屋架的形式與布置

屋架的形式與布置第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1、屋架的形式與布置鋼屋架由屋面板或檁條、屋架、托架和屋蓋支承系統(tǒng)（水平支承、豎向支承）、大型屋面板等構(gòu)件組成。（圖）分類：分為有檁屋蓋結(jié)構(gòu)和無(wú)檁屋蓋結(jié)構(gòu)兩種承重結(jié)構(gòu)第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)檁屋架第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1.傳力路線：無(wú)檁屋架屋面荷載大型屋面板屋架（或天窗架）

第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2、屋面的跨度和間距屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)的布置無(wú)檁屋架因受大型屋面板尺寸的限制，屋架的跨度一般取3米的倍數(shù)，常用有15m,18m,21m等屋架的間距為6m。當(dāng)柱距超過(guò)屋面板的長(zhǎng)度時(shí)，就必須設(shè)置托架，以支承中間屋架

第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.特點(diǎn)：屋蓋剛度大、整體性好、施工方便，但自重大、抗震性能差?？捎糜谖菁芷露容^小的屋蓋。第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日有檁屋架1.形式和布置見(jiàn)圖

第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.組成：輕質(zhì)屋面板、檁條、拉條、支撐、屋架輕質(zhì)屋面板：壓型鋼板、石棉瓦、鋼絲網(wǎng)水泥波形瓦和加氣混凝土屋面板等

第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.傳力路線：

屋面荷載屋面板檁條屋架

第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4.特點(diǎn)：

屋面材料輕，整體性、剛度差些，有拉條（甚至斜拉條、撐桿等）、構(gòu)造較復(fù)雜?？捎糜谖菁芷露容^大的屋蓋。拉條的作用:減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，一般設(shè)在檁條腹桿受壓區(qū)域。有檁屋蓋的單層廠房的吊裝過(guò)程動(dòng)畫第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日輕鋼廠房1.形式和布置見(jiàn)

（圖）第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2組成：

輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板）、檁條、隅撐、水平支撐、鋼架3.傳力路線：

屋面荷載屋面板檁條鋼架4.特點(diǎn)：

輕質(zhì)、耐火、保溫及防水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、工業(yè)化生產(chǎn)程度高（材料整齊地裝箱，現(xiàn)場(chǎng)猶如搭積木）。廠房第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日屋架的形式：1、屋架的外形屋架的外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字型等2、選型的原則屋架選型是設(shè)計(jì)的第一步，桁架的外形首先取決于建筑物的用途，其次考慮用料的經(jīng)濟(jì)施工方便及結(jié)構(gòu)剛度等問(wèn)題。（1）滿足使用要求（2）受力合理：桁架外形應(yīng)盡可能與彎距圖相近似，桿件受力均勻；短件受壓，長(zhǎng)件受拉；荷載盡量布置在節(jié)點(diǎn)上。（3）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求簡(jiǎn)單，便于制造(4)便于運(yùn)輸?shù)谑?yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（一）常用屋架的結(jié)構(gòu)形式1、三角性屋架三角形屋架適用于陡坡屋面(I>1/3)的有檁屋蓋體系，受力不均勻，剛度小，坡度大，排水好，用于中、小跨度輕屋面結(jié)構(gòu)分類：芬克式人字式(見(jiàn)課本圖7.2b)單斜式(見(jiàn)課本圖7.2c)芬克式腹桿雖然較多但他的壓桿較短，拉桿長(zhǎng)桿件受力合理，且可以分為兩個(gè)小桁架制作與運(yùn)輸，運(yùn)用較廣第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.梯形鋼屋架：（1）外形與受力特點(diǎn)外形與彎矩圖較接近，受力好，省材料適用于屋面；坡度較小（I<1/3)的無(wú)檁屋蓋結(jié)構(gòu)（2）分類人字式和再分式人字式又分為上承式與下承式一般情況下與柱剛結(jié)時(shí)采用下承式，與柱鉸結(jié)時(shí)采用上承式與下承式均可

第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）優(yōu)點(diǎn)：（1）人字型屋架有較好的空間觀感，制作時(shí)可不再起拱，多用于較大的跨度3、人字型屋架人字型屋架上、下弦可以是平行的，坡度1/20-1/10節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單多用于較大的跨度，人字型屋架一般易采用上承式，不但安裝方便且可使折線拱的推力與下弦桿的彈性壓縮相抵消，在很大程度上減小了對(duì)柱的不利影響第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4、平行弦屋架平行弦屋架在構(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、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式統(tǒng)一，便于制作工業(yè)化。用途：?jiǎn)纹挛菁芎椭С袠?gòu)件等。第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（二）屋架的主要尺寸1、跨度據(jù)工藝需要定，一般為3m模數(shù)，12、15、18、21、24、27、30、36m等（1）計(jì)算跨度簡(jiǎn)支與于柱頂上的鋼屋架，其計(jì)算跨度取決于屋架支座反力的距離。當(dāng)柱的定位軸線與柱頂中軸線重合，且屋架簡(jiǎn)支于柱頂時(shí)，其計(jì)算跨度取房屋軸線跨度（標(biāo)志跨度）見(jiàn)課本142頁(yè)圖7.5。當(dāng)不重合時(shí)，其計(jì)算跨度每端減去150－200mm2、屋架的高度三角形h≈（1/4～1/6）L

