中重型工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設計

第2章中、重型工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設計

前一章小結(jié)輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)設計門式剛架結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系剛架的簡化模型和設計壓型鋼板、檁條、支撐和構(gòu)造設計等內(nèi)容簡介主要內(nèi)容重鋼廠房的結(jié)構(gòu)組成重鋼廠房的結(jié)構(gòu)布置★重鋼廠房橫向框架的計算重鋼廠房的支撐體系★鋼屋架設計★吊車梁的設計★學習方法與輕型門式剛架廠房對比發(fā)揮空間想象力為什么……？重鋼廠房和輕鋼（剛）廠房的區(qū)別荷載（屋面區(qū)別不大）輕型廠房：

配置20t以下吊車的廠房中型廠房：

配置20t-100t吊車的廠房重型廠房：

配置100t-350t吊車的廠房特重型廠房：

配置350t以上吊車的廠房，700t吊車構(gòu)件形式和板厚輕鋼廠房：

實腹式構(gòu)件，腹板厚度~8mm荷載、跨度重鋼廠房：

格構(gòu)式構(gòu)件，板厚用鋼量輕鋼廠房： <80kg/m2，一般~50kg/m2重鋼廠房： 100+kg/m2，有些達300kg/m2結(jié)構(gòu)形式重型鋼結(jié)構(gòu)廠房概述正在建設的門式剛架工程實例山墻抗風柱吊車梁天窗架輕型門式剛架廠房示例重型鋼結(jié)構(gòu)廠房實例某重鋼廠房，高27m，跨30m，吊車250噸，墻梁。鋼管混凝土格構(gòu)式柱（邊柱三肢、中柱四肢）重型鋼結(jié)構(gòu)廠房實例某重鋼廠房，高27m，跨30m，吊車250噸。鋼管混凝土格構(gòu)式柱（邊柱三肢、中柱四肢）重型鋼結(jié)構(gòu)廠房實例工程名稱：南京寶色新建廠房建筑特性：重鋼廠房；格構(gòu)柱；高低跨。建筑面積：40000㎡ 總用鋼量：10600T設計開始時間：2014年6月10日

設計結(jié)束時間：2014年8月26日設計周期：73天

設計人員數(shù)量：4人《神盾局特工(Agents.of.S.H.I.E.L.D)》示例《神盾局特工(Agents.of.S.H.I.E.L.D)》之專機機庫示例國產(chǎn)大飛機C919下線示例哈電集團核核電設備廠廠房示例大國重器：：8萬噸鍛壓機機廠房示例重鋼廠房的的組成重鋼廠房的的組成基礎、柱、、屋蓋結(jié)構(gòu)、支撐體系、、吊車梁、墻架等柱屋架吊車梁天窗架柱間支撐橫向水平支撐重鋼廠房的的組成基礎、柱、、屋蓋結(jié)構(gòu)、支撐體系、、吊車梁、墻架等托架制動桁架屋架豎向支支撐橫向平面框框架墻梁/墻架檁條柱網(wǎng)布置——影響因素生產(chǎn)工藝流流程的要求求結(jié)構(gòu)要求：：剛度和強強度經(jīng)濟性：加大柱距：：構(gòu)件材料用量增增加，但減減少地基處處理費用和和基礎造價價軟弱地基上上模數(shù)要求6m、12m、15m、18m、24m———屋架、吊車車鋼砼大型屋面面板：6m輕型屋面板板和圍護結(jié)結(jié)構(gòu)：12m以上軟弱地基上上：15m以上重鋼廠房的的結(jié)構(gòu)布置置柱網(wǎng)布置——拔柱由于工藝要要求或其它它原因。重鋼廠房的的結(jié)構(gòu)布置置柱網(wǎng)布置——拔柱后的處理理托梁、托架：：上承屋架架、下傳柱柱子重鋼廠房的的結(jié)構(gòu)布置置托架柱網(wǎng)布置——拔柱后的處理理托梁、托架：：上承屋架架、下傳柱柱子尺寸屋架與托梁梁/托架的連接接疊接：構(gòu)造造簡單，便便于施工，，但托架（（托梁）受扭。平接：有效地減輕托架架（托梁））受扭的不利影響響常用。重鋼廠房的的結(jié)構(gòu)布置置溫度區(qū)段溫度收縮縫縱向或橫向向的尺度較較大時為避免過大的溫度應應力雙柱vs單柱重鋼廠房的的結(jié)構(gòu)布置置

