重型廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、會計(jì)學(xué)1重型廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重型廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖1 單層廠房結(jié)構(gòu)透視圖 圖中各構(gòu)件的名稱及功能見表，表中對比了兩種最常見廠房結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)及輕鋼型的構(gòu)成區(qū)別。另有一些單層廠房有天窗架、操作平臺等附加鋼結(jié)構(gòu)，其基本組成仍然同上表，只是根據(jù)實(shí)際需要加上附加結(jié)構(gòu)即可。二、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)受力體系單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的受力主要有三類：吊車荷載、風(fēng)荷載、其它豎向荷載。地震區(qū)還有地震作用。（一）吊車荷載的傳力過程如下圖所示（二）風(fēng)荷載的傳力過程如下圖所示 第二節(jié) 柱網(wǎng)布置 一、柱網(wǎng)布置的要求 單層廠房中橫向框架柱和縱向框架柱形成一個柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置主要是根據(jù)工藝、結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)的要求確定。此外還要考慮建筑內(nèi)其它部分與柱網(wǎng)的

2、協(xié)調(diào)，如基礎(chǔ)、地下管道、煙道、地坑等。 工藝要求柱的位置與車間內(nèi)機(jī)械、起重、運(yùn)輸設(shè)備相協(xié)調(diào)，符合生產(chǎn)流程，還要考慮生產(chǎn)過程的可能變動。例如，一個雙跨鋼結(jié)構(gòu)制造車間，其生產(chǎn)流程是零件加工。中間倉庫，拼焊連接順著廠房縱向進(jìn)行，但橫向需要連系，在中部要有橫向通道，因此中列柱中部柱距較大，見圖，部分中列縱向框架有托架，柱距為12米。結(jié)構(gòu)要求柱間距盡可能相等，通?？v向柱距為6米，跨度較大的橫向框架采用輕鋼結(jié)構(gòu)屋面及外墻時(shí)，縱向柱距可增大到7.5米、9米等。 圖 雙跨鋼結(jié)構(gòu)廠房柱網(wǎng)布置 柱距過大，屋蓋結(jié)構(gòu)和吊車梁重量增加；反之柱與基礎(chǔ)材料增多，因此要比較分析。但確定柱距時(shí)，要符合模數(shù)制。對于傳統(tǒng)廠房，以3

3、米為模數(shù)；對于新型的輕鋼廠房，模數(shù)的限制可適當(dāng)放寬，1米、1.5米均可。 二、溫度影響的考慮 當(dāng)廠房平面尺寸很大時(shí)，由于溫度影響會使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，并導(dǎo)致墻和屋面的破壞，因此要設(shè)橫向和縱向溫度縫，見圖。橫向溫度縫將廠房分成若干互不影響的溫度區(qū)段，溫度縫的最大間距一般為180-220米，后者為采暖廠房和非采暖區(qū)的廠房。若超出上述間距而不設(shè)溫度縫，則需計(jì)算溫度應(yīng)力。 溫度縫是將縱橫向框架完全斷開，在縫的兩邊分別設(shè)置相互沒有連系的框架，縫的間距1.02.0。這是對傳統(tǒng)維護(hù)材料的廠房而言的，對于輕鋼廠房，往往采用在維護(hù)板中消除溫度應(yīng)力的構(gòu)造措施來解決問題。因而可以減小縫的間距。 溫度縫兩邊的

4、框架間距可以保持原來的模數(shù)，此時(shí)每設(shè)一個溫度縫廠房長度將加大12米。同時(shí)建筑面積、屋面板類型、吊車梁類型、檁條類型均有所增加。也可以采用溫度縫中心線在框架間距模數(shù)尺寸內(nèi)，即溫度縫相鄰的兩框架間距略小于模數(shù)，使廠房總長度不變。縱向溫度縫與橫向溫度縫布置相同，整排縱向框架斷開，中間設(shè)互不連系的溫度縫，縱向溫度縫間距一般為100120米，即多跨廠房橫向總寬度較大時(shí)需設(shè)縱向溫度縫。但由于其構(gòu)造較復(fù)雜，有4個柱在縱、橫向溫度縫處相交，因此，可適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件而不設(shè)置縱向溫度縫。在輕鋼結(jié)構(gòu)屋蓋中，常采用可在一定范圍內(nèi)水平滑移的屋面板減小溫差效應(yīng)。 一、框架的類型 廠房的基本承重結(jié)構(gòu)通常采用框架體系。這種體

5、系能夠保證必要的橫向剛度，同時(shí)其凈空又能滿足使用上的要求。橫向框架按其靜力計(jì)算模式來分，主要有橫梁與柱鉸接（圖）和橫梁與柱剛接（圖）兩種情況。如按跨度來分，則有單跨、雙跨和多跨。 橫梁與柱鉸接的框架，在傳統(tǒng)廠房結(jié)構(gòu)中?？梢姷健Ｓ捎谄錂M向剛度較差，常不能滿足吊車使用上的要求，因此這種結(jié)構(gòu)類型現(xiàn)在很少采用。橫梁與柱剛接的框架具有良好的橫向剛度，但對于支座不均勻沉降及溫度作用比較敏感，需采取防止不均勻沉降的措施。輕鋼廠房采用的門式剛架屬于橫梁與柱剛接，而且由于結(jié)構(gòu)自重與傳統(tǒng)廠房相比大為減輕，故沉降問題不甚嚴(yán)重。因而是一種較好的結(jié)構(gòu)形式。 ccllk 21,bb （9-1） 框架跨度常采用3米的倍數(shù)，

6、即l=24m，27m，30m，33m，36m等。對于一般用途的電動橋式吊車和某些特殊用途的吊車，和的數(shù)值可參考表的數(shù)值選用，同時(shí)必須滿足：（9-2） 吊車和柱之間必要的空隙；框架邊柱和中柱上段柱的截面寬度。 式中， d吊車橋架尾部長度； 222111bmdcbmdc1m 1m 吊車外緣與廠房柱之間的凈空尺寸1應(yīng)不小于80（吊車起重量不大于500kN時(shí)）或不小于100（吊車起重量大于或等于750kN時(shí)）。對于冶金車間的吊車或重級工作制的吊車，當(dāng)在吊車和柱之間需要有足夠?qū)挼陌踩^道時(shí)，則不得小于400。如上段柱的截面寬度大于800時(shí)，則過道可以穿過柱內(nèi)的人孔，見圖，這時(shí)1的數(shù)值就不必加大。 框架從

7、柱腳底面到屋架下弦底部的距離（見圖）為： （9-3） 321hhhh 式（9-3）中h1尺寸為自吊車軌頂至起重小車頂?shù)臉蚣芸偢?，已加上由于考慮制造和安裝的可能誤差所留的空隙100，以及考慮屋架的撓曲和下弦支撐角鋼的下伸所留的空隙150200。 為從地面到吊車軌頂?shù)木嚯x，由生產(chǎn)要求決定， 一般為600的倍數(shù)。為柱腳底部在地面以下的深度，中型車間一般為0.81.0，重型車間為1.01.2。由地面到屋架下弦底部的高度 一般為300的倍數(shù)。 （即21hh ） 2h 3h 三、框架橫梁的形式及其應(yīng)用范圍 橫向框架的橫梁有實(shí)腹式和桁架式兩種。橫向框架的實(shí)腹式橫梁通常采用由三塊鋼板焊接成的工字形截面，兩端與

8、柱頂剛接形成門架，其高度約為跨度的1/251/45。它的優(yōu)點(diǎn)是建筑高度小，制造省工，運(yùn)輸方便。實(shí)腹式橫梁本身高度較小，故在輕鋼廠房中運(yùn)用較多。橫向框架上端為剛接的桁架式橫梁一般采用平行弦、梯形和多邊形的桁架，而為鉸接的桁架式橫梁則采用三角形桁架。 多邊形桁架和梯形桁架在重型廠房中應(yīng)用較廣。當(dāng)桁架跨度很大或屋面坡度較陡（1/41/5）時(shí)，可將天窗架范圍內(nèi)的上弦桿拉平或?qū)⑾孪移鸸埃妶D a）和c），以減小屋架中部的高度。圖中）所示的桁架，由于下弦起拱，對柱有推力，不利于結(jié)構(gòu)的安裝和受力，需加注意。 l l l l l l 為了保證桁架與柱的連接具有足夠剛度，桁架端部的高度 不宜過小，通常為跨度 的

