鋼結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)圖片很好

1、7.1 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置 7.2 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式7.3 屋蓋結(jié)構(gòu)7.4 框架柱設(shè)計(jì)特點(diǎn)7.5 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)7.6 吊車梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)7.7 墻架體系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)計(jì)計(jì)算。2. 了解輕型門式剛架的構(gòu)造和設(shè)計(jì)。3. 了解吊車梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。4. 掌握框架柱的設(shè)計(jì)。本章目錄基本要求第7.1節(jié) 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置1. 廠房結(jié)構(gòu)的組成2. 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟3. 柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置1.了解廠房結(jié)構(gòu)的組成2.了解廠房的設(shè)計(jì)步驟及柱網(wǎng)伸縮縫的布置本節(jié)目錄基本要求7.1.1 廠房結(jié)構(gòu)的組成(b)有檁屋蓋屋架柱間支撐檁條拉條上弦橫向支撐柱間支撐圖7.1.1 廠

2、房結(jié)構(gòu)的組成垂直支撐大型屋面板柱間支撐上弦橫向支撐天窗架屋架(a)無(wú)檁屋蓋其構(gòu)件按作用可分為： 橫向框架 由柱和屋架組成,是廠房的主要承重體系。 屋蓋結(jié)構(gòu) 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。 支撐體系 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(dòng)梁(或制動(dòng)銜架)主要承受吊車豎向及水平荷載。 墻架 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，還有工作平臺(tái)。7.1.2 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟 （1）規(guī)劃廠房的建筑和結(jié)構(gòu) （2）靜力計(jì)算 （3）構(gòu)件及連

3、接設(shè)計(jì) （4）繪制施工圖7.1.3 柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置 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(wèn)題： 滿足生產(chǎn)工藝的要求 滿足結(jié)構(gòu)的要求 盡可能將柱布置在同一的橫向軸線上。 符合經(jīng)濟(jì)合理的要求 確定方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合比較。 符合柱距規(guī)定要求 對(duì)廠房橫向，當(dāng)跨度L18m時(shí)，其跨度宜采用3m的倍數(shù)；當(dāng)廠房跨度L18m時(shí)，其跨度宜采用6m的倍數(shù)。對(duì)廠房縱向，以前基本柱距一般采用6m或12m，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18m甚至24m作為基本柱距。多跨廠房的中列柱，常因工藝要求需要“拔柱”。其柱距為基本柱距的倍數(shù)，最大可達(dá)48m。 圖7.1.2 柱網(wǎng)布置

4、和溫度伸縮縫 (a)各列柱距相等(b)中間柱有拔柱asaaaccc計(jì)算單元2aacc計(jì)算單元aaaaaaaa插入距(a)(b) 溫度伸縮縫 設(shè)置溫度伸縮縫是為了避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度變形和和溫度應(yīng)力。 在縱向，常采用溫度伸縮縫將廠房分成伸縮時(shí)互不影響的溫度區(qū)段。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)溫度區(qū)段長(zhǎng)度不超過(guò)表7.1時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。表7.1 溫度區(qū)段長(zhǎng)度值120露天結(jié)構(gòu)125100180熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋150120220采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋柱頂為鉸接柱頂為剛接橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）縱向溫度區(qū)段（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）溫度區(qū)段長(zhǎng)度（m）結(jié)構(gòu)情況 為節(jié)約鋼材也可

5、采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構(gòu)件(如托架、吊車梁等)支座處設(shè)置滑動(dòng)支座，但構(gòu)造復(fù)雜。 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。 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(wú)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“插入距”的方式。第7.2節(jié) 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式1.橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖2.橫向框架的荷載和內(nèi)力3.框架柱的類型4.縱向框架的柱間支撐1.了解廠房框架柱的類型及柱間支撐2.掌握橫向框架的計(jì)算本節(jié)目錄基本要求7.2.1 橫向框架主要尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖 主要尺寸 框架的主要尺寸見(jiàn)圖7.2.1?？蚣?/p>

6、的跨度，一般取為上部柱中心線間的橫向距離，可由下式定出：橋式吊車的跨度；式中圖7.2.1 橫向框架的主要尺寸h2h1h3H2HH1SL0LxD 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?00kN時(shí)，不宜小于80mm；當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓看笥诨虻扔?50kN時(shí)，不宜小于100mm；當(dāng)在吊車和柱之間需要設(shè)置安全走道時(shí)，則D不得小于400mm；S由吊車梁軸線至上段柱軸線的距離，應(yīng)滿足下式要求B吊車橋架懸伸長(zhǎng)度，可由行車樣本查得；圖7.2.2 柱與吊車梁軸線 間的凈距 L0Lxh1h2BSDb1b1/2b1上段柱寬度。 S的取值：對(duì)于中型廠房一般采用0.75m或1m，重型廠房則為1.25m甚至達(dá)2.

7、0m。 框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離:式中:h3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1.01.2；h2地面至吊車軌頂?shù)母叨?，由工藝要求定；式中?A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； (150200)mm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。 吊車梁的高度可按(1/51/12)L選用，L為吊車梁的跨度，吊車軌道高度可根據(jù)吊車起重量決定。h1吊車軌頂至屋架下弦底面的距離： 計(jì)算簡(jiǎn)圖 通常簡(jiǎn)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工作，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算

8、單元中。 對(duì)于各列柱距均相等的廠房，只計(jì)算一個(gè)框架。對(duì)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，也可以采用柱的軸線，如采用后者，則對(duì)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)入一半。圖7.2.3 橫向框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (a)柱頂剛接(b)柱頂鉸接H1H2HL(a)H1H2HL1L2(b) 對(duì)于由格構(gòu)式橫梁和階形柱(下部柱為格構(gòu)柱)所組成的橫向框架，需要將慣性矩(對(duì)高度有變化的桁架式橫梁按平均高度計(jì)算)乘以折減系數(shù)0.9簡(jiǎn)化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹式柱。對(duì)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)為橫梁剛度為無(wú)窮大：式中橫梁在遠(yuǎn)端固定使近端

