第七章_單層廠房結構

1、大綱要求大綱要求: :1.1.了解鋼屋蓋的種類、截面形式和應用；了解鋼屋蓋的種類、截面形式和應用；3.3.掌握鋼屋蓋的設計和施工圖的繪制；掌握鋼屋蓋的設計和施工圖的繪制；2.2.掌握屋蓋支撐體系的作用和布置原則；掌握屋蓋支撐體系的作用和布置原則； 普通鋼屋架設計內容普通鋼屋架設計內容：屋架的荷載計算；屋架的荷載計算；桿件內力計算和組合；桿件內力計算和組合；正確選擇桿的截面型式和確定計算長度；正確選擇桿的截面型式和確定計算長度；選擇截面并驗算各桿件的承載力；選擇截面并驗算各桿件的承載力；計算節(jié)點連接并繪制鋼屋架施工圖。計算節(jié)點連接并繪制鋼屋架施工圖。7.1.1 7.1.1 廠房結構的組成廠房結構

2、的組成7.17.1 廠房結構的形式和布置廠房結構的形式和布置廠房結構一般是由屋蓋結構、柱、吊車梁、制廠房結構一般是由屋蓋結構、柱、吊車梁、制動梁（或桁架）、各類支撐以及墻架等構件組動梁（或桁架）、各類支撐以及墻架等構件組成的空間體系。成的空間體系。1 1、框架柱、框架柱 2 2、屋架（框架橫、屋架（框架橫梁）梁）3 3、中間屋架、中間屋架 4 4、吊車梁、吊車梁 5 5、天窗架、天窗架 6 6、托架、托架 7 7、柱間、柱間支撐支撐 8 8、屋架上弦橫向支撐、屋架上弦橫向支撐 9 9、屋架下弦橫向支撐、屋架下弦橫向支撐 10 10、屋架縱向支撐屋架縱向支撐 11 11、天窗架、天窗架垂直支撐垂

3、直支撐 12 12、天窗架橫向支、天窗架橫向支撐撐 13 13、墻架柱、墻架柱 14 14、檁條、檁條 15 15、屋架垂直支撐屋架垂直支撐 16 16、檁條間撐、檁條間撐桿桿 分三個階段：分三個階段：（1 1）結構選型及整體布置）結構選型及整體布置 包括柱網(wǎng)布置；確定橫向框架型式及主要尺寸；布置包括柱網(wǎng)布置；確定橫向框架型式及主要尺寸；布置屋蓋結構、吊車梁系統(tǒng)、支撐體系及墻架體系。屋蓋結構、吊車梁系統(tǒng)、支撐體系及墻架體系。7.1.2 7.1.2 廠房結構的設計步驟廠房結構的設計步驟（2 2）技術設計）技術設計 根據(jù)已確定的結構方案進行靜力計算、構件及連接設計。根據(jù)已確定的結構方案進行靜力計算

4、、構件及連接設計。 （3 3）繪制施工圖）繪制施工圖 根據(jù)技術設計確定的構件尺寸和連接，繪制施工圖紙，根據(jù)技術設計確定的構件尺寸和連接，繪制施工圖紙，并盡量采用構件及連接構造的標準圖集。并盡量采用構件及連接構造的標準圖集。 1 1、柱網(wǎng)布置、柱網(wǎng)布置（1 1）滿足生產工藝的要求；）滿足生產工藝的要求；（2 2）滿足結構的要求；）滿足結構的要求；（3 3）符合經(jīng)濟合理的要求；）符合經(jīng)濟合理的要求；（4 4）符合構件統(tǒng)一化、標準化要求）符合構件統(tǒng)一化、標準化要求 7.1.3 7.1.3 柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置 2 2、溫度伸縮縫、溫度伸縮縫做法：做法：（1 1）設置雙柱（插入

5、距）設置雙柱（插入距 ） （2 2）單柱：設置滑動支座）單柱：設置滑動支座柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫圖柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫圖a a）各列柱距相等各列柱距相等b b）中列柱有拔柱中列柱有拔柱可不計算溫度應力的可不計算溫度應力的溫度區(qū)段長度值溫度區(qū)段長度值 縱向溫度區(qū)縱向溫度區(qū)段（垂直于段（垂直于屋架或構架屋架或構架跨度方向）跨度方向） 橫向溫度區(qū)段橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構架跨度方向）（沿屋架或構架跨度方向） 柱頂為剛接柱頂為剛接 柱頂為鉸接柱頂為鉸接 采暖房屋和采暖房屋和非采暖地區(qū)非采暖地區(qū)的房屋的房屋 220220m m120120m m150150m m熱車間和采熱車間和采暖地區(qū)的非暖地區(qū)的非采暖