9、1/101/16，并為200的倍數(shù)。桁架中部的適宜高度為 /8 /10。在確定桁架高度時(shí)尚應(yīng)考慮運(yùn)輸條件的限制。 桁架的腹桿通常采用有豎桿的三角形體系。節(jié)點(diǎn)劃分應(yīng)配合天窗的寬度和屋面板（或壓型鋼板）的經(jīng)濟(jì)跨度，其數(shù)目最好是4的倍數(shù)，以利支撐布置。且使所布置支撐與橫梁的夾角接近于45，以利支撐受力。當(dāng)桁架跨度較大、高度較高時(shí)，也可采用再分式腹桿體系。 1hl llll l四、廠房橫向框架柱的形式及其應(yīng)用范圍 廠房橫向框架柱按其形式可分為等截面柱、均勻變截面柱、臺階式柱和分離式柱。 等截面柱（圖）通常做成工字型截面，吊車梁支承在牛腿上。這種形式適用于吊車起重量小于200kN的車間。 均勻變截面柱（

10、圖）為變高度的H型截面，大量用于輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，經(jīng)濟(jì)性好，施工便利。 臺階式柱（圖及）在傳統(tǒng)型廠房中較為常用。有單階和雙階之分。 分離式柱（圖）將吊車支柱和組成橫向框架的支柱分離，其間用水平連系板連系起來。因?yàn)樗竭B系板在豎向的剛度與吊車柱抗壓剛度相比很小，故認(rèn)為吊車豎向荷載僅傳至吊車支柱而不傳給框架支柱。分離式柱一般較臺階式柱費(fèi)鋼材，上部剛度較小。但在吊車起重量較大而廠房高度小于18時(shí)，采用分離式柱比較經(jīng)濟(jì)；如果廠房有擴(kuò)建的可能，且擴(kuò)建時(shí)希望不受吊車荷載的牽制，則可采用分離式柱；在吊車荷載大而廠房用壓型鋼板做屋面板時(shí)，分離式柱也可能是較經(jīng)濟(jì)的。 廠房柱按其柱身的構(gòu)造， 可分為實(shí)腹柱和格構(gòu)柱，

11、格構(gòu)柱在制造上較為費(fèi)工，但當(dāng)柱的截面高度b1.0時(shí)，一般較實(shí)腹柱經(jīng)濟(jì)。 柱的截面高度b由柱的高度和荷載決定。對輕鋼廠房門架柱，其截面高度最大值與梁的高度最大值相同。對于傳統(tǒng)廠房框架柱，其截面高度按剛度要求確定， 等截面柱及臺階式柱下段的截面高度一般為車間高度的 1/151/20。當(dāng)?shù)踯嚍橹丶壒ぷ髦茣r(shí)，則為的1/151/17 及 1/111/14，前一范圍適用于較小的情況，后一范圍適用于較大的情況。臺階柱的上段通常是實(shí)腹的，由工字鋼做成或三塊鋼板焊成。 上段柱的截面高度等于該段柱高（吊車梁底到框架橫梁或桁架下弦的高度）的 1/101/12；當(dāng)?shù)踯嚍橹丶壒ぷ髦茣r(shí)，則為 1/81/10。如果在上段柱

12、的腹板中設(shè)人孔，則其截面高度至少為 800。分離式柱中的框架支柱的截面高度為車間高度的 1/151/20，吊車支柱的截面高度 （沿吊車梁方向） 約為其本身高度的 1/15。 廠房柱下段的截面寬度約為截面高度的 1/31/5，并不宜小于 0.30.4。 第四節(jié)第四節(jié) 支撐體系支撐體系 一、支撐體系的作用 單層廠房的支撐體系如圖所示，一座沒有設(shè)置支撐的單跨廠房結(jié)構(gòu)，受力后有以下一些重要問題： （1）屋架上弦出平面（垂直屋架平面）的計(jì)算長度等于屋架的跨度，實(shí)際上無法保證上弦出平面的穩(wěn)定性。在這里平行鋪設(shè)的檁條對弦桿不能起側(cè)向固定支撐的作用，因?yàn)楫?dāng)所有弦桿同步以半波形式側(cè)向鼓凸時(shí)，所有檁條也將隨之平移

13、而不起支撐作用。同樣，屋架下弦受拉桿件出平面的計(jì)算長度也太大，特別當(dāng)屋架端部剛接、端節(jié)間下弦桿受壓時(shí)，出平面穩(wěn)定問題就更為嚴(yán)重。 （2）作用在端墻上的水平風(fēng)力，一部分將由端墻抗風(fēng)柱傳遞至廠房端部屋架的下弦（或上弦）節(jié)點(diǎn)。如屋架的弦桿不與相鄰屋架的相應(yīng)的弦桿利用支撐組成水平桁架，則它在風(fēng)力作用下將發(fā)生水平彎曲，這是遠(yuǎn)非一般屋架的弦桿所能承受的。此外，由于柱沿廠房縱向的剛度很小，且柱與基礎(chǔ)的連接在這個方向近似鉸接，吊車梁又均簡支固定于柱上，因此由柱及吊車梁等構(gòu)件組成的縱向框架，在上述風(fēng)力及吊車的縱向制動力等作用下，將產(chǎn)生很大的縱向變形或振動，甚至有使廠房傾倒的危險(xiǎn)。 （3）當(dāng)某一橫向框架受到水平荷

14、載時(shí)（如吊車的橫向制動力），由于各個橫向框架之間沒有用在水平面中具有較大剛度的下弦縱向支撐連系起來，不能將荷載分布到鄰近的橫向框架上去，因此必須由這個橫向框架單獨(dú)承擔(dān)。這樣，結(jié)構(gòu)的橫向剛度將會顯得不足，側(cè)移和橫向振動較大，影響結(jié)構(gòu)的使用性能和壽命。 （4）由于托架在橫向水平方向的剛度極小，所以支撐在托架上的中間屋架不很穩(wěn)定，容易沿屋架軸向發(fā)生振動，托架也容易發(fā)生變形、失穩(wěn)。（5）在橫向框架之間的間距較大時(shí)須在框架柱之間設(shè)立墻架柱以承擔(dān)作用在縱（橫）向墻上的水平風(fēng)力，可是若無縱向（橫向）水平支撐，墻架柱的上端無法設(shè)支撐點(diǎn)。（6）在安裝過程中，由于屋架的跨度較大，而它的側(cè)向剛度又很小，故很容易傾倒

15、。（7）由于各個橫向框架之間缺乏連系，因此除了結(jié)構(gòu)的橫向和縱向剛度不足以外，如果廠房受到斜向或水平扭轉(zhuǎn)力時(shí)，則在局部或整體結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生較大的歪斜和扭動。由此可見，支撐體系是廠房結(jié)構(gòu)的重要組成部分。適當(dāng)而有效的布置支撐體系可將各個平面結(jié)構(gòu)連成空間整體，保證廠房結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和空間穩(wěn)定性來可靠地承擔(dān)所有的作用荷載，保證結(jié)構(gòu)的正常使用。 二、屋蓋支撐 常用的屋蓋支撐包括：屋架上弦橫向和縱向支撐，屋架下弦橫向和縱向支撐。屋架豎向支撐，天窗架支撐以及相應(yīng)的系桿等。 關(guān)于屋蓋支撐的作用、形式、布置、計(jì)算原則和構(gòu)造方法等詳見屋蓋知識點(diǎn)的內(nèi)容，這里不再重復(fù)。 三、柱間支撐 柱間支撐分為兩個部分：在吊

