第七章單層廠房

1、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 7.2 7.2 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式廠房結(jié)構(gòu)的框架形式7.3 7.3 屋蓋結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu) 7.4 7.4 框架柱設(shè)計(jì)特點(diǎn)框架柱設(shè)計(jì)特點(diǎn)7.5 7.5 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)輕型門式剛架結(jié)構(gòu) 7.6 7.6 吊車梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)吊車梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)7.7 7.7 墻架體系墻架體系1. 1. 熟悉單層廠房結(jié)構(gòu)形式及布置，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)熟悉單層廠房結(jié)構(gòu)形式及布置，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算。計(jì)計(jì)算。2. 2. 了解輕型門式剛架的構(gòu)造和設(shè)計(jì)。了解輕型門式剛架的構(gòu)造和設(shè)計(jì)。3. 3. 了解吊車梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。了解吊車梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。4. 4. 掌握框架柱的設(shè)計(jì)。掌握

2、框架柱的設(shè)計(jì)。本章目錄本章目錄基本要求基本要求第第7.17.1節(jié)節(jié) 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置1. 1. 廠房結(jié)構(gòu)的組成廠房結(jié)構(gòu)的組成2. 2. 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟3. 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1.1.了解廠房結(jié)構(gòu)的組成了解廠房結(jié)構(gòu)的組成2.2.了解廠房的設(shè)計(jì)步驟及柱網(wǎng)伸縮縫的布置了解廠房的設(shè)計(jì)步驟及柱網(wǎng)伸縮縫的布置本節(jié)目錄本節(jié)目錄基本要求基本要求7.1.1 7.1.1 廠房結(jié)構(gòu)的組成廠房結(jié)構(gòu)的組成(b)(b)有檁屋蓋有檁屋蓋屋架屋架柱間支撐柱間支撐檁條檁條拉條拉條上弦橫向支撐上弦橫向支撐柱間支撐柱間支撐圖圖7.1.1 廠房結(jié)構(gòu)的組成廠

3、房結(jié)構(gòu)的組成垂直支撐垂直支撐大型屋面板大型屋面板柱間支撐柱間支撐上弦橫向支撐上弦橫向支撐天窗架天窗架屋架屋架(a)(a)無檁屋蓋無檁屋蓋其構(gòu)件按作用可分為：其構(gòu)件按作用可分為： 橫向框架橫向框架 由柱和屋架組成由柱和屋架組成, ,是廠房的主要承重體系。是廠房的主要承重體系。 屋蓋結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu) 承擔(dān)屋蓋荷載，包括橫向框架的橫梁、托承擔(dān)屋蓋荷載，包括橫向框架的橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。架、中間屋架、天窗架、檁條等。 支撐體系支撐體系 包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，作用包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，作用有二：承擔(dān)縱向水平荷載；把主要承重體系連成空間的整體有二：承擔(dān)縱向水平荷載；把主要

4、承重體系連成空間的整體結(jié)構(gòu)，保證廠房結(jié)構(gòu)必需的剛度和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)，保證廠房結(jié)構(gòu)必需的剛度和穩(wěn)定。 吊車梁和制動梁吊車梁和制動梁( (或制動銜架或制動銜架) )主要承受吊車豎向及水主要承受吊車豎向及水平荷載。平荷載。 墻架墻架 承受墻體的自重和風(fēng)荷載。承受墻體的自重和風(fēng)荷載。 次要的構(gòu)件：梯子、走道、門窗等。在某些廠房中，次要的構(gòu)件：梯子、走道、門窗等。在某些廠房中，還有工作平臺。還有工作平臺。7.1.2 7.1.2 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟 （1 1）規(guī)劃廠房的建筑和結(jié)構(gòu)）規(guī)劃廠房的建筑和結(jié)構(gòu) （2 2）靜力計(jì)算）靜力計(jì)算 （3 3）構(gòu)件及連接設(shè)計(jì)）構(gòu)件及連接設(shè)計(jì) （4 4）繪制施工

5、圖）繪制施工圖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 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置 進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題：進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題： 滿足生產(chǎn)工藝的要求滿足生產(chǎn)工藝的要求 滿足結(jié)構(gòu)的要求滿足結(jié)構(gòu)的要求 盡可能將柱布置在同一的橫向盡可能將柱布置在同一的橫向軸線上。軸線上。 符合經(jīng)濟(jì)合理的要求符合經(jīng)濟(jì)合理的要求 確定方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合比確定方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合比較。較。 符合柱距規(guī)定要求符合柱距規(guī)定要求 對廠房橫向，當(dāng)跨度對廠房橫向，當(dāng)跨度L18m時(shí)，其跨度宜采用時(shí)，其跨度宜采用3m的倍數(shù)；當(dāng)廠房跨度的倍數(shù)；當(dāng)廠房跨度L18

6、m時(shí)，其時(shí)，其跨度宜采用跨度宜采用6m的倍數(shù)。對廠房縱向，以前基本柱距一般的倍數(shù)。對廠房縱向，以前基本柱距一般采用采用6m或或12m，現(xiàn)在采用壓型鋼板作屋面和墻面材料的，現(xiàn)在采用壓型鋼板作屋面和墻面材料的廠房日益廣泛，常以廠房日益廣泛，常以18m甚至甚至24m作為基本柱距。多跨作為基本柱距。多跨廠房的中列柱，常因工藝要求需要廠房的中列柱，常因工藝要求需要“拔柱拔柱”。其柱距為。其柱距為基本柱距的倍數(shù)，最大可達(dá)基本柱距的倍數(shù)，最大可達(dá)48m。 圖圖7.1.2 柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫 (a) (a)各列柱距相等各列柱距相等(b)(b)中間柱有拔柱中間柱有拔柱asaaaccc計(jì)算單

7、元計(jì)算單元2aacc計(jì)算單元計(jì)算單元aaaaaaaa插入距插入距(a)(b) 溫度伸縮縫溫度伸縮縫 設(shè)置設(shè)置溫度伸縮縫是溫度伸縮縫是為了避免產(chǎn)生過大的溫度變形和為了避免產(chǎn)生過大的溫度變形和和和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力。 在縱向，常采用溫度伸縮縫將廠房分成伸縮時(shí)互不影在縱向，常采用溫度伸縮縫將廠房分成伸縮時(shí)互不影響的溫度區(qū)段。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)溫度區(qū)段長度不超過表響的溫度區(qū)段。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)溫度區(qū)段長度不超過表7.17.1時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。表表7.1 7.1 溫度區(qū)段長度值溫度區(qū)段長度值120120露天結(jié)構(gòu)露天結(jié)構(gòu)125125100100180180

8、熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋屋150150120120220220采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋柱頂為鉸接柱頂為鉸接柱頂為剛接柱頂為剛接橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）縱向溫度區(qū)段縱向溫度區(qū)段（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）溫度區(qū)段長度（溫度區(qū)段長度（m m）結(jié)構(gòu)情況結(jié)構(gòu)情況 為節(jié)約鋼材也可采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構(gòu)件為節(jié)約鋼材也可采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構(gòu)件( (如托架、吊車梁等如托架、吊車梁等) )支座處設(shè)置滑動支座，但構(gòu)造復(fù)雜。支座處設(shè)置滑動支座，但構(gòu)造復(fù)雜。 當(dāng)廠房寬

9、度較大時(shí)，也應(yīng)該按規(guī)范規(guī)定布置縱向溫度伸當(dāng)廠房寬度較大時(shí)，也應(yīng)該按規(guī)范規(guī)定布置縱向溫度伸縮縫?？s縫。 溫度伸縮縫最普通的做法是設(shè)置雙柱。即在縫的兩旁布溫度伸縮縫最普通的做法是設(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和定位軸線重合；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用線和定位軸線重合；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用“插插入距入距”的方式。的方式。第第7.27.2節(jié)節(jié) 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式廠房結(jié)構(gòu)的框架形式1.1.橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡圖橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡圖2.2.橫向框架的荷載和內(nèi)力橫向框架的荷載和內(nèi)力3.