6、房屋采暖房屋 180180m m100100m m125125m m露天結構露天結構 120120m m- - -廠房橫向框架的柱腳一般與基礎剛接，而柱頂可分為廠房橫向框架的柱腳一般與基礎剛接，而柱頂可分為鉸接和剛接兩類鉸接和剛接兩類 ：（1 1）柱頂鉸接）柱頂鉸接一般用于多跨廠房或廠房高度不大而剛度容易滿足的一般用于多跨廠房或廠房高度不大而剛度容易滿足的情況。當采用鋼屋架、鋼筋混凝土柱的混合結構時，情況。當采用鋼屋架、鋼筋混凝土柱的混合結構時，常采用鉸接框架形式常采用鉸接框架形式。7.2 7.2 廠房結構的框架形式廠房結構的框架形式（2 2）柱頂剛接）柱頂剛接 在廠房較高，吊車的起重量大，對

7、廠房剛度要求較高在廠房較高，吊車的起重量大，對廠房剛度要求較高時，鋼結構的單跨廠房框架常采用柱頂剛接方案。在選時，鋼結構的單跨廠房框架常采用柱頂剛接方案。在選擇框架類型時必須根據(jù)具體條件進行分析比較。擇框架類型時必須根據(jù)具體條件進行分析比較。 （1 1）框架的主要尺寸如圖所示。）框架的主要尺寸如圖所示。 框架的跨度，一般取為上部柱中心線間的橫向距離?？蚣艿目缍?，一般取為上部柱中心線間的橫向距離。 框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離 1 1橫向框架主要尺寸和計算簡圖橫向框架主要尺寸和計算簡圖 SLLK20321hhhH21bDBS通常均簡化為單個的平面框架來計算

8、通常均簡化為單個的平面框架來計算 （2 2）計算簡圖）計算簡圖 橫向框架的計算簡圖橫向框架的計算簡圖a a）柱頂剛接柱頂剛接b b）柱頂鉸接柱頂鉸接，否則按有限剛度考慮，可以認為橫梁剛度為 4ACABKK框架的計算跨度：框架的計算跨度：取為兩上柱軸線之間的距離。取為兩上柱軸線之間的距離。 橫向框架的計算高度：橫向框架的計算高度：柱頂剛接時，可取為柱腳底面至柱頂剛接時，可取為柱腳底面至框架下弦軸線的距離框架下弦軸線的距離（橫梁為（橫梁為 ），或柱腳底面至橫梁端部，或柱腳底面至橫梁端部形心的距離形心的距離（橫梁為有限剛性）（橫梁為有限剛性），見圖，見圖a a、b b；柱頂鉸接時，；柱頂鉸接時，應取

9、為柱腳底面至橫梁主要支承節(jié)點間距離，見圖應取為柱腳底面至橫梁主要支承節(jié)點間距離，見圖c c、d d。 a a）柱頂剛接，橫梁視為無限剛性柱頂剛接，橫梁視為無限剛性 b b）柱頂剛接，橫梁視為有限剛柱頂剛接，橫梁視為有限剛性性 c c）柱頂鉸接，橫梁為上承式柱頂鉸接，橫梁為上承式 d d）柱頂鉸接，橫梁為下承式柱頂鉸接，橫梁為下承式（1 1）框架的主要尺寸如圖所示。）框架的主要尺寸如圖所示。 框架的跨度，一般取為上部柱中心線間的橫向距離?？蚣艿目缍?，一般取為上部柱中心線間的橫向距離。 框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離 1 1橫向框架主要尺寸和計算簡圖橫向框架主

10、要尺寸和計算簡圖 SLLK20321hhhH21bDBS（1 1）荷載）荷載 永久荷載和可變荷載兩種。永久荷載和可變荷載兩種。 2 2橫向框架的荷載和內力橫向框架的荷載和內力 （2 2）內力分析和內力組合）內力分析和內力組合框架橫梁端彎矩最不利組合框架橫梁端彎矩最不利組合 使屋架下弦桿產生最大壓力見圖使屋架下弦桿產生最大壓力見圖；使屋架上弦桿；使屋架上弦桿產生最大壓力，同時也使下弦桿產生最大拉力，見圖產生最大壓力，同時也使下弦桿產生最大拉力，見圖b b；、使腹桿產生最大拉力或最大壓力，見圖、使腹桿產生最大拉力或最大壓力，見圖c c、d d所示。所示。3 3框架柱的類型框架柱的類型 a a）等截

11、面實腹柱等截面實腹柱 b b）等截面格構柱等截面格構柱 c c）階形實腹柱階形實腹柱 d d）階形格構柱階形格構柱 e e）雙階柱雙階柱 f f）分離式柱分離式柱 （1 1）柱間支撐的作用和布置）柱間支撐的作用和布置 1 1）保證廠房的縱向剛度；）保證廠房的縱向剛度；2 2）承受廠房縱向的荷載或）承受廠房縱向的荷載或作用；作用；3 3）減少柱在框架平面外的計算長度。）減少柱在框架平面外的計算長度。 4 4縱向框架的柱間支撐縱向框架的柱間支撐當溫度區(qū)段小于當溫度區(qū)段小于9090m m時，在它的中央設置一道下層支撐時，在它的中央設置一道下層支撐 溫度區(qū)段長度超過溫度區(qū)段長度超過9090m m，在它

