第二章 重型廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、2.1 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置 鋼屋架鋼屋架- -大型屋面板結(jié)構(gòu)體系大型屋面板結(jié)構(gòu)體系鋼屋架鋼屋架- -檁條檁條- -輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系橫梁橫梁- -檁條檁條- -輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系重型廠房的特點：重型廠房的特點：重型廠房（高約重型廠房（高約27m，雙層吊車，上層吊車噸位，雙層吊車，上層吊車噸位150t）重型廠房（格構(gòu)柱，網(wǎng)架屋蓋，主跨跨度重型廠房（格構(gòu)柱，網(wǎng)架屋蓋，主跨跨度36m,吊車吊車120t）重型廠房（鋼管混凝土格構(gòu)柱，跨度重型廠房（鋼管混凝土格構(gòu)柱，跨度30m，吊車，吊車100t）重型廠房（實腹柱，屋面梁屋蓋，主跨跨度重型廠房（實腹柱

2、，屋面梁屋蓋，主跨跨度30m,吊車吊車50t）房屋橫向剛度大，整體性好；屋面板自重大，房屋橫向剛度大，整體性好；屋面板自重大， 屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料多，對抗震不利。屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料多，對抗震不利。屋架間距靈活，構(gòu)件重量輕、施工安裝方便；屋架間距靈活，構(gòu)件重量輕、施工安裝方便； 構(gòu)件數(shù)量多，整體剛度差。構(gòu)件數(shù)量多，整體剛度差。 無檁體系：無檁體系：有檁體系：有檁體系：將將預應力混凝土大型屋面板等重型屋面預應力混凝土大型屋面板等重型屋面直接放在屋架上。直接放在屋架上。常用于輕型屋面材料常用于輕型屋面材料, ,屋面荷載要通過屋面荷載要通過檁條傳給屋架。檁條傳給屋架。 柱、鋼屋架、吊車梁、天窗架、支撐

3、、檁條、托架、屋面材料。柱、鋼屋架、吊車梁、天窗架、支撐、檁條、托架、屋面材料。柱柱屋架屋架吊車梁吊車梁天窗架天窗架柱間支撐柱間支撐 托梁托梁吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系（起重機設(shè)計規(guī)吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系（起重機設(shè)計規(guī)范分為范分為8 8個工作級別：個工作級別：A1A1 A8 A8 ）工作制等級工作制等級 輕級輕級 中級中級 重級重級 特重級特重級 工作級別工作級別 A1A1A3A3 A4,A5A4,A5 A6,A7A6,A7 A8A81 1、柱網(wǎng)布置要綜合考慮：、柱網(wǎng)布置要綜合考慮：l生產(chǎn)工藝要求生產(chǎn)工藝要求l結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要求l施工要求施工要求l經(jīng)濟合理經(jīng)濟合理l模數(shù)要

4、求：模數(shù)要求： 柱距：柱距：6m6m， 跨度：取跨度：取3m3m倍數(shù)倍數(shù)(L18m),(L18m),取取6m6m倍數(shù)倍數(shù)(L18m)(L18m)。 2 2、溫度縫、溫度縫橫向溫度區(qū)段 (屋架或構(gòu)架跨度方向) 結(jié) 構(gòu) 情 況 縱向溫度區(qū)段 (垂直屋架或構(gòu)架跨度方向) 柱頂為剛接 柱頂為鉸接 采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋 熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋 露天結(jié)構(gòu) 220 180 120 120 100 150 125 橫向溫度縫的做法：橫向溫度縫的做法：設(shè)置雙柱。設(shè)置雙柱。橫向溫度縫，設(shè)雙柱橫向溫度縫，設(shè)雙柱橫向框架橫向框架形式形式（a）（b）（c）剛接框架剛接框架：（：（a)a)、（、（b b）橫梁

5、與柱剛接）橫梁與柱剛接（適用于設(shè)有雙（適用于設(shè)有雙 層吊車，硬鉤吊車等重型廠房）。層吊車，硬鉤吊車等重型廠房）。鉸接框架鉸接框架：（：（c c）橫梁與柱鉸接）橫梁與柱鉸接（適用于吊車起重量不適用于吊車起重量不 大的輕型維護結(jié)構(gòu)）。大的輕型維護結(jié)構(gòu)）。階梯形下柱的常見截面形式階梯形下柱的常見截面形式階形柱的上柱階形柱的上柱起重量較小的邊柱起重量較小的邊柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量較大的邊柱起重量較大的邊柱特大型廠房的下柱特大型廠房的下柱框架柱類型選擇框架柱類型選擇格構(gòu)柱格構(gòu)柱吊車梁吊車梁1、柱間支撐的作用柱間支撐的作用：承受并傳遞縱向水平荷載承

