單層廠房結(jié)構(gòu)課件1

1、第七章第七章 單層廠房結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)7-1 7-1 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置P170)P170)一鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用一鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用 鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)：承載能力大，整體剛度大，抗震性能好，耐熱（但不耐火），制做安裝運(yùn)輸都方便，因此在重型廠房及大型廠房中應(yīng)用很普遍。1大型冶金廠房： 煉鋼車間、軋鋼車間，如鞍鋼，首鋼，武鋼，寶鋼的主要廠房都是鋼結(jié)構(gòu)。2重型機(jī)械制造廠房，如哈爾濱電機(jī)廠大型電機(jī)裝配車間，通常大型裝配車間配有雙層吊車，這里主要是柱子的計(jì)算及構(gòu)造。3大型造船廠，火力發(fā)電廠，飛機(jī)制造車間，過去，通常也做成平面結(jié)構(gòu)，而多年來，采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。二單層廠房結(jié)構(gòu)的組成二單層廠房

2、結(jié)構(gòu)的組成 我國采用的廠房鋼結(jié)構(gòu)常采用平面框架結(jié)構(gòu)體系，如圖7.1，它是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動(dòng)梁（或桁架）、支撐體系及墻架系統(tǒng)等組成。1 1、橫向平面框架、橫向平面框架柱子+屋架，是廠房的主要承重體系，絕大部分荷載都要通過它傳到地基。2 2、屋蓋結(jié)構(gòu)、屋蓋結(jié)構(gòu)承擔(dān)屋蓋荷載的結(jié)構(gòu)體系。包括屋架、托架、屋面板或檁條、天窗架等。承受屋面的豎向及橫向水平荷載。3 3、支撐體系、支撐體系包括屋蓋支撐及柱間支撐。4 4、吊車梁和制動(dòng)（或制動(dòng)桁架）、吊車梁和制動(dòng)（或制動(dòng)桁架）承受吊車的豎向和水平制動(dòng)力，并傳給框架。5 5、墻架、墻架承受墻體的自重和風(fēng)荷載。二、廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟二、廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟（分三

3、階段）1 1、結(jié)構(gòu)選型及整體布置：、結(jié)構(gòu)選型及整體布置：包括：柱網(wǎng)布置；確定橫向框架形式及主要尺寸；布置屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁系統(tǒng)及墻架、支撐體系；選擇各部分結(jié)構(gòu)采用的鋼材標(biāo)號。此過程中，應(yīng)充分了解生產(chǎn)工藝，使用要求、地質(zhì)資料、交通運(yùn)輸及材料供應(yīng)等情況，與建筑工藝設(shè)計(jì)相配合。2 2、技術(shù)設(shè)計(jì)：、技術(shù)設(shè)計(jì)：根據(jù)已定的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行荷載計(jì)算，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，計(jì)算各構(gòu)件所需的截面尺寸及設(shè)計(jì)各構(gòu)件之間的連接。3 3、繪制施工圖：、繪制施工圖：據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)確定的構(gòu)件尺寸和連接，繪制施工圖。三、柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置三、柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置（一）柱網(wǎng)布置（一）柱網(wǎng)布置：確定廠房的跨度、跨數(shù)和柱距時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：

4、1 1、滿足（取決于）生產(chǎn)工藝的要求。、滿足（取決于）生產(chǎn)工藝的要求。即柱子的位置應(yīng)與地下、地上的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程相配合。2 2、滿足結(jié)構(gòu)要求：、滿足結(jié)構(gòu)要求：為保證車間正常使用，有利于吊車運(yùn)行，應(yīng)把柱子布置在同一橫向軸線上見圖7.2，以便與屋架組成橫向框架，保證廠房的橫向剛度。3 3、符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。、符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。柱距大時(shí)，沿廠房縱向布置的構(gòu)件，如吊車梁、托架等由于跨度大而用鋼量增大，但柱子和基礎(chǔ)則數(shù)量少，用鋼量減少，最適宜的柱距與柱子上的荷載及柱高有關(guān)，設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合工程具體情況進(jìn)行綜合方案比較才能確定。4 4、符合柱距規(guī)定要求、符合柱距規(guī)定要求（即構(gòu)件統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化要求）。統(tǒng)

5、一化、標(biāo)準(zhǔn)化可降低制作和安裝費(fèi)用，故設(shè)計(jì)時(shí)：對廠房橫向：對廠房橫向：當(dāng) L18m時(shí)，跨度以3m為模數(shù) 當(dāng) L18m時(shí)，跨度以6m為模數(shù)對廠房縱向：對廠房縱向：即柱距，以前一般采用6m或12m，現(xiàn)在因壓型鋼板的日益應(yīng)用，常以18m，甚至24m作為基本柱距。（二）溫度縫（二）溫度縫廠房結(jié)構(gòu)將隨溫度變化產(chǎn)生溫度變形及溫度應(yīng)力，當(dāng)廠房平面尺寸較大時(shí)，為避免產(chǎn)生過大的溫度變形和溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房的橫向或縱向設(shè)置溫度伸縮縫。 溫度縫的做法：溫度縫的做法：可以設(shè)單柱，也可以設(shè)雙柱來實(shí)現(xiàn)溫度縫構(gòu)造。普遍的做法是設(shè)置雙柱。 設(shè)置雙柱即在縫的兩旁布置兩個(gè)無任何縱向構(gòu)件聯(lián)系的橫向框架，使溫度伸縮縫的中線與定位軸線重

6、合，P171圖7.2a）；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用插入距的方式即P171圖7.2b），將縫兩旁的柱放在同一基礎(chǔ)上。 當(dāng)廠房寬度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向溫度伸縮縫。P1727.2 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式廠房結(jié)構(gòu)的框架形式P172略略7.3 7.3 屋蓋結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)P177一、屋蓋結(jié)構(gòu)的形式一、屋蓋結(jié)構(gòu)的形式 1 1、屋蓋結(jié)構(gòu)體系、屋蓋結(jié)構(gòu)體系屋蓋的布置分有檁和無屋蓋的布置分有檁和無檁兩種布置方案。檁兩種布置方案。（1 1）無檁屋蓋）無檁屋蓋在屋架上直接鋪設(shè)大型屋在屋架上直接鋪設(shè)大型屋面板面板。屋架間距即為大型屋面板的跨度，一。屋架間距即為大型屋面板的跨度，一般為般為6M6M，也有，也有12M12M的

7、。的。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：橫向剛度大，整體性好，構(gòu)造簡單，耐橫向剛度大，整體性好，構(gòu)造簡單，耐久性好，構(gòu)件種類和數(shù)量少，速度快，易鋪久性好，構(gòu)件種類和數(shù)量少，速度快，易鋪保溫層等。保溫層等。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：屋面自重大，導(dǎo)致屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料屋面自重大，導(dǎo)致屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料多，且抗震性差。多，且抗震性差。（2 2）有檁屋蓋）有檁屋蓋在屋架設(shè)置檁條，檁條上再鋪設(shè)石棉瓦等屋面材料。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件重量輕，用料省，運(yùn)輸安裝方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：整體剛度差，構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)件數(shù)量多，吊裝次數(shù)多。無檁屋蓋無檁屋蓋多用于對剛度要求較高的中型以上廠房有檁屋蓋有檁屋蓋多用于對剛度要求不高的中、小型廠房，特別是輕型屋面材料的情況，

8、如壓型鋼板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵皮等。二、屋架形式二、屋架形式1 1、屋架外形：、屋架外形：常用外形有三角形、梯形、平行弦桁架等，見P178179。 2 2、確定屋架外形及腹桿布置時(shí)的原則、確定屋架外形及腹桿布置時(shí)的原則1 1）使用要求：）使用要求：屋架外形應(yīng)與屋面材料排水要求相適應(yīng)如：當(dāng)屋面材料采用瓦、鐵皮、鋼絲網(wǎng)等時(shí)； 上弦坡度應(yīng)陡些，以利排水， 一 般 :i =1/51/2 ； 而粘土瓦:i =1/2.51/2 ； 石棉瓦 :i =1/31/2當(dāng)采用大型屋面板、上鋪卷材防水屋面時(shí)，坡度可平緩些，一般i =1/121/8 2 2） 經(jīng)濟(jì)要求：經(jīng)濟(jì)要求：屋架外形應(yīng)盡量與彎矩圖相配合，