結(jié)構(gòu)情況縱向溫度區(qū)段(垂直屋架或構(gòu)架跨度方向)橫向溫度區(qū)段(屋架或構(gòu)架跨度方向)柱頂為剛接柱頂為鉸接采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋露天結(jié)構(gòu)220120150180100125120----溫度區(qū)段長長度表(m)荷載永久荷載（（恒載）屋面恒載、、檁條、屋屋架自重其它構(gòu)件（（支撐、吊吊車梁等））的自重圍護結(jié)構(gòu)自自重可變荷載（（活載）屋面活荷載載、雪荷載載、積灰荷荷載（局部）風荷載吊車荷載——吊車梁施工荷載地震作用廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理荷載風荷載廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理標準值：μz–風壓高度變變化系數(shù)μs—體型系數(shù)βz—風振系數(shù)風荷載標準準值Wk是沿垂直建筑筑物表面方方向作用的，為方便將將其投影到到水平面上上。剛架計算單單元寬b、跨度方向向長為h范圍內(nèi)風荷荷載應合力力為：投影到水平平面上的值值Po為：16.20橫向框架結(jié)結(jié)構(gòu)體系廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理橫向平面框框架計算單元簡化廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理簡化空間廠房結(jié)結(jié)構(gòu)平面剛架計算單元簡化模型柱腳剛接：：柱尺寸大減小柱頂端端的彎矩值值，增大橫橫向框架剛剛度橫梁與柱子的連接接形式：剛剛接框架(a、b)，鉸接框架架(c)剛接框架：適用于設設有雙層吊吊車、重型型吊車等重重型廠房鉸接框架：：適用于吊吊車起重量量不大結(jié)構(gòu)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理（a）（b）（c）16.35內(nèi)力計算當量慣性矩矩：將格構(gòu)構(gòu)式柱和屋屋架換算為為實腹式構(gòu)構(gòu)件廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理Aα和Aβ—分別為格構(gòu)構(gòu)柱兩肢（（或屋架上上下兩弦））截面積Xα和Xβ—格構(gòu)式柱兩兩肢（屋架架上下兩弦弦）的截面面形心到格構(gòu)式柱截面面中性軸的的距離。μ—反映剪力和和幾何形狀狀的修正系系數(shù)。μ=0.9平行弦μ=0.8上弦坡度i=0.1μ=0.7上弦坡度i=0.125內(nèi)力計算當量慣性矩矩廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理對于屋架：：其當量慣性性矩為：h—為上下兩弦弦截面形心心之間的距距離。屋架尺寸未未定時，可按下式式估算其當當量慣性矩矩。Mmax—簡支屋架在在屋面荷載載作用下的的跨中彎矩。f—弦桿抗拉強強度設計值值。內(nèi)力分析假定：小位位移線性結(jié)結(jié)構(gòu)疊加原理分析類型：：（荷載標準準值）永久荷載屋面活荷載載風荷載（左左/右）吊車剎車力力（小車））吊車小車靠靠近一側(cè)時時的重力計算方法電算：簡單、、精確手算：原理、、方案論證證廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理16.45內(nèi)力組合《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》——可能同時出出現(xiàn)組合規(guī)則：：承載力極極限狀態(tài)和和正常使用用極限狀態(tài)態(tài)對于一般的的剛（框架架）結(jié