(jì)算長(zhǎng)度同上，平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為節(jié)間長(zhǎng)度度同上，平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為節(jié)間長(zhǎng)度

23、l。)/25. 075. 0(1210NNll第第 39 頁(yè)頁(yè)392.允許長(zhǎng)細(xì)比允許長(zhǎng)細(xì)比 受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件 =150 受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件 =350 無(wú)吊車或輕、中級(jí)工作制吊車無(wú)吊車或輕、中級(jí)工作制吊車 =300 有重級(jí)工作制吊車有重級(jí)工作制吊車 =250 直接承受動(dòng)荷載直接承受動(dòng)荷載 第第 40 頁(yè)頁(yè)403. 桿件設(shè)計(jì)桿件設(shè)計(jì) 截面形式：以雙角鋼拼成一根構(gòu)件。截面形式：以雙角鋼拼成一根構(gòu)件。 原則：使兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比接近，以達(dá)到原則：使兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比接近，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的。經(jīng)濟(jì)的目的。 ( (見(jiàn)下表）見(jiàn)下表） 整體作用：加墊板整體作用：加墊板 ( (見(jiàn)下圖）。見(jiàn)下圖）。（拉桿）（壓桿

24、）iild8040第第 41 頁(yè)頁(yè)41項(xiàng)項(xiàng)次次桿件截面桿件截面組合方式組合方式截面形式截面形式回轉(zhuǎn)半徑的回轉(zhuǎn)半徑的比值比值用途用途1二不等邊二不等邊角鋼短肢角鋼短肢相并相并 計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度l0y較大的上、較大的上、下弦桿下弦桿2二不等邊二不等邊角鋼長(zhǎng)肢角鋼長(zhǎng)肢相并相并端斜桿、端端斜桿、端豎桿、受較豎桿、受較大彎矩作用大彎矩作用的弦桿的弦桿3二等邊角二等邊角鋼相并鋼相并其余腹桿、其余腹桿、下弦桿下弦桿9 . 26 . 2xyii0 . 175. 0 xyii5 . 13 . 1xyii第第 42 頁(yè)頁(yè)424二等邊角二等邊角鋼組合成鋼組合成的十字形的十字形截面截面 與豎向支撐與豎向支撐相連的屋架

25、相連的屋架豎桿豎桿5單角鋼單角鋼輕型鋼屋架輕型鋼屋架中內(nèi)力較小中內(nèi)力較小的桿件的桿件6鋼管鋼管各方向都相各方向都相等等輕型鋼屋架輕型鋼屋架中的桿件中的桿件續(xù)上表續(xù)上表0.1xyii第第 43 頁(yè)頁(yè)43材料選擇要求材料選擇要求 同一榀屋架中規(guī)格不宜過(guò)多，同一榀屋架中規(guī)格不宜過(guò)多，56種。種。 角鋼尺寸不宜過(guò)小，一般不小于角鋼尺寸不宜過(guò)小，一般不小于L454或或L56364。 對(duì)壓桿，選擇回轉(zhuǎn)半徑大的材料。對(duì)壓桿，選擇回轉(zhuǎn)半徑大的材料。 屋架弦桿至多變一次截面，變肢寬不變肢厚，跨屋架弦桿至多變一次截面，變肢寬不變肢厚，跨度小于度小于30m的梯形屋架和跨度小于的梯形屋架和跨度小于24m的三角形的三角

26、形屋架一般不變截面。屋架一般不變截面。 第第 44 頁(yè)頁(yè)44截面計(jì)算截面計(jì)算 軸拉軸拉 強(qiáng)度強(qiáng)度 軸壓軸壓 強(qiáng)度（截面無(wú)削弱時(shí)不用算）強(qiáng)度（截面無(wú)削弱時(shí)不用算） 穩(wěn)定穩(wěn)定 先假定先假定，弦桿，弦桿80左右，腹桿左右，腹桿100左右，查表左右，查表，算出，算出A，選定材料規(guī)格，再驗(yàn)算。，選定材料規(guī)格，再驗(yàn)算。fANnfANnfAN第第 45 頁(yè)頁(yè)45壓彎或拉彎桿件（上、下弦）壓彎或拉彎桿件（上、下弦） 強(qiáng)度強(qiáng)度 穩(wěn)定穩(wěn)定 i i）平面內(nèi)）平面內(nèi) ii ii）平面外）平面外 此外，截面計(jì)算時(shí)還需滿足長(zhǎng)細(xì)比要求。此外，截面計(jì)算時(shí)還需滿足長(zhǎng)細(xì)比要求。 fNNWMANExxxxmxx)/8 . 01 (