6、受并傳遞縱向水平荷載;減少柱在平面外的計算長度減少柱在平面外的計算長度;保證廠房的縱向剛度。保證廠房的縱向剛度。2、柱間支撐的形式和布置原則：、柱間支撐的形式和布置原則： 圖 2.8 柱間支撐布置 下層柱間支撐 上層柱間支撐 剛性系桿 垂直支撐 剛性系桿 2.22.2鋼屋架的外形及腹桿形式鋼屋架的外形及腹桿形式芬克式腹桿芬克式腹桿人字式腹桿人字式腹桿單斜式腹桿單斜式腹桿n三角形屋架三角形屋架適合于波形石棉瓦、瓦楞鐵皮適合于波形石棉瓦、瓦楞鐵皮, ,坡度一般在坡度一般在1/31/31/21/2。特點：特點： 外形和彎矩圖不相適應，弦桿內(nèi)力分布不均勻，近外形和彎矩圖不相適應，弦桿內(nèi)力分布不均勻，近

7、支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小。支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小。 上下弦交角小，端節(jié)點構(gòu)造復雜。上下弦交角小，端節(jié)點構(gòu)造復雜。n梯形屋架梯形屋架人字式腹桿人字式腹桿再分式腹桿再分式腹桿適用于屋面坡度平緩（一般在適用于屋面坡度平緩（一般在1/121/121/81/8）且跨度較大）且跨度較大時的無檁屋蓋結(jié)構(gòu)，時的無檁屋蓋結(jié)構(gòu)，特點：外形和彎矩圖比較接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布特點：外形和彎矩圖比較接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，用料經(jīng)濟，應用廣泛。較均勻，用料經(jīng)濟，應用廣泛。人字式腹桿人字式腹桿交叉式腹桿交叉式腹桿n平行弦屋架平行弦屋架上、下弦桿水平，桿件和節(jié)點規(guī)格化、便于制造。上、下弦桿

8、水平，桿件和節(jié)點規(guī)格化、便于制造。屋架的外形和彎矩圖分布不接近，弦件內(nèi)力分布不均屋架的外形和彎矩圖分布不接近，弦件內(nèi)力分布不均勻。勻。 一般用于托架和支撐體系。一般用于托架和支撐體系。p三角形屋架弦桿交角增大，方便制造，屋架重心降低，提高了穩(wěn)定性。p可有效降低屋架對支撐結(jié)構(gòu)的推力。n根據(jù)不同的條件桁架形式可以有很多變化根據(jù)不同的條件桁架形式可以有很多變化3.3.滿足制造、安裝和運輸要求滿足制造、安裝和運輸要求 構(gòu)造簡單，桿件夾角構(gòu)造簡單，桿件夾角30306060； 桿件與節(jié)點數(shù)量少；桿件與節(jié)點數(shù)量少； 分段制造，便于運輸與安裝。分段制造，便于運輸與安裝。1.1.滿足使用要求滿足使用要求屋架外形

9、應與屋面材料的排水要求相適應。屋架外形應與屋面材料的排水要求相適應。2 2. .滿足受力要求滿足受力要求屋架外形應盡量和彎矩圖接近，使上下弦桿內(nèi)力沿屋架外形應盡量和彎矩圖接近，使上下弦桿內(nèi)力沿跨度方向分布較均勻，腹桿受力較?。豢缍确较蚍植驾^均勻，腹桿受力較?。?腹桿的布置宜使腹桿的布置宜使短桿受壓，長桿受拉短桿受壓，長桿受拉 ； 荷載布置在節(jié)點上，減少弦桿局部受彎。荷載布置在節(jié)點上，減少弦桿局部受彎。(1)(1)屋架的跨度屋架的跨度 主要是根據(jù)工藝和建筑要求來確定，普通鋼屋架主要是根據(jù)工藝和建筑要求來確定，普通鋼屋架常見跨度為常見跨度為18m、21m、24m、27m、30m、36m等。等。 標