10、3.框架柱的類型框架柱的類型4.4.縱向框架的柱間支撐縱向框架的柱間支撐1.1.了解廠房框架柱的類型及柱間支撐了解廠房框架柱的類型及柱間支撐2.2.掌握橫向框架的計(jì)算掌握橫向框架的計(jì)算本節(jié)目錄本節(jié)目錄基本要求基本要求7.2.1 7.2.1 橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡圖橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡圖 主要尺寸主要尺寸 框架的主要尺寸見圖框架的主要尺寸見圖.1。框架的跨度，一?？蚣艿目缍?，一般取為上部柱中心線間的般取為上部柱中心線間的橫向距離，可由下式定出：橫向距離，可由下式定出：Lk橋式吊車的跨度；橋式吊車的跨度；式中式中圖圖7.2.1 橫向框架的主要尺寸

11、橫向框架的主要尺寸h2h1h3H2HH1SL0Lx0k2LLSD 車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的必要空隙：當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥诒匾障叮寒?dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥?00kN時(shí)，不宜小于時(shí)，不宜小于80mm；當(dāng)；當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓看笥诨虻扔诘踯嚻鹬亓看笥诨虻扔?50kN時(shí)，時(shí)，不宜小于不宜小于100mm；當(dāng)在吊車和柱；當(dāng)在吊車和柱之間需要設(shè)置安全走道時(shí)，則之間需要設(shè)置安全走道時(shí)，則D不得小于不得小于400mm；S由吊車梁軸線至上段柱軸由吊車梁軸線至上段柱軸線的距離，應(yīng)滿足下式要求線的距離，應(yīng)滿足下式要求B吊車橋架懸伸長度，可由吊車橋架懸伸長度，可由行車樣本查得；行車樣本查得；圖圖7.2.2 柱與吊

12、車梁軸線柱與吊車梁軸線 間的凈距間的凈距 L0Lxh1h2BSDb1b1/21/2SBDbb1上段柱寬度。上段柱寬度。 S的取值：對于中型廠房一般采用的取值：對于中型廠房一般采用0.75m或或1m，重，重型廠房則為型廠房則為1.25m甚至達(dá)甚至達(dá)2.0m。式中式中: :h3地面至柱腳底面的距離。中型車間約為地面至柱腳底面的距離。中型車間約為0.8-1.0，重型車間為重型車間為1.01.2；h2地面至吊車軌頂?shù)母叨?，由工藝要求定；地面至吊車軌頂?shù)母叨?，由工藝要求定?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: :123Hhhh式中：式中： A為吊車軌道頂面至起重小車頂

13、面之間的距離；為吊車軌道頂面至起重小車頂面之間的距離； 100mm是為制造、安裝誤差留出的空隙；是為制造、安裝誤差留出的空隙； (150200)mm則是考慮屋架的撓度和下弦水平支則是考慮屋架的撓度和下弦水平支撐角鋼的下伸等所留的空隙。撐角鋼的下伸等所留的空隙。 吊車梁的高度可按吊車梁的高度可按(1/51/12)選用，選用，L為吊車梁的為吊車梁的跨度，吊車軌道高度可根據(jù)吊車起重量決定?？缍龋踯囓壍栏叨瓤筛鶕?jù)吊車起重量決定。h1吊車軌頂至屋架下弦底面的距離：吊車軌頂至屋架下弦底面的距離：1100150 200mmhA 計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖 通常簡化為平面框架計(jì)算。通常簡

14、化為平面框架計(jì)算。 框架計(jì)算單元應(yīng)使縱向每列柱至少有一根柱參加框架計(jì)算單元應(yīng)使縱向每列柱至少有一根柱參加框架工作，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中?？蚣芄ぷ?，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中。 對于各列柱距均相等的廠房，只計(jì)算一個(gè)框架。對于各列柱距均相等的廠房，只計(jì)算一個(gè)框架。對有拔柱的計(jì)算單元，一般以最大柱距作為劃分計(jì)算對有拔柱的計(jì)算單元，一般以最大柱距作為劃分計(jì)算單元的標(biāo)準(zhǔn)，其界限可以采用柱距的中心線，也可以單元的標(biāo)準(zhǔn)，其界限可以采用柱距的中心線，也可以采用柱的軸線，如采用后者，則對計(jì)算單元的邊柱只采用柱的軸線，如采用后者，則對計(jì)算單元的邊柱只應(yīng)計(jì)入柱的一半剛度，作用于該柱的荷載也只計(jì)

15、入一應(yīng)計(jì)入柱的一半剛度，作用于該柱的荷載也只計(jì)入一半。半。圖圖7.2.3 橫向框架的計(jì)算簡圖橫向框架的計(jì)算簡圖 (a) (a)柱頂剛接柱頂剛接(b)(b)柱頂鉸接柱頂鉸接H1H2HL(a)H1H2HL1L2(b) 對于由格構(gòu)式橫梁和階形柱對于由格構(gòu)式橫梁和階形柱( (下部柱為格構(gòu)柱下部柱為格構(gòu)柱) )所組成的橫向所組成的橫向框架，需要將慣性矩框架，需要將慣性矩( (對高度有變化的桁架式橫梁按平均高度計(jì)對高度有變化的桁架式橫梁按平均高度計(jì)算算) )乘以折減系數(shù)乘以折減系數(shù)0.9簡化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹簡化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹式柱。對柱頂剛接式柱。對柱頂剛接的橫向框架，當(dāng)滿足下式的條件時(shí)，可近似認(rèn)為橫

16、梁剛度為無窮的橫向框架，當(dāng)滿足下式的條件時(shí)，可近似認(rèn)為橫梁剛度為無窮大：大：ABK式中式中橫梁在遠(yuǎn)端固定使近端橫梁在遠(yuǎn)端固定使近端A A點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在A點(diǎn)所需施加的力矩值；點(diǎn)所需施加的力矩值；柱在柱在A A點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在A A點(diǎn)所需施加的力點(diǎn)所需施加的力矩值。矩值。ACK 框架的計(jì)算跨度框架的計(jì)算跨度L( (或或L1、L2) )取為兩上柱軸線之間的距取為兩上柱軸線之間的距離。離。 A BA C4KK 橫向框架的橫向框架的計(jì)算高度計(jì)算高度H：柱頂剛接時(shí)：柱頂剛接時(shí), ,可取為柱腳底面至框可取為柱腳底面至框架下弦軸線的距離架下弦軸線的距離( (橫梁假定為無限剛性