12、的在它的1/31/3點處各設一道支撐點處各設一道支撐 （2 2）柱間支撐的形式和計算）柱間支撐的形式和計算 柱間支撐按結構形式可分為十字交叉、八字式、門架柱間支撐按結構形式可分為十字交叉、八字式、門架式等，如圖所示。式等，如圖所示。 房屋橫向剛度大，整體性、耐久性好；屋房屋橫向剛度大，整體性、耐久性好；屋面板自重大，屋蓋及下部結構用料多，對面板自重大，屋蓋及下部結構用料多，對抗震不利?？拐鸩焕Ｎ菁荛g距靈活，構件重量輕、施工安裝方屋架間距靈活，構件重量輕、施工安裝方便；屋蓋構件數(shù)量多，整體剛度差。便；屋蓋構件數(shù)量多，整體剛度差。無檁體系：無檁體系：有檁體系：有檁體系：一般用于預應力混凝土大型屋

13、面板等重一般用于預應力混凝土大型屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋架上。型屋面，將屋面板直接放在屋架上。 常用于輕型屋面材料的情況。常用于輕型屋面材料的情況。 一、屋蓋結構的形式一、屋蓋結構的形式7.37.3 屋蓋結構屋蓋結構1. 1. 屋蓋結構體系屋蓋結構體系 按腹桿布置方式不同有：按腹桿布置方式不同有： 芬克式芬克式 特點：長腹桿受拉，短腹桿受壓，受力合理，特點：長腹桿受拉，短腹桿受壓，受力合理， 應用廣泛。應用廣泛。三角形屋架三角形屋架 桿件數(shù)量少，節(jié)桿件數(shù)量少，節(jié)點數(shù)量少，受壓桿點數(shù)量少，受壓桿較長，但抗震性能較長，但抗震性能優(yōu)于芬克式屋架，優(yōu)于芬克式屋架，適用于跨度小于適用于跨度小

14、于1818m m的屋架。的屋架。 單斜式單斜式 腹桿和節(jié)點數(shù)量較多，長腹腹桿和節(jié)點數(shù)量較多，長腹桿受拉，但夾角小，適用于下弦桿受拉，但夾角小，適用于下弦設置天棚的屋架。設置天棚的屋架。 人字式人字式 適用范圍：適用范圍：跨度小，坡度大、采用輕型屋面材料跨度小，坡度大、采用輕型屋面材料的有檁體系。的有檁體系。 特點：特點： 外形和彎矩圖不相適應，弦桿內力分布不均勻，外形和彎矩圖不相適應，弦桿內力分布不均勻，近支座處內力大，近跨中處小，橫向剛度小。近支座處內力大，近跨中處小，橫向剛度小。 上下弦交角小，端節(jié)點構造復雜?？蓪⑸舷一蛳律舷孪医唤切?，端節(jié)點構造復雜?？蓪⑸舷一蛳孪腋淖?yōu)檎劬€形或陡坡梯形，

15、以改善受力和節(jié)點弦改變?yōu)檎劬€形或陡坡梯形，以改善受力和節(jié)點構造。構造。 按腹桿布置方式不同有：按腹桿布置方式不同有： 人字式人字式梯形屋架梯形屋架特點：腹桿總長度短，節(jié)點少。特點：腹桿總長度短，節(jié)點少。按支座斜桿與弦按支座斜桿與弦桿組成的支承點桿組成的支承點在下弦或在上弦在下弦或在上弦又可分為下承式又可分為下承式和上承式兩種。和上承式兩種。上承式上承式下承式下承式 再分式再分式特點：可避免節(jié)間直接受荷（非節(jié)點荷載）。特點：可避免節(jié)間直接受荷（非節(jié)點荷載）。 單斜桿式單斜桿式 特點：多數(shù)腹桿受壓，桿件數(shù)量多，總長大，特點：多數(shù)腹桿受壓，桿件數(shù)量多，總長大，應用少。應用少。 特點特點 外形和彎矩圖

16、比較接近，弦桿內力沿跨度分布較均外形和彎矩圖比較接近，弦桿內力沿跨度分布較均勻，用料經(jīng)濟，應用廣泛。勻，用料經(jīng)濟，應用廣泛。 適用范圍適用范圍 適用于屋面坡度平緩且跨度較大時的無檁屋蓋結構。適用于屋面坡度平緩且跨度較大時的無檁屋蓋結構。 屋架高度屋架高度 三角形屋架高度一般為（三角形屋架高度一般為（1/61/61/41/4）L L；梯形屋架梯形屋架的中部高度一般為（的中部高度一般為（1/101/101/61/6）L L，與柱剛接的梯形與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（屋架，端部高度一般為（1/161/161/101/10）L L，通常取為通常取為1.81.82.12.1m m。3 3）滿足制