10、志跨度標志跨度柱網(wǎng)軸線間的距離。柱網(wǎng)軸線間的距離。 計算跨度計算跨度屋架支座反力點間的距離。屋架支座反力點間的距離。計算跨度計算跨度 l0 (柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合時柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合時) l0 = l - 300mml 鉸接梯形屋架，端高宜取鉸接梯形屋架，端高宜取1.61.62.22.2m ( (宜宜 l/18)/18) （采用大型屋面板，卷材防水時，（采用大型屋面板，卷材防水時，i=1/101/12）l 中高：中高： h中中 h端端 + (L/2）i 當當 L24m，應按，應按L/500=24000/500=48mm 考慮起拱：考慮起拱：采用起拱采用起拱 50mm。(2) (2) 屋架的高度屋架的

11、高度 取決于建筑取決于建筑、經(jīng)濟、剛度、運輸?shù)葪l件，和屋面經(jīng)濟、剛度、運輸?shù)葪l件，和屋面坡度相關(guān)。坡度相關(guān)。一、屋蓋支撐系統(tǒng)的作用一、屋蓋支撐系統(tǒng)的作用 平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差，不平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差，不能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。剛度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。圖為屋架上弦平面圖，在未設(shè)上弦平面內(nèi)的支撐桁架圖為屋架上弦平面圖，在未設(shè)上弦平面內(nèi)的支撐桁架時，雖有檁條把各個屋架連成一片，但當屋架上弦桿因受時，雖有檁條把各個屋架連成一片，但當屋架上弦桿因

12、受壓而失穩(wěn)時，整個上弦會屈曲成一個壓而失穩(wěn)時，整個上弦會屈曲成一個“半波半波”。如在房屋兩端的柱間內(nèi)設(shè)置上弦橫向支撐桁架，則屋架上如在房屋兩端的柱間內(nèi)設(shè)置上弦橫向支撐桁架，則屋架上弦將屈曲成多個弦將屈曲成多個“半波半波”，從而提高上弦桿的整體穩(wěn)定性，亦，從而提高上弦桿的整體穩(wěn)定性，亦即提高了承載能力。由此可見平面桁架如無支撐系統(tǒng)從側(cè)面即提高了承載能力。由此可見平面桁架如無支撐系統(tǒng)從側(cè)面“扶持扶持”，將不能發(fā)揮它的承重作用。，將不能發(fā)揮它的承重作用。(1) (1) 保證屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性保證屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性(2) (2) 保證屋蓋的空間剛度和整體性保證屋蓋的空間剛度和整體性 (3) (3)

13、 為受壓弦桿提供側(cè)向支承點為受壓弦桿提供側(cè)向支承點(4) (4) 承受和傳遞縱向水平力承受和傳遞縱向水平力(5) (5) 保證結(jié)構(gòu)在安裝和架設(shè)過程中的穩(wěn)定性保證結(jié)構(gòu)在安裝和架設(shè)過程中的穩(wěn)定性一、屋蓋支撐系統(tǒng)的作用一、屋蓋支撐系統(tǒng)的作用屋蓋上弦橫向水平支撐屋蓋上弦橫向水平支撐屋蓋下弦橫向水平支撐屋蓋下弦橫向水平支撐屋蓋下弦縱向水平支撐屋蓋下弦縱向水平支撐垂直支撐垂直支撐系桿系桿橫橫豎豎( (垂直垂直) )縱縱 ( (空間穩(wěn)定體空間穩(wěn)定體) )：在相鄰兩榀屋架間同時設(shè)：在相鄰兩榀屋架間同時設(shè)置上弦橫向支撐、下弦橫向支撐、垂直支撐，所形成置上弦橫向支撐、下弦橫向支撐、垂直支撐，所形成的空間幾何不變體

14、系。的空間幾何不變體系。1.1.上弦橫向水平支撐：上弦橫向水平支撐：三、屋蓋支撐的布置原則三、屋蓋支撐的布置原則 在有檁條或只采用大型屋面板的屋蓋中在有檁條或只采用大型屋面板的屋蓋中都應設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐都應設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐 n 設(shè)置在房屋的兩端設(shè)置在房屋的兩端 , ,一般設(shè)在第一個柱一般設(shè)在第一個柱間或設(shè)在第二個柱間間或設(shè)在第二個柱間, ,間距間距 Lo 60m。GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-3GWJ-3500500600060006000600060006000600060006