9、A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)單位角時(shí)在A點(diǎn)所需施加的力矩值；柱在A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)單位角時(shí)在A點(diǎn)所需施加的力矩值。 框架的計(jì)算跨度L(或L1、L2)取為兩上柱軸線之間的距離。 橫向框架的計(jì)算高度H：柱頂剛接時(shí),可取為柱腳底面至框架下弦軸線的距離(橫梁假定為無(wú)限剛性)，或柱腳底面至橫梁端部形心的距離(橫梁為有限剛性)；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(duì)階形柱應(yīng)以肩梁上表面作分界線將H劃分為上部柱高度H1和下部柱高度H2。 圖7.2.4 橫向框架的高度取值方法H2HH1H2HH1H2HH1H2HH1長(zhǎng)圓孔相連(a)(b)(c)(d)7.2.2 橫向框架的荷載和內(nèi)力 荷載 作用在橫向框架上的荷載

10、有永久荷載、可變荷載、施工荷載。 永久荷載：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)。 可變荷載：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、吊車荷載等。可由荷載規(guī)范和吊車規(guī)格查得。 施工荷載：考慮在施工中采取臨時(shí)性措施。 內(nèi)力組合分析 框架內(nèi)力分析可按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行，也可利用計(jì)算圖表或計(jì)算機(jī)程序。 對(duì)于單跨剛架，分別以荷載標(biāo)準(zhǔn)值分析以下情況： 永久荷載； 屋面活荷載； 左（或右）風(fēng)荷載； 吊車左（或右） 剎車力； 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。最不利的內(nèi)力組合受彎構(gòu)件最多只需四種

11、內(nèi)力組合：: : : :壓彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：: : : : 柱與屋架剛接時(shí)，應(yīng)對(duì)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： 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)生最大拉力； 使腹桿產(chǎn)生最大拉力 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.3 框架柱的類型 框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱、階形柱和分離式柱三大類。 等截面柱有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種,通常采用實(shí)腹式。等截面柱將吊車梁支于牛腿上，構(gòu)造簡(jiǎn)單，

12、但吊車豎向荷載偏心大，只適用于吊車起重量Q150kN，或無(wú)吊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)腹式和格構(gòu)式兩種。 框架柱形式見(jiàn)圖7.2.6 。圖7.2.6 框架柱的形式 (a)等截面實(shí)腹柱；(b)等截面格構(gòu)柱； (c)階形實(shí)腹柱；(d)階形格構(gòu)柱； (e)雙階柱;(f)分離式柱(a)H(b)H(c)室內(nèi)地面標(biāo)高柱底標(biāo)高(f)室內(nèi)地面標(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)件設(shè)計(jì)；吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在

13、屋蓋肢上的水平連系板保證。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)，仍按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。 分離式柱構(gòu)造簡(jiǎn)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10m、且吊車起重量Q750kN，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Q500kN。7.2.4 縱向框架的柱間支撐 柱間支撐的作用和布置 柱間支撐的作用為： 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)。 可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減

14、少柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。 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)該設(shè)在溫度區(qū)段中部。只有當(dāng)?shù)踯囄恢酶叨囬g總長(zhǎng)度又很短(如混鐵爐車間)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90m時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支撐圖7.2.7 (a) ；如果溫度區(qū)段長(zhǎng)度超過(guò)90m，則在它的1/3點(diǎn)處各設(shè)一道支撐圖7.2.7 (b) 。圖7.2.7 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范圍內(nèi)屬于屋蓋垂直支撐。第二層在

15、屋架下弦至吊車梁上翼緣范圍內(nèi)。 為了傳遞風(fēng)力，上層支撐需要布置在溫度區(qū)段端部。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(wú)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)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對(duì)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(jí)工作制吊車的廠房外側(cè)也同樣設(shè)置支撐。 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、八字式、門架式等，如圖7.2.8 。 圖7.2.8 柱間支撐的形式(a)(b)(c)(d)(e) 上層柱間支撐承受端墻傳來(lái)的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來(lái)的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。在同

16、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(包括風(fēng)力)由該柱列所有支撐 十字交叉支撐使用最為普遍，其斜桿傾角宜為45。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(kāi)間。 當(dāng)柱間距較大或十字撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門架式支撐。共同承受。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對(duì)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，還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來(lái)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(lái)的風(fēng)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、門形下層支撐的主要桿件一般

17、按柔性桿(拉桿)設(shè)計(jì)，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)。某些重型車間，對(duì)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)。第7.3節(jié) 屋蓋結(jié)構(gòu)1.屋蓋結(jié)構(gòu)的形式2.屋蓋支撐3.簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)4.剛接屋架（框架橫梁）設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.了解屋蓋的形式和支撐2.掌握簡(jiǎn)支屋架的設(shè)計(jì)本節(jié)目錄基本要求7.3.1 屋蓋的結(jié)構(gòu)形式 屋蓋結(jié)構(gòu)體系(1)無(wú)檁屋蓋 無(wú)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。 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的跨度通常采用6m，有條件時(shí)也可采用12m。當(dāng)柱距大于所采用的屋面板跨度時(shí)，可采用托架(或托梁)

18、來(lái)支承中間屋架。 采用無(wú)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，只能有限地考慮它的空間作用，屋蓋支撐不能取消。(2)有檁屋蓋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。對(duì)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12m時(shí),則用托架支承中間屋架。對(duì)于壓型鋼板和壓型鋁合金板屋面、屋架間距常大于或等于12m，當(dāng)屋架間距為1218m時(shí)，宜將檁條直接支承于鋼屋架上；當(dāng)屋架間距大于18m時(shí),以縱橫方向的次桁架(或梁)來(lái)支承檁條較為合適。采用彩色壓型鋼板和壓型鋁板作屋面材料的有檁屋蓋體系，制作方便，施工速度快。

19、當(dāng)壓型鋼板和壓型鋁板與檁條進(jìn)行可靠連接后，形成一深梁，能有效地傳遞屋面縱橫方向的水平力（包括風(fēng)荷載及吊車制動(dòng)力等），能提高屋面的整體剛度。這一現(xiàn)象可稱為應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。隨著我國(guó)冷彎型鋼受力蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的頒布，在墻面、屋面均采用壓型鋼板作圍護(hù)材料的房屋設(shè)計(jì)中已逐步開(kāi)始考慮應(yīng)力蒙皮效應(yīng)對(duì)屋面剛度的貢獻(xiàn)。 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(wèn)題。此外，還取決于屋面材料要求的排水坡度。 在制造簡(jiǎn)單的條件下，桁架外形應(yīng)盡可能與其彎矩圖接近，這樣能使弦桿受力均勻，腹桿受