)構(gòu)，，按承載力力極限狀態(tài)態(tài)設計時，，構(gòu)件和連連接可取下下列公式的的最不利值：廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理SGk、SQk—按規(guī)范規(guī)定定的標準值值算得的永永久荷載效應和可變荷載效應γG、γQ—永久荷載分分項系數(shù)和和可變荷載載分項系數(shù)數(shù)內(nèi)力組合受彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件廠房結(jié)構(gòu)的的計算原理理重鋼廠房特點，與輕輕鋼(剛)的區(qū)別結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置、溫度伸縮縮縫荷載計算單元和和簡化模型型內(nèi)力計算當量慣性矩矩內(nèi)力組合下節(jié)課：屋蓋支支撐體系小結(jié)重鋼廠房支支撐體系主要內(nèi)容支撐體系的的組成☆屋蓋支撐柱間支撐支撐體系的的作用★支撐體系的的設置☆支撐體系的的構(gòu)造學習方法發(fā)揮空間想想象力為什么……？？？重鋼廠房支支撐體系支撐體系的的組成屋蓋支撐橫向水平支支撐縱向水平支支撐垂直支撐系桿天窗架支撐柱間支撐上層柱間支支撐下層柱間支支撐重鋼廠房的的支撐體系系為什么需要要設置屋蓋蓋支撐？屋蓋支撐體體系屋架屋架是否安安全？屋蓋支撐體體系平面屋架在在其本身平面內(nèi)內(nèi)．由于弦桿桿與腹桿構(gòu)構(gòu)成了三角角形的幾何不變鉸鉸接體系而具有較大的剛度。但在垂直于屋屋架平面方方向(通稱屋架平面外外)，不設支撐撐體系的平面屋架卻可能平面外彎曲/屈曲。屋架是否安全？屋蓋支撐體體系圖為屋架上弦平面圖圖，在未設上弦平面面內(nèi)的支撐撐桁架時，雖有檁條把各個屋架架連成一片片，但當屋屋架上弦桿桿因受壓而而失穩(wěn)時，，整個上弦弦會屈曲成一個“半波波”。屋架是否安全？——橫向水平支支撐屋蓋支撐體體系如在房屋兩兩端的柱間間內(nèi)設置上弦橫橫向支撐桁桁架，則屋架上上弦將屈曲曲成多個“半波波”，從而提高高上弦桿的的整體穩(wěn)定性性，亦即提高高了承載能能力。屋架是否安全？——垂直支撐屋蓋支撐體體系當在屋架端部部兩屋架間間未設垂直支撐桁桁架時，雖雖有檁條和和系桿的連連系，屋架架相互間仍仍是幾何可變的，在側(cè)向向力作用下下屋架會整體傾斜。僅當設了垂直支撐桁桁架和系桿桿，才能保持持各個屋架架在平面外的幾何穩(wěn)定性性。屋架端視圖圖屋架是否安安全？——系桿屋蓋支撐體體系系桿作用：用較少數(shù)量的的上、下弦系系桿與上述空間間桁架架結(jié)結(jié)構(gòu)體系相相連，使整整個屋蓋成成為具有足足夠空間幾何不不變性、穩(wěn)定性和剛度的屋蓋結(jié)構(gòu)體體系。系桿屋蓋支撐體系的組組成屋蓋支撐體系橫向水平支撐:布置在屋架上、、下弦及天窗上上弦平面，是沿屋架方向布置的支撐?？v向水平支撐:布置在屋架上或或下弦，是垂直屋架方向布置的支撐。垂直支撐:布置在屋架間及及天窗間，是豎向布置的支撐。系桿:布置在屋架上、、下平面及及天天窗架上弦平面面內(nèi)。屋蓋支撐體系的的作用屋蓋支撐體系1）保證鋼屋蓋的空間穩(wěn)定性；2）保證屋架受壓壓上弦桿在屋架平面外穩(wěn)定定（避免壓桿的側(cè)側(cè)向失穩(wěn)），防防治拉桿產(chǎn)生過過大的振動；3）承受并傳遞屋屋架的縱向水平力（風荷載、懸掛掛吊車縱向制動動力、地震荷載載等）4）保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與與方便上弦橫向水平支支撐作用：抵抗端墻傳來風風載；增加屋蓋蓋橫向剛度；減減小屋架上弦計計算長度。布置要求：屋蓋支撐的布置置①各種屋蓋，包括括天窗架都要設置②布置在房屋或縱縱向溫度縫區(qū)兩端第一或第二二柱間③橫向間距不超過過60米，大于60m時應在區(qū)段中間間增加上弦橫向水平支支撐。