17、橫梁假定為無限剛性) )，或柱腳底面至橫梁，或柱腳底面至橫梁端部形心的距離端部形心的距離( (橫梁為有限剛性橫梁為有限剛性) )；柱頂鉸接時(shí)，應(yīng)取為柱腳；柱頂鉸接時(shí)，應(yīng)取為柱腳底面至橫梁主要支承節(jié)點(diǎn)間距離。對階形柱應(yīng)以肩梁上表面作底面至橫梁主要支承節(jié)點(diǎn)間距離。對階形柱應(yīng)以肩梁上表面作分界線將分界線將H H劃分為上部柱高度劃分為上部柱高度H1和下部柱高度和下部柱高度H2。 圖圖7.2.4 橫向框架的高度取值方法橫向框架的高度取值方法H2HH1H2HH1H2HH1H2HH1長圓孔相連長圓孔相連(a)(b)(c)(d)7.2.2 7.2.2 橫向框架的荷載和內(nèi)力橫向框架的荷載和內(nèi)力 7

18、.2.2.1 荷載荷載 作用在橫向框架上的荷載有永久荷載、可變荷載、施工作用在橫向框架上的荷載有永久荷載、可變荷載、施工荷載。荷載。 永久荷載永久荷載：屋蓋系統(tǒng)、柱、吊車梁系統(tǒng)、墻架、墻板及：屋蓋系統(tǒng)、柱、吊車梁系統(tǒng)、墻架、墻板及設(shè)備管道等的自重。可參考有關(guān)資料、表格、公式進(jìn)行估計(jì)。設(shè)備管道等的自重?？蓞⒖加嘘P(guān)資料、表格、公式進(jìn)行估計(jì)。 可變荷載可變荷載：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、吊車荷載等?？捎珊奢d規(guī)范和吊車規(guī)格查得。吊車荷載等。可由荷載規(guī)范和吊車規(guī)格查得。 施工荷載施工荷載：考慮在施工中采取臨時(shí)性措施。：考慮在施工中采取臨時(shí)性措施。7.2

19、.2.2 內(nèi)力組合分析內(nèi)力組合分析 框架內(nèi)力分析可按框架內(nèi)力分析可按結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行，也可利用的方法進(jìn)行，也可利用計(jì)算計(jì)算圖表圖表或或計(jì)算機(jī)程序計(jì)算機(jī)程序。 對于單跨剛架，分別對于單跨剛架，分別以以荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值分析以下工況分析以下工況： 永久荷載；永久荷載； 屋面活荷載；屋面活荷載； 左（或右）風(fēng)荷載；左（或右）風(fēng)荷載； 吊車左（或右）吊車左（或右） 剎車力；剎車力； 吊車小車靠近左（或右）時(shí)的重力。吊車小車靠近左（或右）時(shí)的重力。然后，按照承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)組合。然后，按照承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)組合。最不利的內(nèi)力組合最不利的內(nèi)力組

20、合受彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：受彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：: : : : : : :max,MNmax,MNmax,VMmax,VM壓彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：壓彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：: : : : : : :max,MNmax,MNmax,NMmax,NM 柱與屋架剛接時(shí)，應(yīng)對橫梁的端彎矩和相應(yīng)的剪力進(jìn)行組柱與屋架剛接時(shí)，應(yīng)對橫梁的端彎矩和相應(yīng)的剪力進(jìn)行組合。最不利組合可分為四組：合。最不利組合可分為四組： 使屋架下弦桿產(chǎn)生最大壓力；使屋架下弦桿產(chǎn)生最大壓力； 使屋架上弦桿產(chǎn)生最大壓力，同時(shí)也使下弦桿產(chǎn)生最大使屋架上弦桿產(chǎn)生最大壓力，同時(shí)也使下弦桿產(chǎn)生最大拉力；拉力； 使腹桿產(chǎn)生

21、最大拉力使腹桿產(chǎn)生最大拉力 使腹桿產(chǎn)生最大壓力使腹桿產(chǎn)生最大壓力 組合時(shí)考慮施工情況，只考慮屋面恒載所產(chǎn)生的支座端彎組合時(shí)考慮施工情況，只考慮屋面恒載所產(chǎn)生的支座端彎矩和水平力的不利作用，不考慮它的有利作用。矩和水平力的不利作用，不考慮它的有利作用。(a)MHMH(c)MHMH(b)MHMH(d)MHMH圖圖.3 7.2.3 框架柱的類型框架柱的類型 框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱、階形柱和分離框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱、階形柱和分離式柱三大類。式柱三大類。 等截面柱有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種等截面柱有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種, ,通常采用實(shí)腹式。通常采用實(shí)腹式。等截面柱將吊車梁支于牛

22、腿上，構(gòu)造簡單，但吊車豎向等截面柱將吊車梁支于牛腿上，構(gòu)造簡單，但吊車豎向荷載偏心大，只適用于吊車起重量荷載偏心大，只適用于吊車起重量Q150kN，或無吊，或無吊車且廠房高度較小的輕型廠房中。車且廠房高度較小的輕型廠房中。 階形柱用鋼量比等截面柱節(jié)省。也分為實(shí)腹式和格階形柱用鋼量比等截面柱節(jié)省。也分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。構(gòu)式兩種。 框架柱形式見圖框架柱形式見圖7.2.6 7.2.6 。圖圖7.2.6 框架柱的形式框架柱的形式 (a) (a)等截面實(shí)腹柱；等截面實(shí)腹柱；(b)(b)等截面格構(gòu)柱；等截面格構(gòu)柱； (c) (c)階形實(shí)腹柱；階形實(shí)腹柱；(d)(d)階形格構(gòu)柱；階形格構(gòu)柱； (e) (

23、e)雙階柱雙階柱;(f);(f)分離式柱分離式柱(a)H(b)H(c)室內(nèi)地面標(biāo)高室內(nèi)地面標(biāo)高柱底標(biāo)高柱底標(biāo)高(f)室內(nèi)地面標(biāo)高室內(nèi)地面標(biāo)高柱角底面標(biāo)高柱角底面標(biāo)高(e)H3H2H1(d) 分離式柱：由支承屋蓋結(jié)構(gòu)的屋蓋肢和支承吊車梁或吊車分離式柱：由支承屋蓋結(jié)構(gòu)的屋蓋肢和支承吊車梁或吊車桁架的吊車肢所組成，兩柱肢之間用水平板相連接。桁架的吊車肢所組成，兩柱肢之間用水平板相連接。 屋蓋肢承受屋面荷載、風(fēng)荷載及吊車水平荷載，按壓彎構(gòu)屋蓋肢承受屋面荷載、風(fēng)荷載及吊車水平荷載，按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)；吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在屋蓋肢上的水件設(shè)計(jì)；吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在屋蓋肢上的水平連系板