17、造、安裝和運輸要求）滿足制造、安裝和運輸要求 構造簡單，桿件夾角構造簡單，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；確定屋架形式的原則：確定屋架形式的原則：1 1）滿足使用要求）滿足使用要求屋架外形應與屋架外形應與屋面材料的排水屋面材料的排水要求相適應。要求相適應。2 2）滿足經(jīng)濟要求）滿足經(jīng)濟要求 屋架外形應盡量和屋架外形應盡量和彎矩圖接近彎矩圖接近，使上下弦桿，使上下弦桿 內內力沿跨度方向分布較均勻，腹桿受力較?。涣ρ乜缍确较蚍植驾^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

18、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。為使屋架結構有足夠的空為使屋架結構有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性。間剛度和穩(wěn)定性。二、二、屋蓋支撐屋蓋支撐 上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐 下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐 下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 垂直支撐垂直支撐 系桿系桿 組成組成檁條或屋面板檁條或屋面板 保證屋蓋的整體性，提高空間剛度保證屋蓋的整體性，提高空間剛度 避免壓桿側向失穩(wěn)，防止拉桿產生過大的振動避免壓桿側向失穩(wěn)，防止拉桿產生過大的振動 承擔和傳遞水平荷載（如縱向和橫向風荷載、承擔和傳遞水平荷載（如縱向和橫向風荷載、懸掛吊車水平荷載和地震作用等）。

19、懸掛吊車水平荷載和地震作用等）。 保證結構安裝時的穩(wěn)定與方便保證結構安裝時的穩(wěn)定與方便 1. 支撐的作用支撐的作用2 2 支撐的布置支撐的布置 上弦橫向水平支撐一般應設置在房屋兩端或上弦橫向水平支撐一般應設置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端的第一柱間或第二柱間，其縱向溫度區(qū)段兩端的第一柱間或第二柱間，其最大最大間距為間距為6060m m，否則在中間應增設一道或幾道支撐。否則在中間應增設一道或幾道支撐。有時可將其布置在第二個柱間，但在第一個柱間要有時可將其布置在第二個柱間，但在第一個柱間要設置剛性系桿設置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端墻風力。以支持端屋架和傳遞端墻風力。 （1 1）上弦橫向水平支撐）上

20、弦橫向水平支撐（2 2）下弦橫向水平支撐）下弦橫向水平支撐 當屋架間距當屋架間距1212m m時，尚應在屋架下弦設置橫向水平支撐。時，尚應在屋架下弦設置橫向水平支撐。 但當屋架跨度比較?。ǖ斘菁芸缍缺容^小（1818m m）又無吊車或其他振動設備時，又無吊車或其他振動設備時，可不設下弦橫向水平支撐?？刹辉O下弦橫向水平支撐。（3 3）縱向水平支撐）縱向水平支撐當房屋較高、跨度較大、空間當房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時，設有支承中剛度要求較高時，設有支承中間屋架的托架，或設有重級或間屋架的托架，或設有重級或大噸位的中級工作制橋式吊車大噸位的中級工作制橋式吊車等較大振動設備時，均應在屋等較大

21、振動設備時，均應在屋架端節(jié)間平面內設置縱向水平架端節(jié)間平面內設置縱向水平支撐。支撐。 一般情況可以省掉。一般情況可以省掉。屋架間距屋架間距1212m m時，通常布置在時，通常布置在屋架下弦平面。屋架下弦平面。屋架間距屋架間距1212m m時，宜布置在時，宜布置在屋架的上弦平面內。屋架的上弦平面內。下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 垂直支撐聯(lián)系屋架垂直支撐聯(lián)系屋架上、下弦水平支撐，并上、下弦水平支撐，并和屋架水平支撐一起形和屋架水平支撐一起形成幾何不變的屋蓋空間成幾何不變的屋蓋空間結構。結構。 屋架的垂直支撐應屋架的垂直支撐應與上、下弦橫向水平支與上、下弦橫向水平支撐設置在同一柱間。撐設置在同一

22、柱間。（4 4）垂直支撐）垂直支撐（5 5）系桿）系桿 作用：作用：保證無橫向水平支撐的所有屋架在上弦桿保證無橫向水平支撐的所有屋架在上弦桿平面外的穩(wěn)定和安裝時屋架的穩(wěn)定，第一柱間的剛平面外的穩(wěn)定和安裝時屋架的穩(wěn)定，第一柱間的剛性系桿能將山墻的風荷載傳到橫向水平支撐。性系桿能將山墻的風荷載傳到橫向水平支撐。 設置：設置：在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點處應沿房屋通在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點處應沿房屋通長設置系桿。在屋架上弦平面內，對無檁體系屋蓋長設置系桿。在屋架上弦平面內，對無檁體系屋蓋應在屋脊處和屋架端部處設置系桿；對有檁體系只應在屋脊處和屋架端部處設置系桿；對有檁體系只在有縱向天窗下的屋脊處設置系桿