布置根據(jù)：房屋跨度高度柱網(wǎng)布置屋蓋結(jié)構(gòu)形式荷載作用情況下弦橫向水平支撐作用：抵抗端墻傳來風風載；增加屋蓋蓋橫向剛度；減減小屋架下弦計計算長度布置要求：屋蓋支撐的布置置①當屋架跨度≥18m；②有橋式吊車、屋架下弦有懸掛吊車；③采用下弦彎折的的屋架以及山墻墻抗風柱支承于于屋架下弦時。。④與上弦橫向水平平支撐同開間設置。上弦平面下弦平面縱向水平支撐作用：形成封閉體系，，增加屋蓋縱向向剛度；承受和和傳遞吊車橫向向水平制動力。。布置要求：屋蓋支撐的布置置上弦平面下弦平面①有重級工作制或或大噸位吊車或或鍛錘等振動設備時設；②屋架下弦有縱向向或橫向吊車軌道時設；③有托架時設；④屋架跨度或高度較大時；⑤設在下弦端節(jié)間間，與下弦橫向向水平支撐構(gòu)成封閉支撐系統(tǒng)；⑥三角形屋架或某某些特殊情況，，縱向水平支撐撐也可設于上弦平平面。垂直支撐作用：使相鄰兩屋架形形成幾何不變空空間體系，維持持屋架端部及中中間截面的豎向向穩(wěn)定。布置要求：屋蓋支撐的布置置①設在有上弦橫向向支撐的柱間；②對梯形屋架，至少設三道，，跨度大于30米或有天窗時增增設；③對三角形屋架，跨度≤18m時中間設一道，，超過18m設兩道系桿作用：保證無橫向支撐撐的其他屋架的的側(cè)向穩(wěn)定，充充當屋架上下弦弦的側(cè)向支撐點點。分為剛性系系桿和柔性系桿桿設置要求其它要求：屋蓋支撐的布置置①上弦平面內(nèi)，大型屋面板可為系桿（焊牢），因此一般在在屋脊及兩端設設系桿。有檁屋屋蓋中，檁條可以代替上上弦系桿，但必須滿足系桿要求。②下弦平面內(nèi)，在跨中或跨中附近近設置設置一道或兩道系桿。①垂直支撐平面內(nèi)內(nèi)，一般設置上、、下系桿；②在屋架支座節(jié)點處和上弦屋脊節(jié)點處處應設置通長剛性系桿，支座節(jié)點處如如有鋼筋混凝土土圈梁，此處剛性系桿桿可不考慮；③當橫向支撐做在在端部第二開間時，端部開間的所有有系桿應按剛性系桿設計；④下弦跨中或跨中附近近設置柔性系桿。天窗架支撐當屋蓋有天窗架時，對天窗架也應應與屋架一樣布布置天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐以及相應系桿。垂直支撐通常設于相鄰兩兩榀天窗架的側(cè)柱間平面內(nèi)，天窗架跨度≥12m時還設于中央豎桿間平面面內(nèi)。屋蓋支撐的布置g—天窗架垂直支撐撐；d—天窗架上弦橫向向水平支撐;屋蓋支撐體系組成橫向水平支撐縱向水平支撐垂直支撐系桿天窗架支撐各支撐的作用各支撐的布置要要求小結(jié)支撐桿件的形式式各支撐一般為平面桁架桁架腹桿一般采用交叉斜桿支撐桿件的計算算原則和構(gòu)造豎腹桿弦桿：相鄰屋架弦桿兼兼作橫向支撐桁架的的弦桿腹桿斜腹桿支撐桿件形式截面選擇受力較小，一般不進行內(nèi)力計算桿件截面常按容許長細比來選柔性系桿的設計可按[λ]＝350，400控制剛性系桿的設計可按[λ]=200控制支撐桿件的計算算原則和構(gòu)造拉桿—單角鋼（交叉斜桿和柔性系桿）壓桿—雙角鋼（非交叉斜桿、弦桿、剛性系桿）橫向水平支撐上、下弦橫向和縱縱向水平支撐的的交叉斜桿通常連于屋架上、下弦桿其橫桿則常做成與剛性系桿完全相同，連接接也相同。屋蓋支撐的構(gòu)造造a.上弦橫向水平支支撐橫向水平支撐上、下弦橫向和縱縱向水平支撐的的交叉斜桿通常連于屋架上、下弦桿其橫桿則常做成與剛性系桿完全相同，連接接也相同。屋蓋支撐的構(gòu)造造a.上弦水平支撐節(jié)點b.下弦水平支撐節(jié)點上弦橫向水平支撐構(gòu)造屋蓋支撐的構(gòu)造造柔性系桿剛性系桿支撐連接板上弦水平支撐節(jié)點支撐腹桿柱間支撐的組成——吊車梁上下上層柱間支撐下層柱間支撐為什么要設置柱柱間支撐柱間支撐剛性系桿剛性系桿下層柱間支撐上層柱間支撐垂直支撐柱間支撐的作用用承受并傳遞縱向向水平荷載山墻上的風荷載、吊吊車縱向水平荷荷載、縱向地震力等。。