9、此時(shí)能充分發(fā)揮材料的作用。而且腹腹桿布置標(biāo)準(zhǔn)桿布置標(biāo)準(zhǔn)：）節(jié)點(diǎn)少，桿件少， ）桿件不能太大、太長（長桿拉，短桿壓；桿件短，截面小）， ）桿件之間夾角=3060。 荷載布置盡量布置在桁架的節(jié)點(diǎn)上，避免因節(jié)間荷載使桿件局部受彎。3 3）制造安裝簡便：）制造安裝簡便：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要簡單合理。3 3、各種屋架介紹：、各種屋架介紹： 三角形屋架：三角形屋架：多用于屋面坡度較陡的有檁屋蓋體系中，類型有：a a）人字式）人字式 特點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)少，腹桿少，受壓腹桿較長，適用于跨度較?。↙18M）的情況 B B）芬克式：）芬克式： 上弦桿可根據(jù)需要?jiǎng)澐殖扇我獾染嚯x節(jié)間，長腹桿受拉，短桿受壓，腹桿數(shù)量多，但總長度短，桿件

10、夾角適中，還可劃分成左右兩個(gè)較小的桁架，便于運(yùn)輸，適用于各種跨度，應(yīng)用最廣。c）單斜式腹桿（P178圖），用得較少，不詳細(xì)介紹。 d) 折線式下弦（或上弦） 可增大支座處桿件夾角，使上弦桿受力減小，內(nèi)力分布均勻，再使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方便。(一般降低高度0.5m, 否則桿件易失穩(wěn)) 三角形屋架的缺點(diǎn)是：三角形屋架的缺點(diǎn)是：由于其外形與M圖不相適應(yīng)，因而弦桿內(nèi)力沿屋架跨度內(nèi)力分布不均勻。支座處大，跨中小；支座附近節(jié)點(diǎn)處，桿件之間夾角過小。 梯形屋架梯形屋架由于外形與M圖較接近，因而弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，用料比較經(jīng)濟(jì)，目前在無檁的大型屋面板屋蓋中得到廣泛應(yīng)用。適用于適用于屋面坡度較為平緩的無檁屋蓋體中，

11、腹桿體系有： a a）人字式：）人字式：腹桿總長度短，節(jié)點(diǎn)較少，但局部承受彎曲。 b b）再分式：）再分式：如右圖虛線所示，避免了局部承受彎曲，同料經(jīng)濟(jì)，但節(jié)點(diǎn)和腹桿數(shù)增多，制造麻煩。c c）單斜式。）單斜式。較少 人字形屋架人字形屋架其上、下弦可以是平行的，坡度1/201/10（見下圖7.13）。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為統(tǒng)一。也可以上、下弦不平行（不同坡度）或者下移有一部分水平段（如圖c），以改善屋架受力情況，制作時(shí)可不起拱，多用于較大跨度。可適用不同的層面坡度。 平行弦桁架：平行弦桁架：上、下弦桿平行，弦桿及腹桿分別等長，節(jié)點(diǎn)相同，桿件規(guī)格化，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造統(tǒng)一，便于制作工業(yè)化，但弦桿內(nèi)力分布不均勻（見下圖

12、7.13）。三、屋蓋支撐三、屋蓋支撐 為了將廠房結(jié)構(gòu)各構(gòu)件組成一個(gè)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的空間整體結(jié)構(gòu)，有效而又經(jīng)濟(jì)合理的方法是在平面框架之間設(shè)置支撐。（拐杖作用） 支撐體系支撐體系有屋蓋支撐和柱間支撐，本節(jié)只講屋蓋支撐。由于屋架跨度有24M，3M高，相當(dāng)于一層樓，弦桿為，顯然不穩(wěn)，易倒，為防止屋架前后倒，要設(shè)支撐。 1 1、屋蓋支撐的組成、屋蓋支撐的組成：屋蓋支撐體系由：屋蓋支撐體系由：上弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐，縱向水平支撐，豎直支撐及系桿組成，設(shè)置在屋架之間。 2 2、屋蓋支撐的作用：、屋蓋支撐的作用：保證整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的空間整體穩(wěn)定保證整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的空間整體穩(wěn)定。 怎樣保證呢

13、？柱子和墻體是不動(dòng)體，圖中a點(diǎn)沿縱向是不動(dòng)點(diǎn)，b也是不動(dòng)點(diǎn)，又由桁架的二元體規(guī)則推知：c、d、e都是不動(dòng)點(diǎn)，c、d也是不動(dòng)點(diǎn)。上、下上、下弦弦橫向水平支撐、垂直支撐保證了第一榀、橫向水平支撐、垂直支撐保證了第一榀、第二榀屋架的穩(wěn)定，從而形成一個(gè)空間穩(wěn)定區(qū)格。第二榀屋架的穩(wěn)定，從而形成一個(gè)空間穩(wěn)定區(qū)格。 同理，最后兩榀也形成空間穩(wěn)定區(qū)格。這樣已保證了第一、第二及最后兩榀的穩(wěn)定，而中間幾榀只要用直桿（系桿）把它們串起來即可。 兩端穩(wěn)定區(qū)格兩端穩(wěn)定區(qū)格+ +系桿系桿保證整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的保證整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定穩(wěn)定。 為屋架上、下弦桿提供側(cè)向支承，保證屋架受壓上為屋架上、下弦桿提供側(cè)向支承，保證屋架受壓上

14、弦桿在屋架平面外（出平面）的穩(wěn)定，減少上弦壓弦桿在屋架平面外（出平面）的穩(wěn)定，減少上弦壓桿出平面的計(jì)算長度，桿出平面的計(jì)算長度，上弦桿為每根桿件為 ，有兩根軸x和y 平面外（出平面）平面外（出平面）指垂直于屋架平面繞Y軸，平面內(nèi)（即屋架平面內(nèi)）平面內(nèi)（即屋架平面內(nèi)）指繞X軸彎曲失穩(wěn)。由于此時(shí)有腹桿支承，短，但如果在兩屋架間沒有橫向水平支撐和系桿，則受壓上弦桿在屋架平面外的自由長度將成為屋架上弦的長度。 上上弦橫向弦橫向水平支撐的節(jié)點(diǎn)成為上弦桿的側(cè)水平支撐的節(jié)點(diǎn)成為上弦桿的側(cè)向不動(dòng)支點(diǎn)向不動(dòng)支點(diǎn)。 保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便 安裝時(shí)還沒有屋面板，前后易搖晃擺動(dòng)。 承擔(dān)傳

15、遞水平荷載及減少下弦桿的振動(dòng)承擔(dān)傳遞水平荷載及減少下弦桿的振動(dòng)（因動(dòng)載） （如風(fēng)載，懸掛吊車水平荷栽和地震荷栽）由下弦橫向水平支撐承擔(dān) 增加房屋的整體剛度增加房屋的整體剛度。 上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐P182不論是有檁還是無檁體系都應(yīng)在屋架上弦及天窗架上弦平面內(nèi)設(shè)置橫向水平支撐。 1）設(shè)置位置：）設(shè)置位置：上弦橫向水平支撐一般設(shè)在房屋兩端或橫向溫度伸縮縫區(qū)段兩端的第一或第二個(gè)柱間。一般第一個(gè)，除非有時(shí)為了配合山墻承重或天窗架支撐等因素時(shí)設(shè)在第二柱間。 2）兩橫向水平支撐間距）兩橫向水平支撐間距60M。 3）節(jié)間長度約為屋架節(jié)間距離的）節(jié)間長度約為屋架節(jié)間距離的2-4倍倍，見前面立體圖或