27、1fWMANxbxtxyfWMANnxxn第第 46 頁(yè)頁(yè)46四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1、基本要求、基本要求(1(1）各桿件的形心線應(yīng)盡量與屋架的幾何軸線重合，）各桿件的形心線應(yīng)盡量與屋架的幾何軸線重合，并交于節(jié)點(diǎn)中心，以避免由于偏心而產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)附加并交于節(jié)點(diǎn)中心，以避免由于偏心而產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)附加彎矩。彎矩。 (2 (2）弦桿材料規(guī)格沿長(zhǎng)度變化時(shí)，屋架軸線取在兩）弦桿材料規(guī)格沿長(zhǎng)度變化時(shí)，屋架軸線取在兩種材料的重心線中間，偏心不超過(guò)較大弦桿截面高種材料的重心線中間，偏心不超過(guò)較大弦桿截面高度的度的5。第第 47 頁(yè)頁(yè)47（3）偏心較大時(shí)，需計(jì)算偏心彎矩，將此彎矩）偏心較大時(shí)，需計(jì)算偏心彎矩，將此彎

28、矩分配于各桿：分配于各桿： Mi所計(jì)算桿件承擔(dān)的彎矩所計(jì)算桿件承擔(dān)的彎矩 M 節(jié)點(diǎn)偏心彎矩，節(jié)點(diǎn)偏心彎矩，M（N1N2）eKi所計(jì)算桿件的線剛度所計(jì)算桿件的線剛度桿件按偏壓（拉）構(gòu)件設(shè)計(jì)。桿件按偏壓（拉）構(gòu)件設(shè)計(jì)。 MKKMjii第第 48 頁(yè)頁(yè)48(4(4）上弦桿直接擱置大型鋼筋混凝土屋面板時(shí)的加強(qiáng)方）上弦桿直接擱置大型鋼筋混凝土屋面板時(shí)的加強(qiáng)方式。式。(5(5）節(jié)點(diǎn)板形式簡(jiǎn)單，應(yīng)優(yōu)先采用矩形、梯形、平行四）節(jié)點(diǎn)板形式簡(jiǎn)單，應(yīng)優(yōu)先采用矩形、梯形、平行四邊形，避免凹角。邊形，避免凹角。第第 49 頁(yè)頁(yè)49(6(6）角鋼端部的切割一般垂直于它的軸線，可切去部分）角鋼端部的切割一般垂直于它的軸線，

29、可切去部分肢，但絕不允許垂直肢完全切去而留下平行的斜切肢。肢，但絕不允許垂直肢完全切去而留下平行的斜切肢。 (7(7）焊接或螺栓連接的屋架節(jié)點(diǎn)兩桿間最小距離要求。）焊接或螺栓連接的屋架節(jié)點(diǎn)兩桿間最小距離要求。第第 50 頁(yè)頁(yè)50(8(8）斜桿與弦桿連接，盡可能避免較大的偏心。）斜桿與弦桿連接，盡可能避免較大的偏心。 (9(9）節(jié)點(diǎn)板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，厚度一般）節(jié)點(diǎn)板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，厚度一般6 620mm20mm，同一榀屋架所有節(jié)點(diǎn)板應(yīng)采用同一厚度，節(jié)點(diǎn)同一榀屋架所有節(jié)點(diǎn)板應(yīng)采用同一厚度，節(jié)點(diǎn)板不能作為主要傳力桿件。板不能作為主要傳力桿件。第第 51 頁(yè)頁(yè)512. . 桿件設(shè)計(jì)桿件設(shè)計(jì) （1）節(jié)點(diǎn)

