單層廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二2第二章 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一、二節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)組成與布置第三節(jié) 支撐體系第四、五節(jié) 橫向框架和框架柱第六節(jié) 普通鋼屋架第七節(jié) 吊車梁結(jié)構(gòu)體系第八節(jié) 墻架體系第2頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二3第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)組成第3頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二4第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)組成第4頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二5第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系1.1、結(jié)構(gòu)組成鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)：承載能力大，整體剛度大，穩(wěn)定性好，抗震性能好

2、，耐熱（但不耐火），制做安裝運(yùn)輸方便，因此在重型廠房及大型廠房中應(yīng)用很普遍。需要抵抗屋面、墻面、吊車設(shè)備等各種豎向及水平荷載的作用。組成：天窗架、屋架、托梁、柱、吊車梁、制動梁（桁架）、各種支撐以及墻架等構(gòu)件。第5頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二6第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系1.1、結(jié)構(gòu)組成柱屋架平面結(jié)構(gòu)吊車梁連接兩個平面結(jié)構(gòu)支撐體系屋蓋支撐、柱間支撐屋蓋屋架、支撐、檁條、天窗第6頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二7第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系1.1、結(jié)構(gòu)組成橫向平面框架柱橫梁（屋架）承受橫向水平荷載、豎向荷載基礎(chǔ)縱向平面框架柱吊車梁柱間支撐保

3、證縱向剛度，承受縱向水平荷載基礎(chǔ)屋蓋系統(tǒng)屋架、支撐、檁條、天窗吊車梁、制動梁承受吊車梁的豎向荷載及水平荷載支撐屋蓋支撐、柱間支撐將單獨(dú)平面框架連成空間體系，保證其剛度墻架承受墻體的重量和風(fēng)力第7頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二8第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系二、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的布置 2.1、柱網(wǎng) 2.2、變形縫溫度縫 2.3、橫向框架 2.4、屋蓋結(jié)構(gòu)布置第8頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二9第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.1、柱網(wǎng)主要取決于工藝要求柱網(wǎng)橫向框架縱向框架柱網(wǎng)的布置需要從以下幾個方法考慮：（1）從工藝要求方面：柱的位置應(yīng)與車間設(shè)備

4、、機(jī)械及起重運(yùn)輸設(shè)備等相協(xié)調(diào)；柱下基礎(chǔ)應(yīng)與地下設(shè)備（基礎(chǔ)設(shè)備）相配合；還需適應(yīng)生產(chǎn)過程中的可能變動；第9頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二10第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.1、柱網(wǎng)（2）從結(jié)構(gòu)要求方面：柱列的柱間距均為相等的布置方式柱子設(shè)在同一軸線上，形成框架，保證橫向剛度；同時，構(gòu)件重復(fù)性大，易于構(gòu)件最大限度的定型化和標(biāo)準(zhǔn)化柱列的柱間距不相等的情況柱子盡量在同一軸線上，形成框架第10頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二11第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.1、柱網(wǎng)第11頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二12第一節(jié) 單層廠

5、房鋼結(jié)構(gòu)體系2.1、柱網(wǎng)（3）從經(jīng)濟(jì)要求方面：增大柱距，吊車梁跨度增大，需增設(shè)托架，費(fèi)鋼，但柱基礎(chǔ)減少，所以應(yīng)通過比較確定；統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化：跨度以3m為模數(shù)，柱距以6m為模數(shù)第12頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二13第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.2、溫度縫溫度變化時廠房將產(chǎn)生溫度變形及溫度應(yīng)力按規(guī)范要求橫向、縱向均應(yīng)設(shè)置溫度縫可以設(shè)單柱，也可以設(shè)雙柱來實(shí)現(xiàn)溫度縫構(gòu)造第13頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二14第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.2、溫度縫溫度縫設(shè)置范圍溫度縫一般從基礎(chǔ)頂面或地面開始縫寬凈距3060mm第14頁，共171頁，2022

6、年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二15第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.3、橫向框架廠房結(jié)構(gòu)的基本承重結(jié)構(gòu)按跨度：單跨、雙跨和多跨按靜力圖分為：梁柱鉸接不能抵抗彎矩梁柱剛接能夠抵抗彎矩框架柱柱腳一般剛性固定于基礎(chǔ)上第15頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二16第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.3、橫向框架梁柱鉸接與剛接梁柱剛接梁柱鉸接第16頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二17第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.3、橫向框架梁柱鉸接對基礎(chǔ)沉降有較強(qiáng)的適應(yīng)性安裝方便、計(jì)算簡單、受力明確缺點(diǎn)：下段柱彎矩較大，橫向剛度差目前應(yīng)用廣泛第17頁，共171頁，2022