16、車梁以上的部分稱為上層支撐，吊車梁以下的部分稱為下層支撐。（一）柱間支撐沿廠房長度方向的布置 1下層支撐 當(dāng)采用壓型鋼板等在廠房縱向有一定變形能力的維護(hù)材料時(shí)，一般上下層支撐同時(shí)布置在廠房兩端（或近端跨），如下圖 c)。 當(dāng)采用傳統(tǒng)的剛度較大的維護(hù)材料為墻和屋面時(shí)，下層支撐應(yīng)布置在溫度區(qū)段的中部，使廠房結(jié)構(gòu)在溫度變化時(shí)能較自由地從支撐架向兩面伸縮，從而減小縱向構(gòu)件及支撐架中的溫度應(yīng)力。但此時(shí)所有的縱向水平力均需通過吊車梁傳遞。溫度區(qū)段長度小于90的廠房，可以在區(qū)段的中央設(shè)置一道柱間支撐（圖 a）；區(qū)段長度超過90m時(shí)，則應(yīng)在長度的1/3處各布置一道柱間支撐（圖 b），以免傳力路線太長而影響結(jié)構(gòu)

17、的縱向剛度。 在短而高的廠房中，下層支撐也可布置在廠房的兩端（圖 c）。 2上層支撐 上層支撐應(yīng)布置在溫度區(qū)段的兩端以及有下層支撐的開間中（圖）。為了傳遞從屋架下弦橫向支撐傳來的縱向風(fēng)載，在溫度區(qū)段的兩端設(shè)置上層支撐是必要的。由于上段柱的剛度一般都較小，不會引起很大的溫度應(yīng)力，因此可在溫度區(qū)段的兩端設(shè)置單斜桿式的上層支撐。其余上層支撐可采用交叉腹桿體系或其他形式。 （二）柱間支撐形式 1下層支撐 下層支撐以交叉腹桿體系最為經(jīng)濟(jì)且剛度較大。在某些車間中，往往由于生產(chǎn)上的要求，不可能采用交叉腹桿體系的下層支撐。在這種情況下，門式支撐（下圖 a、b、c）是最常用的一種。這種支撐形式可以利用吊車梁作為

18、門框式支撐的橫梁（圖 a及b），也可另設(shè)橫梁（圖 c）。但是，將支撐直接連在吊車梁上（圖 a）不是一種很好的方案，因?yàn)檫@時(shí)支撐構(gòu)件除了承受縱向水平風(fēng)載和吊車縱向制動力外，還要承受巨大的吊車豎向荷載，所以很費(fèi)鋼材，而且在構(gòu)件截面組合和構(gòu)造方面也存在許多困難。圖 b所示的支撐形式避免了上述不足，但支撐構(gòu)件的計(jì)算長度很大，因此其中部分桿件可按拉桿設(shè)計(jì)（圖 b中實(shí)線所示），此時(shí)圖中虛線桿件則退出工作。另外設(shè)橫梁的門框式支撐（圖 c），由于能很好的滿足剛度以及構(gòu)造方面的要求，用鋼量相對較節(jié)約，所以比較常用。 2上層支撐 上層支撐形式有十字交叉形、八字形和人字形等，而以十字交叉形最為構(gòu)造簡單、傳力直接和節(jié)

19、約材料，因此使用最為普遍。 （三）柱間支撐在柱側(cè)面的位置 柱間支撐在柱截面上的位置按下述原則確定。等截面柱的上下層柱間支撐以及臺階式柱的上層支撐應(yīng)布置在柱的軸線上（圖 a、b、c中虛線所示）；若有人孔時(shí)，則移向兩側(cè)布置（圖d）。在臺階式邊列柱的下層支撐，若外緣有大型板材或墻梁等構(gòu)件牢固連接時(shí)，支撐可只沿柱的內(nèi)緣布置（圖a）；否則內(nèi)外緣兩側(cè)均需布置。在中列柱中，柱的兩側(cè)均需布置下層支撐（圖b），且在柱兩側(cè)布置的支撐之間需用桿件連系起來（圖e）。（四）柱間支撐的計(jì)算原則 柱間上層支撐主要承擔(dān)屋架上、下弦橫向支撐傳來的縱向風(fēng)力，有時(shí)還承擔(dān)作用于廠房縱向的其他水平荷載，如固定于廠房上的管道設(shè)備的縱向推

20、力等。 柱間下層支撐承受山墻抗風(fēng)桁架傳來的縱向風(fēng)載和吊車縱向制動力，連于吊車梁上的門框式支撐（圖 a）還要承受豎向的吊車荷載。 上層支撐計(jì)算時(shí)，為避免由于支撐剛度過大，而引起較大的溫度應(yīng)力，支撐腹桿按柔性拉桿計(jì)算。交叉體系的下層支撐當(dāng)?shù)踯囕^小時(shí)一般用圓鋼，吊車較大時(shí)通常由角鋼或槽鋼。交叉斜桿常按拉桿設(shè)計(jì)，但為了提高廠房的縱向剛度，當(dāng)?shù)踯囕^大時(shí)應(yīng)按壓桿設(shè)計(jì)。 支撐與柱的連接一般采用焊接連接或高強(qiáng)度螺栓連接。當(dāng)采用焊接時(shí)，焊縫厚度不宜小于6mm，焊縫長度不宜小于80mm。為了安裝方便，在安裝節(jié)點(diǎn)處的每一支撐桿件的端部設(shè)有兩個安裝螺栓。支撐與柱的連接節(jié)點(diǎn)如圖所示。 在工業(yè)與民用房屋建筑中，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)

21、主要由屋面板、檁條、屋架、托架、天窗架和支撐等構(gòu)件組成。 屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)布置，而柱網(wǎng)布置則取決于建筑物工藝要求和經(jīng)濟(jì)要求。當(dāng)屋架跨度較大時(shí)，為了采光和通風(fēng)需要，屋蓋上常設(shè)置天窗。當(dāng)柱網(wǎng)間距較大，超出屋面板長度時(shí)，應(yīng)設(shè)置中間屋架和柱間托架，中間屋架的荷載通過托架傳給柱（圖）。 屋架與屋架之間應(yīng)布置支撐，以增強(qiáng)屋架的側(cè)向剛度，傳遞水平荷載和保證屋蓋體系的整體穩(wěn)定。因此屋蓋支撐是屋蓋結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。 （二）屋蓋體系分類 根據(jù)屋面材料和屋面布置情況屋蓋可分為無檁屋蓋和有檁屋蓋兩種。 當(dāng)屋面采用大型屋面板時(shí)，屋面荷載可直接通過大型屋面板傳遞給屋架而無需通過檁條，這種屋蓋體系稱為無檁

22、屋蓋（圖）。當(dāng)屋面采用輕型材料如石棉瓦、瓦楞鐵、壓型鋼板和鐵絲網(wǎng)水泥槽板等時(shí)，屋面荷載要通過檁條再傳遞給屋架，這種屋蓋體系稱為有檁屋蓋（圖）。 無檁屋蓋體系和有檁屋蓋體系各有優(yōu)缺點(diǎn)。無檁屋蓋體系優(yōu)點(diǎn)是屋蓋橫向剛度大，整體性好，構(gòu)造簡單，施工方便等；其缺點(diǎn)是屋蓋自重大，不利于抗震，其多用于有橋式吊車的廠房屋蓋中。有檁屋蓋體系優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件重量輕，用料?。黄淙秉c(diǎn)是屋蓋構(gòu)件數(shù)量較多，構(gòu)造較復(fù)雜，整體剛度較差。屋蓋結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)建筑物使用或工藝要求，并綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素來確定。 支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支承點(diǎn)，減小弦桿在平面外的計(jì)算長度，增強(qiáng)受壓上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定，并使受拉下弦桿保持足夠的側(cè)向剛度，減小其在