16、上圖。3 3、屋蓋支撐布置：、屋蓋支撐布置： 下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐當(dāng)屋架間距當(dāng)屋架間距12M12M尚尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置下弦橫向水平支撐，但當(dāng)屋應(yīng)在屋架下弦設(shè)置下弦橫向水平支撐，但當(dāng)屋架跨度較小架跨度較小L18ML18M時(shí)又無起重機(jī)和吊車、無較時(shí)又無起重機(jī)和吊車、無較大振動(dòng)設(shè)備時(shí)可不設(shè)，否則均應(yīng)設(shè)置。大振動(dòng)設(shè)備時(shí)可不設(shè)，否則均應(yīng)設(shè)置。 設(shè)置位置：設(shè)置位置：下弦橫向水平支撐應(yīng)與上弦橫下弦橫向水平支撐應(yīng)與上弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間。向水平支撐設(shè)置在同一柱間。成對的橫向水成對的橫向水平支撐是形成空間穩(wěn)定區(qū)格的基本部分。平支撐是形成空間穩(wěn)定區(qū)格的基本部分?？v向水平支撐縱向水平支撐一般情況

17、下，屋架可不設(shè)置縱向水平支撐，只有在房屋有較大起重量的橋式吊車、壁行吊車等較大振動(dòng)設(shè)備，以及房屋高度或跨度較大或空間剛度要求較大時(shí)，才設(shè)置縱向水平支撐。設(shè)置位置：設(shè)置位置：）當(dāng)屋架間距）當(dāng)屋架間距L L12M12M時(shí)，布置在時(shí)，布置在下弦下弦平面，但三角平面，但三角形屋架及端斜桿為下降式且主要支座設(shè)在上弦的梯形屋架及端斜桿為下降式且主要支座設(shè)在上弦的梯形屋架和人字形屋架形屋架和人字形屋架也可布置在上弦也可布置在上弦平面，平面，）L12ML12M時(shí)，布置在上弦平面（見圖時(shí)，布置在上弦平面（見圖7.187.18，P182P182）。）。 沿兩縱向柱列設(shè)置，沿房屋全長布置，以便與上、沿兩縱向柱列設(shè)置

18、，沿房屋全長布置，以便與上、下弦橫向水平支撐形成封閉的支撐體系，同時(shí)還可下弦橫向水平支撐形成封閉的支撐體系，同時(shí)還可承受和傳遞山墻水平風(fēng)荷載或地震力。承受和傳遞山墻水平風(fēng)荷載或地震力。 垂直支撐垂直支撐是形成穩(wěn)定、幾何不變的屋蓋結(jié)構(gòu)不可缺少的有效構(gòu)件，凡是設(shè)置橫向支撐的柱間都沿房屋縱向設(shè)置垂直支撐。 設(shè)置位置：設(shè)置位置：位于上、下弦橫向水平支撐同一開位于上、下弦橫向水平支撐同一開間內(nèi)，形成一個(gè)跨長為屋架間距的平行弦桁間內(nèi)，形成一個(gè)跨長為屋架間距的平行弦桁架，一般采用架，一般采用W W形或形或V V形。形。具體布置如下：具體布置如下： 梯形屋架：梯形屋架：除屋架兩端各設(shè)一道外，當(dāng)除屋架兩端各設(shè)一

19、道外，當(dāng)L30ML30M時(shí)，中時(shí)，中部加設(shè)一道部加設(shè)一道L L30M30M時(shí)，中部設(shè)二道。（見下圖時(shí)，中部設(shè)二道。（見下圖a a、b b）三角形屋架：三角形屋架：除屋架兩端各設(shè)一道外，除屋架兩端各設(shè)一道外，L18ML18M時(shí)，跨時(shí)，跨中堅(jiān)桿平面內(nèi)設(shè)一道，中堅(jiān)桿平面內(nèi)設(shè)一道，L L18M18M時(shí)，跨中堅(jiān)桿平面內(nèi)設(shè)二道。（見圖時(shí)，跨中堅(jiān)桿平面內(nèi)設(shè)二道。（見圖c c、d d）天窗支撐：天窗支撐：一般設(shè)置在天窗架兩側(cè)，一般設(shè)置在天窗架兩側(cè)，當(dāng)天窗寬度當(dāng)天窗寬度12M12M時(shí)，還應(yīng)在中央設(shè)置一道垂直支時(shí)，還應(yīng)在中央設(shè)置一道垂直支撐。）撐。）（見上圖（見上圖a a、b b）12m30m12m30m18m1

20、8ma)b)c)d)llll系桿系桿對于未設(shè)橫向支撐的開間，相鄰屋對于未設(shè)橫向支撐的開間，相鄰屋架由系桿連接。架由系桿連接。設(shè)置位置：設(shè)置位置：）在上弦平面內(nèi)，無檁屋蓋中應(yīng)設(shè)在屋脊處和屋架端）在上弦平面內(nèi)，無檁屋蓋中應(yīng)設(shè)在屋脊處和屋架端部處；有檁屋蓋只在有天窗下的屋脊處。部處；有檁屋蓋只在有天窗下的屋脊處。）下弦平面內(nèi)，當(dāng)屋架間距為）下弦平面內(nèi)，當(dāng)屋架間距為6m6m時(shí)，應(yīng)在屋架端部處、時(shí)，應(yīng)在屋架端部處、下弦桿有彎折處等。下弦桿有彎折處等。 系桿的作用是對屋架上、下弦桿提供側(cè)向支撐，系桿的作用是對屋架上、下弦桿提供側(cè)向支撐，特別是未設(shè)橫向支撐的弦桿。分：特別是未設(shè)橫向支撐的弦桿。分：柔性系桿柔

21、性系桿只能承受拉力的系桿叫柔性系桿。只能承受拉力的系桿叫柔性系桿。 =150=150；剛性系桿剛性系桿還能承受壓力的系桿叫剛性系桿。還能承受壓力的系桿叫剛性系桿。 =200=200。1 1）一般在屋架下弦端部及上弦屋架屋脊處設(shè)）一般在屋架下弦端部及上弦屋架屋脊處設(shè)剛性系桿，其它設(shè)柔性系桿。剛性系桿，其它設(shè)柔性系桿。2 2）當(dāng)房屋兩端有山墻時(shí)，上、下弦橫向水平）當(dāng)房屋兩端有山墻時(shí)，上、下弦橫向水平支撐及垂直支撐可設(shè)在第二柱間，這時(shí)第一支撐及垂直支撐可設(shè)在第二柱間，這時(shí)第一開間的所有系桿均應(yīng)設(shè)為剛性柔桿。開間的所有系桿均應(yīng)設(shè)為剛性柔桿。3 3）其它情況設(shè)置柔性系桿。）其它情況設(shè)置柔性系桿。對于有檁

22、屋蓋，檁條可兼作系桿，此時(shí)在上弦對于有檁屋蓋，檁條可兼作系桿，此時(shí)在上弦不再設(shè)置系桿。不再設(shè)置系桿。 4 4、屋蓋支撐形式和設(shè)計(jì)、屋蓋支撐形式和設(shè)計(jì) 1 1）形式：）形式：支撐體系一般均為平行弦桁架，腹支撐體系一般均為平行弦桁架，腹桿布置形式如下：桿布置形式如下： 斜腹桿一般采用十字交叉式（如斜腹桿一般采用十字交叉式（如P219P219圖），斜腹桿和弦桿的交角值在圖），斜腹桿和弦桿的交角值在30306060之間。通常橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的距離為屋之間。通常橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的距離為屋架上弦節(jié)間距離架上弦節(jié)間距離2 24 4倍，縱向水平支撐的寬倍，縱向水平支撐的寬度取屋架端節(jié)間的長度。一般為度取屋