7、年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二18第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.3、橫向框架梁柱剛接適應(yīng)于基礎(chǔ)沉降小的廠房結(jié)構(gòu)減少下段柱的彎矩，提高橫向剛度下段柱截面可以減小，增加使用面積安裝不便、計(jì)算受力復(fù)雜用于橫向剛度較大、單跨重型廠房第18頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二19第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.3、橫向框架以下幾種情況應(yīng)采用梁柱剛接（1）設(shè)有硬鉤吊車的廠房；（2）設(shè)有兩層吊車的廠房；（3）設(shè)有軟鉤重級吊車；（4）高跨比H/L1.5，且跨度L 24m第19頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二20第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.4、屋蓋結(jié)構(gòu)布

8、置可分為：無檁體系和有檁體系（1）無檁體系直接鋪設(shè)大型鋼筋混凝土屋面板有6m、12m兩種；其優(yōu)點(diǎn)是橫向剛度大，整體性好，構(gòu)造簡單，施工快；但自重大，抗震性能不如有檁體系多用于對剛度要求較高的中型以上廠房第20頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二21第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.4、屋蓋結(jié)構(gòu)布置（2）有檁體系設(shè)置檁條，上鋪石棉瓦或壓型鋼板重量輕，用料省，便于運(yùn)輸、安裝；但構(gòu)件數(shù)量多，型號多，構(gòu)造復(fù)雜，吊裝次數(shù)多，橫向剛度差多用于剛度要求不高的中、小型廠房第21頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二22第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.4、屋蓋結(jié)構(gòu)布置（3

9、）易引發(fā)事故的原因：屋面荷載過大：積灰、積雪鋼材腐蝕、銹蝕設(shè)計(jì)選型不當(dāng)，拉桿變壓桿，失穩(wěn)破壞節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)?2頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二23第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系2.4、屋蓋結(jié)構(gòu)布置（3）易引發(fā)事故的原因：鋼材質(zhì)量不合格未設(shè)置屋架支撐，側(cè)向失穩(wěn)桿件長細(xì)比過大，過早變形施工不良，屋面滲漏設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，桿件偏心受力過大第23頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二24第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系三、支撐體系 3.1、支撐體系的作用 3.2、屋蓋支撐 3.3、柱間支撐 3.4、支撐的計(jì)算和構(gòu)造第24頁，共171頁，2022年，5月20日，1

10、7點(diǎn)51分，星期二25第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(1)支撐作用： 1）保證結(jié)構(gòu)的空間作用； 2）增強(qiáng)屋架的側(cè)向穩(wěn)定； 3）傳遞屋蓋的水平荷載； 4）便于屋蓋的安裝；第25頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二26第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐分類： 上、下弦橫向水平支撐; 下弦縱向水平支撐; 垂直（豎向）支撐和系桿等。第26頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二27第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐第27頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二28第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2)

11、 屋蓋支撐布置上弦橫向水平支撐（體系）以兩榀屋架的上弦桿作為支撐桁架的弦桿，檁條為豎桿，另加交叉斜桿共同組成水平桁架；其將兩榀屋架在水平方向聯(lián)系起來，保證了屋架的側(cè)向剛度；第28頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二29第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置上弦橫向水平支撐（體系）1)作用 a.傳遞山墻風(fēng)力； b.減少上弦壓桿側(cè)向計(jì)算長度； c.保證屋架平面外穩(wěn)定第29頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二30第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置上弦橫向水平支撐（體系）2)布置原則a.布置在房屋兩側(cè)或

12、溫度縫的兩側(cè)；b.可布置在房屋兩側(cè)或溫度縫兩側(cè)的第一或第二跨，若布置在第二跨，則應(yīng)在第一跨設(shè)置剛性系桿；c.當(dāng)長度大于60m時，應(yīng)增設(shè)一道支撐；第30頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二31第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置上弦橫向水平支撐（體系）2)布置原則d.屋面板采用三點(diǎn)焊與屋架上弦桿焊牢，原則上可不布置支撐，但考慮到現(xiàn)場施焊的質(zhì)量不能保證，仍需設(shè)置支撐；e.窗架的支撐與屋架上弦橫向支撐應(yīng)設(shè)在同一開間，且天窗下的屋架上弦橫向支撐不中斷第31頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二32第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、

13、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦橫向水平支撐（體系）以兩榀屋架的下弦桿作為支撐桁架的弦桿，系桿與交叉斜桿為腹桿，共同組成水平桁架；第32頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二33第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦橫向水平支撐（體系）1)作用a.減少下弦平面外計(jì)算長度；b.傳遞懸掛吊車水平力；c.傳遞水平風(fēng)力(與抗風(fēng)柱相連，作為抗風(fēng)柱的支點(diǎn))第33頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二34第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦橫向水平支撐（體系）2)布置原則a.屋架跨度18m時b.屋架下弦設(shè)有

14、懸掛吊車，廠房內(nèi)有噸位較大的橋式吊車或有振動設(shè)備時；c.端墻抗風(fēng)柱支承于屋架下弦時；d.屋架下弦設(shè)有通長的縱向支撐時；e.上弦設(shè)有橫向支撐的開間，下弦也須設(shè)置橫向支撐第34頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二35第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦縱向水平支撐（體系）以系桿為弦桿，屋架下弦桿為豎桿；下弦水平支撐在橫向與縱向共同形成封閉體系，增強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)的空間剛度第35頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二36第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦縱向水平支撐（體系）1)作用a.保證空間整體剛