23、某些動力荷載作用下產(chǎn)生的屋架平面外的受迫振動。 屋蓋支撐還可將作用于山墻的風(fēng)荷載，懸掛吊車水平荷載及地震作用傳遞給房屋的下部支承結(jié)構(gòu)。 另外，在安裝鋼屋架時(shí)，首先吊裝有橫向支撐的兩榀屋架，將支撐和檁條與之連系形成穩(wěn)定體系，然后再吊裝其他屋架與之相連。（二）屋蓋支撐布置 屋蓋支撐根據(jù)布置的位置可分為五種：上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。各種支撐布置如圖所示。 1.上弦橫向水平支撐 在有檁屋蓋體系或無檁屋蓋體系一般都應(yīng)設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐，當(dāng)有天窗架時(shí)，天窗架也應(yīng)設(shè)置橫向水平支撐。 上弦橫向水平支撐布置在房屋兩端或在溫度縫區(qū)段的兩端的第一柱間或第二柱間。橫

24、向支撐的間距不宜超過60m，因而當(dāng)房屋長度超過60m時(shí),在房屋長度中間還應(yīng)設(shè)置一道或幾道支撐。2.下弦橫向水平支撐 當(dāng)屋架跨度18m時(shí)；屋架跨度雖小于18m,但屋架下弦設(shè)有懸掛吊車時(shí)；廠房內(nèi)設(shè)有噸位較大的橋式吊車或其他振動設(shè)備時(shí)；山墻抗風(fēng)柱支承于屋架下弦時(shí)，都應(yīng)設(shè)置下弦橫向水平支撐。 下弦橫向水平支撐應(yīng)與上弦橫向水平支撐同一柱間內(nèi)，以便形成穩(wěn)定的空間體系。3.下弦縱向水平支撐 當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有重級工作制吊車或起重噸位較大的中，輕級工作制吊車時(shí)；房屋內(nèi)設(shè)有鍛錘等大型振動設(shè)備時(shí)；屋架下弦設(shè)有縱向或橫向吊軌時(shí)；屋蓋設(shè)有托架和中間屋架時(shí)；房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高時(shí)，都應(yīng)設(shè)置下弦縱向水平支撐。 下

25、弦縱向水平支撐應(yīng)設(shè)在屋架下弦端節(jié)間內(nèi)，與上弦橫向水平支撐組成封閉的支撐體系，提高了屋蓋的整體剛度。5.系桿 系桿的作用是保證無橫向支撐的其他屋架的側(cè)向穩(wěn)定，充當(dāng)屋架上下弦的側(cè)向支撐點(diǎn)。系桿有剛性系桿和柔性系桿。能承受壓力的為剛性系桿，只能承受拉力的為柔性系桿。 上弦平面內(nèi)，檁條和大型屋面板均可起剛性系桿作用，因而可在屋架的屋脊和支座節(jié)點(diǎn)處設(shè)置剛性系桿。下弦平面內(nèi)，可在屋架下弦的垂直支撐處設(shè)置柔性系桿。 當(dāng)房屋處于地震區(qū)時(shí)，支撐應(yīng)有所加強(qiáng)，具體應(yīng)按抗震規(guī)范的規(guī)定設(shè)置。 三角形屋架（圖a）主要用于屋面坡度較大的有檁屋蓋結(jié)構(gòu)中，或中、小跨度的輕型屋面結(jié)構(gòu)中。這種屋架多與柱子鉸接連接，因此房屋橫向剛度

26、較小。由于三角形屋架的外形與均布荷載的彎矩圖不相適應(yīng)，因而弦桿的內(nèi)力變化較大，支座處弦桿內(nèi)力最大，在跨中最小，故弦桿截面不能充分發(fā)揮作用。若荷載和跨度較大時(shí)，采用三角形屋架就不太經(jīng)濟(jì)。 梯形屋架（圖b）的外形與彎矩圖比較接近，因而弦桿內(nèi)力沿屋架跨度分布比較均勻，受力情況較三角形好，腹桿較短，與柱子的連接既可做成剛接，也可做成鉸接。這種屋架一般用于屋面坡度較小的屋蓋結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)已成為工業(yè)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)的基本形式。)(011. 012. 0mLPw2/mkN 在理想的鉸接屋架中， 桿件在屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)是節(jié)點(diǎn)中心之間的距離。 但實(shí)際上屋架各桿件是通過節(jié)點(diǎn)板焊接在一起的，節(jié)點(diǎn)具有一定剛度，再加上受

27、拉桿件的約束，所以節(jié)點(diǎn)不是真正的鉸接，而是一種介于剛接和鉸接的彈性嵌固。節(jié)點(diǎn)上的拉桿數(shù)量越多，拉力和拉桿的線剛度越大，則嵌固程度也越大，壓桿的計(jì)算長度就越小。普通鋼屋架的上下弦桿、支座豎桿和端斜桿的兩端節(jié)點(diǎn)上壓桿多、拉桿少，桿件本身線剛度又大，所以節(jié)點(diǎn)的嵌固程度較弱，同時(shí)考慮到這些桿件在屋架中較重要，可偏安全地視為鉸接，計(jì)算長度可取為節(jié)點(diǎn)間的軸線長度， 即llx0； 對于其他腹桿， 由于一端與上弦桿相連，嵌固作用不大，可視為鉸接，另一端與下弦桿相連，受其他受拉桿件的約束作用， 嵌固程度較大， 計(jì)算長度取lly8 . 00（圖） 。 在屋架平面外，上下弦桿的計(jì)算長度應(yīng)取屋架側(cè)向支撐節(jié)點(diǎn)之間的距離

28、。對于上弦桿，在有檁屋蓋中檁條與支撐的交叉點(diǎn)不相連時(shí)（圖） ，此距離為10lly，1l是支撐節(jié)點(diǎn)的距離；當(dāng)檁條與支撐交叉點(diǎn)相連時(shí)，則2/10lly，即檁距。在無檁屋蓋中，根據(jù)施工情況，當(dāng)不能保證大型屋面板與屋架上弦的焊點(diǎn)質(zhì)量時(shí)，上弦桿在平面外的計(jì)算長度可偏安全地取為支撐節(jié)點(diǎn)之間的距離；反之，上弦桿在平面外的計(jì)算長度可取兩塊屋面板寬，但不大于 3m。屋架下弦桿的計(jì)算長度取10lly，1l是側(cè)向支撐節(jié)點(diǎn)的距離， 視下弦支撐及系桿設(shè)置而定。由于節(jié)點(diǎn)板在屋架平面外的剛度很小，當(dāng)腹桿平面外屈曲時(shí)只起板鉸作用，腹桿在屋架平面外的計(jì)算長度取其兩端節(jié)點(diǎn)間距l(xiāng)ly0。 當(dāng)屋架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離為節(jié)間長度的兩

29、倍， 且兩個節(jié)間弦桿的內(nèi)力不相等時(shí)（圖） ，弦桿在平面外的計(jì)算長度按下式計(jì)算： 121025. 075. 0NNlly 式中 1N較大的壓力； 2N較小的壓力或拉力， 計(jì)算時(shí)取壓力為正， 拉力為負(fù)。 按上式算得的105 . 0 lly時(shí)，取105 . 0 lly。 同時(shí)， 對于芬克式屋架和再分式腹桿體系中的受壓桿件及 K 型腹桿體系中的豎桿（圖 a,b,c）在屋架平面外的計(jì)算長度也按上式計(jì)算。 但在屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度則取節(jié)間長度。 當(dāng)為交叉腹桿時(shí)， 在屋架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心到交叉點(diǎn)間的距離。 在屋架平面外的計(jì)算長度則與桿件的受力性質(zhì)和交叉點(diǎn)的連接構(gòu)造有關(guān)，可按下列規(guī)定采用： 壓桿：