梯形跨中h≈（1/6～1/10）L

端部h≈1.6～2.2m（鉸接時(shí)）

h≈1.8～2.4m（剛接時(shí)）

第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日屋蓋支承由屋架、檁條和屋面材料等構(gòu)件組成的有檁屋蓋是幾何可變體系。屋架的受壓上弦雖然與檁條連接，但所有屋架的上弦有可能向同一方向以半波的形式鼓曲（圖），使得上弦的計(jì)算長(zhǎng)度為屋架的跨度，承載力下降。其次，屋架下弦雖是拉桿，但側(cè)向無(wú)聯(lián)系時(shí)，會(huì)引起較大的水平振動(dòng)和變位，增加桿件和連接中的受力。此外端墻傳來(lái)的風(fēng)荷載，僅靠屋架的弦桿承受和傳遞是不夠的。第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日

故支撐設(shè)置有下列的作用：

（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)便于屋蓋的安全施工

第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1.上弦橫向支撐

（1）組成屋架上弦、斜向桿件、檁條、系桿（見(jiàn)課本圖7.7144ye)（2）作用：保證屋架側(cè)向剛度和屋蓋的空間剛度，減小上弦在平面外計(jì)算長(zhǎng)度，承受和傳遞端墻的風(fēng)荷載。（3）布置①端部第一或第二開(kāi)間。當(dāng)布置在第二開(kāi)間時(shí)，端屋架需與橫向支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩(wěn)定和風(fēng)荷載傳遞。（有時(shí)因天窗架從第二開(kāi)間起設(shè)。）②橫向支撐間距大于60m時(shí)，中間增設(shè)。③屋面為大型屋面板，且屋面板有三點(diǎn)與屋架上弦牢固連接時(shí)，可不設(shè)。但一般高空作業(yè)較難保證，還是設(shè)上弦橫向支撐，大型屋面板起系桿的作用。有天窗架時(shí)，上弦橫向支撐仍需布置。第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.下弦支撐下弦支撐包括下弦橫向支撐和下弦縱向支撐下弦橫向支撐下弦縱向支撐組成：系桿、斜桿作用：增加屋蓋空間剛度，承受和傳遞吊車橫向水平制動(dòng)力。布置：屋架兩邊，與橫向支撐形成封閉框。有重級(jí)工作制吊車或起重量較大的中、輕工作制吊車時(shí)，有振動(dòng)設(shè)備、屋架下弦有吊軌、有托架時(shí)，房屋跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，均需設(shè)置下弦縱向水平支撐。第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.豎向支撐組成：系桿、斜桿作用：使相鄰屋架形成幾何不變的空間體系，保證側(cè)向穩(wěn)定。布置位置：設(shè)有上弦橫向支撐的開(kāi)間內(nèi)，每隔4～5個(gè)開(kāi)間布置一道。第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日布置原則:

（1）梯形或平行弦屋架

無(wú)天窗，跨度l<30m，布置在屋架兩端、跨中（圖）。無(wú)天窗，跨度l>30m，布置在屋架兩端、跨度l/3處（圖）。第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日有天窗、跨度l<30m，布置在屋架兩端、跨中、天窗架兩端（圖）

有天窗、跨度l<30m，布置在屋架兩端、跨度l/3處、天窗架兩端第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）三角形屋架跨度小于18m時(shí)，布置在屋架中間（圖）?？缍却笥?8m時(shí)，一般視具體情況布置兩道（圖）。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4.系桿作用：在無(wú)支撐的開(kāi)間處，保證屋架的側(cè)向穩(wěn)定，減小弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度，傳遞水平荷載。

系桿分剛性和柔性剛性系桿一般由兩個(gè)角鋼組成，能承受壓力和拉力。柔性系桿則常由單角鋼或圓鋼組成，只能承受拉力。布置：豎向支撐平面內(nèi)設(shè)通長(zhǎng)系桿。水平橫向支撐設(shè)在第二開(kāi)間時(shí)，端屋架需與第二榀屋架用剛性系桿連接，其余設(shè)置剛性或柔性系桿均可。屋脊節(jié)點(diǎn)、屋架支座節(jié)點(diǎn)設(shè)置剛性系桿。第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日支承的截面選擇及連接構(gòu)造屋蓋支承一般不進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，其截面尺寸按