15、度；b.保證托架或托梁平面外穩(wěn)定；c.傳遞吊車水平剎車力第36頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二37第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦縱向水平支撐（體系）2)布置原則a.廠房內(nèi)設(shè)有重級工作制吊車或起重量較大的中輕級工作制吊車時b.廠房排架計(jì)算考慮空間工作時；c.廠房內(nèi)設(shè)有較大的振動設(shè)備時；第37頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二38第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置下弦縱向水平支撐（體系）2)布置原則d.屋架下弦有縱向或橫向吊軌時e.屋架跨度較大，高度較高而空間剛度要求大時；f.設(shè)有

16、托架時，在托架處局部加設(shè)下弦縱向支撐，由托架兩端各延伸一個柱間設(shè)置第38頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二39第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置垂直（豎向）支撐形成幾何不可變體系的必要構(gòu)件，與上、下橫向水平支撐一起形成“盒子”，作為幾何不可變基本單元第39頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二40第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置系桿作為上下弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，保證無支撐開間屋架的側(cè)向穩(wěn)定，傳遞水平力。剛性系桿：能承受壓力柔性系桿：只承受拉力第40頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)

17、51分，星期二41第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置支撐布置原則：1）房屋兩端必須布置上、下弦橫向支撐和豎向支撐；2）屋架兩邊布置下弦縱向支撐，下弦橫向支撐與下弦縱向支撐必須形成封閉體系；3）橫向支撐的間距不應(yīng)該超過60m，當(dāng)房屋較長時，可在中間增設(shè)上下弦橫向支撐和相應(yīng)的豎向支撐第41頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二42第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.2、屋蓋支撐(2) 屋蓋支撐布置支撐布置原則：4）豎向支撐一般布置在屋架跨中和端豎桿平面內(nèi)，當(dāng)屋架跨度大于30m時，則在跨中1/3處再布置兩道豎向支撐；5）系桿的作用：增強(qiáng)屋架側(cè)向穩(wěn)定，減少弦

18、桿的計(jì)算長度，傳遞水平荷載。第42頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二43第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.3、柱間支撐(1) 柱間支撐的作用 保證廠房縱向剛度 承受縱向荷載傳遞至基礎(chǔ) 為框架柱提供平面外支撐，減小平面外計(jì)算長度第43頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二44第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.3、柱間支撐(2) 柱間支撐的設(shè)置 廠房長度60m設(shè)一道，其形式與屋蓋支撐一樣要保證交角不小于30 上層支撐除了在溫度區(qū)段兩端用單斜桿外，其余上層支撐用交叉腹桿或其他形式。當(dāng)溫度區(qū)過長，在其中部1/3范圍內(nèi)布置兩道 下層支撐用交叉腹桿最為經(jīng)濟(jì)，剛度也大

19、上層支撐：吊車梁以上部分下層支撐：吊車梁以下部分第44頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二45第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.3、柱間支撐(2) 柱間支撐的設(shè)置第45頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二46第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.4 支撐的計(jì)算和構(gòu)造(1) 屋蓋支撐-（桁架）弦桿：屋架的上下弦桿或者剛性系桿腹桿：多用單角鋼組成十字交叉形式，斜桿與弦桿間交角為3060；橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的距離為屋架上弦桿節(jié)間距離的24倍；從向水平支撐的寬度取屋架下弦端節(jié)點(diǎn)的長度，約36m。第46頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二47第

20、一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.4 支撐的計(jì)算和構(gòu)造(2) 屋架支撐（豎向支撐）由節(jié)間長寬比確定，采用交叉式或單斜桿式其截面尺寸一般由桿件的容許長細(xì)比和構(gòu)造要求確定；構(gòu)造盡可能簡單方便；剛性單角鋼柔性圓鋼節(jié)點(diǎn)板應(yīng)事先焊好，再與屋架用螺栓連接第47頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二48第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系3.5 墻架結(jié)構(gòu)組成：墻架梁、墻架柱作用：傳遞作用在墻面上的風(fēng)載、承受墻身自重；工作方式：將所受荷載傳遞到墻架柱及主要橫向框架中，最后傳遞到基礎(chǔ)。第48頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二49第四節(jié) 橫向框架與框架柱一、橫向框架的結(jié)構(gòu)體系二、橫

21、向框架的計(jì)算三、框架柱第49頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二50第四節(jié) 橫向框架與框架柱一、橫向框架的結(jié)構(gòu)體系1.1 橫向框架的形式（1）單層單跨廠房的橫向框架第50頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二51第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.1 橫向框架的形式（1）單層單跨廠房的橫向框架1）鉸接框架 多用于輕吊廠房，橫向剛度差 適用于有地基不均勻沉降 多采用三角形屋架2）剛接框架 常用形式，橫向剛度好 對地基不均勻沉降敏感 多采用梯形桁架第51頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二52第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.1 橫向框架的形