24、保證。吊車肢僅承受吊車的豎向荷載，當(dāng)?shù)踯嚵翰捎闷竭B系板保證。吊車肢僅承受吊車的豎向荷載，當(dāng)?shù)踯嚵翰捎猛痪壷ё鶗r(shí)，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，當(dāng)采用平板支座時(shí)，仍按突緣支座時(shí)，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，當(dāng)采用平板支座時(shí)，仍按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。 分離式柱構(gòu)造簡單，制作和安裝比較方便，但用鋼量比階分離式柱構(gòu)造簡單，制作和安裝比較方便，但用鋼量比階形柱多，且剛度較差，只宜用于吊車軌頂標(biāo)高低于形柱多，且剛度較差，只宜用于吊車軌頂標(biāo)高低于10m、且吊、且吊車起重量車起重量Q750kN，或者相鄰兩跨吊車的軌頂標(biāo)高相差很懸殊，或者相鄰兩跨吊車的軌頂標(biāo)高相差很懸殊，而低跨吊車起重量而低跨吊車起重量Q500kN。7.

25、2.4 7.2.4 縱向框架的柱間支撐縱向框架的柱間支撐 柱間支撐的作用和布置柱間支撐的作用和布置 柱間支撐的作用為：柱間支撐的作用為： 組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度；組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度； 承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，并傳至基礎(chǔ)。并傳至基礎(chǔ)。 可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框架平面外的計(jì)算長度。架平面外的計(jì)算長度。 柱間支撐由兩部分組

26、成：在吊車梁以上的部分稱為柱間支撐由兩部分組成：在吊車梁以上的部分稱為上層支撐。吊車梁以下部分稱為下層支撐，下層柱間支撐上層支撐。吊車梁以下部分稱為下層支撐，下層柱間支撐與柱、吊車梁在縱向組成剛性很大的懸臂桁架。為了使縱與柱、吊車梁在縱向組成剛性很大的懸臂桁架。為了使縱向構(gòu)件在溫度發(fā)生變化時(shí)能較自由地伸縮，下層支撐應(yīng)該向構(gòu)件在溫度發(fā)生變化時(shí)能較自由地伸縮，下層支撐應(yīng)該設(shè)在溫度區(qū)段中部。只有當(dāng)?shù)踯囄恢酶叨囬g總長度又很設(shè)在溫度區(qū)段中部。只有當(dāng)?shù)踯囄恢酶叨囬g總長度又很短短( (如混鐵爐車間如混鐵爐車間) )時(shí)，下層支撐設(shè)在兩端才是合理的。時(shí)，下層支撐設(shè)在兩端才是合理的。 當(dāng)溫度區(qū)段小于當(dāng)溫度區(qū)段

27、小于90m時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支撐撐圖圖7.2.7 (a) ；如果溫度區(qū)段長度超過；如果溫度區(qū)段長度超過90m，則在它的，則在它的1/3點(diǎn)處各設(shè)一道支撐點(diǎn)處各設(shè)一道支撐圖圖7.2.7 (b) 。圖圖7.2.7 柱間支撐的布置柱間支撐的布置(b)(a) 上層柱間支撐又分為兩層，第一層在屋架端部高度上層柱間支撐又分為兩層，第一層在屋架端部高度范圍內(nèi)屬于屋蓋垂直支撐。第二層在屋架下弦至吊車梁范圍內(nèi)屬于屋蓋垂直支撐。第二層在屋架下弦至吊車梁上翼緣范圍內(nèi)。上翼緣范圍內(nèi)。 為了傳遞風(fēng)力，上層支撐需要布置在溫度區(qū)段端部。為了傳遞風(fēng)力，上層支撐需要布置在溫度區(qū)段端部。此外，在

28、有下層支撐處也應(yīng)設(shè)置上層支撐。上層柱間支此外，在有下層支撐處也應(yīng)設(shè)置上層支撐。上層柱間支撐宜在柱的兩側(cè)設(shè)置，只有在無人孔而柱截面高度不大撐宜在柱的兩側(cè)設(shè)置，只有在無人孔而柱截面高度不大的情況下才可沿柱中心設(shè)置一道。下層柱間支撐應(yīng)在柱的情況下才可沿柱中心設(shè)置一道。下層柱間支撐應(yīng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置；與外墻墻架有聯(lián)系的邊列的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置；與外墻墻架有聯(lián)系的邊列柱可僅設(shè)在內(nèi)側(cè)，但重級工作制吊車的廠房外側(cè)也同樣柱可僅設(shè)在內(nèi)側(cè)，但重級工作制吊車的廠房外側(cè)也同樣設(shè)置支撐。設(shè)置支撐。 柱間支撐的形式和組成柱間支撐的形式和組成 柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式

29、、八字式、柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式、八字式、門架式等，如圖門架式等，如圖.8 。 圖圖7.2.8 柱間支撐的形式柱間支撐的形式(a)(b)(c)(d)(e) 上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支撐時(shí)，則全部縱向水平荷載撐時(shí)，則全部縱向水平荷載( (包括風(fēng)力包括風(fēng)力) )由該柱列所有支撐由該柱列所有支撐 十字交叉支撐使

30、用最為普遍，其斜桿傾角宜為十字交叉支撐使用最為普遍，其斜桿傾角宜為4545。左左右。上層支撐在柱間距大時(shí)可改用斜撐桿；下層支撐高而右。上層支撐在柱間距大時(shí)可改用斜撐桿；下層支撐高而不寬者可以用兩個(gè)十字形，高而剛度要求嚴(yán)格者可以占用不寬者可以用兩個(gè)十字形，高而剛度要求嚴(yán)格者可以占用兩個(gè)開間。兩個(gè)開間。 當(dāng)柱間距較大或十字撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門架當(dāng)柱間距較大或十字撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門架式支撐。式支撐。共同承受。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置時(shí)，在吊車共同承受。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置時(shí)，在吊車肢的平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，除承受吊車縱向水平荷載外，肢的平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，除承受吊車縱

31、向水平荷載外，還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來的風(fēng)力；靠還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來的風(fēng)力；靠墻的外肢平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受端墻傳來的風(fēng)力墻的外肢平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受端墻傳來的風(fēng)力與吊車肢下層支撐按軸線距離分配受力。與吊車肢下層支撐按軸線距離分配受力。 交叉桿、上層斜撐桿、門形交叉桿、上層斜撐桿、門形下層支撐下層支撐的主要桿件一般的主要桿件一般按柔性桿按柔性桿( (拉桿拉桿) )設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，交叉桿趨向于受壓的桿件不參與工，交叉桿趨向于受壓的桿件不參與工作，其他的非交叉桿以及水平橫桿按壓桿設(shè)計(jì)。某些重型作，其他的非交叉桿以及水平橫桿按壓桿設(shè)計(jì)。某些重型車間，對下層