15、00060006000600060001501506000600060006000240001122222.2.下弦橫向水平支撐：下弦橫向水平支撐：當跨度當跨度L18L18m m ；設(shè)有懸掛式吊車起重量大于設(shè)有懸掛式吊車起重量大于5050噸；噸；廠房內(nèi)設(shè)有較大的振動設(shè)備。廠房內(nèi)設(shè)有較大的振動設(shè)備。n與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。3.3.縱向水平支撐布置原則縱向水平支撐布置原則 ： 設(shè)有支承中間屋架的托架，或設(shè)有重級或大設(shè)有支承中間屋架的托架，或設(shè)有重級或大噸位的中級工作制橋式吊車等較大振動設(shè)備時，噸位的中級工作制橋式吊車等較大振動設(shè)備時，應在屋架端節(jié)間平面

16、內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。應在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。 下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 下弦支撐布置圖下弦支撐布置圖(1:600) 78000500500150150600060006000600024000200032001 - - 12 - - 2 鋼屋蓋支撐布置圖鋼屋蓋支撐布置圖(1:600) 4.垂直支撐布置原則垂直支撐布置原則 ：p所有房屋中均應設(shè)置垂直支撐。所有房屋中均應設(shè)置垂直支撐。 p梯形屋架在跨度梯形屋架在跨度L30m，三角形屋架在跨度，三角形屋架在跨度L24m時，在跨中設(shè)置一道時，在跨中設(shè)置一道 。當跨度大于。當跨度大于上述數(shù)值時宜在跨度上述數(shù)值時宜在跨度13附近或天

17、窗架側(cè)柱附近或天窗架側(cè)柱外設(shè)置兩道外設(shè)置兩道 。p梯形屋架在兩側(cè)支座處還應各設(shè)置一道。梯形屋架在兩側(cè)支座處還應各設(shè)置一道。p垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同 一柱間。一柱間。 有天窗、跨有天窗、跨度度l30m，布置，布置在屋架兩端、跨在屋架兩端、跨度度l/3處、天窗架處、天窗架兩端兩端 。 有天窗、跨度有天窗、跨度l30m，布置在屋架，布置在屋架兩端、跨中、天窗兩端、跨中、天窗架兩端架兩端 。 垂直支撐的布置垂直支撐的布置 垂直支撐的布置垂直支撐的布置(e)(b)(a)(c)(d)(f)(g)屋架的垂直支撐布置屋架的垂直支撐布置5.系桿系桿 剛性系桿

18、：剛性系桿：能承受拉力也能承受壓力的系桿。能承受拉力也能承受壓力的系桿。柔性系桿：柔性系桿：只能承受拉力的系桿。只能承受拉力的系桿。n一般跨度房屋的系桿受力很小，一般跨度房屋的系桿受力很小，柔性系桿的設(shè)計柔性系桿的設(shè)計可按可按350，400控制，常用單角鋼截面；控制，常用單角鋼截面；剛性剛性系桿的設(shè)計可按系桿的設(shè)計可按=200控制控制n屋脊節(jié)點及主要支承節(jié)點處需設(shè)置屋脊節(jié)點及主要支承節(jié)點處需設(shè)置剛性系桿剛性系桿，天，天窗側(cè)柱處及下弦跨中或跨中附近設(shè)置窗側(cè)柱處及下弦跨中或跨中附近設(shè)置柔性系桿柔性系桿；n當屋架橫向支撐設(shè)在端部第二柱間時，第一柱間當屋架橫向支撐設(shè)在端部第二柱間時，第一柱間所有系桿均

19、應為所有系桿均應為剛性系桿剛性系桿。比例1:600一、基本假定一、基本假定(1) (1) 屋架的各節(jié)點均為理想的鉸接。屋架的各節(jié)點均為理想的鉸接。(2) (2) 各桿件的軸線均為直線，在同一平面內(nèi)，且相各桿件的軸線均為直線，在同一平面內(nèi)，且相 交于節(jié)點中心。交于節(jié)點中心。 (3) (3) 荷載作用在節(jié)點上，且在屋架平面內(nèi)。荷載作用在節(jié)點上，且在屋架平面內(nèi)。二、荷載計算及荷載組合二、荷載計算及荷載組合1 1、荷載計算、荷載計算(1) (1) 永久荷載永久荷載 包括屋面材料、屋面板、支撐、屋架等結(jié)構(gòu)自重。包括屋面材料、屋面板、支撐、屋架等結(jié)構(gòu)自重。(2) (2) 可變荷載可變荷載包括屋面均布活荷載