20、力較小。腹桿的布置應(yīng)使內(nèi)力分布趨于合理，盡量用長(zhǎng)桿受拉、短桿受壓，腹桿的數(shù)目宜少，總長(zhǎng)度要短，斜腹桿的傾角一般在30。60。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(石棉瓦等輕屋面的屋架除外)，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(jiǎn)單合理，便于制造。三角形桁架 用于陡坡屋面(i13)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低；對(duì)簡(jiǎn)支屋架來(lái)說(shuō)，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)力較小，弦桿的截面不能充分發(fā)揮作用；支座處上、下弦桿交角過(guò)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:圖7

21、.3.1 三角形屋架的形式(a)(c)(b)(d) 三角形屋架的腹桿布置常用的有芬克式圖7.3.1 1(a)、(b)和人字式圖7.3.l(d)。芬克式的腹桿雖然較多，但它的壓桿短、拉桿長(zhǎng)，受力相對(duì)合理，且可分為兩個(gè)小桁架制作與運(yùn)輸較為方便。人字式腹桿的節(jié)點(diǎn)較少，但受壓腹桿較長(zhǎng)，適用于跨度較小(L18 m)的情況，但是，人字式屋架的抗震性能優(yōu)于芬克式屋架，所以在強(qiáng)地震烈度地區(qū)，跨度大于18 m時(shí)仍常用人字式腹桿的屋架。單斜式腹桿的屋架(圖7.3.1(c)，其腹桿和節(jié)點(diǎn)數(shù)目均較多，只適用于下弦需要設(shè)置天棚的屋架，一般情況較少采用。由于某些屋面材料要求檁條的間距很小，不可能將所有檁條都放置在節(jié)點(diǎn)上，

22、從而使上弦產(chǎn)生局部彎矩，因此，三角形屋架在布置腹桿時(shí)，要同時(shí)處理好檁距和上弦節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。 盡管從內(nèi)力分配觀點(diǎn)看，三角形屋架的外形存在著明顯的不合理性，但是從建筑物的整個(gè)布局和用途出發(fā)，在屋面材料為石棉瓦、瓦楞鐵皮以及短尺壓型鋼板等需要上弦坡度較陡的情況下，往往還是要用三角形屋架的。三角形屋架的高度，當(dāng)屋面坡度為(13 12)時(shí)，高度H=(l614)L。梯形屋架 用于屋面坡度較為平緩的無(wú)檁屋蓋體系 特點(diǎn)：它與簡(jiǎn)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剛接。剛性連接可提高建筑物的橫向剛度。 梯形屋架的腹桿體系可采用單斜式、人字式和再分式。一般情況

23、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。圖7.3.2 梯形屋架3000300030001500(a)(b)(c)(d)由于下承式使排架柱計(jì)算高度減小又便于在下弦設(shè)置屋蓋縱向水平支撐，故以往多采用之，但上承式使屋架重心降低，支座斜腹桿受拉，且給安裝帶來(lái)很大的方便，近年來(lái)逐漸推廣使用。當(dāng)桁架下弦要做天棚時(shí)，需設(shè)置吊桿圖7.3.2(b)虛線所示或者采用單斜式腹桿圖7.3.2(a)。當(dāng)上弦節(jié)間長(zhǎng)度為3m，而大型屋面板寬度為1.5 m時(shí)，常采用再分式腹桿圖7.3.1 2(d)將節(jié)間減小至1.5m，有時(shí)也采用3m節(jié)間而使上弦承受局部彎矩，雖然構(gòu)造較簡(jiǎn)單但耗鋼量增多，一般很少采用

24、。人字形屋架人字形屋架,上、下弦可以平行;也可以有不同坡度,或者下弦有一水平段。如圖7.3.3(a)(b)(c)(d)所示。坡度常為1/201/10，屋架中部高度一般為2.02.5m，跨度大于36m時(shí)可取較大高度，但不宜超過(guò)3m。端部高度一般為跨度的1/181/12。圖7.3.3 人字形屋架和平行弦桁架(a)(c)(b)(d)(e)(f)(g)平行弦桁架平行弦桁架圖7.3.3(e)(f) (g) 在構(gòu)造方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，弦桿及腹桿分別等長(zhǎng)、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。 平行弦桁架還可用于單坡屋架、吊車制動(dòng)桁架、棧橋和支撐構(gòu)件等。腹桿布置通常

25、采用人字式圖7.3.3(e)(f)，用作支撐桁架時(shí)腹桿常采用交叉式圖7.3.3(g) 。 托架、天窗架的形式 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。 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)濟(jì)要求以及有利于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的原則來(lái)決定。一般取跨度的1/51/10，托架的節(jié)間長(zhǎng)度一般為2m或3m。 當(dāng)托架跨度大于18m時(shí)，可做成雙壁式圖7.3.4 (c)，此時(shí)，上下弦桿采用平放的H型鋼,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。

26、圖7.3.4 托架形式 (a)上承式托架；(b)下承式托架； (c)雙壁式桁架截面；(d)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。 縱向天窗的天窗架形式一般有豎桿式（圖7.3.5a） 、三角拱式（圖7.3.5b）和三支點(diǎn)式（圖7.3.5c） 。圖7.3.5 天窗架形式(a)(c)90009000600012000(b)600060009000多豎桿式天窗架圖7.3.5(a)構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳給屋架的荷載較為分散，安裝時(shí)通常與屋

27、架在現(xiàn)場(chǎng)拼裝后再整體吊裝，可用于天窗高度和寬度不太大的情況。三鉸拱式天窗架圖7.3.5(b)由兩個(gè)三角形桁架組成，它與屋架的連接點(diǎn)最少，制造簡(jiǎn)單，通常用作支于混凝土屋架的天窗架。由于頂鉸的存在，安裝時(shí)穩(wěn)定性較差，當(dāng)與屋架分別吊裝時(shí)宜進(jìn)行加固處理。三支點(diǎn)式天窗架圖7.3.5(c)由支于屋脊節(jié)點(diǎn)和兩側(cè)柱的桁架組成。它與屋架連接的節(jié)點(diǎn)較少，常與屋架分別吊裝，施工較方便。天窗架的寬度和高度應(yīng)根據(jù)工藝和建筑要求確定，一般寬度為廠房跨度的13左右，高度為其寬度的(1512)。有時(shí)為了更好地組織通風(fēng)，避免房屋外面氣流的干擾，對(duì)縱向天窗還設(shè)置有擋風(fēng)板。擋風(fēng)板有豎直式圖7.16(a)、側(cè)斜式圖7.16(b)和外