32、柱間支撐的剛度要求較高，往往交叉桿的兩車間，對下層柱間支撐的剛度要求較高，往往交叉桿的兩桿均按壓桿設(shè)計(jì)。桿均按壓桿設(shè)計(jì)。第第7.37.3節(jié)節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)1.1.屋蓋結(jié)構(gòu)的形式屋蓋結(jié)構(gòu)的形式2.2.屋蓋支撐屋蓋支撐3.3.簡支屋架設(shè)計(jì)簡支屋架設(shè)計(jì)4.4.剛接屋架（框架橫梁）設(shè)計(jì)特點(diǎn)剛接屋架（框架橫梁）設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.1.了解屋蓋的形式和支撐了解屋蓋的形式和支撐2.2.掌握簡支屋架的設(shè)計(jì)掌握簡支屋架的設(shè)計(jì)本節(jié)目錄本節(jié)目錄基本要求基本要求7.3.1 7.3.1 屋蓋的結(jié)構(gòu)形式屋蓋的結(jié)構(gòu)形式 屋蓋結(jié)構(gòu)體系屋蓋結(jié)構(gòu)體系(1)(1)無檁屋蓋無檁屋蓋 無檁屋蓋一般用于預(yù)應(yīng)力混

33、凝土大型屋面板等重型無檁屋蓋一般用于預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋架或天窗架上。屋面，將屋面板直接放在屋架或天窗架上。 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的跨度通常采用預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的跨度通常采用6m，有，有條件時(shí)也可采用條件時(shí)也可采用12m。當(dāng)柱距大于所采用的屋面板跨度時(shí)，。當(dāng)柱距大于所采用的屋面板跨度時(shí)，可采用托架可采用托架( (或托梁或托梁) )來支承中間屋架。來支承中間屋架。 采用無檁屋蓋的廠房，屋面剛度大，耐久性也高。采用無檁屋蓋的廠房，屋面剛度大，耐久性也高。由于大型屋面板與屋架上弦桿的焊接常常得不到保證，只由于大型屋面板與屋架上弦桿的焊接常常得不到保證，只能有限

34、地考慮它的空間作用，屋蓋支撐不能取消。能有限地考慮它的空間作用，屋蓋支撐不能取消。(2)(2)有檁屋蓋有檁屋蓋 有檁屋蓋常用于輕型屋面材料的情況。如壓型鋼有檁屋蓋常用于輕型屋面材料的情況。如壓型鋼板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵皮等。板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵皮等。 對石棉瓦和瓦楞鐵皮屋面，屋架間距通常為對石棉瓦和瓦楞鐵皮屋面，屋架間距通常為6m；當(dāng)柱距大于或等于當(dāng)柱距大于或等于12m時(shí)時(shí), ,則用托架支承中間屋架。對則用托架支承中間屋架。對于壓型鋼板和壓型鋁合金板屋面、屋架間距常大于或于壓型鋼板和壓型鋁合金板屋面、屋架間距常大于或等于等于12m，當(dāng)屋架間距為，當(dāng)屋架間距為1218m時(shí)，

35、宜將檁條直接時(shí)，宜將檁條直接支承于鋼屋架上；當(dāng)屋架間距大于支承于鋼屋架上；當(dāng)屋架間距大于18m時(shí)時(shí), ,以縱橫方向以縱橫方向的次桁架的次桁架( (或梁或梁) )來支承檁條較為合適。來支承檁條較為合適。 屋架的形式屋架的形式 屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。 屋架的外形首先取決于建筑物的用途，其次應(yīng)考慮用料屋架的外形首先取決于建筑物的用途，其次應(yīng)考慮用料經(jīng)濟(jì)施工方便、與其他構(gòu)件的連接以及結(jié)構(gòu)的剛度等問題。經(jīng)濟(jì)施工方便、與其他構(gòu)件的連接以及結(jié)構(gòu)的剛度等問題。此外，還取決于屋面材料要求的排水坡度。此外，還

36、取決于屋面材料要求的排水坡度。 在制造簡單的條件下，在制造簡單的條件下，桁架外形應(yīng)盡可能與其彎矩圖接桁架外形應(yīng)盡可能與其彎矩圖接近近，這樣能使弦桿受力均勻，腹桿受力較小。腹桿的布置應(yīng)，這樣能使弦桿受力均勻，腹桿受力較小。腹桿的布置應(yīng)使內(nèi)力分布趨于合理，盡量用長桿受拉、短桿受壓，腹桿的使內(nèi)力分布趨于合理，盡量用長桿受拉、短桿受壓，腹桿的數(shù)目宜少，總長度要短，斜腹桿的傾角一般在數(shù)目宜少，總長度要短，斜腹桿的傾角一般在30。60。之之間，腹桿布置時(shí)應(yīng)注意使荷載都作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上間，腹桿布置時(shí)應(yīng)注意使荷載都作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上( (石棉石棉瓦等輕屋面的屋架除外瓦等輕屋面的屋架除外) )，避免由于節(jié)間荷

37、載而使弦桿承受，避免由于節(jié)間荷載而使弦桿承受局部彎矩，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求簡單合理，便于制造。局部彎矩，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求簡單合理，便于制造。三角形桁架三角形桁架 用于陡坡屋面用于陡坡屋面( (i1 13)3)的有檁屋蓋體系的有檁屋蓋體系 特點(diǎn)：通常與柱子只能鉸接，房屋的整體橫向剛度較特點(diǎn)：通常與柱子只能鉸接，房屋的整體橫向剛度較低；對簡支屋架來說，外形與荷載作用下的彎矩圖相差懸殊，低；對簡支屋架來說，外形與荷載作用下的彎矩圖相差懸殊，致使這種屋架弦桿受力不均，支座處內(nèi)力較大，跨中內(nèi)力較致使這種屋架弦桿受力不均，支座處內(nèi)力較大，跨中內(nèi)力較小，弦桿的截面不能充分發(fā)揮作用；支座處上、下弦桿交角小，弦桿的截面不能

38、充分發(fā)揮作用；支座處上、下弦桿交角過小內(nèi)力較大，使支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。過小內(nèi)力較大，使支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。三角形屋架的腹桿布置常用的幾種形式三角形屋架的腹桿布置常用的幾種形式: :圖圖7.3.1 三角形屋架的形式三角形屋架的形式(a)(c)(b)(d)梯形屋架梯形屋架 用于屋面坡度較為平緩的無檁屋蓋體系用于屋面坡度較為平緩的無檁屋蓋體系 特點(diǎn)：特點(diǎn)：它與簡支受彎構(gòu)件的彎矩圖形比較接近，弦桿它與簡支受彎構(gòu)件的彎矩圖形比較接近，弦桿受力較為均勻。梯形屋架與柱的連接可以做成鉸接也可以做成受力較為均勻。梯形屋架與柱的連接可以做成鉸接也可以做成剛接。剛性連接可提高建筑物的橫向剛度。剛接。剛性連接可提高建筑物