30、 當(dāng)相交的另一桿受拉， 且兩桿的交叉點(diǎn)均不中斷時(shí)為 0.5l； 當(dāng)相交的另一桿受拉， 兩桿中有一桿中斷并以節(jié)點(diǎn)板搭接時(shí)為 0.7l； 其他情況為l。 拉桿：均取l，l為節(jié)點(diǎn)中心間的距離，但須注意交叉點(diǎn)不作為節(jié)點(diǎn)考慮。 當(dāng)兩交叉桿都受壓時(shí)，不宜有一桿中斷。當(dāng)確定交叉腹桿中單角鋼壓桿斜平面內(nèi)的長細(xì)比時(shí)， 計(jì)算長度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心至交叉點(diǎn)間的距離。 為了保證鋼屋架桿件在運(yùn)輸、 安裝和使用階段的正常工作，無論壓桿或拉桿都應(yīng)滿足一定的剛度要求，即符合規(guī)范規(guī)定的容許長細(xì)比。鋼屋架桿件的容許長細(xì)比，對壓桿一般為 150，支撐的受壓桿件一般為 200，拉桿為 350，支撐的受拉桿件為 400。 普通鋼屋架的桿件一

31、般采用等肢或不等肢角鋼組成的T 形截面或十字形截面。這些截面的兩個主軸回轉(zhuǎn)半徑與桿件在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度相配合， 以滿足用料經(jīng)濟(jì)、連接方便且具有必要的承載能力和剛度等幾方面的要求。 對于屋架上弦桿， 因屋架平面外計(jì)算長度往往是屋架平面內(nèi)計(jì)算長度的兩倍，要滿足等穩(wěn)性要求，即yx，必須使xyii2， 上弦宜采用兩個不等肢角鋼短肢相并而成的 T 形截面形式（圖 b） ，因?yàn)槠涮攸c(diǎn)是xyii)9 . 26 . 2(，因此采用這種截面可使兩個方向的長細(xì)比比較接近。當(dāng)有節(jié)間荷載作用時(shí)，為提高上弦在屋架平面內(nèi)的抗彎能力， 宜采用不等肢角鋼長肢相并的 T 形截面（圖 c） 。 對于受拉下弦桿，平面外

32、的計(jì)算長度比較大，此時(shí)可采用兩個不等肢角鋼短肢相并或等肢角鋼組成的 T 形截面（圖 b 或 a） 。 對于屋架的支座斜桿及豎桿，由于它在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度相等，應(yīng)使截面的yxii ，因而可采用兩個不等肢角鋼長肢相并而成的 T 形截面（圖 c） ，因其特點(diǎn)是xyii)0 . 175. 0(，這樣可使兩個方向的長細(xì)比較接近。 屋架中其他腹桿，因?yàn)閘lx8 . 00，lly0，即xyll0025. 1，所以宜采用兩個等肢角鋼組成的 T 形截面（圖 a） ，因其特點(diǎn)是xyii)5 . 13 . 1 (，這樣使兩個方向的長細(xì)比比較接近。 與豎向支撐相連的豎腹桿宜采用兩個等肢角鋼組成的十字形截面

33、（圖 d） ，使豎向支撐與屋架節(jié)點(diǎn)連接不產(chǎn)生偏心作用。對于受力特別小的腹桿也可采用單角鋼截面。 為了保證兩個角鋼組成的桿件共同作用， 應(yīng)在兩角鋼相并肢之間每隔一定距離設(shè)置墊板，并與角鋼焊住（圖） 。墊板厚度與節(jié)點(diǎn)板相同，寬度一般取 5080mm，長度比角鋼肢寬大 1520mm，以便于與角鋼焊接。墊板間距在受壓桿件中不大于 40i， 在受拉桿件中不大于 80i.在 T 形截面中為一個角鋼對平行于墊板自身重心軸 1-1 的回轉(zhuǎn)半徑（圖 a） ，在十字形截面中為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑（圖 b） 。在桿件的計(jì)算長度范圍內(nèi)至少設(shè)置兩塊墊板，如果只在中央設(shè)置一塊，則墊板處剪力為零而不起作用。 目前在國內(nèi)外

34、的實(shí)際工程中也有用焊接或軋制的 T形截面取代雙角鋼組成的 T 形截面，特別是屋架的弦桿。該截面的優(yōu)點(diǎn)在于翼緣的寬度大，可達(dá)到等穩(wěn)性要求，另外可減小節(jié)點(diǎn)板尺寸和省去墊板等，因而比較經(jīng)濟(jì)。除了上述截面外，一些跨度和荷載較大的桁架往往采用鋼管和寬翼緣 H 型鋼截面，近年來在國內(nèi)外也得到了廣泛的應(yīng)用。 選擇屋架桿件截面時(shí)，應(yīng)注意選用肢寬而壁薄的角鋼，以增大其回轉(zhuǎn)半徑，但須保證其局部穩(wěn)定。屋架弦桿一般采用等截面，但對跨度大于 24m 且弦桿內(nèi)力相差較大的屋架，為了節(jié)省鋼材，可根據(jù)內(nèi)力大小，在適當(dāng)節(jié)間處改變弦桿截面， 但以改變一次為宜， 否則制造工作量加大， 反而不經(jīng)濟(jì)。改變弦桿截面時(shí)，可保持角鋼厚度不變

35、而改變肢寬，以方便弦桿連接的構(gòu)造處理。 普通鋼屋架中所采用的角鋼規(guī)格不宜小于 L45x5 或L56x36x4。為了便于鋼材備料，在同一榀屋架中角鋼規(guī)格不宜過多，一般為 56 種。 屋架桿件內(nèi)力可按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求得， 然后根據(jù)受力性質(zhì)選擇截面和進(jìn)行驗(yàn)算。 軸心拉桿： 強(qiáng)度驗(yàn)算公式為： fANn 式中 N軸向拉力； nA桿件的凈截面面積； f鋼材的抗壓、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 軸心壓桿： 強(qiáng)度驗(yàn)算公式同軸心拉桿， 在截面無削弱時(shí)， 可不必進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 穩(wěn)定驗(yàn)算公式為： fAN 式中 N軸向壓力； A桿件的毛截面面積； 軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)。 選擇截面時(shí)， 對于拉桿可根據(jù)內(nèi)力和材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值求出所需的凈截面

36、積，然后從角鋼規(guī)格表中選出合適的角鋼。對于壓桿，由于上式中A、都是未知值，因此不能由上式）直接計(jì)算出所需的截面。 可先假定長細(xì)比=60100 （弦桿）或=80120（腹桿） ，由查表得到值，代入上式即得所需的面積A，同時(shí)算出/0 xxli ，/0yyli ，然后從角鋼規(guī)格表中選擇合適的角鋼，查得實(shí)際所用角鋼的A、xi和yi ，并按實(shí)際情況進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。若不合適，則還需重新選擇角鋼，重新驗(yàn)算，直到合適為止。 壓彎或拉彎桿件： 上弦和下弦有節(jié)間荷載時(shí)， 可根據(jù)軸心力和局部彎矩按壓彎和拉彎桿件進(jìn)行計(jì)算。 承受靜力荷載或間接承受動力荷載的壓彎或拉彎的弦桿，其強(qiáng)度計(jì)算公式為： fWMANnxxxn 式中

37、 x截面塑性發(fā)展系數(shù)； xM所考慮節(jié)間上下弦桿的跨中正彎矩或支座負(fù)彎矩； nxW彎矩作用平面內(nèi)受壓或受拉最大纖維的凈截面抵抗矩。 當(dāng)直接承受動力荷載時(shí)， 不能考慮塑性，按上式計(jì)算強(qiáng)度時(shí)取0 . 1x。 壓彎弦桿穩(wěn)定計(jì)算需考慮彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外，其在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算公式為： fNNWMANExxxxmxx8 . 011 式中 x彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； ExN歐拉臨界力，22/xExEAN； xW1彎矩作用平面內(nèi)受壓最大纖維的毛截面抵抗矩； mx等效彎矩系數(shù)，當(dāng)節(jié)間中點(diǎn)有橫向集中荷載作用時(shí)， ExmxNN /2 . 01；其他荷載情況時(shí)，0 . 1mx。 在彎矩