28、包式圖7.16(c)三種，通常采用金屬壓型板和波形石棉瓦等輕質(zhì)材料，其下端與屋蓋頂面應(yīng)留出至少50mm的空隙。擋風(fēng)板掛于擋風(fēng)板支架的檁條上。擋風(fēng)板支架有支承式和懸掛式。支承式的立柱下端直接支承于屋蓋上，上端用橫桿與天窗架相連。支承式擋風(fēng)板支架的桿件少，省鋼材，但立柱與屋蓋連接處的防水處理復(fù)雜。懸掛式擋風(fēng)板支架則由連接于天窗架側(cè)柱的桿件體系組成。擋風(fēng)板荷載全部傳給天窗架側(cè)柱。7.3.2 屋蓋支撐屋架在其自身平面內(nèi)為幾何形狀不可變體系，并具有較大的剛度，能承受屋架平面內(nèi)的各種荷載。但是，平面屋架本身在垂直于屋架平面的側(cè)向（稱為屋架平面外）剛度和穩(wěn)定性則很差，不能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足

29、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)(圖7.3.6)。 圖7.3.6 屋蓋支撐作用示意圖(a)檁條或屋面板屋架下弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐垂直支撐(b)(1)支撐的作用 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(guò)大的振動(dòng)； 承擔(dān)和傳遞水平荷載(如風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震荷載等)； 保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便 (2)支撐的布置 圖7.3.7 有檁屋蓋的支撐布置 (a)屋架間距為6m時(shí)；(b)屋架間距為12m時(shí)；7008006000屋架上弦平面橫向水平支撐1160m60m檁條屋架下弦平面垂直支撐系桿1-1(a)縱向水平支撐12000300060002260m60

30、m垂直支撐檁條隔撐2-2(b) 圖7.3.8 無(wú)檁屋蓋的支撐布置 (a)屋架間距為6m無(wú)天窗架的屋蓋支撐布置時(shí)；(b)天窗未到盡端的屋蓋支撐布置；6000屋架上弦平面1212屋架下弦平面1-12-2(a)6000屋架上弦平面33屋架下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、垂直支撐和系桿。 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(kāi)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，但在第一個(gè)柱間要設(shè)置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端

31、墻風(fēng)力。兩道橫向水平支撐間的距離不宜大于60m，當(dāng)溫度區(qū)段長(zhǎng)度較大時(shí)，尚應(yīng)在中部增設(shè)支撐，以符合此要求。 當(dāng)屋架間距12m時(shí)，上弦水平支撐還應(yīng)予以加強(qiáng),以保證屋蓋的剛度。下弦橫向水平支撐 當(dāng)屋架間距12m時(shí)，尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支撐,但當(dāng)屋架跨度比較小(L18m)又無(wú)吊車或其他振動(dòng)設(shè)備時(shí),可不設(shè)下弦橫向水平支撐。 當(dāng)屋架間距12m時(shí),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),并應(yīng)用隅撐或系桿對(duì)屋梁下弦側(cè)向加以支承。 屋架間距18m時(shí),如果仍采用上述方案則檁條跨度過(guò)大,此時(shí)宜設(shè)置縱向次桁架,使主桁架(屋架)與次桁架組成縱橫桁架體系,次桁架間再設(shè)置檁條或設(shè)

32、置橫梁及檁條，同時(shí)，次桁架還對(duì)屋架下弦平面外提供支承?？v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(jí)或大噸位的中級(jí)工作制橋式吊車、壁行吊車或有鍛錘等較大振動(dòng)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縱向剛度。 屋架間距12m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且主要支座設(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)。 屋架間距12m時(shí)，縱向水平支撐宜布置在屋架的上弦平面內(nèi)。 垂直支撐(圖7.3.9)無(wú)論有檁屋蓋或無(wú)檁屋蓋，通常均

33、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。對(duì)三角形屋架的垂直支撐，當(dāng)屋架跨度18m時(shí)，可僅在跨度中央設(shè)置一道；當(dāng)跨度18m時(shí)，宜設(shè)置兩道(在跨度1/3左右處各一道)。對(duì)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)，可僅在屋架跨中布置一道垂直支撐，當(dāng)跨度30m時(shí)，則應(yīng)在跨度l/3左右的豎桿平面內(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，不另設(shè)端部垂直支撐。與天窗架上弦橫向支撐類似，天窗架垂直撐也應(yīng)設(shè)置在天窗架端部以及中部有屋架橫

34、向支撐的柱間圖7.3.8(b) ，并應(yīng)在天窗兩側(cè)柱平面內(nèi)布置圖7.3.9(b)。 對(duì)多豎桿和三支點(diǎn)式天窗架，當(dāng)其寬度12m時(shí)，尚應(yīng)在中央豎桿平面內(nèi)增設(shè)一道。 圖7.3.9 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：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。布置原則：屋架上弦平面內(nèi)，對(duì)無(wú)檁體系，在屋脊處和屋架端部處；對(duì)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6m時(shí)，應(yīng)在屋架端部處、下弦桿有彎折處、與柱剛接的

35、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18m的芬克式屋架的主斜桿與下弦相交的節(jié)點(diǎn)處等部位設(shè)置。 系桿 設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)時(shí)分為剛性系桿(既能受拉又能受壓)和柔性系桿(只能受拉) 。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用剛性系桿，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性系桿，其他情況的系桿可用柔性系桿。 當(dāng)屋架間距12m時(shí)，支撐桿件截面將大大增加，多多耗鋼材，比較合理的做法是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)向支承的系桿可用支于檁條的隅撐代替。（3）支撐的計(jì)算和構(gòu)造 支撐中的交叉斜桿以及柔性系