22、式（1）單層單跨廠房的橫向框架對于超大跨度和超高廠房第52頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二53第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.1 橫向框架的形式（2）單層多跨廠房的橫向框架在生產(chǎn)線有橫向聯(lián)系時，多采用此種第53頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二54第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.1 橫向框架的形式（2）單層多跨廠房的橫向框架第54頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二55第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.1 橫向框架的形式（3）鋸齒形廠房的橫向框架有采光和通風(fēng)要求的廠房一面采光或通風(fēng)，另一面是屋面板框架式或桁架式（4）有橫向天窗的橫

23、向框架天窗直接放在屋架上天窗與屋架和柱形成橫向框架第55頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二56第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.2 橫向框架的尺寸跨度：采用6m的倍數(shù)，12m、18m、24m等高度：根據(jù)工藝要求確定 從室內(nèi)地坪算起，到吊車軌頂標(biāo)高注意：吊車軌頂?shù)轿菁芟孪业膬艨崭叨葢?yīng)由吊車規(guī)格確定第56頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二57第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.2 橫向框架的尺寸1）跨度L，車間縱向定位軸線間的距離第57頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二58第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.2 橫向框架的尺寸注意：柱內(nèi)邊緣與

24、吊車橋之間應(yīng)有足夠空隙C為空隙尺寸第58頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二59第四節(jié) 橫向框架與框架柱1.2 橫向框架的尺寸2）有效高度：Hu地坪到吊車軌頂Hr吊車軌頂算起，吊車所需高度250300考慮屋架撓度及安裝偏差預(yù)留第59頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二60第四節(jié) 橫向框架與框架柱二、橫向框架的計(jì)算第60頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二61第四節(jié) 橫向框架與框架柱二、橫向框架的計(jì)算2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖第61頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二62第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1

25、 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 橫梁簡化簡化為實(shí)腹式梁第62頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二63第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 橫梁簡化簡化為實(shí)腹式梁第63頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二64第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 格構(gòu)式柱簡化簡化為實(shí)腹式柱等效慣性矩：注意：階段式柱的軸線以上柱軸線為準(zhǔn) 柱各段荷載偏心矩仍按各段軸線計(jì)算第64頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二65第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 橫梁進(jìn)一步簡化橫梁剛度無窮大第65頁，

26、共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二66第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 柱子與基礎(chǔ)簡化剛接地基條件好，基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角小，可認(rèn)為剛接；地質(zhì)條件差，基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角不可忽略，要考慮基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的附加內(nèi)力；第66頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二67第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 框架計(jì)算跨度L0與高度計(jì)算跨度：兩柱軸線間距；計(jì)算高度：自基礎(chǔ)頂面算起，上部需根據(jù)橫梁與柱相對剛度而定：橫梁剛度無窮大時，取到屋架傳遞支座反力的弦桿截面重心（一般為下弦桿）橫梁剛度有限時，取到屋架端部截面的形心第67頁，共171頁，2022

27、年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二68第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.1 橫向框架的計(jì)算簡圖 簡化 框架計(jì)算跨度L0與高度第68頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二69第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.2 作用在橫向框架上的荷載第69頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二70第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.4 框架的靜力分析 可以采用的兩種方法： 變形法：針對單跨對稱剛架，橫梁剛度無窮大只有節(jié)點(diǎn)線位移一個未知數(shù) 當(dāng)在屋面荷載作用下，只有角位移第70頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二71第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.4 框架的靜力分析 可

28、以采用的兩種方法： 變形法與彎矩分配法聯(lián)合求解：針對橫梁剛度非無窮大，荷載不對稱既有節(jié)點(diǎn)線位移，又有角位移第71頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二72第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.5 框架內(nèi)力組合 確定計(jì)算框架構(gòu)件截面和框架各部位連接的可能最不利內(nèi)力，主要有以下幾種： 框架柱：可能最不利組合是使各柱段控制截面產(chǎn)生最大壓應(yīng)力，各控制截面要進(jìn)行以下組合：A）正彎矩最大及相應(yīng)的軸心力和剪力；B）負(fù)彎矩最大及相應(yīng)的軸心力和剪力；C）軸心力最大及相應(yīng)的正彎矩和剪力；D）軸心力最大及相應(yīng)的負(fù)彎矩和剪力；注意：變階處內(nèi)力組合還用于上下柱連接計(jì)算第72頁，共171頁，2022年，5月2

29、0日，17點(diǎn)51分，星期二73第四節(jié) 橫向框架與框架柱2.5 框架內(nèi)力組合 計(jì)算柱與基礎(chǔ)連接的錨栓時，最不利的內(nèi)力組合時錨栓受最大拉力，因此應(yīng)進(jìn)行44截面的最小軸力和相應(yīng)的最大彎矩和剪力組合 柱與屋架剛接時，為確定連接，應(yīng)對橫梁的端彎矩和剪力進(jìn)行組合： 參與組合的荷載及組合系數(shù)應(yīng)按規(guī)范取值；第73頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二74第四節(jié) 橫向框架與框架柱三、框架柱3.1 框架柱形式第74頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二75第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.1 框架柱形式 等截面柱： 構(gòu)造簡單，適用于無吊車或起重量20t的廠房 臺階柱： 有單階