23、架端節(jié)間的長度。一般為6m6m左右。左右。2 2）設(shè)計(jì)：）設(shè)計(jì)：屋蓋支撐因受力較小，一般不進(jìn)行屋蓋支撐因受力較小，一般不進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，其尺寸由桿件容許長細(xì)比和構(gòu)造內(nèi)力計(jì)算，其尺寸由桿件容許長細(xì)比和構(gòu)造要求確定。要求確定。）交叉斜腹桿的斜桿（即）交叉斜腹桿的斜桿（即a)a)、b b）的斜腹桿）的斜腹桿）按拉桿設(shè)計(jì)按拉桿設(shè)計(jì)。常采用單角鋼做。常采用單角鋼做。 設(shè)計(jì)時(shí)，假定設(shè)計(jì)時(shí)，假定N N作用下壓桿屈曲失穩(wěn)退出作用下壓桿屈曲失穩(wěn)退出工作：工作： ）而對單腹桿系：則不同，）而對單腹桿系：則不同，N N方向不同，腹方向不同，腹桿有可能受拉也有可能受壓，設(shè)計(jì)時(shí)桿有可能受拉也有可能受壓，設(shè)計(jì)時(shí)一律按一律按

24、壓桿設(shè)計(jì)。壓桿設(shè)計(jì)。規(guī)定：非交叉斜桿、弦桿、橫桿及剛性系桿規(guī)定：非交叉斜桿、弦桿、橫桿及剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì)按壓桿設(shè)計(jì)a a）、）、c c）的堅(jiān)桿、弦桿及）的堅(jiān)桿、弦桿及b b）、）、d d）的所有桿）的所有桿件均按壓桿設(shè)計(jì)。件均按壓桿設(shè)計(jì)。3 3）桿件截面形式：）桿件截面形式： 5 5、屋架主要尺寸、屋架主要尺寸指指屋架跨度屋架跨度、跨中高度跨中高度及及端部高度端部高度（書上沒）（書上沒） （1 1）跨度跨度取決于柱網(wǎng)布置；標(biāo)志跨度標(biāo)志跨度 指柱網(wǎng)軸線的橫向間距，以3m為模數(shù)。計(jì)算跨度計(jì)算跨度 指屋架兩端支座反力的距離。 ）當(dāng)屋架簡支于鋼筋混凝土或磚柱，且柱網(wǎng)封閉）當(dāng)屋架簡支于鋼筋混凝土或磚柱

25、，且柱網(wǎng)封閉結(jié)合時(shí)：結(jié)合時(shí)：考慮到屋架支座處需一定的構(gòu)造尺寸，取 ，。 ）當(dāng)屋架支承于鋼筋混凝土柱上，柱網(wǎng)采用非封）當(dāng)屋架支承于鋼筋混凝土柱上，柱網(wǎng)采用非封閉結(jié)合時(shí)閉結(jié)合時(shí)， ）當(dāng)屋架與柱剛接時(shí)）當(dāng)屋架與柱剛接時(shí)，其計(jì)算跨度 取與鋼柱內(nèi)側(cè)面之間的距離。l0l)400300(0ll ll 00l（2 2）高度）高度指跨中最大高度。指跨中最大高度。 取決于經(jīng)取決于經(jīng)濟(jì)、剛度、建筑要求及運(yùn)輸界限、屋面坡度濟(jì)、剛度、建筑要求及運(yùn)輸界限、屋面坡度等。等。 hminhmin取決于剛度條件，即取決于剛度條件，即vvvv hman hman取決于運(yùn)輸界限，如鐵路運(yùn)輸界取決于運(yùn)輸界限，如鐵路運(yùn)輸界限為限為3.8

26、5m3.85m。 經(jīng)濟(jì)高度經(jīng)濟(jì)高度據(jù)屋架桿件的總用鋼量最少據(jù)屋架桿件的總用鋼量最少的條件確定。的條件確定。高度的確定方法高度的確定方法：（見 P178、179中間）據(jù)屋架形式和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定端高： =0（三角形） =0.51.0m (陡坡梯形) =1.82.1m（緩坡梯形） 且滿足：當(dāng)與柱剛接時(shí)： =(1/101/16)， 常取1.82.4m 當(dāng)與柱鉸接時(shí)： 1/18， 常取1.82.4m0h0h0hll）然后，據(jù)屋面材料所要求的屋面坡度計(jì)算）然后，據(jù)屋面材料所要求的屋面坡度計(jì)算出屋架的跨中高度：出屋架的跨中高度： ，一般可在下列范圍內(nèi)采用：一般可在下列范圍內(nèi)采用：ilhh210梯形和平行弦屋架

27、三角形屋架）（lhlh)61101(4161下弦一點(diǎn)起拱：下弦一點(diǎn)起拱： 較大時(shí)，產(chǎn)生撓度較大，較大時(shí)，產(chǎn)生撓度較大，對對 15 m15 m的三角形和的三角形和 24m24m的梯形和平行弦屋架，的梯形和平行弦屋架，當(dāng)下弦無向上折時(shí)，宜采用起拱，即預(yù)先給當(dāng)下弦無向上折時(shí)，宜采用起拱，即預(yù)先給屋架一個(gè)向上的反撓度，以抵消屋架受荷后屋架一個(gè)向上的反撓度，以抵消屋架受荷后產(chǎn)生的部分撓度，起拱高約產(chǎn)生的部分撓度，起拱高約/500/500，但當(dāng)采用但當(dāng)采用圖解法和屋架桿件內(nèi)力時(shí)，可不考慮起拱高圖解法和屋架桿件內(nèi)力時(shí)，可不考慮起拱高度度。llll 四、屋架荷載和內(nèi)力計(jì)算：四、屋架荷載和內(nèi)力計(jì)算： （一）屋架

28、荷載計(jì)算與荷載組合（一）屋架荷載計(jì)算與荷載組合1 1、屋架荷載：、屋架荷載： 屋架荷載有：屋架荷載有：永久荷載：永久荷載：屋面材料（保屋面材料（保溫層、防水層、屋面板等）、檁條、支撐、天溫層、防水層、屋面板等）、檁條、支撐、天窗等自重）；窗等自重）； 可變荷載：可變荷載：（屋面活荷載、風(fēng)荷載、積灰、風(fēng)（屋面活荷載、風(fēng)荷載、積灰、風(fēng)雪等）。雪等）。 各種材料的荷載可以查規(guī)范，如各種材料的荷載可以查規(guī)范，如 青平瓦、掛瓦條青平瓦、掛瓦條: :可查出可查出0.539KN/m0.539KN/m2 2；油氈油氈:0.098KN/m:0.098KN/m2 2；砼檁條（砼檁條（18cm18cm6cm6cm）

29、:0.32KN/m:0.32KN/m2 2；屋架自重屋架自重經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式=0.12+0.011=0.12+0.011 （7.13）l計(jì)算時(shí)沿屋面斜面分布的永久荷載換計(jì)算時(shí)沿屋面斜面分布的永久荷載換算成為水平投影面上分布的荷載計(jì)算，即算成為水平投影面上分布的荷載計(jì)算，即。 akq為屋面傾角）(cos/akkqq cosAqAqakk2 2、節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算：、節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算：作用于屋架作用于屋架上弦節(jié)點(diǎn)的集中上弦節(jié)點(diǎn)的集中荷載荷載P P可按各種均可按各種均布荷載對節(jié)點(diǎn)匯布荷載對節(jié)點(diǎn)匯集進(jìn)行計(jì)算。集進(jìn)行計(jì)算。2 . 1G標(biāo)準(zhǔn)值：標(biāo)準(zhǔn)值：(s(s屋架間距屋架間距) )，設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值： saqpksa

30、qpkQG),(式中：式中： 荷載分項(xiàng)系數(shù)，荷載分項(xiàng)系數(shù)，永久荷載永久荷載 ； 可變荷載可變荷載 ； 按屋面水平投影面分布按屋面水平投影面分布的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；的荷載標(biāo)準(zhǔn)值； ).(QG4 . 1Gkq2 . 1G3 3、荷載組合：、荷載組合：設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用和施設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用和施工過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載組合計(jì)算屋架工過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載組合計(jì)算屋架桿件的內(nèi)力。一般情況下，對平行弦、梯形等桿件的內(nèi)力。一般情況下，對平行弦、梯形等鋼屋架應(yīng)考慮以下鋼屋架應(yīng)考慮以下三種荷載組合三種荷載組合：1 1）全跨永久荷載）全跨永久荷載+ +全跨可變荷載；全跨可變荷載；2 2）全跨永久荷載）