23、。在有縱向天窗下的屋脊處設置系桿。 系桿分系桿分剛性系桿（既能受拉也能受壓）和柔性系剛性系桿（既能受拉也能受壓）和柔性系桿（只能承受拉力）桿（只能承受拉力）兩種。屋架主要支承節(jié)點處的兩種。屋架主要支承節(jié)點處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點處的系桿均宜用剛性系桿。系桿，屋架上弦脊節(jié)點處的系桿均宜用剛性系桿。 三、三、簡支屋架設計簡支屋架設計1 1、 屋架的內力分析屋架的內力分析 屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風荷屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風荷載、積灰荷載及懸掛荷載等。載、積灰荷載及懸掛荷載等。 （1 1）基本假定）基本假定 通常將荷載集中到節(jié)點上，并假定屋架各桿均為理通常將荷載集中到節(jié)

24、點上，并假定屋架各桿均為理想直桿，各桿軸線在同一平面內且匯交于節(jié)點中心，想直桿，各桿軸線在同一平面內且匯交于節(jié)點中心，各節(jié)點均為理想鉸接，忽略實際節(jié)點產生的次應力。各節(jié)點均為理想鉸接，忽略實際節(jié)點產生的次應力。 （2 2）節(jié)間荷載引起的局部彎矩）節(jié)間荷載引起的局部彎矩節(jié)間荷載作用的屋架，除把節(jié)節(jié)間荷載作用的屋架，除把節(jié)間荷載分配到相鄰節(jié)點外，還應間荷載分配到相鄰節(jié)點外，還應計算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。計算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0（3 3）內力計算與荷載組合）內力計算與荷載組合 全跨恒載全跨恒載+ +全跨活載：全跨活

25、載：即即全跨永久荷載全跨永久荷載+ +全跨屋面活載或全跨屋面活載或雪荷載（取較大值）雪荷載（取較大值）+ +全跨積灰荷載全跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。懸掛吊車荷載。 全跨恒載全跨恒載+ +半跨活載：半跨活載：即即全跨永久荷載全跨永久荷載+ +半跨屋面活載半跨屋面活載（或半跨雪荷載）（或半跨雪荷載）+ +半跨積灰荷載半跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。懸掛吊車荷載。 采用大型混凝土屋面板的屋架，尚應考慮安裝時可能的半采用大型混凝土屋面板的屋架，尚應考慮安裝時可能的半跨荷載：跨荷載：即即屋架、支撐和天窗自重屋架、支撐和天窗自重+ +半跨屋面板自重半跨屋面板自重+ +半半跨屋面活荷載?？缥菝婊詈奢d。

26、屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿由作用時屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿由作用時會引起桿件的最不利內力；會引起桿件的最不利內力； 跨中附近的腹桿可能由兩種荷載組合控制。跨中附近的腹桿可能由兩種荷載組合控制。節(jié)點荷載匯集簡圖節(jié)點荷載匯集簡圖 B.B.中間腹桿：中間腹桿：兩端兩端或一端嵌固程度較或一端嵌固程度較大，視為彈性嵌固。大，視為彈性嵌固。lox= 0.8l1)1)在桁架平面內在桁架平面內 A.A.弦桿、支座斜桿、支座豎桿：弦桿、支座斜桿、支座豎桿：本身線剛度大，本身線剛度大，但兩端節(jié)點嵌固程度較低，視為兩端鉸接桿件。但兩端節(jié)點嵌固程度較低，視為兩端鉸接桿件。 lox = l2 2、桿件的計算長

27、度和容許長細比、桿件的計算長度和容許長細比 （1 1） 桿件的計算長度桿件的計算長度 2)2)在桁架平面外在桁架平面外 取決于弦桿側向支承點間距離。取決于弦桿側向支承點間距離。 單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，受力后有可能斜向失穩(wěn)，由于兩端節(jié)點有一定的受力后有可能斜向失穩(wěn)，由于兩端節(jié)點有一定的嵌固作用，故斜平面計算長度略作折減嵌固作用，故斜平面計算長度略作折減( (支座斜桿支座斜桿和支座豎桿除外），和支座豎桿除外），l0=0.9l， 3)3)腹桿在斜平面內的計算長度腹桿在斜平面內的計算長度 確定桁架弦桿和單系腹桿的長細比時，其計算確定桁架弦桿