30、和雙階兩種 吊車梁支承在柱截面改變處，荷載對截面形心的偏心較小，構(gòu)造合理，應(yīng)用廣泛 分離式柱： 屋蓋柱與橫梁組成框架，吊車梁柱單獨(dú)設(shè)置，兩柱之間用水平板相連。水平板作用是減小兩柱肢在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度吊車梁柱只承受吊車荷載，軸心受壓第75頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二76第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造 牛腿：1）等截面 實(shí)腹柱：牛腿做成工字形截面與牛腿相連的柱腹板用橫向加勁肋來加強(qiáng) 格構(gòu)式柱：牛腿用雙槽鋼做成槽鋼夾住柱身，上翼緣用水平板焊接，腹板用豎向加勁肋加強(qiáng)第76頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二77第四節(jié) 橫向框架與

31、框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造 牛腿：1）等截面第77頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二78第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造 牛腿：2）臺階柱：吊車肢柱頂要焊接水平支承板，形成吊車梁平臺 實(shí)腹柱 格構(gòu)式柱上下柱拼接應(yīng)有必要的強(qiáng)度和剛度 實(shí)腹柱：一般采用單壁式拼接 格構(gòu)式柱：一般采用雙壁式拼接第78頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二79第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造 牛腿：2）臺階柱：第79頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二80第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造 牛腿：3）分離式柱： 屋

32、蓋柱肢與等截面柱一樣； 承受屋蓋、墻架荷載和風(fēng)載，及吊車的橫向制動 吊車柱肢上平臺構(gòu)造與臺階柱類似 按軸心受壓單獨(dú)計(jì)算，有時需要考慮偏心第80頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二81第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.2 框架柱的構(gòu)造3）分離式柱：第81頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二82第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.3 柱截面驗(yàn)算 柱內(nèi)主要內(nèi)力 軸心力N 框架平面內(nèi)的彎矩W、剪力V 框架平面外彎矩W 驗(yàn)算要點(diǎn)： 框架平面內(nèi)穩(wěn)定，應(yīng)取柱段的最大彎矩M 驗(yàn)算柱在垂直與框架平面穩(wěn)定時，取柱間支撐點(diǎn)或縱向桿系間的等效彎矩第82頁，共171頁，2022年，5月

33、20日，17點(diǎn)51分，星期二83第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.4 柱腳構(gòu)造 一般設(shè)計(jì)成剛接形式 盡可能節(jié)約材料、簡化構(gòu)造、便于施工 幾種形式：等截面柱腳臺階柱柱腳分離式柱柱腳第83頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二84第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.4 柱腳構(gòu)造 等截面柱腳實(shí)腹式格構(gòu)式第84頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二85第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.4 柱腳構(gòu)造 臺階柱柱腳實(shí)腹式格構(gòu)式第85頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二86第四節(jié) 橫向框架與框架柱3.4 柱腳構(gòu)造 分離式柱柱腳第86頁，共171頁，2022年，5

34、月20日，17點(diǎn)51分，星期二87第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)承受橫向彎曲荷載，把屋面荷載傳遞到下部結(jié)構(gòu)當(dāng)荷載作用于屋架節(jié)點(diǎn)時，屋架所有桿件只承受軸心力作用，桿件截面上的應(yīng)力均勻分布，材料使用充分分類：按受力大小，截面形式可分為三類 1）普通鋼屋架（以角鋼為主） 2）鋼管屋架 3）輕型鋼屋架第87頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二88第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu) 普通鋼屋架： 截面形式為雙角鋼組成的T形或十字形，在桿件匯交處通過節(jié)點(diǎn)板相連。 取材容易，構(gòu)造簡單，制造安裝方便，與支撐體系形成的結(jié)構(gòu)整體剛度大，工作性能可靠。 采用型鋼，故自重大，用鋼量多，跨度太大

35、、太小時都不經(jīng)濟(jì)，一般適用跨度為18m36m。第88頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二89第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)一、鋼屋架的類型和尺寸二、鋼屋架的計(jì)算分析三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)四、鋼屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第89頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二90第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)一、鋼屋架的類型和尺寸1.1 選型和布置原則（1）基本原則：要滿足經(jīng)濟(jì)，適用，制造、安裝方便等原則 從使用角度看：其外形要與屋面材料相適應(yīng)，如采用瓦類、鐵皮等。要求坡度陡一點(diǎn)，利于排水，一般為1/51/2，當(dāng)采用卷材防水屋面時，坡度可小一些，一般為 1/121/8 第