31、全跨永久荷載+ +半跨可變荷載；半跨可變荷載；3 3）全跨屋架、天窗架和支撐自重）全跨屋架、天窗架和支撐自重+ +半跨屋面板半跨屋面板 自重自重+ +半跨屋面活荷載。半跨屋面活荷載。 在考慮荷載組合時(shí)，屋面活載和雪載不考在考慮荷載組合時(shí)，屋面活載和雪載不考慮同時(shí)作用，可取兩者中的較大值計(jì)算。慮同時(shí)作用，可取兩者中的較大值計(jì)算。 多數(shù)情況下按第一種組合計(jì)算的桿件內(nèi)力多數(shù)情況下按第一種組合計(jì)算的桿件內(nèi)力最不利，但在后兩種組合下，屋架在跨中部分最不利，但在后兩種組合下，屋架在跨中部分的斜腹桿內(nèi)力可能變號，會(huì)由拉桿變成壓桿，的斜腹桿內(nèi)力可能變號，會(huì)由拉桿變成壓桿，而且可能是最大，故須給予考慮。而且可能

32、是最大，故須給予考慮。 同學(xué)在做同學(xué)在做課程設(shè)計(jì)時(shí)，按滿跨布置計(jì)算內(nèi)課程設(shè)計(jì)時(shí)，按滿跨布置計(jì)算內(nèi)力，但中部腹桿一律按壓桿設(shè)計(jì)。力，但中部腹桿一律按壓桿設(shè)計(jì)。（二）桿件內(nèi)力計(jì)算 屋架桿件內(nèi)力可用數(shù)解法、圖解法或借助電算求得，對三角形和梯形屋架一般用圖解法較簡便。 1 1、力圖：、力圖：當(dāng)求某指定桿件內(nèi)力時(shí)，用數(shù)解法，當(dāng)求全部桿件內(nèi)力時(shí)用圖解法，雖有誤差，但在工程中允許，屋架設(shè)計(jì)時(shí)，先作單位荷載作用下的單位力圖。例1：先求反力：先求反力：按一定比例尺求出桁架的按一定比例尺求出桁架的幾何圖形，并用數(shù)解法求幾何圖形，并用數(shù)解法求出其支座反力。出其支座反力。( (如如R R左左=3.5KN=R=3.5K

33、N=R右右) ) 編號：編號：在桁架圖中，外力（荷載和反力）的作用線、在桁架圖中，外力（荷載和反力）的作用線、和各桿軸線將平面劃分為若干區(qū)域；對每個(gè)區(qū)域標(biāo)一和各桿軸線將平面劃分為若干區(qū)域；對每個(gè)區(qū)域標(biāo)一個(gè)字母或數(shù)字作記號，如圖中：個(gè)字母或數(shù)字作記號，如圖中：外力之間的區(qū)域用編號：外力之間的區(qū)域用編號：a a、b b、c c、d d、e e；桿件之間的區(qū)域用編號：桿件之間的區(qū)域用編號：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5按一定的比例尺畫出已知外力的力多邊形按一定的比例尺畫出已知外力的力多邊形（如按（如按1cm=1kN1cm=1kN的比例）的比例） ）結(jié)點(diǎn)）結(jié)點(diǎn)A A：先作先作R R左、左、R

34、R右右的平行線的平行線并取長為并取長為3.5cm3.5cm，方向，方向abab；再過；再過a a及及b b各作一各作一線段平行于線段平行于ADAD和和ABAB，交點(diǎn)記為，交點(diǎn)記為1 1，則得力多邊，則得力多邊形形ab1ab1；線段；線段b-1b-1及及1-a1-a分別代表和，分別代表和，方向：方向：在力多邊形中應(yīng)首尾相連。由圖知，只在力多邊形中應(yīng)首尾相連。由圖知，只須把力須把力b1b1放到原屋架圖中即可，判別是拉還是放到原屋架圖中即可，判別是拉還是壓，壓，N NABAB指向結(jié)點(diǎn)指向結(jié)點(diǎn)A A，故為壓力。，故為壓力。N NADAD背離背離A A，故為，故為拉，拉，大?。捍笮。嚎捎贸吡砍?，可用尺量

35、出，如為如為4.2cm4.2cm和和2.7cm2.7cm。）再看結(jié)點(diǎn)）再看結(jié)點(diǎn)B B： 先作出已知力先作出已知力b-cb-c為為1 1，1-b1-b為為4.24.2，再過，再過C C及及1 1分別作分別作BCBC的平行線和的平行線和BDBD的平行線，交點(diǎn)為的平行線，交點(diǎn)為2 2，據(jù)力的首尾相連性定出方向，再用尺量出，據(jù)力的首尾相連性定出方向，再用尺量出大小，如為大小，如為3.7cm3.7cm和和0.5cm0.5cm。注：注：圖應(yīng)畫在圖應(yīng)畫在b-cb-c的的左邊，若畫右邊，左邊，若畫右邊，則力多邊形不封閉；則力多邊形不封閉；是拉還是壓將力放到原是拉還是壓將力放到原圖即知，圖即知，3.73.7為壓

36、，為壓，0.50.5為拉。為拉。 ）結(jié)點(diǎn)）結(jié)點(diǎn)C C：同樣可作同樣可作c-dc-d為為1 1，c-2c-2為為3.73.7，再作，再作d-3d-3，3-23-2量出，并定出方量出，并定出方向。向。 以上我們是把每個(gè)結(jié)點(diǎn)分開做的，由于每以上我們是把每個(gè)結(jié)點(diǎn)分開做的，由于每一根桿件聯(lián)系兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，其內(nèi)力都要在圖中出一根桿件聯(lián)系兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，其內(nèi)力都要在圖中出現(xiàn)兩次，且指向相反，為減少畫圖工作量，可現(xiàn)兩次，且指向相反，為減少畫圖工作量，可以將重復(fù)出現(xiàn)的內(nèi)力合并，則上述各力多邊形以將重復(fù)出現(xiàn)的內(nèi)力合并，則上述各力多邊形圖即可合并為一個(gè)圖。但是由于各內(nèi)力的指向圖即可合并為一個(gè)圖。但是由于各內(nèi)力的指向都有兩個(gè)不

37、同方向，故合并以后易搞錯(cuò)，都有兩個(gè)不同方向，故合并以后易搞錯(cuò)，故規(guī)定：故規(guī)定：每個(gè)力從順時(shí)針方向的區(qū)域記號讀力每個(gè)力從順時(shí)針方向的區(qū)域記號讀力（如（如A A點(diǎn)，點(diǎn)，R R左左讀作讀作a-ba-b， N NABAB讀讀b-1b-1，b-1b-1指向指向A A，為壓力，反之對為壓力，反之對B B點(diǎn)則讀點(diǎn)則讀1-b1-b，也指向，也指向B B），），該力指向結(jié)點(diǎn)則為壓力；背離結(jié)點(diǎn)，則為拉力。該力指向結(jié)點(diǎn)則為壓力；背離結(jié)點(diǎn)，則為拉力。 在畫結(jié)點(diǎn)在畫結(jié)點(diǎn)D D時(shí)注意：時(shí)注意：34a1234a12力力1-21-2和和2-32-3第二次用到，原來力第二次用到，原來力3-23-2在結(jié)點(diǎn)在結(jié)點(diǎn)C C中中指向指向