28、和單系腹桿的長細比時，其計算長度應按下表規(guī)定采用。長度應按下表規(guī)定采用。項項 次次彎曲方向彎曲方向弦弦 桿桿腹腹 桿桿支座斜桿和支座支座斜桿和支座豎桿豎桿 其他腹桿其他腹桿1 1在桁架平面內在桁架平面內ll0.8 l2 2在桁架平面外在桁架平面外l1ll3 3斜平面斜平面l0.9 ll 構件的幾何長度（節(jié)點中心間距離）；構件的幾何長度（節(jié)點中心間距離）；l1 桁架弦桿側向支承點間的距離；桁架弦桿側向支承點間的距離；（2 2） 桿件的容許長細比桿件的容許長細比規(guī)范中對拉桿和壓桿都規(guī)定了容許長細比。規(guī)范中對拉桿和壓桿都規(guī)定了容許長細比。 3.3.桿件的截面形式桿件的截面形式 對軸心受壓桿件，宜使桿

29、件對兩個主軸有相近的穩(wěn)定對軸心受壓桿件，宜使桿件對兩個主軸有相近的穩(wěn)定性，即可性，即可使兩方向的長細比接近相等使兩方向的長細比接近相等。 基本上采用由兩個角鋼組成的基本上采用由兩個角鋼組成的T T形截面或十字形截面形形截面或十字形截面形式的桿件，也可用式的桿件，也可用H H型鋼剖開而成的型鋼剖開而成的T T形鋼代替雙角鋼組成形鋼代替雙角鋼組成的的T T形截面。受力較小的次要桿件可采用單角鋼。形截面。受力較小的次要桿件可采用單角鋼。屋架桿件的合理截面形式屋架桿件的合理截面形式 上弦桿上弦桿 不等肢不等肢角鋼角鋼短肢短肢相連的相連的T T形截面形截面( (肢背肢背朝上朝上) )； 下弦桿下弦桿 不

30、等肢不等肢角鋼角鋼短肢短肢相連的相連的T T形截面形截面( (肢背肢背朝下朝下) )； 支座斜桿支座斜桿 不等肢不等肢角鋼角鋼長肢長肢相連的相連的T T形截面；形截面； 其它腹桿其它腹桿 等肢等肢角鋼相連的角鋼相連的T T形形截面；截面； 中央豎腹桿中央豎腹桿 等肢等肢角鋼相連的角鋼相連的十字形十字形截面。截面。由雙角鋼組成的由雙角鋼組成的T T形或十字形截面形或十字形截面桿件按實腹式桿件進行計算，必須每桿件按實腹式桿件進行計算，必須每隔一定距離在兩個角鋼間加設填板。隔一定距離在兩個角鋼間加設填板。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

31、i1 1，拉桿拉桿l l1 18080 i i1 1；在在T T形截面中形截面中，i i1 1為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉半徑；在十為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉半徑；在十字形截面中，填板應沿兩個方向交錯放置，字形截面中，填板應沿兩個方向交錯放置，i i1 1為一個角鋼的為一個角鋼的最小回轉半徑，在壓桿的桁架平面外計算長度范圍內，至少最小回轉半徑，在壓桿的桁架平面外計算長度范圍內，至少應設置兩塊填板。應設置兩塊填板。填板的寬度一般取填板的寬度一般取5080mm；填填板的長度：對板的長度：對T T形截面應比角鋼肢形截面應比角鋼肢伸出伸出1020mm，對十字形截面則對十字形截面則

32、從角鋼肢尖縮進從角鋼肢尖縮進1015mm。填板填板的厚度與桁架節(jié)點板相同的厚度與桁架節(jié)點板相同。4. 4. 桿件的截面選擇桿件的截面選擇(1)(1)一般原則一般原則應優(yōu)先選用應優(yōu)先選用肢寬而薄肢寬而薄的板件或肢件組成的截面，的板件或肢件組成的截面，一般板件或肢件的最小厚度為一般板件或肢件的最小厚度為5 5mmmm。角鋼桿件或角鋼桿件或T T型鋼的型鋼的懸伸肢寬不得小于懸伸肢寬不得小于4545mmmm。屋架節(jié)點板（或屋架節(jié)點板（或T T型鋼弦桿的腹板）的厚度，按型鋼弦桿的腹板）的厚度，按教材教材表表7-47-4選用。選用?？缍容^大的桁架（跨度較大的桁架（2424m m）與柱鉸接時，弦桿宜與柱鉸接

33、時，弦桿宜根據(jù)內力變化改變截面，根據(jù)內力變化改變截面，半跨內一般只改變一次半跨內一般只改變一次。規(guī)格不宜太多。規(guī)格不宜太多。軸心受拉桿件應驗算軸心受拉桿件應驗算強度和長細比強度和長細比要求。軸心受要求。軸心受壓桿件和壓彎構件要計算壓桿件和壓彎構件要計算強度、整體穩(wěn)定、局部強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長細比。穩(wěn)定和長細比。(2) (2) 桿件的截面選擇桿件的截面選擇5 . 鋼桁架的節(jié)點設計鋼桁架的節(jié)點設計(1)(1)節(jié)點設計的一般要求節(jié)點設計的一般要求 以桁架桿件的形心線以桁架桿件的形心線為軸線并在節(jié)點處相交于為軸線并在節(jié)點處相交于一點，肢背至軸線的距離一點，肢背至軸線的距離為為5 5mmmm的倍