36、桿按拉桿設(shè)計(jì)，通常用單角鋼做成；非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按照壓桿設(shè)計(jì)，宜采用雙角鋼做成T形截面或十字形截面，其中橫桿和剛性系桿常用十字形截面使兩個(gè)方向具有等穩(wěn)定性。屋蓋支撐桿件的節(jié)點(diǎn)板厚度通常采用6mm，對(duì)重型廠房屋蓋宜采用8mm。 對(duì)于如圖7.3.10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,受壓桿件退出工作,如圖7.3.10中虛線所示，每節(jié)間只有受拉的斜腹桿參與工作。圖7.3.10 支撐桁架桿件的內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖W/2WWWWWWWW/2W/2WWWWWW/2(a)(b)7.3.3 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì) 屋架的內(nèi)力分析(1)基本假定假定節(jié)點(diǎn)處的所有桿件

37、軸線在同一平面內(nèi)相交于一點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)中心)，而且各節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接。荷載集中作用于節(jié)點(diǎn)(屋架作用有節(jié)間荷載時(shí)，可將其分配到相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn))。即簡(jiǎn)化為桁架。按上述理想體系內(nèi)力求出的應(yīng)力是桁架的主要應(yīng)力，由于節(jié)點(diǎn)實(shí)際具有的剛性所引起的次應(yīng)力，以及因制作偏差或構(gòu)造等原因而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，其值較小，設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮。（2)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(jiǎn)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)間的正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎短(包括屋脊節(jié)點(diǎn))取0.6M0，M0為將相應(yīng)弦桿節(jié)間作為單跨簡(jiǎn)支梁求得的最大彎矩。圖7.3.11 局部彎矩作用

38、的計(jì)算簡(jiǎn)圖0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0(3) 內(nèi)力計(jì)算和荷載組合荷載規(guī)范規(guī)定：屋架的荷載組合要按組合式(1.29)和按組合式(1.30)進(jìn)行。與柱鉸接的屋架應(yīng)考慮下列荷載作用情況：第一是全跨荷載：所有屋架都應(yīng)進(jìn)行全跨滿載時(shí)的內(nèi)力計(jì)算。即全跨永久荷載+全跨屋面活荷載或雪荷載(取兩者的較大值)+全跨積灰荷載+懸掛吊車荷載。有縱向天窗時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算中間天窗處和天窗端壁處的屋架桿件內(nèi)力。 第二是半跨荷載：全跨永久荷載+半跨屋面活荷載(或半跨雪荷載)+半跨積灰荷載+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(包

39、括支撐)自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷載。采用半跨荷載是考慮到有可能會(huì)引起腹桿內(nèi)力“變號(hào)”。 第三是對(duì)輕質(zhì)屋面材料的屋架，一般應(yīng)考慮負(fù)風(fēng)壓的影響。即當(dāng)屋面永久荷載(荷載分項(xiàng)系數(shù)G取為1.0)小于負(fù)風(fēng)壓(荷載分項(xiàng)系數(shù)Q取為1.4)時(shí)，屋架的受拉桿件在永久荷載與風(fēng)荷載聯(lián)合作用下可能受壓。求其內(nèi)力時(shí)，可假定屋架兩端支座的水平反力相等。一般的做法是：只要負(fù)風(fēng)壓的豎向分力大于永久荷載，即認(rèn)為屋架的拉桿將反號(hào)變?yōu)閴簵U，但此壓力不大，將其長(zhǎng)細(xì)比控制不超過(guò)250即可，不必計(jì)算風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。 第四是輕屋面的廠房,當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓枯^大(Q300kN)應(yīng)考慮按框架分析求得的柱頂水平力是否會(huì)使下弦內(nèi)力增加或引起下

40、弦內(nèi)力變號(hào)。 桿件的計(jì)算長(zhǎng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比(1)桿件的計(jì)算長(zhǎng)度 確定桁架弦桿和單系腹桿的長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度來(lái)Lo應(yīng)按表7.2的規(guī)定采用。實(shí)際上桁架節(jié)點(diǎn)具有一定的剛性，桿件兩端均系彈性嵌固。當(dāng)某一壓桿因失穩(wěn)而屈曲，端部繞節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圖7.3.12(a)將受到節(jié)點(diǎn)中其他桿件的約束。實(shí)踐和理論分析證明，約束節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的主要因素是拉桿。匯交于節(jié)點(diǎn)中的拉桿數(shù)量愈多，則產(chǎn)生的約束作用愈大，壓桿在節(jié)點(diǎn)處的嵌固程度也愈大，其計(jì)算長(zhǎng)度就愈小。根據(jù)這個(gè)道理，可視節(jié)點(diǎn)的嵌固程度來(lái)確定各桿件的計(jì)算長(zhǎng)度。弦桿、支座斜桿和支座豎桿取 ；其他受壓腹桿，取 。圖7.3.12 桁架弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度 (a）桁架桿件在桁架

41、平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度； (b) 桁架桿件在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度；lox=llox=llox=0.8l(a)l2l1(b)桁架平面內(nèi)桁架平面外 原則上，屋架弦桿在平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，應(yīng)取側(cè)向支承點(diǎn)間的距離。 上弦：有檁屋蓋中，通常,檁條可視為屋架弦桿的支撐點(diǎn)。在無(wú)檁屋蓋中，大型屋面板能起一定的支撐作用，一般取2塊屋面板的寬度，但不大于3.0m。下弦：視有無(wú)縱向水平支撐，取縱向水平支撐節(jié)點(diǎn)與系桿或系桿與系桿間的距離。 腹桿：因節(jié)點(diǎn)在桁架平面外的剛度很小，對(duì)桿件沒(méi)有什么嵌固作用，故所有腹桿均取 。斜平面 單面連接的單角鋼桿件和雙角鋼組成的十字形桿件，因截面主軸不在桁架平面內(nèi)，有可能斜向失穩(wěn)，桿件兩端的節(jié)點(diǎn)

42、對(duì)其兩個(gè)方向均有一定的嵌固作用,因此，斜平面計(jì)算長(zhǎng)度略作折減，支座斜桿和支座豎桿取 ，其他取 。其他 如桁架受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離為兩倍節(jié)間長(zhǎng)度，且兩節(jié)間弦桿內(nèi)力不等時(shí)圖7.3.13，該弦桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度按下式計(jì)算：圖7.3.13 側(cè)向支撐點(diǎn)間壓力有 變化的弦桿平面外計(jì)算長(zhǎng)度N2N1l1式中:較大的壓力，計(jì)算時(shí)取正值；較小的壓力或拉力，計(jì)算時(shí)壓力取正值，拉力取負(fù)值。 但不小于0.5l1 桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿見(jiàn)圖7.3.14(a)，在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度也按上式確定(受拉主斜桿仍取l1);在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度則采用節(jié)點(diǎn)中心間距離。圖7.3.14 壓力有變化的受壓腹桿 平面