38、C C，即，即3232為壓力，故在結(jié)點(diǎn)為壓力，故在結(jié)點(diǎn)D D中也應(yīng)指向中也應(yīng)指向D D，故方向應(yīng)為，故方向應(yīng)為2323，同樣力，同樣力1-21-2原來為拉力原來為拉力2121，故結(jié)點(diǎn)，故結(jié)點(diǎn)D D中中也為拉力也為拉力1212。 A A、B B、C C、D D的順序作圖：的順序作圖：注注意先意先D D后后E E。 合成的力多邊形稱為合成的力多邊形稱為克馬圖克馬圖。 a-b-1a-b-1，bc21bc21，cd32cd32把每個(gè)結(jié)點(diǎn)都畫出，即得把每個(gè)結(jié)點(diǎn)都畫出，即得克克馬圖馬圖，詳細(xì)見結(jié)構(gòu)力學(xué)教材。，詳細(xì)見結(jié)構(gòu)力學(xué)教材。 例例2 2：再分式的處理：再分式的處理 對于這種聯(lián)合桁架，用圖解法時(shí)，畫出三

39、對于這種聯(lián)合桁架，用圖解法時(shí)，畫出三個(gè)結(jié)點(diǎn)后畫不下去了。以后每個(gè)結(jié)點(diǎn)都至少有個(gè)結(jié)點(diǎn)后畫不下去了。以后每個(gè)結(jié)點(diǎn)都至少有三個(gè)未知力，三個(gè)未知力，此時(shí)必須將下弦桿（中間一段）此時(shí)必須將下弦桿（中間一段）的內(nèi)力用截面法先算出的內(nèi)力用截面法先算出(1-1(1-1截面切開截面切開, ,對對C C點(diǎn)取點(diǎn)取矩得矩得) )，以后再用圖解法畫下去，再作第二個(gè)，以后再用圖解法畫下去，再作第二個(gè)上弦結(jié)點(diǎn)的內(nèi)力圖。上弦結(jié)點(diǎn)的內(nèi)力圖。 2 2、局部彎矩、局部彎矩( (由節(jié)間荷載引起由節(jié)間荷載引起) )的計(jì)算的計(jì)算有有節(jié)間荷載作用的桁架：節(jié)間荷載作用的桁架：(1)(1)先把節(jié)間荷載分配先把節(jié)間荷載分配在相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，并

40、按節(jié)點(diǎn)荷載求出各桿在相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，并按節(jié)點(diǎn)荷載求出各桿件的軸心力，件的軸心力，(2)(2)然后計(jì)算由節(jié)間荷載引起的然后計(jì)算由節(jié)間荷載引起的局部彎矩。局部彎矩。局部彎矩的計(jì)算方法：局部彎矩的計(jì)算方法： 先按不動(dòng)支座算出簡支跨的先按不動(dòng)支座算出簡支跨的M M0 0：)cos410dQM（然后再考慮節(jié)點(diǎn)位移的影響，再乘以調(diào)整系數(shù)，然后再考慮節(jié)點(diǎn)位移的影響，再乘以調(diào)整系數(shù)，作為有節(jié)間荷載作用的屋架上弦的局部彎矩：作為有節(jié)間荷載作用的屋架上弦的局部彎矩：第一跨間正彎矩：第一跨間正彎矩：M M1 1=0.8M=0.8M0 0；其它跨正、負(fù)彎矩：其它跨正、負(fù)彎矩：M M2 2=0.6M=0.6M0 0。

41、（見。（見P185P185圖圖7.22a7.22a）3 3、風(fēng)荷載、風(fēng)荷載一般不予考慮，一般不予考慮，與其它與其它主要荷載引起的內(nèi)力符號相反，有利。主要荷載引起的內(nèi)力符號相反，有利。 五、屋架桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比五、屋架桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比在理想的鉸接桁架中，在理想的鉸接桁架中，壓桿在桁架平面內(nèi)的計(jì)算壓桿在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)等節(jié)點(diǎn)中心間的距長度應(yīng)等節(jié)點(diǎn)中心間的距離，即為幾何長度。離，即為幾何長度。llx0 但實(shí)際上屋架各桿件通過節(jié)點(diǎn)板用焊縫連接在一但實(shí)際上屋架各桿件通過節(jié)點(diǎn)板用焊縫連接在一起，每根桿件的變形都受到節(jié)點(diǎn)中其它桿件的約束，起，每根桿件的變形都受到節(jié)點(diǎn)中其它桿件的約束

42、，必須考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)的彈性嵌固作用以后再確定各節(jié)必須考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)的彈性嵌固作用以后再確定各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算長度，而且約束節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的主要因素是拉點(diǎn)的計(jì)算長度，而且約束節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的主要因素是拉桿，桿，節(jié)點(diǎn)上拉桿數(shù)量愈多，嵌固作用就越大。據(jù)節(jié)點(diǎn)上拉桿數(shù)量愈多，嵌固作用就越大。據(jù)此，可定出各桿件的計(jì)算長度：此，可定出各桿件的計(jì)算長度： 1 1、屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度、屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度 弦桿、支座斜桿、支座豎桿弦桿、支座斜桿、支座豎桿，其本身剛度較大，且兩端相連的拉桿少，嵌固作用小，可忽略，。其它腹桿其它腹桿，雖然上端相連的拉桿少，嵌固小，但下端相連的拉桿多，且剛度大，嵌固大，。xl0llx0llx0llx0l

43、lx8 . 00llx8 . 00 2 2、弦桿在屋架平面外的計(jì)算長度、弦桿在屋架平面外的計(jì)算長度（而腹桿則）（而腹桿則） 為弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。（即上弦橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間距）1l110llly：其中1 1）有檁屋蓋中）有檁屋蓋中a)a)當(dāng)檁條與支撐的交叉點(diǎn)不相連時(shí)：當(dāng)檁條與支撐的交叉點(diǎn)不相連時(shí)： （為支撐節(jié)點(diǎn)的間距）b)b)當(dāng)檁條與支撐的交叉點(diǎn)用節(jié)點(diǎn)板焊牢時(shí)：當(dāng)檁條與支撐的交叉點(diǎn)用節(jié)點(diǎn)板焊牢時(shí)： （ 為檁條間距）lly02/10llyyl010lly2/1l2 2）無檁屋蓋中）無檁屋蓋中i)i)上弦桿：上弦桿： 當(dāng)不能保證所有大型屋面板都能三點(diǎn)焊牢時(shí)：當(dāng)不能保證所有大型屋面板都能三點(diǎn)焊

44、牢時(shí)：-仍取支撐節(jié)點(diǎn)間的距離 當(dāng)能保證三點(diǎn)焊牢時(shí)：當(dāng)能保證三點(diǎn)焊牢時(shí)：可取兩塊屋面板寬，但不能大于等于3myl0yl0ii)ii)下弦桿：下弦桿： 為側(cè)向支承點(diǎn)間距，視下為側(cè)向支承點(diǎn)間距，視下弦桿支撐及系桿的設(shè)置而定弦桿支撐及系桿的設(shè)置而定注注：當(dāng)屋架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)的距離為節(jié)間長度的2倍，且間的壓力有變化時(shí)，計(jì)算這種壓桿在屋架平面外的穩(wěn)定時(shí)，均用較大軸壓力，但把適當(dāng)縮小以考慮上述因素。（越短承載力越大），計(jì)算長度按下式計(jì)算：10lly力為正計(jì)算時(shí)取拉力為負(fù)、壓較小壓力或拉力，正值較大壓力計(jì)算時(shí)取式中：且211012105 . 0)6 . 7()25. 075. 0(NNllNNllyy1l1l

45、3 3屋架桿件的容許長細(xì)比：屋架桿件的容許長細(xì)比： 屋架中有些桿件，N很小0。故按理截面很小，導(dǎo)致長細(xì)比太大。自重作用下?lián)隙忍蠖鴱澢?，振?dòng)過大。故規(guī)范要求各類桿件的。其值見表4.1-4.2（p77）yx六屋架桿件的截面選擇和計(jì)算六屋架桿件的截面選擇和計(jì)算(p187(p187189)189)1.1.截面形式：截面形式：一般采用兩角鋼組成的T形或十字形截面。由夾在兩角鋼之間的節(jié)點(diǎn)板連接，并且兩角鋼組合時(shí)，近似地滿足等穩(wěn)定即。自H型鋼在我國生產(chǎn)后，可用H型鋼剖開而形成T型鋼，來代替雙角鋼組成的T 型截面。（見p188圖7.26 f. g. h）yx上弦桿上弦桿：(1)(1)無節(jié)間荷載時(shí)無節(jié)間荷載時(shí)