39、的橫向剛度。 梯形屋架的腹桿體系可采用單斜式、人字式和再分式。梯形屋架的腹桿體系可采用單斜式、人字式和再分式。一般情況下，與柱剛接的屋架宜采用下承式；與柱鉸接時(shí)則采一般情況下，與柱剛接的屋架宜采用下承式；與柱鉸接時(shí)則采用上承式下承式均可。用上承式下承式均可。圖圖7.3.2 梯形屋架梯形屋架3000300030001500(a)(b)(c)(d) 人字形屋架人字形屋架, ,上、下弦可以平行上、下弦可以平行; ;也可以有不同坡度也可以有不同坡度, ,或者或者下弦有一水平段。如圖下弦有一水平段。如圖7.3.3所示。坡度常為所示。坡度常為1/201/10，屋架，屋架中部高度一般為中部高度一般為2.02

40、.5m，跨度大于，跨度大于36m時(shí)可取較大高度，時(shí)可取較大高度，但不宜超過但不宜超過3m。端部高度一般為跨度的。端部高度一般為跨度的1/181/12。圖圖7.3.3 人字形屋架和平行弦桁架人字形屋架和平行弦桁架(a)(c)(b)(d)(e)(f)(g) 平行弦桁架在構(gòu)造方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，弦桿及腹桿分平行弦桁架在構(gòu)造方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，弦桿及腹桿分別等長、節(jié)點(diǎn)形式相同、能保證桁架的桿件重復(fù)率最大，別等長、節(jié)點(diǎn)形式相同、能保證桁架的桿件重復(fù)率最大，且可使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式統(tǒng)一，便于制作工業(yè)化。且可使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式統(tǒng)一，便于制作工業(yè)化。 平行弦桁架還可用于單坡屋架、吊車制動桁架、棧橋平行弦桁架還可用于單坡屋架

41、、吊車制動桁架、棧橋和支撐構(gòu)件等。腹桿布置通常采用人字式，用作支撐桁架和支撐構(gòu)件等。腹桿布置通常采用人字式，用作支撐桁架時(shí)腹桿常采用交叉式。時(shí)腹桿常采用交叉式。 托架、天窗架的形式托架、天窗架的形式 支承中間屋架的桁架稱為托架。支承中間屋架的桁架稱為托架。 托架一般采用平行弦桁架，腹桿采用帶豎桿的人字形體托架一般采用平行弦桁架，腹桿采用帶豎桿的人字形體系。直接支承于鋼筋混凝土柱上的托架常用下承式，支于鋼系。直接支承于鋼筋混凝土柱上的托架常用下承式，支于鋼柱上的托架常用上承式。柱上的托架常用上承式。 托架高度應(yīng)根據(jù)所支承的屋架端部高度、剛度要求、經(jīng)托架高度應(yīng)根據(jù)所支

42、承的屋架端部高度、剛度要求、經(jīng)濟(jì)要求以及有利于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的原則來決定。一般取跨度的濟(jì)要求以及有利于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的原則來決定。一般取跨度的1/51/51/101/10，托架的節(jié)間長度一般為，托架的節(jié)間長度一般為2m或或3m。 當(dāng)托架跨度大于當(dāng)托架跨度大于18m時(shí)，可做成雙壁式，此時(shí)，上下弦時(shí)，可做成雙壁式，此時(shí)，上下弦桿采用平放的桿采用平放的H H型鋼型鋼, ,以滿足平面外剛度要求。托架與柱的連以滿足平面外剛度要求。托架與柱的連接通常做成鉸接，屋架與托架的連接宜采用鉸支的平接。接通常做成鉸接，屋架與托架的連接宜采用鉸支的平接。圖圖7.3.4 托架形式托架形式 (a) (a)上承式托架；上承式托架；(b

43、)(b)下承式托架；下承式托架； (c) (c)雙壁式桁架截面；雙壁式桁架截面；(d)(d)單壁式桁架截面；單壁式桁架截面；n3000n3000n3000n3000n3000n3000n3000n3000n30003200032000n3000(a)(b)(c)(d) 廠房中天窗的形式可分為縱向天窗、橫向天窗和井式天窗等。廠房中天窗的形式可分為縱向天窗、橫向天窗和井式天窗等。 縱向天窗的天窗架形式一般有豎桿式、三角拱式和三支點(diǎn)式?？v向天窗的天窗架形式一般有豎桿式、三角拱式和三支點(diǎn)式。見圖見圖7.3.5 。圖圖7.3.5 天窗架形式天窗架形式(a)(c)90009000600012000(b)6

44、000600090007.3.2 7.3.2 屋蓋支撐屋蓋支撐 為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性，必須在為使屋架結(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)。屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。(1)(1)支撐的作用支撐的作用 保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用；保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用； 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動；避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動； 承擔(dān)和傳遞水平荷載承擔(dān)和傳遞水平荷載( (如風(fēng)荷載、懸掛吊車水平如風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震荷載等荷載和地震荷載等) )； 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 圖圖7.3.6 屋蓋支撐作用示意圖屋蓋支撐作用示意圖(a

45、)檁條或檁條或屋面板屋面板屋架屋架下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐垂直支撐垂直支撐(b)(2)(2)支撐的布置支撐的布置 圖圖7.3.7 有檁屋蓋的支撐布置有檁屋蓋的支撐布置 (a) (a)屋架間距為屋架間距為6m6m時(shí)；時(shí)；(b)(b)屋架間距為屋架間距為12m12m時(shí)；時(shí)；7008006000屋架上弦平面屋架上弦平面橫向水平支撐橫向水平支撐1160m60m檁條檁條屋架下弦平面屋架下弦平面垂直支撐垂直支撐系桿系桿1-1(a)縱向水平支撐縱向水平支撐12000300060002260m60m垂直支撐垂直支撐檁條檁條隔撐隔撐2-2(b) 圖圖7.3.8 無檁屋蓋的

46、支撐布置無檁屋蓋的支撐布置 (a) (a)屋架間距為屋架間距為6m6m無天窗架的屋蓋支撐布置時(shí)；無天窗架的屋蓋支撐布置時(shí)；(b)(b)天窗未到盡端的屋蓋支撐布置；天窗未到盡端的屋蓋支撐布置；6000屋架上弦平面屋架上弦平面1212屋架下弦平面屋架下弦平面1-12-2(a)6000屋架上弦平面屋架上弦平面33屋架下弦平面屋架下弦平面天窗架上弦平面天窗架上弦平面3-3(b) 屋蓋支撐系統(tǒng)可分為：橫向水平支撐、縱向水平支撐、屋蓋支撐系統(tǒng)可分為：橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。垂直支撐和系桿。 上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐 設(shè)置在屋架上弦和天窗架上弦，一般在房屋兩端或縱向設(shè)置在屋架上弦