34、數(shù)。的倍數(shù)。 節(jié)點處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的節(jié)點處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的凈距，不宜小于凈距，不宜小于1010mmmm，或者桿件之間的空隙不小于或者桿件之間的空隙不小于15152020mmmm。 角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時允許角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時允許切去一肢的部分，但不允許將一個肢完全切去而另切去一肢的部分，但不允許將一個肢完全切去而另一肢伸出的斜切。一肢伸出的斜切。 節(jié)點板的外形應簡單而規(guī)節(jié)點板的外形應簡單而規(guī)則，至少宜有兩邊平行，如矩則，至少宜有兩邊平行，如矩形、平行四邊形和直角梯形等。形、平行四邊形和直角梯形等。節(jié)點板邊緣與桿件軸線的夾角節(jié)點

35、板邊緣與桿件軸線的夾角不應小于不應小于1515。(2) (2) 角鋼桁架的節(jié)點設計角鋼桁架的節(jié)點設計 一般節(jié)點一般節(jié)點一般節(jié)點是指無集中荷載和一般節(jié)點是指無集中荷載和無弦桿拼接的節(jié)點無弦桿拼接的節(jié)點 節(jié)點板的平面尺寸，一般應節(jié)點板的平面尺寸，一般應根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長度畫出大樣圖來確定。焊縫長度畫出大樣圖來確定。(2) 角鋼桁架的節(jié)點設計角鋼桁架的節(jié)點設計一般節(jié)點一般節(jié)點有集中荷載的節(jié)點有集中荷載的節(jié)點拼接節(jié)點拼接節(jié)點支座節(jié)點支座節(jié)點 肢背焊縫：肢背焊縫： 1fhwfwflNk7 . 021 腹桿與節(jié)點板的連接腹桿與節(jié)點板的連接焊縫按角鋼角焊縫承焊縫按角鋼

36、角焊縫承受軸心力方法計算。受軸心力方法計算。節(jié)點板應伸出弦桿節(jié)點板應伸出弦桿10101515mmmm以便焊接。以便焊接。弦桿與節(jié)點板的弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，應考連接焊縫，應考慮承受弦桿相鄰慮承受弦桿相鄰節(jié)間內力之差，節(jié)間內力之差，按下式計算按下式計算: : 通常因通常因NN很小，實際所需的焊腳尺寸可由構造要求確定，很小，實際所需的焊腳尺寸可由構造要求確定，并沿節(jié)點板全長滿焊。并沿節(jié)點板全長滿焊。2fhwfwflNk7 . 022 肢尖焊縫：肢尖焊縫： 12NNN- - :式中式中為便于大型屋面板或檁條的放置，常將節(jié)點板縮進上弦角鋼為便于大型屋面板或檁條的放置，常將節(jié)點板縮進上弦角鋼背，背，縮

37、進縮進距離不宜小于距離不宜小于(0.5(0.5t+2)mmt+2)mm，也不宜大于節(jié)點板厚度也不宜大于節(jié)點板厚度t t。wffwffflhQ 17 . 02 角鋼桁架有集中荷載的節(jié)角鋼桁架有集中荷載的節(jié)點點 角鋼背凹槽的塞焊縫可假定只承受角鋼背凹槽的塞焊縫可假定只承受屋面集中荷載，按下式計算其強度：屋面集中荷載，按下式計算其強度：式中：式中：Q 節(jié)點集中荷載垂直于屋面的分量；節(jié)點集中荷載垂直于屋面的分量； 焊腳尺寸，取焊腳尺寸，取 0.5t； 正面角焊縫強度增大系數(shù)。一般因正面角焊縫強度增大系數(shù)。一般因Q不大，按構造滿焊不大，按構造滿焊1fhf 1fh 計算時應考慮偏心彎矩計算時應考慮偏心彎矩

38、M MNNe e（e e為角鋼肢尖至弦桿軸為角鋼肢尖至弦桿軸線距離），按下列公式計算：線距離），按下列公式計算： :N 對對wfflhN27 . 02 227 . 026wfflhMM :對對wfffff 22 :驗算式為驗算式為式中式中 肢尖焊縫的焊腳尺寸。肢尖焊縫的焊腳尺寸。 弦桿角鋼肢尖與節(jié)點板的連接焊弦桿角鋼肢尖與節(jié)點板的連接焊縫承受弦桿相鄰節(jié)間的內力差縫承受弦桿相鄰節(jié)間的內力差12NNN- - 2fh當節(jié)點板向上伸出不妨礙屋面構件的放置，或因相鄰弦桿當節(jié)點板向上伸出不妨礙屋面構件的放置，或因相鄰弦桿節(jié)間內力差節(jié)間內力差NN較大，肢尖焊縫不滿足強度要求時，可將節(jié)較大，肢尖焊縫不滿足強度