30、設(shè)計(jì)步驟）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)屋架幾何形式定出節(jié)點(diǎn)的軸線關(guān)系，桿件根據(jù)屋架幾何形式定出節(jié)點(diǎn)的軸線關(guān)系，桿件按比例畫出，弦桿肢尖與腹桿距離滿足前述基本按比例畫出，弦桿肢尖與腹桿距離滿足前述基本要求。要求。 計(jì)算腹桿焊縫，一般腹桿焊縫厚度同肢厚，圖計(jì)算腹桿焊縫，一般腹桿焊縫厚度同肢厚，圖中作出定位點(diǎn)。中作出定位點(diǎn)。 計(jì)算弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫，假定焊縫厚度，計(jì)計(jì)算弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫，假定焊縫厚度，計(jì)算長(zhǎng)度，圖中作出定位點(diǎn)。算長(zhǎng)度，圖中作出定位點(diǎn)。 畫出節(jié)點(diǎn)板，將各定位點(diǎn)都包括在內(nèi)。畫出節(jié)點(diǎn)板，將各定位點(diǎn)都包括在內(nèi)。 適當(dāng)調(diào)整焊縫厚度、長(zhǎng)度，重新驗(yàn)算。適當(dāng)調(diào)整焊縫厚度、長(zhǎng)度，重新驗(yàn)算。 第第 52 頁(yè)頁(yè)5

31、2（2）節(jié)點(diǎn)計(jì)算）節(jié)點(diǎn)計(jì)算上弦節(jié)點(diǎn)上弦節(jié)點(diǎn) 肢背肢背 肢尖肢尖 注：焊縫實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)比計(jì)算長(zhǎng)度注：焊縫實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)比計(jì)算長(zhǎng)度長(zhǎng)長(zhǎng)2hfmm。 wffwfhNKl7.021wffwfhNKl 7.022第第 53 頁(yè)頁(yè)53 上弦節(jié)點(diǎn)常有大型屋面板或檁條傳來(lái)的集中荷載，在計(jì)算上弦節(jié)點(diǎn)常有大型屋面板或檁條傳來(lái)的集中荷載，在計(jì)算時(shí)需考慮上弦桿內(nèi)力與集中荷載的共同作用。時(shí)需考慮上弦桿內(nèi)力與集中荷載的共同作用。 假定集中荷載為假定集中荷載為P，對(duì)梯形屋架上弦節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)，忽略坡，對(duì)梯形屋架上弦節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)，忽略坡度的影響，認(rèn)為度的影響，認(rèn)為P垂直于上弦。因上弦節(jié)點(diǎn)上擱置屋面板或檁垂直于上弦。因上弦節(jié)點(diǎn)上擱置屋面板

32、或檁條，節(jié)點(diǎn)板需縮進(jìn)角鋼肢背，縮進(jìn)的距離一般小于節(jié)點(diǎn)板厚，條，節(jié)點(diǎn)板需縮進(jìn)角鋼肢背，縮進(jìn)的距離一般小于節(jié)點(diǎn)板厚，大于節(jié)點(diǎn)板的二分之一厚度大于節(jié)點(diǎn)板的二分之一厚度加加2mm。節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)后用槽。節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)后用槽焊縫連接，計(jì)算時(shí)槽焊縫可焊縫連接，計(jì)算時(shí)槽焊縫可作為兩條焊縫，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值作為兩條焊縫，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算公的折減系數(shù)。計(jì)算公式如下：式如下：第第 54 頁(yè)頁(yè)54上弦肢背塞焊縫的計(jì)算公式：上弦肢背塞焊縫的計(jì)算公式： 上弦肢尖角焊縫的計(jì)算公式：上弦肢尖角焊縫的計(jì)算公式：注：注：hf為角鋼肢背塞焊縫的焊腳尺寸，取節(jié)點(diǎn)板厚度的一半；為角鋼肢背塞焊縫的焊腳尺寸，取節(jié)點(diǎn)板厚度的一半