47、和天窗架上弦，一般在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端。有時(shí)在山墻承重，或設(shè)有縱向天窗但此天窗溫度區(qū)段兩端。有時(shí)在山墻承重，或設(shè)有縱向天窗但此天窗又未到溫度區(qū)段盡端而退一個(gè)柱間斷開時(shí)，為了與天窗支撐又未到溫度區(qū)段盡端而退一個(gè)柱間斷開時(shí)，為了與天窗支撐配合，可將屋架的橫向水平支撐布置在第二個(gè)柱間，但在第配合，可將屋架的橫向水平支撐布置在第二個(gè)柱間，但在第一個(gè)柱間要設(shè)置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端墻風(fēng)力。兩一個(gè)柱間要設(shè)置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端墻風(fēng)力。兩道橫向水平支撐間的距離不宜大于道橫向水平支撐間的距離不宜大于60m，當(dāng)溫度區(qū)段長度較，當(dāng)溫度區(qū)段長度較大時(shí)，尚應(yīng)在中部增設(shè)支撐，以符合此要求。大時(shí)，尚

48、應(yīng)在中部增設(shè)支撐，以符合此要求。 當(dāng)屋架間距當(dāng)屋架間距12m時(shí)，上弦水平支撐還應(yīng)予以加強(qiáng)時(shí)，上弦水平支撐還應(yīng)予以加強(qiáng), ,以保以保證屋蓋的剛度。證屋蓋的剛度。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12m時(shí)，尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支時(shí)，尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支撐撐, ,但當(dāng)屋架跨度比較小但當(dāng)屋架跨度比較小( (L18m) )又無吊車或其他振動設(shè)備又無吊車或其他振動設(shè)備時(shí)時(shí), ,可不設(shè)下弦橫向水平支撐?？刹辉O(shè)下弦橫向水平支撐。 當(dāng)屋架間距當(dāng)屋架間距12m時(shí)時(shí), ,由于在屋架下弦設(shè)置支撐不便，可不由于在屋架下弦設(shè)置支撐不便，可不必設(shè)置下弦橫向水平支撐，但上弦支撐應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)必設(shè)

49、置下弦橫向水平支撐，但上弦支撐應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng), ,并應(yīng)用隅并應(yīng)用隅撐或系桿對屋梁下弦側(cè)向加以支承。撐或系桿對屋梁下弦側(cè)向加以支承。 屋架間距屋架間距18m時(shí)時(shí), ,如果仍采用上述方案則檁條跨度過大如果仍采用上述方案則檁條跨度過大, ,此時(shí)宜設(shè)置縱向次桁架此時(shí)宜設(shè)置縱向次桁架, ,使主桁架使主桁架( (屋架屋架) )與與次桁架組成縱橫桁次桁架組成縱橫桁架體系架體系,次桁架間再設(shè)置檁條或設(shè)置橫梁及檁條，同時(shí)，次桁次桁架間再設(shè)置檁條或設(shè)置橫梁及檁條，同時(shí)，次桁架還對屋架下弦平面外提供支承。架還對屋架下弦平面外提供支承?？v向水平支撐縱向水平支撐 當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，設(shè)有支當(dāng)房屋較高、

50、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，設(shè)有支承中間屋架的托架為保證托架的側(cè)向穩(wěn)定時(shí)，或設(shè)有重級或承中間屋架的托架為保證托架的側(cè)向穩(wěn)定時(shí)，或設(shè)有重級或大噸位的中級工作制橋式吊車、壁行吊車或有鍛錘等較大振大噸位的中級工作制橋式吊車、壁行吊車或有鍛錘等較大振動設(shè)備時(shí)，均應(yīng)在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐?？v動設(shè)備時(shí)，均應(yīng)在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐?？v向水平支撐和橫向水平支撐形成封閉體系將大大提高房屋的向水平支撐和橫向水平支撐形成封閉體系將大大提高房屋的縱向剛度?？v向剛度。 屋架間距屋架間距12m時(shí)，縱向水平支撐通常布置在屋架下弦時(shí)，縱向水平支撐通常布置在屋架下弦平面，但三角形屋架及端斜桿為下降式支

51、座設(shè)在上弦處的梯平面，但三角形屋架及端斜桿為下降式支座設(shè)在上弦處的梯形屋架和人字形屋架，也可以布置在上弦平面內(nèi)。形屋架和人字形屋架，也可以布置在上弦平面內(nèi)。 屋架間距屋架間距12m時(shí)，縱向水平支撐宜布置在屋架的上弦時(shí)，縱向水平支撐宜布置在屋架的上弦平面內(nèi)。平面內(nèi)。 垂直支撐垂直支撐( (圖圖7.3.9)7.3.9) 無論有檁屋蓋或無檁屋蓋，通常均應(yīng)設(shè)置垂宜支撐。屋無論有檁屋蓋或無檁屋蓋，通常均應(yīng)設(shè)置垂宜支撐。屋架的垂宜支撐應(yīng)與上、下弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間。架的垂宜支撐應(yīng)與上、下弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間。 對三角形屋架的垂直支撐，當(dāng)屋架跨度對三角形屋架的垂直支撐，當(dāng)屋架跨度18m時(shí)，可

52、僅在時(shí)，可僅在跨度中央設(shè)置一道；當(dāng)跨度跨度中央設(shè)置一道；當(dāng)跨度18m時(shí)，宜設(shè)置兩道時(shí)，宜設(shè)置兩道( (在跨度在跨度1/3左右處各一道左右處各一道) )。 對梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多邊對梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多邊形屋架，必須在屋架端部設(shè)置垂宜支撐，此外尚應(yīng)按下列條形屋架，必須在屋架端部設(shè)置垂宜支撐，此外尚應(yīng)按下列條件設(shè)置中部的垂宜支撐：當(dāng)屋架跨度件設(shè)置中部的垂宜支撐：當(dāng)屋架跨度30m時(shí)，可僅在屋架跨時(shí)，可僅在屋架跨中布置一道垂直支撐，當(dāng)跨度中布置一道垂直支撐，當(dāng)跨度30m時(shí)，則應(yīng)在跨度時(shí)，則應(yīng)在跨度l/3l/3左右左右的豎桿平面內(nèi)各設(shè)一道垂直支撐；當(dāng)有天窗

53、時(shí)，宜設(shè)置在天的豎桿平面內(nèi)各設(shè)一道垂直支撐；當(dāng)有天窗時(shí)，宜設(shè)置在天窗側(cè)腿的下面。若屋架端部有托架時(shí)，就用托架等代替，不窗側(cè)腿的下面。若屋架端部有托架時(shí)，就用托架等代替，不另設(shè)端部垂直支撐。另設(shè)端部垂直支撐。 對多豎桿和三支點(diǎn)式天窗架，當(dāng)其寬度對多豎桿和三支點(diǎn)式天窗架，當(dāng)其寬度12m時(shí)，尚應(yīng)在時(shí)，尚應(yīng)在中央豎桿平面內(nèi)增設(shè)一道。中央豎桿平面內(nèi)增設(shè)一道。 圖圖7.3.9 垂直支撐的布置和形式垂直支撐的布置和形式6000L30m(a)L30mL12m(b)L18m(c)L18m(d)60003600(e)24003600(g)60002400(f)1200024003600(h) 作用作用：為了支持未