39、要求時，可將節(jié)點板部分向上點板部分向上伸出伸出或全部向上伸出?；蛉肯蛏仙斐?。此時弦桿與節(jié)點板的連接焊縫應按下列公式計算：此時弦桿與節(jié)點板的連接焊縫應按下列公式計算： 肢背焊縫：肢背焊縫：wfwfflhQNk 112217 . 02)5 . 0()( 肢尖焊縫：肢尖焊縫：wfwfflhQNk 222227 . 02)5 . 0()( 式中：式中： 、 伸出肢背的焊縫伸出肢背的焊縫焊腳尺寸和計算焊腳尺寸和計算長度；長度； 1fh1wl拼接角鋼或拼接鋼板的長度拼接角鋼或拼接鋼板的長度，應根據(jù)所需焊縫長度決定。接頭，應根據(jù)所需焊縫長度決定。接頭一側的連接焊縫總長度應為：一側的連接焊縫總長度應為： 角

40、鋼桁架弦桿的拼接及拼接節(jié)點角鋼桁架弦桿的拼接及拼接節(jié)點 5fhtwffwfhNl7 . 0N N桿件的軸心力，取節(jié)點兩側弦桿內力的較大值。桿件的軸心力，取節(jié)點兩側弦桿內力的較大值。 連接角鋼為便于施焊須鏟去角鋼背棱角，并采用與被連接角鋼為便于施焊須鏟去角鋼背棱角，并采用與被連接件相同的截面，連接角鋼的豎肢應切去寬度為連接件相同的截面，連接角鋼的豎肢應切去寬度為thf5mm，t為連接角鋼的厚度為連接角鋼的厚度hf為拼接角焊縫厚度。為拼接角焊縫厚度。割棱切肢引起的截面削弱不宜超過原截面的割棱切肢引起的截面削弱不宜超過原截面的15。thf5mm為便于施焊，為便于施焊，屋架下弦角鋼屋架下弦角鋼背與支座

41、底板背與支座底板的距離的距離e e（見見圖）不宜小于圖）不宜小于下弦角鋼伸出下弦角鋼伸出肢的寬度，也肢的寬度，也不 宜 小 于不 宜 小 于130130mmmm。 角鋼桁架的支座節(jié)點角鋼桁架的支座節(jié)點 加勁肋設在支座節(jié)加勁肋設在支座節(jié)點中心處，用來加強點中心處，用來加強支座底板剛度，減小支座底板剛度，減小底扳彎矩，均勻傳遞底扳彎矩，均勻傳遞支座反力并增強支座支座反力并增強支座節(jié)點板的側向剛度。節(jié)點板的側向剛度。角鋼桁架的支座節(jié)點角鋼桁架的支座節(jié)點支座節(jié)點包括支座節(jié)點包括節(jié)點板節(jié)點板、加勁助加勁助、支座底板支座底板和和錨栓錨栓等部件。等部件。支座底板支座底板的作用是的作用是增加支座節(jié)點與混凝土增

42、加支座節(jié)點與混凝土柱頂?shù)慕佑|面積，把節(jié)柱頂?shù)慕佑|面積，把節(jié)點板和加勁肋傳來的支點板和加勁肋傳來的支座反力均勻地傳遞到柱座反力均勻地傳遞到柱頂上；錨栓應預理于柱頂上；錨栓應預理于柱頂，一般取直徑頂，一般取直徑d20 24 mm。為了安裝時便于調為了安裝時便于調整屋架支座位置，底板整屋架支座位置，底板上的錨栓孔直徑取錨栓上的錨栓孔直徑取錨栓直徑的直徑的2.02.5倍，并開倍，并開成開口的橢圓豁孔。成開口的橢圓豁孔。墊板厚度與底板相同，孔徑稍大于錨栓直徑墊板厚度與底板相同，孔徑稍大于錨栓直徑12mm，屋架安裝就位并經(jīng)調整正確后，將墊板與底板焊牢。屋架安裝就位并經(jīng)調整正確后，將墊板與底板焊牢。1） 支座底板的計算支座底板的計算a) 支座反力支座反力 驗算柱頂混凝土的抗壓強度驗算柱頂混凝土的抗壓強度 N/mm2nARcfb)底板的厚度底板的厚度t 21aM兩支承邊之間的對角線長度兩支承邊之間的對角線長度 系數(shù)系數(shù) fMt62)加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算：計算： 加勁肋與節(jié)點板的連接焊加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算。偏安全地假定縫計算。偏安全地假定一個加一個加勁肋的受力為桁架支座反力的勁肋的受力為桁架支座反力的四分之一。四分之一。3）節(jié)點板、加勁肋與底板的）節(jié)