38、作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算公式為： fWMANxbxtxy1 式中 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； b受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)； tx等效彎矩系數(shù)，取0 . 1tx。 所有桿件截面都應(yīng)滿足容許長細(xì)比的要求： 對于雙角鋼組成的 T 形截面： xxxil0 yyyil0 對于十字形截面和單角鋼截面： min0ilx 對于屋架中內(nèi)力很小的腹桿和按構(gòu)造需要設(shè)置的桿件可按容許長細(xì)比來選擇截面而無須驗(yàn)算。 當(dāng)不符合上述要求時(shí)或節(jié)點(diǎn)處有較大的偏心彎矩時(shí)，應(yīng)根據(jù)交匯于節(jié)點(diǎn)的各桿延剛度，將偏心彎矩分配到各桿件（圖） 。 MKKMiii 式中 iM所計(jì)算桿件承擔(dān)的彎矩； iK所計(jì)算桿件的延剛度，iiilIK/；

39、iK匯交于該節(jié)點(diǎn)的各桿件延剛度之和； M節(jié)點(diǎn)偏心彎矩，eNNM)(21。 在算得的iM后，按偏心受力桿件計(jì)算各桿強(qiáng)度及穩(wěn)定。 屋架桿件用節(jié)點(diǎn)板連接時(shí)，弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的凈距，不宜小于 20mm（圖） 。 直接支承大型鋼筋混凝土屋面板而角鋼肢又較薄的上弦角鋼可按圖所示方法予以加強(qiáng)。 屋架桿件端部切割宜與其軸線垂直（圖 a） 。為了減小節(jié)點(diǎn)板的尺寸，也可采用斜切（圖 b,c） ，但絕不容許采用圖 d 所示的切割形式。 節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸根據(jù)所連桿件及所需連接焊縫長度確定。為了節(jié)約鋼材和減少切割工作量，節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)盡量簡單而有規(guī)則，如采用矩形、梯形或平行四邊形等（圖） ，一般至少有兩邊平

40、行。節(jié)點(diǎn)板不應(yīng)有凹角，以免有嚴(yán)重的應(yīng)力集中。 節(jié)點(diǎn)板的尺寸應(yīng)盡量使連接焊縫中心受力，如圖 a所示。圖 b 所示的節(jié)點(diǎn)板左側(cè)邊緣應(yīng)力可能過大，且焊縫受力有偏心，因此不宜采用。 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保證弦桿與腹桿的內(nèi)力能安全地傳遞。 節(jié)點(diǎn)板上應(yīng)力分布比較復(fù)雜， 一般不作計(jì)算。通常節(jié)點(diǎn)板的厚度可腹桿 （梯形屋架） 或弦桿 （三角形屋架）的最大內(nèi)力按下表取用。節(jié)點(diǎn)板的最小厚度為 6mm。在同一榀屋架中，除支座處節(jié)點(diǎn)板比其他節(jié)點(diǎn)板厚 2mm 外，全屋架所有節(jié)點(diǎn)板的厚度應(yīng)相同。 節(jié)點(diǎn)板不得作為拼接弦桿用的主要傳力桿件。 節(jié)點(diǎn)板的平面尺寸還應(yīng)適當(dāng)考慮制作和裝配的誤差。 梯形屋架腹桿或三角形屋架弦桿最大內(nèi)

41、力（KN） Q235 150 160250 260400 410550 560750 760950 9501250 12601550 鋼 號 Q345 200 210300 310450 460600 610800 8101000 1010 1300 13101600 節(jié)點(diǎn)板厚度（mm） 6 8 10 12 14 16 18 20 屋架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表 2.節(jié)點(diǎn)的計(jì)算與構(gòu)造 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括確定節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，計(jì)算連接焊縫的長度和焊腳尺寸以及確定節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸。下面具體介紹屋架各典型節(jié)點(diǎn)的計(jì)算。 上弦節(jié)點(diǎn)（圖） 腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按各腹桿的內(nèi)力計(jì)算： 肢背 wffwfhNKl7 . 021 肢尖

42、 wffwfhNKl7 . 022 式中 N腹桿的軸力； wff角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； fh角焊縫的焊腳尺寸； 21,KK角鋼肢背和肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)； wwll ,分別為角鋼肢背和肢尖的焊縫計(jì)算長度，對每條焊縫取其實(shí)際長度減 10mm。 由于上弦節(jié)點(diǎn)有集中荷載作用，例如檁條傳來的集中荷載，因而在計(jì)算上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時(shí)，應(yīng)考慮上弦桿與集中荷載的共同作用。 為了使上弦節(jié)點(diǎn)能擱置屋面板或檁條，常常將節(jié)點(diǎn)板頂部凹進(jìn)在弦桿角鋼背面以下并采用塞焊縫連接 （圖） ， 這時(shí)塞焊縫可作為兩條角焊縫計(jì)算，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以 0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可假定節(jié)點(diǎn)荷載 P 由塞焊縫來承受，弦桿內(nèi)力差21NNN由

43、節(jié)點(diǎn)板與上弦角鋼肢尖的角焊縫承受，并同時(shí)考慮由此產(chǎn)生的偏心力矩eNNM)(21，e是上弦角鋼肢尖到弦桿軸線的距離。 上弦肢背塞焊縫計(jì)算： wfwffflhP8 . 07 . 0222. 1 上弦肢尖角焊縫計(jì)算： wfNflhN 7.02 27 . 026wfMflhM wfNffMff22 式中 wflh ,角鋼肢背塞焊縫的焊腳尺寸和每條焊縫長度； wflh ,角鋼肢尖角焊縫的焊腳尺寸和每條焊縫長度。 下弦節(jié)點(diǎn)（圖） 腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算與上弦節(jié)點(diǎn)相同。 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，當(dāng)節(jié)點(diǎn)上無外荷載時(shí)，由于弦桿的大部分軸力由角鋼傳遞， 因而僅傳遞下弦相鄰節(jié)間的內(nèi)力差21NNN，通常N很小，所

44、需焊縫可按構(gòu)造要求在節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)進(jìn)行滿焊。 弦桿拼接節(jié)點(diǎn) 屋架弦桿的拼接有兩種：工廠拼接和工地拼接。前者是當(dāng)角鋼長度不足時(shí)而設(shè)的桿件接頭， 宜設(shè)在桿件內(nèi)力較小的節(jié)間。后者是由于屋架過長受運(yùn)輸條件限制而設(shè)的安裝接頭，通常設(shè)在節(jié)點(diǎn)處。 屋架上弦一般都在屋脊節(jié)點(diǎn)處用兩根與上弦截面相等的拼接角鋼而作的一個工地拼接（圖） 。兩拼接角鋼需熱彎成型，當(dāng)屋面坡度較大且角鋼肢較寬不易彎折時(shí)，可將拼接角鋼的豎肢切口再彎曲后對焊。為了使拼接角鋼和弦桿之間能帖緊而便于施焊，需將拼接角鋼的棱角鏟去，還要把豎向肢切去mmhtf5（式中 t 為拼接角鋼的肢厚） 。拼接角鋼的截面削弱可由節(jié)點(diǎn)板來補(bǔ)償。 拼接角鋼的長度由焊縫長

45、度計(jì)算確定。焊縫計(jì)算長度按被連弦桿的最大內(nèi)力計(jì)算，并平均分配給四條連接焊縫。每條焊縫的計(jì)算長度為： wffwfhNl7 . 04 焊縫的實(shí)際長度應(yīng)為計(jì)算長度加 10mm，因而拼接角鋼的長度應(yīng)為兩倍的焊縫實(shí)際長度加上10mm， 10mm 是空隙尺寸?？紤]到拼接節(jié)點(diǎn)的剛度，拼接角鋼的長度應(yīng)不小于600mm。 計(jì)算弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時(shí)，假定節(jié)點(diǎn)荷載 P 由上弦角鋼肢背處的塞焊縫承受，按塞焊縫計(jì)算公式計(jì)算。上弦角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接計(jì)算則按上弦內(nèi)力的 15%計(jì)算，且考慮該力所產(chǎn)生的彎矩NeM15. 0。計(jì)算公式為： wfNflhN7 . 02015. 0 27 . 026wfMflhM wfNff