36、90頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二91第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)一、鋼屋架的類型和尺寸1.1 選型和布置原則（1）基本原則： 從經(jīng)濟(jì)角度看：外形應(yīng)盡量和彎矩圖相似，桿件應(yīng)使短桿受壓、長桿受拉，桿件夾角3060度，且應(yīng)使盡可能多的桿件軸心受力 從施工角度看：制造安裝方便，構(gòu)造合理、簡單，節(jié)點(diǎn)數(shù)目少，桿件型號少，在工廠制作部分應(yīng)以運(yùn)輸能力而定第91頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二92第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.2 鋼屋架外形普通鋼屋架的外形主要有四種：第92頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二93第六節(jié)

37、 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.3 鋼屋架的腹桿形式普通矩形鋼屋架腹桿形式主要有四種：第93頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二94第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.3 鋼屋架的腹桿形式普通三角形腹桿形式主要有兩種：芬克式第94頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二95第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.3 鋼屋架的腹桿形式普通梯形腹桿形式主要有兩種：第95頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二96第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.3 鋼屋架的腹桿形式普通曲拱形腹桿形式主要有兩種：第96頁，共171頁，2022年，5月20日

38、，17點(diǎn)51分，星期二97第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.4 鋼屋架的主要尺寸跨度高度節(jié)間寬度第97頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二98第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.4 鋼屋架的主要尺寸1）跨度（l）柱網(wǎng)軸線間距為屋架的標(biāo)志跨度，一般以3m為模數(shù)，計(jì)算跨度是屋架兩端支座反力的距離對于三角形屋架有檁屋蓋結(jié)構(gòu)，跨度尺寸靈活，不受3m模數(shù)限制。第98頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二99第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.4 鋼屋架的主要尺寸2）高度（h）應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、剛度、建筑要求等確定；三角形屋架：一般高度梯形：上弦坡度1/121/8

39、，跨中高度： 跨端高度：當(dāng)與柱鉸接時為1.62.2m，剛接時為1.82.4m。注意：桁架高度應(yīng)小于運(yùn)輸高度3.85m。 第99頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二100第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)1.4 鋼屋架的主要尺寸3）節(jié)間寬度根據(jù)屋面材料來確定的采用大型屋面板時，一般1.51.8m；有檁條時，一般0.83.0m 第100頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二101第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)二、鋼屋架的計(jì)算分析2.1 計(jì)算假定 鋼屋架的節(jié)點(diǎn)為鉸接； 所有桿件的軸線都在同一平面內(nèi)，且相交與節(jié)點(diǎn)的中心； 荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上，且都在屋架平面

40、內(nèi)；第101頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二102第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)二、鋼屋架的計(jì)算分析2.2 荷載（1）荷載類型和組合荷載可分為永久荷載和可變荷載；永久荷載：屋面材料、檁條、支撐、屋架等的自重；可變荷載：屋面活荷載、積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載及吊車荷載等第102頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二103第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.2 荷載（1）荷載類型和組合屋架內(nèi)力應(yīng)根據(jù)使用過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載組合計(jì)算，一般有三種組合 永久荷載可變荷載； 永久荷載半跨可變荷載； 屋架、支撐和天窗架自重半跨屋面板重半跨屋面活荷載。第

41、103頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二104第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.2 荷載（1）荷載類型和組合屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿按第一種組合計(jì)算；跨中附近的腹桿采用第二、三種組合中可能內(nèi)力最大的；第104頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二105第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.2 荷載（2）荷載計(jì)算qk每平方米屋面水平投影上的標(biāo)準(zhǔn)荷載值a屋架弦桿節(jié)間的水平長度；s屋架的間距；荷載分項(xiàng)系數(shù)，永久1.2，可變1.4第105頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二106第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.2 荷載（

42、2）荷載計(jì)算屋架及支撐自重經(jīng)驗(yàn)公式：L屋架的跨度第106頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二107第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.2 荷載（2）荷載計(jì)算第107頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二108第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)2.3 內(nèi)力分析（1）軸向力可用數(shù)解法或圖解法（2）上弦局部彎矩產(chǎn)生原因：節(jié)間荷載當(dāng)有均布荷載時，可先按簡支梁計(jì)算彎矩M0，然后再進(jìn)行系數(shù)調(diào)整； 端節(jié)間：其他節(jié)間：第108頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二109第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.1 桿件的計(jì)算長度什

43、么是計(jì)算長度：由于節(jié)點(diǎn)具有一定剛度，阻礙桿件屈曲或轉(zhuǎn)動，桿件設(shè)計(jì)時要考慮其影響，所以提出計(jì)算長度。有多長？可以自由轉(zhuǎn)動的兩端截面間距嵌固作用：剛性阻礙（轉(zhuǎn)動、失穩(wěn)）相當(dāng)于彈性嵌固影響因素：拉桿拉桿越多，拉力和拉桿的線剛度越大，嵌固程度也越大；?第109頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二110第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.1 桿件的計(jì)算長度平面內(nèi)計(jì)算長度：平面外計(jì)算長度：計(jì)算長度系數(shù)，與節(jié)點(diǎn)嵌固程度有關(guān)L 桿件實(shí)際長度第110頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二111第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3