43、外計(jì)算長(zhǎng)度(a)N2N1l1(b)N2N1l1(2)桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比 具體規(guī)定見(jiàn)第四章軸心受力構(gòu)件表4.1和表4.2。 桿件的截面形式 原則上應(yīng)考慮構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、易于連接，使其具有一定的側(cè)向剛度并且取材容易等要求。對(duì)軸心受壓桿件，宜使桿件對(duì)兩個(gè)主軸有相近的穩(wěn)定性。 (1)單壁式屋架桿件的截面形式 通常采用由兩個(gè)角鋼組成的T形截面或十字形截面。受力較小的次要桿件可采用單角鋼。如今，很多情況可用H型鋼剖開(kāi)而成的T型鋼來(lái)代替雙角鋼組成的T形截面。圖7.3.15 單壁式屋架桿件角鋼截面xxyyxxyyxxyyxxyyxxyyxxyyxxyyxxyyly=（1.351.5）lxly=

44、（2.62.9）lxly=（0.750.9）lxly=（1.82.1）lxly=（0.821.4）lxly=（0.450.79）lx(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)對(duì)節(jié)間無(wú)荷載的上弦桿，在一般的支撐布置情況下，計(jì)算長(zhǎng)度Loy2Lox，為使軸壓穩(wěn)定系數(shù)x與y接近，一般應(yīng)滿足iy2ix，因此，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面圖7.3.15(b)或TW型截面圖7.3.15(f)，當(dāng)Loy=Lox時(shí)，可采用兩個(gè)等邊角鋼截面圖7.3.15(a)或TM型截面圖7.3.15(g)；對(duì)節(jié)間有荷載的上弦桿，為了加強(qiáng)在桁架平面內(nèi)的抗彎能力，也可采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連的截面或TN型截面。 下弦桿在一般

45、情況下LoyLox ，通常采用不等邊角鋼短肢相連的截面或TW型截面以滿足長(zhǎng)細(xì)比要求。 支座斜桿Loy=Lox時(shí)，宜采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連或等邊角鋼的截面，連有再分式桿件的斜腹桿因Loy=2Lox ，可采用等邊角鋼相并的截面。 其他一般腹桿，因其Loy=L ，Lox=0.8，即Loy=1.25Lox ，故宜采用等邊角鋼相并的截面。連接垂直支撐的豎腹桿，使連接不偏心，宜采用兩個(gè)等邊角鋼組成的十字形截面圖7.2 6(d)；受力很小的腹桿（如再分桿等次要桿件），可采用單角鋼截面。用H型鋼沿縱向剖開(kāi)而成的T型鋼來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙角鋼T形截面，用于桁架弦桿,可以省去節(jié)點(diǎn)板或減小節(jié)點(diǎn)板尺寸，零仵數(shù)量少，用鋼量少

46、（約節(jié)約鋼材10%），用工量少(省工15%20%)。易于涂油漆且提高其抗腐蝕性能，延長(zhǎng)其使用壽命，降低造價(jià)(16%20%)。因此，有很廣闊的發(fā)展前景。(2)雙壁式屋架桿件的截面形式 屋架跨度較大時(shí)，弦桿等桿件較長(zhǎng)，單榀屋架的橫向剛度比較低。為保證安裝時(shí)屋架的側(cè)向剛度,對(duì)跨度42m的屋架宜設(shè)計(jì)成雙壁式。其中由雙角鋼組成的雙壁式截面可用于弦桿和腹桿，橫放的H型鋼可用于大跨度重型雙壁式屋架的弦桿和腹桿。圖7.3.16 雙壁式屋架桿件的截面(a)(b)(c) (3)雙角鋼桿件的填板 雙角鋼組成T形或十字形截面，桿件按實(shí)腹式桿件計(jì)算。 為了保證兩個(gè)角鋼共同工作，必須每隔一定距離在兩個(gè)角鋼間加設(shè)填板，使它

47、們之間有可靠連接。 圖7.3.17 桁架桿件中的填板(a)l1l11150801520l1l1111015(b) 填板的寬度：一般取5080mm；填板的長(zhǎng)度：對(duì)T形截面應(yīng)比角鋼肢伸出1020mm，對(duì)十字形截面則從角鋼肢尖縮進(jìn)1015mm，以便于施焊。填板的厚度與桁架節(jié)點(diǎn)板相同。 填板的間距：對(duì)壓桿l140i1，拉桿l180i1，在T形截面中，i1為一個(gè)角鋼對(duì)平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形截面中，i1為一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，填板應(yīng)沿兩個(gè)方向交錯(cuò)放置。在壓桿的桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)，至少應(yīng)設(shè)置兩塊填板。 桿件的截面選擇 (1)一般原則 優(yōu)先選用肢寬而薄的板件或肢件組成截

48、面以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，但受壓構(gòu)件應(yīng)滿足局部穩(wěn)定的要求。板件或肢件的最小厚度為5mm，對(duì)小跨度屋架可用到4mm。 角鋼桿件或T型鋼的懸伸肢寬不得小于45mm。直接與支撐或系桿相連的最小肢寬，應(yīng)根據(jù)連接螺栓的直徑d而定：d=16mm時(shí)，為63mm;d=18mm時(shí)，為70mm；d=20mm時(shí)，為75mm。垂直支撐或系桿如連接在預(yù)先焊于桁架豎腹桿及弦桿的連接板上時(shí)，則懸伸肢寬不受此限。 跨度較大的桁架(例如24m)與柱鉸接時(shí)，弦桿宜根據(jù)內(nèi)力變化而改變截面，但半跨內(nèi)一般只改變一次。變截面位置宜在節(jié)點(diǎn)處或其附近。改變截面的做法通常是變肢寬而保持厚度不變，以便處理弦桿的拼接構(gòu)造。 注：1、節(jié)點(diǎn)板鋼材為Q3