46、Mff22 當(dāng)屋架跨度較大時(shí)，一般將屋架分成兩個單元運(yùn)輸，如果左半邊的的上弦桿、豎桿和斜桿與節(jié)點(diǎn)板的連接用工廠拼接，則右半邊的上弦桿、斜桿與節(jié)點(diǎn)板的連接用工地拼接。拼接角鋼與上弦的連接全用工地拼接。為了便于現(xiàn)場拼裝，拼接節(jié)點(diǎn)需設(shè)置臨時(shí)性的安裝螺栓。 下弦的拼接節(jié)點(diǎn)一般用與下弦桿規(guī)格尺寸相同的角鋼來拼接。拼接方式與上弦的拼接節(jié)點(diǎn)相同（圖） 。拼接角鋼也需切豎肢、鏟棱角，截面的削弱由節(jié)點(diǎn)板補(bǔ)償。如果下弦的內(nèi)力很大，為了避免增加節(jié)點(diǎn)板的負(fù)擔(dān)，可采用比下弦角鋼肢厚大一級的拼接角鋼。 拼接角鋼與下弦的連接焊縫按下弦截面積等強(qiáng)度計(jì)算，在拼接節(jié)點(diǎn)一邊每條焊縫的計(jì)算長度為： wffwfhAfl7 . 04 式

47、中 A下弦角鋼截面面積總和； f下弦角鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫， 可按兩側(cè)下弦較大內(nèi)力的 15%和兩側(cè)下弦的內(nèi)力差兩者中的較大值來計(jì)算， 但當(dāng)拼接節(jié)點(diǎn)處有外荷載作用 （如懸掛吊車荷載）時(shí)，則按該較大值與外荷載的合力進(jìn)行計(jì)算。 支座節(jié)點(diǎn) 屋架與柱的連接既可做成簡支（圖）也可做成剛接（圖） 。支承于鋼筋混凝土柱或磚柱上的屋架為簡支，而支承于鋼柱上的屋架為剛接。 簡支屋架的支座節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)板、加勁肋、支座底板和錨栓等幾部分。加勁肋的作用是加強(qiáng)支座底板的剛度，以便均勻地傳遞支座反力并提高支座節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度。加勁肋一般設(shè)在支座節(jié)點(diǎn)的中心處，使其軸線與支座反力作用線重合。加勁肋高度和厚度應(yīng)分

48、別與節(jié)點(diǎn)板的高度和厚度相同。為了便于節(jié)點(diǎn)焊縫施焊，下弦角鋼水平肢與支座底板間的凈距應(yīng)不小于下弦水平肢的寬度，也不小于 130mm。 錨栓預(yù)埋于鋼筋混凝土柱中（或混凝土墊塊中） ，以固定底板。錨栓的直徑一般取 2025mm；為便于安裝時(shí)調(diào)整位置，底板上的錨栓孔直徑一般取錨栓直徑的22.5 倍，可開成圓孔或半圓帶矩形開口孔。當(dāng)屋架安裝完畢后，將墊圈套在錨栓上與底板焊牢以固定屋架，墊圈的孔徑比錨栓直徑大 12mm，厚度可與底板相同。 簡支屋架的支座節(jié)點(diǎn)的傳力路徑是：屋架桿件的內(nèi)力通過連接焊縫傳給節(jié)點(diǎn)板，然后由節(jié)點(diǎn)板和加勁肋把力傳給支座底板，最后傳給柱子。因而支座節(jié)點(diǎn)的計(jì)算包括底板計(jì)算、加勁肋及其焊縫

49、計(jì)算以及底板焊縫計(jì)算。 底板計(jì)算包括底板面積與厚度的確定。支座底板所需的凈面積可按下式計(jì)算： cnfRA 式中 R屋架支座反力； cf混凝土軸心受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 支座底板所需的毛面積為： nAA錨栓孔面積 采用方形底板時(shí)邊長為Aa ，矩形底板可先假定一邊的長度，即能求得另一邊的長度?？紤]到開栓孔的構(gòu)造需要，通常底板的短邊尺寸不得小于 200mm。 支座底板的厚度計(jì)算與軸心受壓柱的底板計(jì)算相同，計(jì)算公式為： fMt6 式中 M支座底板單位板寬的最大彎矩，21qaM，其中q 為底板單位板寬所承受的計(jì)算線荷載；1a為兩相鄰支承邊的對角線長度；為系數(shù)，可查表得。 為使柱頂壓力較均勻地分布，支座底板的厚

50、度和面積尚應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求： 厚度：當(dāng)屋架跨度18m 時(shí)，t16mm； 當(dāng)屋架跨度18m 時(shí)，t20mm。 面積：寬度一般取 200360mm，長度（垂直于屋架方向）取 200400mm。 加勁肋計(jì)算： 加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的垂直連接焊縫可假定按傳遞支座反力的四分之一計(jì)算，并考慮焊縫為偏心受力： 焊縫所受剪力 4/RV 焊縫所受彎矩 eRM4 每塊加勁肋與支座節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫的計(jì)算公式為： wfwfwfflhMlhV22222. 17 . 0267 . 02 式中 wflh ,分別為加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的焊腳尺寸和焊縫計(jì)算長度。 節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平連接焊縫的計(jì)算公式為： wfwfff

51、lhR7 . 022. 1 式中 wl節(jié)點(diǎn)板、 加勁肋與支座底板的水平連接焊縫的總長度。 墻架一般由墻架梁和柱組成。墻架構(gòu)件除了傳遞作用在墻面上的風(fēng)力外，尚需承受墻身的自重，并傳遞至墻架柱或主要橫向框架柱中，然后再傳至基礎(chǔ)。 在廠房端墻墻架平面中應(yīng)布置一些豎向支撐，見圖。這種支撐可作為屋架上下弦縱向支撐的加強(qiáng)支承，對提高廠房的橫向剛度具有很大作用。 端墻中墻架柱的位置應(yīng)與門窗和屋架下弦橫向支撐的節(jié)點(diǎn)相配合（圖）；當(dāng)有困難時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施如圖 b和c，使墻架柱的水平反力直接傳至支撐節(jié)點(diǎn)上。端墻墻架柱不應(yīng)承受屋架上的豎向荷載，因此柱上端與屋架應(yīng)采用只能傳遞水平力的“板鉸”連接（圖）。在縱墻

52、上，出于同樣理由，墻架柱與托架亦采用相似的連接方式。 當(dāng)端墻大門的寬度超過墻架柱間距時(shí)，被截?cái)嗟膲苤虚g柱可支撐在截面特別加強(qiáng)的大門過梁上。 一、吊車梁的類型及其應(yīng)用范圍 吊車梁按支承情況可分為簡支的和連續(xù)的。按結(jié)構(gòu)體系可分為實(shí)腹式、下?lián)问胶丸旒苁剑妶D。 實(shí)腹簡支吊車梁應(yīng)用最廣，當(dāng)跨度及荷載較小時(shí)，可采用型鋼梁，否則采用焊接梁。連續(xù)梁比簡支梁用料經(jīng)濟(jì)，但由于它受柱的不均勻沉降影響較明顯，很少應(yīng)用。 下?lián)问降踯嚵汉丸旒苁降踯嚵河娩摿枯^少，但制造費(fèi)工、高度較大，在動力和反復(fù)荷載作用下工作性能不如實(shí)腹梁可靠，且剛度較差。 桁架式吊車梁的剛度大為提高，可用于跨度較大但起重量較?。ㄒ话阈∮?00kN）