20、、積灰荷載、雪荷載、風荷包括屋面均布活荷載、積灰荷載、雪荷載、風荷載，以及懸掛吊車荷載等。載，以及懸掛吊車荷載等。 預應力混凝土大型屋面板：預應力混凝土大型屋面板：1.4 kN/m1.4 kN/m2 2( (標準值標準值) ) 80mm80mm厚泡沫混凝土保溫層：厚泡沫混凝土保溫層：0.48 kN/m0.48 kN/m2 2 ( (標準值標準值) ) 20mm20mm水泥砂漿找平層水泥砂漿找平層: 0.4 kN/m: 0.4 kN/m2 2 ( (標準值標準值) ) 二氈三油防水層：二氈三油防水層： 0.35 kN/m0.35 kN/m2 2 ( (標準值標準值) ) 屋架自重和支撐自重按經(jīng)驗

21、公式：屋架自重和支撐自重按經(jīng)驗公式： 0.12+0.011L0.12+0.011L ( (標準值標準值 ,kN/m ,kN/m2 2) )荷載計算荷載計算 屋面均布活荷載屋面均布活荷載: 0.7 kN/m: 0.7 kN/m2 2 ( (標準值標準值) ) 雪荷載雪荷載: 0.4 kN/m: 0.4 kN/m2 2 ( (標準值標準值) ) 屋面積灰荷載屋面積灰荷載: :見每位同學的分組數(shù)據(jù)見每位同學的分組數(shù)據(jù)取兩者中取兩者中的較大值的較大值2 2、荷載組合、荷載組合 屋架內(nèi)力應根據(jù)屋架內(nèi)力應根據(jù)使用過程或施工過程使用過程或施工過程中可中可能出現(xiàn)的最不利荷載組合計算。設(shè)計時考慮能出現(xiàn)的最不利荷

22、載組合計算。設(shè)計時考慮 三種荷載組合三種荷載組合：全跨永久荷載全跨永久荷載+ +半跨可變荷載半跨可變荷載全跨永久荷載全跨永久荷載+ +全跨可變荷載全跨可變荷載屋架、支撐自重屋架、支撐自重+ +半跨屋面板重半跨屋面板重+ +半跨屋面活載半跨屋面活載三、計算屋架桿件的內(nèi)力三、計算屋架桿件的內(nèi)力1 1、用圖解法求桿件的內(nèi)力系數(shù)：、用圖解法求桿件的內(nèi)力系數(shù)：k k，k k左左，k k右右具體求解步驟如下：具體求解步驟如下：按比例畫屋架的單線圖按比例畫屋架的單線圖(可不起拱可不起拱) ；在左半跨放單位節(jié)點荷載在左半跨放單位節(jié)點荷載計算支座反力計算支座反力Ra , Ra進行分區(qū)編號（先編進行分區(qū)編號（先編

23、外區(qū)，外區(qū)，后編后編內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū))畫力多邊形畫力多邊形在圖上讀出內(nèi)力系數(shù)在圖上讀出內(nèi)力系數(shù)正負號正負號：認定認定桿端桿端任一節(jié)點任一節(jié)點，將該桿兩側(cè)的區(qū)號按繞該節(jié)點將該桿兩側(cè)的區(qū)號按繞該節(jié)點順時針方向順時針方向排序，若力排序，若力多邊形中相應的線段多邊形中相應的線段指向指向認定的節(jié)點認定的節(jié)點，則為，則為“+”；反；反之為之為“-”。AABBCCDDEEFFGGHHIaabbccdde11111110.50.51234567891011121314151617 181920 212223 242526272829303132 333435RaRa屋架內(nèi)力圖解屋架內(nèi)力圖解 2 2、桿件內(nèi)力組合、桿件

24、內(nèi)力組合 桿件內(nèi)力組合及最不利計算內(nèi)力表桿件編號內(nèi)力系數(shù)桿件內(nèi)力組合最不利桿件計算內(nèi)力(KN)P=1組合一組合二組合三左半跨右半跨全跨全跨永久荷載+全跨可變荷載全跨永久荷載+半跨可變荷載屋架、支撐自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷載 內(nèi)力=?*內(nèi)力=?*+?*內(nèi)力=?*+?* 內(nèi)力=內(nèi)力=上弦桿下弦桿斜腹桿豎腹桿四、屋架桿件設(shè)計四、屋架桿件設(shè)計 屋架的桿件由兩個角鋼組成，截面有兩個軸，這屋架的桿件由兩個角鋼組成，截面有兩個軸，這樣它就有兩種彎曲失穩(wěn)的可能性：一種是樣它就有兩種彎曲失穩(wěn)的可能性：一種是；另一種是；另一種是。 (1) (1) 平面內(nèi)的計算長度平面內(nèi)的計算長度 弦桿、支座斜桿和支座豎桿