49、45鋼或Q390 鋼、Q420 鋼時(shí)，節(jié)點(diǎn)板厚度可按表中數(shù)值適當(dāng)減?。?2、本表適用于腹桿端部用側(cè)焊縫連接的情況； 3、無(wú)豎腹桿相連且自由邊無(wú)加勁肋加強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)板，應(yīng)將受壓腹桿內(nèi)力乘以1.25后再查表。2220181614121010支座節(jié)點(diǎn)板厚度（mm）201816141210868中間節(jié)點(diǎn)板厚度（mm）17713090129117709111290681910511680291510171290170 梯形、人字形屋架腹桿最大內(nèi)力或三角形屋架弦桿端節(jié)間內(nèi)力（kN）Q235鋼單壁式焊接屋架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表屋架節(jié)點(diǎn)板(或T型鋼弦桿的腹板)的厚度，可根據(jù)下表取用。 同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，以便

50、訂貨。如選出的型鋼規(guī)格過(guò)多，可將數(shù)量較少的小號(hào)型鋼進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)應(yīng)盡量避免選用相同邊長(zhǎng)或肢寬而厚度相差很小的型鋼，以免施工時(shí)產(chǎn)生混料錯(cuò)誤。 當(dāng)連接支撐等的螺栓孔在節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)且距節(jié)點(diǎn)板邊緣距離100mm時(shí)，計(jì)算桿件強(qiáng)度可不考慮截面的削弱。圖7.29 單面連接的單角鋼桿件，考慮受力時(shí)偏心的影響，在按軸心受拉或軸心受壓計(jì)算其強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接時(shí)，鋼材和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)（見(jiàn)附表1.4）。(2)桿件的截面選擇對(duì)軸心受拉桿件由強(qiáng)度要求計(jì)算所需的面積，同時(shí)應(yīng)滿足長(zhǎng)細(xì)比要求。對(duì)軸心受壓桿件和壓彎構(gòu)件要計(jì)算強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長(zhǎng)細(xì)比。具體計(jì)算方法見(jiàn)第4章、第6章。 鋼

51、桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) (1)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般要求 原則上，桁架應(yīng)以桿件的形心線為軸線并在節(jié)點(diǎn)處相交于一點(diǎn)。為了制作方便，通常取角鋼背或T型鋼背至軸線的距離為5mm的倍數(shù)。 當(dāng)沿長(zhǎng)度弦桿截面有改變時(shí)，一般將拼接處兩側(cè)弦桿表面對(duì)齊，此時(shí)宜采用受力較大的桿件形心線為軸線，如圖7-3-18 。當(dāng)兩側(cè)形心線偏移的距離e不超過(guò)較大弦桿截面高度的5時(shí)，可不考慮此偏心影響。 當(dāng)偏心距離e超過(guò)上述值，或者由于其他原因使節(jié)點(diǎn)處有較大偏心彎矩時(shí),應(yīng)將此彎矩根據(jù)線剛度分配于各桿。計(jì)算公式為：圖7.3.18 弦桿軸線的偏心N1N2e(a)M=N1e(b) 式中節(jié)點(diǎn)偏心彎矩，對(duì)圖7.3.18的情況，M=N1e；所計(jì)算桿件線剛度；

52、匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件線剛度之和。 在屋架節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的凈距，不宜小于10mm;桿件之間的空隙不小于15-20mm圖7.3.19 ，以便制作，且可避免焊縫過(guò)分密集，致使鋼材局部變脆。 L1L1圖7.3.19 單斜桿與弦桿的連接不正確正確15015015 20(a)(b) 角鋼端部的切割一般垂直于其軸線圖7.3.20(a) 。有時(shí)為減小節(jié)點(diǎn)板尺寸，允許切去一肢的部分圖7.3.20(b) 、(c) ，但不允許將一個(gè)肢完全切去而另一肢伸出的斜切圖7.3.20(d) 。圖7.3.20 角鋼端部的切割不允許abcd 節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)簡(jiǎn)單而規(guī)則，宜至少兩邊平行，一般采用矩形、平行四邊形

53、和直角梯形等。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15。圖7.3.19(a)。單斜桿與弦桿的連接應(yīng)不出現(xiàn)連接的偏心彎矩圖7.3.19(a) ，一般應(yīng)根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長(zhǎng)度畫(huà)出大樣圖來(lái)確定，但考慮施工誤差，宜將此平面尺寸適當(dāng)放大。L1L1圖7.3.19 單斜桿與弦桿的連接不正確正確15015015 20(a)(b) 支承大型混凝土屋面板的上弦桿，當(dāng)支承處的總集中荷載(設(shè)計(jì)值)超過(guò)下表規(guī)定的數(shù)值時(shí)、弦桿的伸出肢容易彎曲，應(yīng)對(duì)其采用圖7.3.21的做法予以加強(qiáng)。圖7.3.21 上弦角鋼的加強(qiáng)t=812t=812t=812加勁肋加勁肋1001416751214551012408102578Q

54、345、Q390Q235支撐處總集中荷載設(shè)計(jì)值（KN）角鋼（或T型鋼翼緣板）厚度（mm）、當(dāng)鋼材為弦桿不加強(qiáng)的最大節(jié)點(diǎn)荷載 (2)角鋼桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)角鋼桁架是指弦桿和腹桿均用角鋼做成的桁架。一般節(jié)點(diǎn)一般節(jié)點(diǎn)是指無(wú)集中荷載和無(wú)弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)板應(yīng)伸出弦桿1015mm以便焊接。腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按第3章角鋼角焊縫承受軸心力方法計(jì)算。圖7.3.22 屋架下弦的中間節(jié)點(diǎn)1015N1N215201520 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫,應(yīng)考慮承受弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差 ,按下列公式計(jì)算其焊腳尺寸： 肢背焊縫 肢尖焊縫 通常因N很小，實(shí)際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造要求確定，并沿節(jié)點(diǎn)板全長(zhǎng)滿焊。 式中內(nèi)力分配系