33、；肢背和肢尖分別承擔(dān)肢背和肢尖分別承擔(dān)P/2的力。的力。 上弦節(jié)點(diǎn)也可這樣計(jì)算：集中荷載上弦節(jié)點(diǎn)也可這樣計(jì)算：集中荷載P由肢背槽焊縫承受，由肢背槽焊縫承受，上弦節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)間的內(nèi)力差上弦節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)間的內(nèi)力差N1-N2由角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的角焊由角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的角焊縫承受，考慮偏心力矩縫承受，考慮偏心力矩M(N1-N2)e的作用。的作用。wfwfflhPNNK8.07.02)22.1/2()(22211wfwfflhPNNK 7.02)22.1/2()(22212第第 55 頁(yè)頁(yè)55下弦節(jié)點(diǎn)下弦節(jié)點(diǎn) 腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接按肢尖、腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接按肢尖、肢背分配力后計(jì)算焊縫長(zhǎng)度和焊縫肢背分配力后計(jì)算

34、焊縫長(zhǎng)度和焊縫厚度。弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接，無(wú)節(jié)厚度。弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接，無(wú)節(jié)點(diǎn)荷載時(shí)，按相鄰節(jié)間內(nèi)力差點(diǎn)荷載時(shí)，按相鄰節(jié)間內(nèi)力差N= N1-N2，在肢尖、肢背上分配力計(jì)算，在肢尖、肢背上分配力計(jì)算，往往，往往N較小，所以按構(gòu)造確定焊較小，所以按構(gòu)造確定焊縫。有集中荷載作用時(shí)，計(jì)算同上縫。有集中荷載作用時(shí)，計(jì)算同上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接，但下弦節(jié)點(diǎn)板弦與節(jié)點(diǎn)板的連接，但下弦節(jié)點(diǎn)板伸出肢背，而非槽焊縫，所以焊縫伸出肢背，而非槽焊縫，所以焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 不需乘以不需乘以0.8。 wff第第 56 頁(yè)頁(yè)56屋脊節(jié)點(diǎn)屋脊節(jié)點(diǎn) 注意施工順序，拼接角注意施工順序，拼接角鋼刨角切肢。鋼刨角切肢。 拼接角鋼單

35、邊長(zhǎng)度計(jì)算拼接角鋼單邊長(zhǎng)度計(jì)算 式中式中: :N相鄰上弦節(jié)相鄰上弦節(jié)間中較大的內(nèi)力。拼接間中較大的內(nèi)力。拼接角角鋼實(shí)際長(zhǎng)度鋼實(shí)際長(zhǎng)度(lw+2hf)2，且不小于且不小于600mm。wffwfhNl7.04 第第 57 頁(yè)頁(yè)57下弦拼接節(jié)點(diǎn)下弦拼接節(jié)點(diǎn) a）中拼接角鋼端部直切，下弦）中拼接角鋼端部直切，下弦內(nèi)力傳遞時(shí)，由于力線轉(zhuǎn)折內(nèi)力傳遞時(shí)，由于力線轉(zhuǎn)折引起較大的應(yīng)力集中。引起較大的應(yīng)力集中。 b）中角鋼肢寬大于）中角鋼肢寬大于125mm，將拼接角鋼的肢端斜切，使將拼接角鋼的肢端斜切，使內(nèi)力均勻傳遞。內(nèi)力均勻傳遞。 下弦拼接角鋼與下弦連接焊下弦拼接角鋼與下弦連接焊縫長(zhǎng)度計(jì)算：縫長(zhǎng)度計(jì)算：Af 下弦桿最大抗拉承載力，下弦桿最大抗拉承載力，節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)與桿件等強(qiáng)度。節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)與桿件等強(qiáng)度。 wffwfhAfl7 . 04第第 58 頁(yè)頁(yè)58下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算時(shí)，荷載下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算時(shí)，荷載N N為：為： N1，N2為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)桿件的內(nèi)力。為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)桿件的內(nèi)力。當(dāng)下弦節(jié)點(diǎn)有豎向荷載當(dāng)下弦節(jié)點(diǎn)有豎向荷載P作用時(shí)，同時(shí)考慮作用時(shí)，同時(shí)考慮P、N的的作用。作用。,15. 0,maxmax2121NNNNN第四節(jié)第四節(jié) 普通鋼屋架普通鋼屋架 第第 59 頁(yè)頁(yè)59 支座節(jié)點(diǎn)支座節(jié)點(diǎn) 支座節(jié)點(diǎn)有鉸接和剛接兩大類。支座節(jié)點(diǎn)有鉸接和剛接兩大類。 鉸接：連接