25、，弦桿、支座斜桿和支座豎桿， 取取l0 x= l (l -桿件的幾何長度桿件的幾何長度) 其他腹桿，其他腹桿， l0 x= 0.8l 采用無檁方案，保證屋面板三點與上弦桿焊牢時采用無檁方案，保證屋面板三點與上弦桿焊牢時: :lOy=2b（2b3m）b b 屋面板寬度。屋面板寬度。l0y= l1( (l0y= l1 弦桿側(cè)向支撐點間的距離弦桿側(cè)向支撐點間的距離) ) (2) (2) 平面外的計算長度平面外的計算長度 弦桿：弦桿：l loyoy取決于側(cè)向支承點間距離。取決于側(cè)向支承點間距離。 腹桿：腹桿：由于節(jié)點在平面外剛度很小，對桿件嵌固由于節(jié)點在平面外剛度很小，對桿件嵌固作用較小，故腹桿兩端視

26、為鉸接，則作用較小，故腹桿兩端視為鉸接，則l0y= l (3)(3)腹桿斜平面計算長度腹桿斜平面計算長度 單角鋼、雙角鋼組成的十字形桿件，斜平面計單角鋼、雙角鋼組成的十字形桿件，斜平面計算長度算長度 l0=0.9l ( (支座斜桿和支座豎桿除外）支座斜桿和支座豎桿除外）n由雙角鋼組成的由雙角鋼組成的T T形截面，兩個主軸的長細比形截面，兩個主軸的長細比驗算：驗算： oxxxlioyyyli n鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中對壓桿和拉桿規(guī)定了容中對壓桿和拉桿規(guī)定了容許的最大長細比許的最大長細比 。n單角鋼或雙角鋼組成的十字形截面桿件，取單角鋼或雙角鋼組成的十字形截面桿件，取截面的最小回轉(zhuǎn)半徑截面

27、的最小回轉(zhuǎn)半徑 imin計算桿件在斜平面計算桿件在斜平面上的最大長細比。上的最大長細比。minoli 桁架桿件的容許長細比桁架桿件的容許長細比 桿桿 件件 名名 稱稱 壓桿壓桿 拉桿拉桿 承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu) 直接承直接承受動力受動力荷載的荷載的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 無吊車和有輕中級工作制吊車的廠房 有重級工作制吊車的廠房 普通鋼屋架的桿件 150350250250輕鋼屋架的主要桿件天窗構(gòu)件 屋蓋支撐桿件 200400350輕鋼屋架的其他桿件 350 采用由雙角鋼組成的采用由雙角鋼組成的T形截面或形截面或十十字形截面。字形截面。 對軸心受壓桿件，宜使桿件

28、對兩個主軸方向的長細對軸心受壓桿件，宜使桿件對兩個主軸方向的長細比接近相等。比接近相等。 采用不等邊角鋼短肢相連采用不等邊角鋼短肢相連的截面的截面v 上弦桿：上弦桿：無節(jié)間荷載時，宜采用不等無節(jié)間荷載時，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面，邊角鋼短肢相連的截面，v下弦桿：下弦桿： v 其他一般腹桿：其他一般腹桿： 采用等邊角鋼相連的截面。采用等邊角鋼相連的截面。v 支座斜桿：支座斜桿： 宜采用不等邊角鋼長肢宜采用不等邊角鋼長肢相連的截面。相連的截面。v 跨中豎腹桿：跨中豎腹桿： 宜采用兩個等邊角鋼組成宜采用兩個等邊角鋼組成的十字形截面。的十字形截面。(1)(1)軸心拉桿軸心拉桿按強度計算所需凈截面