55、數(shù)，可取 。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。有集中荷載的節(jié)點(diǎn) 為便于大型屋面板或檁條連接角鋼的放置, 常將節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼背，如圖7.3.23?？s進(jìn)距離不小于(0.5t+2)mm，也不宜大于t，t為節(jié)點(diǎn)板厚度。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(jì)算其強(qiáng)度： 式中節(jié)點(diǎn)集中荷載垂直于屋面的分量；焊腳尺寸，取 。正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)。對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的屋架， ；對(duì)直接承受受動(dòng)力荷載的屋架 。圖7.3.23 屋架上弦節(jié)點(diǎn)（受集中荷載作用）hf2hf2N2QN1eehf1hf2hf1hf2N2N1(a)(b)(c)(d)c 實(shí)際上因 不大，可按構(gòu)造滿焊。 弦桿相鄰節(jié)間的內(nèi)力差 ，則

56、由弦桿角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受，計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入偏心彎矩 （ 為角鋼肢尖至弦桿軸線距離），按下式計(jì)算：對(duì) ： 對(duì) ： 式中肢尖焊縫的焊腳尺寸。驗(yàn)算式為： 當(dāng)節(jié)點(diǎn)板向上伸出不妨礙屋面構(gòu)件的放置，或因相鄰弦桿節(jié)間內(nèi)力差 較大，膠尖焊縫不滿足上式時(shí)，可將節(jié)點(diǎn)板部分向上伸出圖7.3.23(c)或全部向上伸出圖7.3.23(d) 。此時(shí)弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫應(yīng)按下列公式計(jì)算： 肢背焊縫 肢尖焊縫 式中:伸出肢背的焊縫焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度肢尖焊縫的焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度。角鋼桁架弦桿的拼接及拼接節(jié)點(diǎn) 弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。 工廠拼接的位置通常在節(jié)點(diǎn)范圍以外。 工地拼接的位置一般在節(jié)點(diǎn)處，但以拼

57、接角鋼傳遞弦桿內(nèi)力。拼接角鋼宜采用與弦桿相同的截面，使弦桿在拼接處保持原有的強(qiáng)度和剛度。 為了使拼接角鋼與弦桿緊密相貼，應(yīng)將拼接角鋼的棱角鏟去，為便于施焊，還應(yīng)將拼接角鋼的豎肢切去(t+hf+5)mm，式中t為角鋼厚度，hf為拼接焊縫的焊腳尺寸。連接角鋼截面的削弱，可以由節(jié)點(diǎn)板(拼接位置在節(jié)點(diǎn)處)或角鋼之間的填板(拼接位置在節(jié)點(diǎn)范圍外)來(lái)補(bǔ)償。 屋脊節(jié)點(diǎn)處的拼接角鋼，一般采用熱彎成形。當(dāng)屋面坡度較大且拼接角鋼肢較寬時(shí)，可將角鋼豎肢切口再?gòu)澱酆蠛赋?。工地焊接時(shí)，為便于現(xiàn)場(chǎng)安裝，拼接節(jié)點(diǎn)要設(shè)置安裝螺栓。此外，為避免雙插，應(yīng)使拼接角鋼和節(jié)點(diǎn)板不連在同一運(yùn)輸單元上，有時(shí)也可把拼接角鋼作為單獨(dú)的運(yùn)輸零件

58、。圖7.3.24 拼接節(jié)點(diǎn)(a)鏟成弧面或斜面(b)冷彎后對(duì)焊鉆孔后切去(c)拼接角鋼或拼接鋼板的長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)所需焊縫長(zhǎng)度決定。 接頭一側(cè)的連接焊縫總長(zhǎng)度應(yīng)為：式中 N桿件的軸心力，取節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力的較大值。雙角鋼的拼接中，上式得出的焊縫計(jì)算長(zhǎng)度Lw按四條焊縫平均分配。弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按式(7.8)和式(7.9)計(jì)算，公式中的N取為相鄰節(jié)間弦桿內(nèi)力之差或弦桿最大內(nèi)力的1 5%，兩者取較大值。當(dāng)節(jié)點(diǎn)處有集中荷載時(shí)，則應(yīng)采用上述N值和集中荷載Q值按式(7.1 4)和式(7.1 5)驗(yàn)算。角鋼桁架的支座節(jié)點(diǎn) 屋架與柱子的連接可以做成鉸接或剛接。支承于混凝土柱或砌體柱的屋架一般都是按鉸接設(shè)

59、計(jì)，而屋架與鋼柱的連接則可為鉸接或剛接。支于混凝土柱的支座節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)板、底板、加勁肋和錨栓組成。支座節(jié)點(diǎn)的中心應(yīng)在加勁肋上，加勁肋起分布支承處支座反力的作用，它還是保證支座節(jié)點(diǎn)板平面外剛度的必要零件。為便于施焊，屋架下弦角鋼背與支座底板的距離e（圖7.3.25、圖7.3.26）不宜小于下弦角鋼伸出肢的寬度，也不宜小于130mm。屋架支座底板與柱頂用錨栓相連，錨栓預(yù)埋于柱頂，直徑通常為2024mm。為便于安裝時(shí)調(diào)整位置，底板上的錨栓孔徑宜為錨栓直徑的22.5倍，屋架就位后再加小墊板套住錨栓并用工地焊縫與底板焊牢，小墊板上的孔徑只比錨栓直徑大(12)mm。圖7.3.25三角形屋架的支座節(jié)點(diǎn)墊板底板

60、加勁肋11節(jié)點(diǎn)板1-1a1b1ab加勁肋切口cR/4e圖7-3-26 人字形或梯形屋架支座節(jié)點(diǎn)ba底板加勁肋切口c節(jié)點(diǎn)板e(cuò) 支座底板的毛面積應(yīng)為： 式中支座反力；支座混凝土局部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;錨栓孔的面積。 按計(jì)算需要的底板面積一般較小，主要根據(jù)構(gòu)造要求(錨栓孔直徑、位置以及支承的穩(wěn)定性等)確定底板的平面尺寸。 支座節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)扳、底板、加勁肋和錨栓組成。支座節(jié)點(diǎn)的傳力路線是：桁架各桿件的內(nèi)力通過(guò)桿端焊縫傳給節(jié)點(diǎn)板，然后經(jīng)節(jié)點(diǎn)板與加勁肋之間的垂直焊縫，把一部分力傳給加勁肋，再通過(guò)節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底扳的水平焊縫把全部支座壓力傳給底板，最后傳給支座。因此，支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行以下計(jì)算： 支座底板的厚度按底