46、。兩不等邊角鋼短邊。兩不等邊角鋼短邊相連或相連或TWTW型。圖型。圖f fxyyxxxyyxxyxxyiiililililll22,2000000為滿足平面內(nèi)：(2)(2)有節(jié)間荷載時(shí)有節(jié)間荷載時(shí)或兩等肢，為增或兩等肢，為增強(qiáng)上弦在平面內(nèi)的抗彎剛度。強(qiáng)上弦在平面內(nèi)的抗彎剛度。 支座端斜桿：支座端斜桿： ，可選為滿足xyyyxxyxyxyxiiililllllll000000,其他腹桿：其他腹桿：兩兩等邊等邊 可選，為滿足xyyxxxyyxxyxxyyxiiililililllllll25. 125. 1,25. 1,8 . 000000000兩兩等邊等邊 中央豎桿及端豎桿：中央豎桿及端豎桿：

47、： 下弦桿：下弦桿：常為或或常為或或TWTW型截面型截面( (見見p188p188圖圖7.26 f.)7.26 f.)（由于受軸向拉力作用，（由于受軸向拉力作用，截面一般由強(qiáng)度條件確定）截面一般由強(qiáng)度條件確定）2.2.填板：填板：在由兩角鋼組成的在由兩角鋼組成的T T型或十型截面的組合桿型或十型截面的組合桿件，為保證兩個(gè)角鋼共同工作，必須件，為保證兩個(gè)角鋼共同工作，必須每隔一定每隔一定間距設(shè)置填板，并與角鋼焊牢間距設(shè)置填板，并與角鋼焊牢 在填板寬度在填板寬度：按構(gòu)造要求確定：按構(gòu)造要求確定, ,一般為一般為505080 80 mmmm墊填長度：墊填長度：T T型截面應(yīng)型截面應(yīng)伸出伸出肢尖：肢尖

48、：101020 mm20 mm 十字型截面應(yīng)十字型截面應(yīng)縮進(jìn)縮進(jìn)肢尖：肢尖：101015 15 mm mm ，以便焊住，以便焊住且在受壓桿件中，兩個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)之間填且在受壓桿件中，兩個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)之間填板數(shù)不宜少于兩個(gè)。板數(shù)不宜少于兩個(gè)。111140 (80 (diTiiiL壓桿）對 形 為一個(gè)角鋼對平行于填板的形心軸的回轉(zhuǎn)半徑拉桿）對十字形 為一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑間距：間距：3.3.桿件截面選擇的一般原則：桿件截面選擇的一般原則： 優(yōu)先選用在相同截面面積下寬肢薄壁的角鋼，以增優(yōu)先選用在相同截面面積下寬肢薄壁的角鋼，以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑加截面的回轉(zhuǎn)半徑板件或肢件的厚度板件或肢件的厚度tt 4

49、mm4 mm（書上為（書上為5 mm5 mm，但小跨，但小跨度時(shí)有，如度時(shí)有，如P224P224屋架可取屋架可取4 mm4 mm） 。規(guī)格。規(guī)格 45 454 4或或565636364 4 一榀屋架不超過一榀屋架不超過5 56 6種角鋼規(guī)格，以便訂貨。種角鋼規(guī)格，以便訂貨。若每根桿件選一種，則形式有很多，若每根桿件選一種，則形式有很多，當(dāng)你選好當(dāng)你選好后還應(yīng)加以調(diào)整，使其滿足上述要求，且為避免出后還應(yīng)加以調(diào)整，使其滿足上述要求，且為避免出錯(cuò)，錯(cuò)，不要用肢寬相同而厚度相差小于不要用肢寬相同而厚度相差小于2mm2mm的角鋼。的角鋼。 弦桿截面一般按：弦桿截面一般按：i i）最大內(nèi)力選擇）最大內(nèi)力選

50、擇（當(dāng)跨度（當(dāng)跨度L24m L24m 的三角形，的三角形，L30m L30m 的梯形）的梯形） ）據(jù)內(nèi)力變化選擇）據(jù)內(nèi)力變化選擇（當(dāng)（當(dāng)L L24m24m的三角形，的三角形， L L30m30m的梯形）但在半跨的梯形）但在半跨內(nèi)只宜變一次，且只變肢寬，而保持厚度不變，以便內(nèi)只宜變一次，且只變肢寬，而保持厚度不變，以便拼接構(gòu)造。拼接構(gòu)造。如如: :書上例題：書上例題：L=30mL=30m的梯形也不變，對比的梯形也不變，對比p204p204圖圖7.497.49和和p207p207表表7.7:7.7:上弦桿上弦桿: :最大內(nèi)力最大內(nèi)力NIK=-1123.5KN,NIK=-1123.5KN,按按112

51、3.51123.5設(shè)計(jì)設(shè)計(jì), ,各桿不改變截面各桿不改變截面下弦桿下弦桿: :最大內(nèi)力最大內(nèi)力Ned=+1099.7KN,Ned=+1099.7KN,最小最小NAD=+299.7KN,NAD=+299.7KN,按按1099.71099.7設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)腹桿腹桿分別按各桿內(nèi)力計(jì)算選擇截面分別按各桿內(nèi)力計(jì)算選擇截面 常用角鋼有：常用角鋼有：等邊等邊 L14140L12140L10100L8100L875L675L556 L550L12125 L10125 L890 L880 L663 L660 L445是三角形里最小的是三角形里最小的 不等不等邊邊L1280125L1080125L880125任選一種。

52、 L863100L663100L1080100L880100L1075100L875100 對于上下弦桿應(yīng)扣緊一點(diǎn)用量大，而腹桿對于上下弦桿應(yīng)扣緊一點(diǎn)用量大，而腹桿可松一點(diǎn)?？伤梢稽c(diǎn)。4 4、節(jié)點(diǎn)板厚度、節(jié)點(diǎn)板厚度 節(jié)點(diǎn)板內(nèi)應(yīng)力大小與所連構(gòu)件內(nèi)力大小有節(jié)點(diǎn)板內(nèi)應(yīng)力大小與所連構(gòu)件內(nèi)力大小有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)一般不作計(jì)算。關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)一般不作計(jì)算。1)1)同一榀屋架中所有中間節(jié)點(diǎn)板均采用同一同一榀屋架中所有中間節(jié)點(diǎn)板均采用同一種厚度。種厚度。2)2)支座節(jié)點(diǎn)板由于受力大且重要，厚度比中支座節(jié)點(diǎn)板由于受力大且重要，厚度比中間增大間增大2mm2mm3)3)節(jié)點(diǎn)板厚度：節(jié)點(diǎn)板厚度： 梯形屋架按梯形屋架按最大腹桿內(nèi)

53、力最大腹桿內(nèi)力確定確定. . 三角形屋架則按其三角形屋架則按其弦桿最大內(nèi)力弦桿最大內(nèi)力確定，確定，詳見詳見p189p189表表7.47.45 5、桿件截面設(shè)計(jì)（計(jì)算）、桿件截面設(shè)計(jì)（計(jì)算）-p189 p189 較簡較簡單，沒詳細(xì)講單，沒詳細(xì)講（1 1）軸心拉桿）軸心拉桿 ：根據(jù)強(qiáng)度條件確定所需的凈：根據(jù)強(qiáng)度條件確定所需的凈截面面積截面面積An , An , 即即 fNAn再根據(jù)再根據(jù)AnAn（查型鋼（查型鋼 附表附表7.47.47.6 p3277.6 p327）選擇合適的角鋼再驗(yàn)算：強(qiáng)度、剛度選擇合適的角鋼再驗(yàn)算：強(qiáng)度、剛度 查附表4.24.4 求出由 得 所需 的截面積 及兩主軸方向的兩主軸