29、面積按強度計算所需凈截面面積 An N / f 式中：式中：N 桿件軸心拉力設(shè)計值桿件軸心拉力設(shè)計值 f 鋼材強度設(shè)計值鋼材強度設(shè)計值由查型鋼表，選角鋼。由查型鋼表，選角鋼。驗算強度：驗算強度： =N / An f驗算剛度：驗算剛度： 雙角鋼雙角鋼T T形截面：形截面： x= l0 x / ix y= l0y / iy 單角鋼或雙角鋼十字形截面：單角鋼或雙角鋼十字形截面： = l0 / imin 式中：式中： 容許長細比，容許長細比， = 350 (靜載靜載)。(2)(2)軸心壓桿軸心壓桿假設(shè)假設(shè) 查查 求求 AN / ( f ) 求求 ix = l0 x / ， iy = l0y / 根據(jù)根

30、據(jù) A ，ix，iy ，查型鋼表，選角鋼。，查型鋼表，選角鋼。驗算：驗算： 驗算：驗算： a.強度強度：=N / An f (截面無削弱，可不驗算強度截面無削弱，可不驗算強度)b.剛度剛度：雙角鋼雙角鋼T形截面：形截面： x= l0 x / ix = 150 y= l0y / iy = 150c.穩(wěn)定穩(wěn)定： N / (min A) f 式中：式中： min x 、y 中的較小值。中的較小值。n 桿件截面選擇的一般要求：桿件截面選擇的一般要求：優(yōu)先選用肢寬而壁薄的優(yōu)先選用肢寬而壁薄的角鋼角鋼，增大回轉(zhuǎn)半徑，對受壓，增大回轉(zhuǎn)半徑，對受壓更有利；更有利；最小角鋼規(guī)格：最小角鋼規(guī)格：45454 4，

31、565636364 4，( (工業(yè)廠工業(yè)廠房房: : 50 505)5)；連接垂直支撐的豎桿；連接垂直支撐的豎桿: : 63635 5。同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，一般不超過同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，一般不超過7 78 8種；種； 屋架弦桿一般采用等截面；而且要保持肢厚不變。屋架弦桿一般采用等截面；而且要保持肢厚不變。u 節(jié)點板厚度的確定節(jié)點板厚度的確定u 填板的設(shè)計填板的設(shè)計1 1、填板的作用、填板的作用2 2、確定填板的尺寸、確定填板的尺寸3 3、確定填板的間距、確定填板的間距v雙角鋼桿件的填板：雙角鋼桿件的填板： 填板的間距對壓桿填板的間距對壓桿l l1 14040i i1 1，拉桿拉

32、桿l l1 18080 i i1 1；在在T T形形截面中，截面中，i i1 1為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形截面中，半徑；在十字形截面中，i i1 1為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，壓桿至少應設(shè)置兩塊填板。，壓桿至少應設(shè)置兩塊填板。 填板的寬度一般取填板的寬度一般取50508080mmmm；填板的長度：對填板的長度：對T T形截形截面應比角鋼肢伸出面應比角鋼肢伸出10102020mmmm，對十字形截面則從角鋼肢對十字形截面則從角鋼肢尖縮進尖縮進10101515mmmm。填板的厚度與桁架節(jié)點板相同。填板的厚度與桁架節(jié)

33、點板相同。 表表3 各腹桿與節(jié)點板連接焊縫計算表各腹桿與節(jié)點板連接焊縫計算表腹桿編號截面規(guī)格計算內(nèi)力(kN)hf (mm)分配系數(shù)焊縫實際長度（cm）斜斜腹腹桿桿aBBbbDDccF wffwfhNl7 . 02五、屋架節(jié)點設(shè)計五、屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點中各桿件之間的間隙節(jié)點中各桿件之間的間隙a20mm。 正確切割角鋼端部，一般垂直于其軸線，有時允許正確切割角鋼端部，一般垂直于其軸線，有時允許切去一肢的部分。切去一肢的部分。 桿件的形心線盡量與屋架的幾何軸線重合，并交于桿件的形心線盡量與屋架的幾何軸線重合，并交于節(jié)點中心，將形心距節(jié)點中心，將形心距z0調(diào)整為調(diào)整為5mm的倍數(shù)。的倍數(shù)。節(jié)點板的形狀應簡單而有規(guī)則（矩形、直角梯形或節(jié)點板的形狀應簡單而有規(guī)則（矩形、直角梯形或平行四邊形等）。下弦的節(jié)點板一般應伸出弦桿肢背平行四邊形等）。下弦的節(jié)點板一般應伸出弦桿肢背1015mm；上弦肢背采用塞焊縫，節(jié)點板縮進上弦桿；上弦肢背采用塞焊縫，節(jié)點板縮進上弦桿肢背肢背t/2+(12)mm 。一般下弦節(jié)點一般下