44、.1 桿件的計(jì)算長度一般情況下，腹桿對弦桿起不了嵌固作用，而弦桿對腹桿起一定嵌固作用，故弦桿值要大于腹桿1)弦桿 L1支撐節(jié)點(diǎn)間距離； L1/2檁距；檁條不與支撐交點(diǎn)相連；檁條與支撐交點(diǎn)相連第111頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二112第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.1 桿件的計(jì)算長度2) 支撐豎桿和腹桿（端斜桿）3) 其它腹桿 第112頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二113第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.1 桿件的計(jì)算長度4) 中央豎桿（十字形截面，一般用于屋脊豎桿)第113頁，共171頁

45、，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二114第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.1 桿件的計(jì)算長度5)特殊情況平面外計(jì)算長度屋架弦桿側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離為節(jié)間長度的兩倍，且弦桿內(nèi)力不等：第114頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二115第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.2 截面形式組成：等肢或不等肢雙角鋼組成T型或截面選取原則：組合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，使兩個方向的長細(xì)比比較接近，可以達(dá)到材料經(jīng)濟(jì)、連接方便；第115頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二11

46、6第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.2 截面形式1）等邊角鋼相并：特點(diǎn)：yy回轉(zhuǎn)半徑大于xx；適用于腹桿，使兩個方向的長細(xì)比基本相等第116頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二117第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.2 截面形式2）不等邊角鋼，短肢相并：特點(diǎn)：yy回轉(zhuǎn)半徑大于xx；適用于上下弦桿平面外計(jì)算長度為平面內(nèi)計(jì)算長度的23倍時。iy=（2.62.9）ixl0y（23）l0 x第117頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二118第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.2 截面形式3）

47、不等邊角鋼，長肢相并：特點(diǎn)：yy回轉(zhuǎn)半徑小于xx；適用于端斜桿、端豎桿，長細(xì)比基本接近iy=（0.751.0）ixl0yl0 x第118頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二119第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)三、鋼屋架的桿件設(shè)計(jì)3.2 截面形式4）十字形截面：特點(diǎn)：yy回轉(zhuǎn)半徑等于xx；適用于中央豎桿iyixl0yl0 x第119頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二120第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.2 截面形式注意：角鋼相并肢間應(yīng)焊上墊板，其與節(jié)點(diǎn)板等厚，寬度一般取60mm，長度應(yīng)伸出角鋼肢1520mm第120頁，共171頁，2022年

48、，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二121第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算選擇原則：穩(wěn)定，具有一定剛度（滿足長細(xì)比）；強(qiáng)度滿足要求；一般原則： a.選肢寬壁薄的角鋼，但須保證局部穩(wěn)定 b.普通屋架不小于L454或L56364 c.一榀屋架角鋼種類不宜過多，一般為56種； d.為節(jié)約用鋼量，對跨度大于的屋架，可根據(jù)內(nèi)力大小，在適當(dāng)節(jié)間處改變弦桿截面，但以改變一次為宜第121頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二122第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（1）軸心拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算N軸心拉力；An桿件的凈截面面積；第122頁，共171頁，202

49、2年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二123第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（2）軸心壓桿強(qiáng)度驗(yàn)算同軸心拉桿；穩(wěn)定驗(yàn)算為N軸向壓力；A桿件的毛截面面積； 軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)；第123頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二124第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（2）軸心壓桿一般步驟：先根據(jù)內(nèi)力和材料強(qiáng)度計(jì)算所需截面積；然后選擇角鋼型號；再進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算；例如：1）假定長細(xì)比（）；2）查 表，帶入穩(wěn)定公式，求面積A；3）再根據(jù)回轉(zhuǎn)半徑 選擇角鋼型號；4）最后用實(shí)際A，回轉(zhuǎn)半徑驗(yàn)算穩(wěn)定性； 第124頁，共171頁，2022年，5月2

50、0日，17點(diǎn)51分，星期二125第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（2）軸心壓桿所有桿件應(yīng)滿足容許長細(xì)比要求：雙角鋼組成T形截面單角鋼或十字形截面第125頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二126第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（3）偏心壓桿1）存在偏心彎矩，考慮其塑性的發(fā)展截面塑性發(fā)展系數(shù)；M弦桿中的正彎矩或支座負(fù)彎矩；W彎矩作用平面內(nèi)最大凈截面抵抗矩；注意：此公式只適用于承受靜力荷載和間接動力荷載第126頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二127第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（

51、3）偏心壓桿2）存在偏心彎矩，不考慮其塑性的發(fā)展截面塑性發(fā)展系數(shù)，此時1；M弦桿中的正彎矩或支座負(fù)彎矩；W彎矩作用平面內(nèi)最大凈截面抵抗矩；注意：此公式只適用于直接承受動力荷載第127頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二128第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（3）偏心壓桿3）穩(wěn)定驗(yàn)算，需考慮彎矩平面內(nèi)和平面外W1x彎矩作用平面內(nèi)最大受壓毛截面抵抗矩；NEx歐拉臨界力；mx等效彎矩系數(shù)平面內(nèi)第128頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二129第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（3）偏心壓桿3）穩(wěn)定驗(yàn)算，需考慮彎