53、的吊車梁中。 吊車梁直接承受移動的集中輪壓，輪壓一般很大且具有動力作用，因此在選用鋼材和結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)考慮這些因素。特別是對重級工作制的吊車梁，應(yīng)選用質(zhì)量較高的鋼材。 吊車梁除承受吊車豎向輪壓外，還受橫向水平力作用。因此必須加強(qiáng)吊車梁的上翼緣。最簡單的辦法是把上翼緣的鋼板加厚加寬。但這種方法一般僅適用于跨度為6m且吊車起重量不大于300kN的吊車梁中。對于跨度或起重量較大的吊車梁，應(yīng)采用水平布置的制動梁或制動桁架來承受水平制動力，同時(shí)亦作為檢修時(shí)的平臺和走道，見圖。吊車梁的上翼緣同時(shí)也是制動梁的翼緣或制動桁架的弦桿。 二、荷載計(jì)算和內(nèi)力分析 作用在吊車梁上的荷載有：吊車豎向荷載、吊車橫向水平荷載

54、、吊車縱向水平荷載、制動梁或制動桁架的平臺板上的荷載以及可能傳遞的屋面或墻架荷載。（一）吊車豎向荷載 max1FFQ豎向輪壓動力系數(shù)，對輕、中級工作制的軟鉤吊車 ,對重級工作制的軟鉤吊車、硬鉤吊車和其他特種吊車 ；式中 105. 111 . 11可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取 ； Q4 . 1QmaxF吊車每個車輪的最大輪壓；對于各類標(biāo)準(zhǔn)吊車，可在吊車規(guī)格中查得，廠家定型產(chǎn)品可在產(chǎn)品介紹中查找； 對于非標(biāo)準(zhǔn)吊車，最大輪壓maxF可按下式計(jì)算： kknldlgQnGF5 . 0max 式中 G吊車橋架自重； Q吊車的起重量； g小車自重，可近似地取Qg3 . 0； d由吊鉤至吊車軌道軸線的最小極限距離

55、； n吊車橋架的總輪數(shù)； kl吊車跨度。 計(jì)算吊車梁的豎向荷載時(shí)，對作用于吊車梁上的走道荷載、積灰荷載、軌道、制動結(jié)構(gòu)、支撐和梁的自重等，可近似地簡化為將輪壓乘以荷載增大系數(shù) ，見下表。 1 荷載增大系數(shù)（二）吊車橫向水平荷載 吊車橫向水平荷載由吊車橫向制動引起，其值用下式計(jì)算。 12TTQ 式中 2橫向水平制動力的動力系數(shù)，見下表； Q可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取4 . 1Q； 1T 吊車每個車輪的橫向水平制動力。 橫向水平制動力動力系數(shù) 吊車的橫向水平制動力，可按橫行小車重量與額定最大起重量之和的百分?jǐn)?shù)采用。荷載等分作用在吊車橋架二邊軌道由各輪平均傳至軌頂，方向與軌道垂直，并考慮正反二個方向。

56、 1對于軟鉤吊車： 100QkN 時(shí)， ngQT1100121 ,500時(shí) QngQT1100101kN時(shí)， 750QngQT1100812對于硬鉤吊車： ngQT1100201式中 吊車額定起重量； Q 小車自重，可在吊車規(guī)格中查得，對于非標(biāo)準(zhǔn) 吊車，可近似地取 ； gQg3 . 0 吊車橋架的總輪數(shù)。 n（三）吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載由吊車縱向制動產(chǎn)生，按下式計(jì)算。 2TTQ式中 可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取 ； 吊車每個制動輪的縱向水平制動力，取 ； 吊車每個制動輪的最大輪壓。吊車縱向水平制動力的作用點(diǎn)位于制動輪與軌道的接觸點(diǎn)，方向與軌道一致。 Q4 . 1Q2Tmax21 . 0

57、FT maxF（四）制動梁或制動桁架的平臺板上的豎向荷載 吊車梁走道上的活荷載一般可取2kN/m2，或按工藝資料取用。制動梁或走道板上的積灰荷載則近似地?。浩綘t車間0.5kN/m2，轉(zhuǎn)爐車間1kN/m2，出鐵場1kN/m2。 （五）當(dāng)?shù)踯嚵号c輔助桁架還承受屋蓋或墻架的荷載時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算。 當(dāng)幾臺吊車共同作用時(shí)，各臺吊車的荷載均同時(shí)達(dá)到額定最大起重量，且小車在橋架上的位置、大車（橋架）在承重結(jié)構(gòu)（吊車梁或橫向框架）上的位置，均同時(shí)使結(jié)構(gòu)處于最不利狀態(tài)，此時(shí)將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最大效應(yīng)。但是這種狀態(tài)出現(xiàn)的概率是很小的，故規(guī)范規(guī)定計(jì)算橫向框架時(shí)，多臺吊車的豎向荷載和水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以下表的荷載折減

58、系數(shù) 。 c 多臺吊車的荷載折減系數(shù) c 當(dāng)考慮多臺吊車豎向荷載的組合時(shí)，對一層吊車的單跨廠房的每個橫向框架，參與組合的吊車臺數(shù)不多于兩臺；對一層吊車的多跨廠房的每個橫向框架，不多于四臺。 當(dāng)考慮多臺吊車的水平荷載的組合時(shí)，對單跨或多跨廠房的每個橫向框架，參與組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)多于兩臺。對于多層吊車的單跨或多跨廠房的每個橫向框架，參與組合的吊車臺數(shù)及荷載的折減系數(shù)應(yīng)按實(shí)際情況考慮。 吊車工作制 參與組合的吊車臺數(shù) 輕級和中級 重級和超重級 2 3 4 0.9 0.85 0.8 0.95 0.90 0.85 注： F、T為計(jì)算該項(xiàng)目時(shí)應(yīng)采用的每一車輪的計(jì)算最大輪壓和計(jì)算水平力。 maxF、1T、

59、2T、1、1、2為計(jì)算時(shí)采用的最大輪壓、橫向與縱向水平制動力、荷載增大系數(shù)和動力系數(shù)； 為應(yīng)力分布不均勻系數(shù)，驗(yàn)算腹板局部壓應(yīng)力時(shí)對輕、中級制吊車梁為 1.0；對重級制吊車梁為 1.35；驗(yàn)算腹板局部穩(wěn)定時(shí)，各級吊車梁均取0 . 1； Q為可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取4 . 1Q； 當(dāng)幾臺吊車參與組合時(shí)應(yīng)按前表用荷載折減系數(shù)。 在選擇和驗(yàn)算吊車梁的截面前，必須算出吊車梁的絕對最大彎矩和最大剪力，以及相同輪位下制動結(jié)構(gòu)的彎矩和剪力。豎向輪壓是若干個保持一定距離的移動集中荷載。當(dāng)車輪移動，在吊車梁上引起的最大彎矩的數(shù)值和位置都將隨之改變。因此需首先用力學(xué)方法確定使吊車梁產(chǎn)生最大內(nèi)力（彎矩和剪力）的吊車

60、輪壓所在位置，即所謂“最不利輪位”。然后分別計(jì)算吊車梁的最大彎矩和最大剪力。當(dāng)起重量較大時(shí)，吊車車輪較多，且常需考慮兩臺吊車同時(shí)工作，因此不利輪位可能有幾種情況，分別按這幾種不利情況求出相應(yīng)的彎矩和剪力。從而求得吊車梁的絕對最大彎矩和最大剪力，以及相同輪位下制動結(jié)構(gòu)的彎矩和剪力。 圖a及b表示了吊車梁上有四個或二個輪壓時(shí)，使吊車梁產(chǎn)生絕對最大彎矩的最不利輪位，圖a）中82132aaac。 制動結(jié)構(gòu)如果采用制動梁，則把制動梁（包括吊車梁的上翼緣）看成是一根水平放置的梁，承受水平制動力的作用，見圖c，當(dāng)采用制動桁架時(shí)，見圖d，可以用一般桁架內(nèi)力分析方法求出各桿（包括吊車梁的上翼緣）的軸向力TN。但