54、方向的回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑： 據(jù) 查型鋼表選 擇型鋼截面（并查出實(shí)際的A、 ）驗(yàn)算強(qiáng)度： 及 剛度：驗(yàn)算整體穩(wěn)定據(jù) 和 驗(yàn)算： 是否滿足？fNATyyTxxTlili00;yTxTTiiA,yxii 、fANfANxyyxfANmin（2 2）軸心壓桿）軸心壓桿 ：根據(jù)穩(wěn)定條件確定所需截面面積根據(jù)穩(wěn)定條件確定所需截面面積 假設(shè)假設(shè)（弦桿 60100，腹桿 80100）七、屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)七、屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) P191P191由前面知識，屋架桿件內(nèi)力已算好，桿件由前面知識，屋架桿件內(nèi)力已算好，桿件截面也選好，現(xiàn)在我們要把這些桿件焊在節(jié)點(diǎn)截面也選好，現(xiàn)在我們要把這些桿件焊在節(jié)點(diǎn)板上，形成桁架的結(jié)點(diǎn)，各桿

55、件內(nèi)力通過各自板上，形成桁架的結(jié)點(diǎn)，各桿件內(nèi)力通過各自的桿端焊縫傳至結(jié)點(diǎn)板，并匯交于節(jié)點(diǎn)中心而的桿端焊縫傳至結(jié)點(diǎn)板，并匯交于節(jié)點(diǎn)中心而取得平衡。取得平衡。（一）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求（一）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求1 1、布置桁架桿件時(shí)原則上應(yīng)使桿件形心線與桁、布置桁架桿件時(shí)原則上應(yīng)使桿件形心線與桁架幾何軸線重合，以免偏心受力但由于架幾何軸線重合，以免偏心受力但由于o o往往往往是小數(shù)，如是小數(shù)，如1001001010的的o o. .cmcm. .mm mm ，實(shí)際很難做出來，實(shí)際很難做出來，故為了安裝方便，通故為了安裝方便，通常取角鋼的肢背至形心距離為常取角鋼的肢背至形心距離為mmmm的倍數(shù)的倍數(shù)。2

56、2、當(dāng)屋架弦桿截面沿長度方向有改變時(shí)，截、當(dāng)屋架弦桿截面沿長度方向有改變時(shí)，截面改變的位置應(yīng)設(shè)在節(jié)點(diǎn)處，且為擱置屋面構(gòu)面改變的位置應(yīng)設(shè)在節(jié)點(diǎn)處，且為擱置屋面構(gòu)件方便，采用肢背平齊，此時(shí)形心線必然錯(cuò)件方便，采用肢背平齊，此時(shí)形心線必然錯(cuò)開，此時(shí)宜采用受力較大的桿件形心線為軸線開，此時(shí)宜采用受力較大的桿件形心線為軸線p225 p225 圖圖8.30a)8.30a)。或讓幾何軸線與兩形心線的。或讓幾何軸線與兩形心線的中心線重合。中心線重合。 3 3、焊接屋架節(jié)點(diǎn)時(shí)，腹桿與腹桿或腹桿、焊接屋架節(jié)點(diǎn)時(shí)，腹桿與腹桿或腹桿與弦桿端緣間的焊縫凈距與弦桿端緣間的焊縫凈距10mm10mm，或者桿件之，或者桿件之間

57、的空隙間的空隙151520mm20mm，以便制作且以便施焊節(jié)，以便制作且以便施焊節(jié)點(diǎn)板伸出下弦肢背點(diǎn)板伸出下弦肢背c110c1101515以便施以便施焊，但上弦節(jié)點(diǎn)為焊，但上弦節(jié)點(diǎn)為便于擱置屋面及構(gòu)便于擱置屋面及構(gòu)件，縮進(jìn)上弦肢背件，縮進(jìn)上弦肢背（0.5t+20.5t+2）mmmm且且tt（t t為節(jié)點(diǎn)板厚）為節(jié)點(diǎn)板厚）4、一般角鋼端部切割面應(yīng)垂直于桿件軸線，但有時(shí)為了減小節(jié)點(diǎn)板尺寸，也可以把角鋼切成斜角。5、節(jié)點(diǎn)板外形尺寸根據(jù)所連桿件及所需焊縫長度畫出大樣圖來確定，但考慮施工誤差，宜將此平面尺寸適當(dāng)放大，但是形狀力求規(guī)則，一般至少兩邊平行，如矩形，直角梯形等，以便下料和節(jié)約鋼材，不得有凹角，

58、以免應(yīng)力集中。6 6、節(jié)點(diǎn)板的布置應(yīng)盡量使焊縫中心受力，如、節(jié)點(diǎn)板的布置應(yīng)盡量使焊縫中心受力，如圖所示，不能圖所示，不能L L1 1 L L2 2否則偏心嚴(yán)重否則偏心嚴(yán)重7 7、節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線之間的夾角、節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線之間的夾角15158 8、支承大型屋面板的上弦桿，當(dāng)支承處的、支承大型屋面板的上弦桿，當(dāng)支承處的N N超超過表過表8.58.5的數(shù)值時(shí)弦桿的伸出肢易彎曲，應(yīng)采的數(shù)值時(shí)弦桿的伸出肢易彎曲，應(yīng)采用圖用圖8.338.33的做法之一予以加強(qiáng)。的做法之一予以加強(qiáng)。（二）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（二）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1 1、一般節(jié)點(diǎn)、一般節(jié)點(diǎn)指無集中荷載指無集中荷載，同時(shí)弦，同時(shí)弦桿在該處連續(xù)通過（無拼

59、接）的節(jié)點(diǎn)，其構(gòu)造桿在該處連續(xù)通過（無拼接）的節(jié)點(diǎn)，其構(gòu)造如上圖所示，（如前頁圖中節(jié)點(diǎn)如上圖所示，（如前頁圖中節(jié)點(diǎn)A A）（1 1）計(jì)算腹桿焊接長度：每根腹桿與節(jié)點(diǎn)板）計(jì)算腹桿焊接長度：每根腹桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接角焊縫長為：（一般用側(cè)焊縫）：之間的連接角焊縫長為：（一般用側(cè)焊縫）：（，如本次課程設(shè)計(jì)取兩種（，如本次課程設(shè)計(jì)取兩種兩種）兩種）wffwfhNNNl7 . 02)(543或8fhmmmmhf85和fwwhll21背fwwhll22尖（2 2）通過作圖確定節(jié)點(diǎn)板尺寸：）通過作圖確定節(jié)點(diǎn)板尺寸：作圖步驟如下作圖步驟如下畫出節(jié)點(diǎn)處的幾何軸線；畫出節(jié)點(diǎn)處的幾何軸線；按桿件形心線與幾何軸線重合

60、的要求，定出按桿件形心線與幾何軸線重合的要求，定出角鋼桿件軸心線，并畫出其輪廓線角鋼桿件軸心線，并畫出其輪廓線按桿件交匯于節(jié)點(diǎn)時(shí)其間隙按桿件交匯于節(jié)點(diǎn)時(shí)其間隙c15c152020的要的要求切除桿端求切除桿端根據(jù)、根據(jù)、 ；布置焊縫；布置焊縫；并確定該方向節(jié)點(diǎn)板尺寸，且其形狀應(yīng)較規(guī)并確定該方向節(jié)點(diǎn)板尺寸，且其形狀應(yīng)較規(guī)則，且則，且c110c1101515背wl尖wl（3 3）弦桿與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫：）弦桿與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫： 由于弦桿在節(jié)點(diǎn)處沒斷開（即通長）連接由于弦桿在節(jié)點(diǎn)處沒斷開（即通長）連接焊縫是接焊縫是接N1N1，還是，還是N2 N2 來算呢？應(yīng)該是內(nèi)力差來算呢？應(yīng)該是內(nèi)力差N = N1N