54、連支撐的平面屋架和天窗架，保證其：為了支持未連支撐的平面屋架和天窗架，保證其穩(wěn)定和傳遞水平力。穩(wěn)定和傳遞水平力。 布置原則布置原則：屋架上弦平面內(nèi)，對無檁體系，在屋脊處和屋：屋架上弦平面內(nèi)，對無檁體系，在屋脊處和屋架端部處；對有檁體系，在縱向天窗下的屋脊處。架端部處；對有檁體系，在縱向天窗下的屋脊處。 屋架下弦平面內(nèi)，當(dāng)屋架間距為屋架下弦平面內(nèi)，當(dāng)屋架間距為6m時(shí)，應(yīng)在屋架端部處、時(shí)，應(yīng)在屋架端部處、下弦桿有彎拆處、與柱剛接的屋架下弦端節(jié)間受壓但未設(shè)縱向下弦桿有彎拆處、與柱剛接的屋架下弦端節(jié)間受壓但未設(shè)縱向水平支撐的節(jié)點(diǎn)處、跨度水平支撐的節(jié)點(diǎn)處、跨度18m的芬克式屋架的主斜桿與下弦的芬克式屋架

55、的主斜桿與下弦相交的節(jié)點(diǎn)處等部位設(shè)置。相交的節(jié)點(diǎn)處等部位設(shè)置。 系桿系桿 設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)時(shí)分為設(shè)計(jì)時(shí)分為剛性系桿剛性系桿( (既能受拉又能受壓既能受拉又能受壓) )和柔性和柔性系桿系桿( (只能受拉只能受拉) ) 。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)處的系桿，屋架上弦脊。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用剛性系桿剛性系桿，當(dāng)橫向水平支撐設(shè)置在房屋，當(dāng)橫向水平支撐設(shè)置在房屋溫度區(qū)段端部第二個(gè)柱間時(shí)，第一個(gè)柱間的所有系桿均為剛溫度區(qū)段端部第二個(gè)柱間時(shí)，第一個(gè)柱間的所有系桿均為剛性系桿，其他情況的系桿可用性系桿，其他情況的系桿可用柔性系桿柔性系桿。 當(dāng)屋架間距當(dāng)屋架間距12m時(shí)

56、，將水平支撐全部布置在上弦平面內(nèi)時(shí)，將水平支撐全部布置在上弦平面內(nèi)并利用檁條作為支撐體系的壓桿和系桿，而作為下弦側(cè)向支并利用檁條作為支撐體系的壓桿和系桿，而作為下弦側(cè)向支承的系桿可用支于檁條的隅撐代替。承的系桿可用支于檁條的隅撐代替。（3）支撐桿件的計(jì)算）支撐桿件的計(jì)算 支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計(jì)；非交叉斜支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計(jì)；非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按照壓桿設(shè)計(jì)。桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按照壓桿設(shè)計(jì)。 對于如圖對于如圖.10所示的支撐桁架，通常將斜腹桿視為柔所示的支撐桁架，通常將斜腹桿視為柔性桿件，只能受拉，不能受壓。因而性桿件，只

57、能受拉，不能受壓。因而, ,受壓桿件退出工作受壓桿件退出工作, ,如如圖圖.10中虛線所示，每節(jié)間只有受拉的斜腹桿參與工作。中虛線所示，每節(jié)間只有受拉的斜腹桿參與工作。圖圖7.3.10 支撐桁架桿件的內(nèi)力計(jì)算簡圖支撐桁架桿件的內(nèi)力計(jì)算簡圖W/2W W W W W W W W/2W/2WWWWWW/2(a)(b)7.3.3 7.3.3 簡支屋架設(shè)計(jì)簡支屋架設(shè)計(jì) 屋架的內(nèi)力分析屋架的內(nèi)力分析(1)(1)基本假定基本假定 假定節(jié)點(diǎn)處的所有桿件軸線在同一平面內(nèi)相交于一假定節(jié)點(diǎn)處的所有桿件軸線在同一平面內(nèi)相交于一點(diǎn)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)中心節(jié)點(diǎn)中心)，而且各節(jié)點(diǎn)均為理想

58、鉸接。荷載集中作，而且各節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接。荷載集中作用于節(jié)點(diǎn)用于節(jié)點(diǎn)(屋架作用有節(jié)間荷載時(shí)，可將其分配到相鄰屋架作用有節(jié)間荷載時(shí)，可將其分配到相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn))。即。即簡化為桁架簡化為桁架。（2)2)局部彎矩的處理方法局部彎矩的處理方法 節(jié)間荷載引起的局部彎矩，一般采用簡化計(jì)算。節(jié)間荷載引起的局部彎矩，一般采用簡化計(jì)算。 當(dāng)屋架上弦桿有節(jié)間荷載作用時(shí)，上弦桿的局部彎矩可當(dāng)屋架上弦桿有節(jié)間荷載作用時(shí)，上弦桿的局部彎矩可近似地采用：端節(jié)間的正彎矩取近似地采用：端節(jié)間的正彎矩取0.8M0, ,其他節(jié)間的正彎矩和其他節(jié)間的正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎短節(jié)點(diǎn)負(fù)彎短( (包括屋脊節(jié)點(diǎn)包括屋脊節(jié)點(diǎn)) )取取0.

59、6M0，M0為將相應(yīng)弦桿節(jié)間為將相應(yīng)弦桿節(jié)間作為單跨簡支梁求得的最大彎矩。作為單跨簡支梁求得的最大彎矩。圖圖7.3.11 局部彎矩作用的計(jì)算簡圖局部彎矩作用的計(jì)算簡圖0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0(3) (3) 荷載組合荷載組合 與柱鉸接的屋架應(yīng)考慮下列荷載作用情況：與柱鉸接的屋架應(yīng)考慮下列荷載作用情況： 第一是第一是全跨荷載全跨荷載：所有屋架都應(yīng)進(jìn)行全跨滿載時(shí)的內(nèi)力計(jì)：所有屋架都應(yīng)進(jìn)行全跨滿載時(shí)的內(nèi)力計(jì)算。即全跨永久荷載算。即全跨永久荷載+ +全跨屋面活荷載或雪荷載全跨屋面活荷載或雪荷載( (取兩者的較大取兩者的較大值值)+)+全跨積灰荷載全

60、跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。有縱向天窗時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算懸掛吊車荷載。有縱向天窗時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算中間天窗處和天窗端壁處的屋架桿件內(nèi)力。中間天窗處和天窗端壁處的屋架桿件內(nèi)力。 第二是第二是半跨荷載：半跨荷載：全跨永久荷載全跨永久荷載+ +半跨屋面活荷載半跨屋面活荷載( (或半跨或半跨雪荷載雪荷載)+)+半跨積灰荷載半跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。采用大型混凝土屋面板懸掛吊車荷載。采用大型混凝土屋面板的屋架，尚應(yīng)考慮安裝時(shí)可能的半跨荷載：屋架及天窗架的屋架，尚應(yīng)考慮安裝時(shí)可能的半跨荷載：屋架及天窗架( (包括包括支撐支撐) )自重自重+ +半跨屋面板重半跨屋面板重+ +半跨屋面活荷載。采用半跨荷載是考