52、矩平面內(nèi)和平面外y 彎矩作用平面外軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)； b受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)；調(diào)整系數(shù)；箱形0.7、其他1.0平面外第129頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二130第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)3.3 截面選擇和計(jì)算（3）偏心壓桿屋架中內(nèi)力很小的腹桿和按構(gòu)造需要設(shè)置的桿件，一般可按容許長細(xì)比來選擇截面，不必驗(yàn)算。第130頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二131第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4 鋼屋架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則各桿件的重心線應(yīng)盡量與屋架的幾何軸線重合，并交于節(jié)點(diǎn)中心，以避免由于偏心而產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)附加彎矩角鋼肢背至屋架軸線的

53、距離取5mm的模數(shù)螺栓連接，以靠近桿件重心線的螺栓準(zhǔn)線為軸線；弦桿截面變化時，應(yīng)使兩角鋼重心線之間的中線與屋架軸心重合，并使肢背平齊；第131頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二132第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則第132頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二133第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則偏心較大時，需計(jì)算偏心彎矩，將此彎矩分配于各桿第133頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二134第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則上弦桿直接擱置大型鋼筋混凝土屋面板時的加強(qiáng)方式第

54、134頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二135第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則節(jié)點(diǎn)板形式簡單，應(yīng)優(yōu)先采用矩形、梯形、平行四邊形，避免凹角角鋼端部的切割一般垂直于它的軸線，可切去部分肢，但絕不允許垂直肢完全切去而留下平行的斜切肢第135頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二136第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則焊接或螺栓連接的屋架節(jié)點(diǎn)兩桿間最小距離要求第136頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二137第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則斜桿與弦桿連接，盡可能避免較大的偏心第1

55、37頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二138第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則節(jié)點(diǎn)板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，厚度一般620mm，同一榀屋架所有節(jié)點(diǎn)板應(yīng)采用同一厚度（除支座處節(jié)點(diǎn)板比其他節(jié)點(diǎn)板厚2mm），節(jié)點(diǎn)板不能作為主要傳力桿件第138頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二139第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造主要內(nèi)容： 確定節(jié)點(diǎn)構(gòu)造； 計(jì)算焊縫； 確定節(jié)點(diǎn)板形狀和尺寸；第139頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二140第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造

56、（1）無節(jié)點(diǎn)荷載的下弦節(jié)點(diǎn)第140頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二141第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（1）無節(jié)點(diǎn)荷載的下弦節(jié)點(diǎn) 相鄰節(jié)間內(nèi)力差：第141頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二142第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（2）有集中荷載的節(jié)點(diǎn)無檁屋架上弦節(jié)點(diǎn)第142頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二143第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（2）有集中荷載的節(jié)點(diǎn) 無檁屋架上弦節(jié)點(diǎn)：N作用下，肢背與節(jié)點(diǎn)板間的剪應(yīng)力P作

57、用下，上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間四條焊縫平均受力第143頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二144第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（2）有集中荷載的節(jié)點(diǎn) 有檁屋架上弦節(jié)點(diǎn)：假定： K只承受P； A承受N和偏心彎矩；第144頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二145第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（2）有集中荷載的節(jié)點(diǎn) 有檁屋架上弦節(jié)點(diǎn)： K 承受P作用 A 承受N作用第145頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二146第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的

58、計(jì)算和構(gòu)造（2）有集中荷載的節(jié)點(diǎn) 有檁屋架上弦節(jié)點(diǎn)： 除了承受N、P作用外，還要承受偏心彎矩Pe的作用。第146頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二147第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)兩種拼接方式：1）工廠拼接：接頭不大、受力較小2）工地拼接：接頭較大、運(yùn)輸困難拼接位置一般在節(jié)點(diǎn)處第147頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二148第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)第148頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二149第六節(jié)

59、單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)連接角鋼： 作用：傳遞弦桿的內(nèi)力； 保證弦桿拼接處的剛度； 先用螺栓夾緊固定，再施焊； 選取截面應(yīng)等于被連弦桿的截面； 需將連接角鋼的棱角切去 其尺寸如何確定？第149頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二150第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)連接角鋼與弦桿之間的桿力由焊縫傳遞每條焊縫長度為：Nmax拼接弦桿中的最大桿力第150頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二151第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的

60、計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)除了連接角鋼與弦桿間有傳力焊縫，弦桿與節(jié)點(diǎn)板間還有連接焊縫 對于下弦受拉，其作用是承擔(dān)由于連接角鋼被切角后降低的承載力（約15%）k1下弦角鋼肢背上的內(nèi)力分配系數(shù)第151頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二152第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)計(jì)算完焊縫長度可以確定連接角鋼尺寸連接角鋼長度為考慮節(jié)點(diǎn)剛度，連接角鋼L不應(yīng)小于4060cm第152頁，共171頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)51分，星期二153第六節(jié) 單層廠房的普通鋼屋架結(jié)構(gòu)4.2 上、下弦節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和構(gòu)造（3）弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)