減少柱在平面外外的計算長度保證廠房的縱向剛度度柱間支撐剛性系桿剛性系桿下層柱間支撐上層柱間支撐垂直支撐柱間支撐的形式式上層柱間支撐形形式下層柱間支撐形形式柱間支撐(a)單層十字形；(b)人字形；(c)門形;(d)雙層十字形(a)十字形；(b)人字形；(c)V字形《神盾局特工(Agents.of.S.H.I.E.L.D)》之專機機庫柱間支撐國產(chǎn)大飛機C919下線柱間支撐大國重器：8萬噸鍛壓機廠房房柱間支撐柱間支撐的形式式柱間支撐門式下層柱間支撐撐+雙上層柱間支撐撐柱間支撐的布置每列柱都要設柱間支撐撐。多跨廠房的中列柱的柱間支撐要與與邊列柱的柱間支撐布置在同一柱間。下層柱間支撐一般宜宜布置在溫度區(qū)段的中部部，以減少縱向溫度應應力的影響。上層柱間支撐除了要要在下層柱間支支撐布置的柱間設置外,還應當在每個溫度區(qū)段的的兩端設置。每列柱頂均要布置剛性系桿。柱間支撐重鋼廠房支撐體體系支撐體系的組成成☆屋蓋支撐（上/下弦橫向水平、、縱向水平、垂垂直、系桿）柱間支撐（上層層、下層）支撐體系的作用用★支撐體系的設置置☆支撐體系的構(gòu)造造下節(jié)課內(nèi)容鋼屋架的設計小結(jié)鋼屋架設計鋼屋架設計鋼屋架簡介屋架的作用？屋架為什么做成成桁架的形式？屋架輕型廠房剛架示示意圖《鋼結(jié)構(gòu)課程設計計》任務：**m跨工業(yè)廠房普通通鋼屋架設計鋼屋架設計《鋼結(jié)構(gòu)課程設計計》具體任務屋蓋支撐體系的的布置屋架外形、幾何何尺寸荷載、內(nèi)力、內(nèi)內(nèi)力組合桿件截面設計節(jié)點構(gòu)造設計：：上弦節(jié)點、下下弦節(jié)點、支座座節(jié)點、屋脊節(jié)節(jié)點和下弦中央央節(jié)點等。填板設置材料統(tǒng)計：編號號、尺寸、重量量和數(shù)量繪制屋架施工圖圖鋼屋架設計屋架的形式屋架形式及腹桿桿形式人字式腹桿再分式腹桿人字式腹桿交叉式腹桿三角形屋架梯形屋架平行弦屋架芬克式腹桿人字式腹桿單向斜桿式(豪式)腹桿屋架的形式三角形屋架吊裝裝示例——三角形屋架示例——三角形屋架屋架的形式三角形屋架屋架的形式祿豐工投原料系系統(tǒng)工程示例——人字形平行弦屋屋架確定屋架形式的的原則①滿足使用要求求排水坡度、建筑筑凈空、天窗、、頂棚及懸掛吊吊車的要求。屋面坡度要和排排水措施相適應應。②受力合理弦桿：桁架外形形盡量和彎矩圖圖相近；弦桿內(nèi)內(nèi)力應均勻，材材料強度得到充充分發(fā)揮；盡量量弦桿不受彎。。腹桿：應短桿受受壓、長桿受拉拉。屋架的形式再分式腹桿人字式腹桿確定屋架形式的的原則③便于制作、運運輸和安裝：桿件數(shù)量少，節(jié)節(jié)點少，桿件尺尺寸少，節(jié)點構(gòu)構(gòu)造形式少。計算選擇截面后后，桿件型號可可能比較多備料不方便、容容易搞混相近截面歸并（（桿件~20種、板件~10種）。構(gòu)造簡單：桿件件夾角宜在30度~60度之間④綜合技術經(jīng)濟濟效果好涉及選材、結(jié)構(gòu)構(gòu)形式、受力合合理、加工運輸輸安裝的費用綜合考慮前面三條都考慮慮、并做兩三種種方案綜合比較較，就能得到一一個較好的方案案屋架的形式典型屋架形式的的特點及適用情情景屋架的形式典型屋架形式的的特點及適用情情景屋架的形式典型屋架形式的的特點及適用情情景屋架的形式屋架的跨度L由生產(chǎn)工藝使用用要求確定模數(shù)：3m倍數(shù)：18、24、27、30、33、36屋架高度H由受力合理、剛剛度條件（撓度度限值1/500）、屋面坡度、、運輸條件（鐵鐵路運輸限高3.85m）等確定三角形屋架：H=(1/6~1/4)L；梯形屋架：H=(1/10~1/6)L梯形屋架端部高高度H0由中部高度和坡坡度確定屋架與柱剛接時時，H0應夠大，以免端端部弦桿內(nèi)力過過大H0=(1/16~1/10)L，一般取1.6~2.4m（鉸接~剛接）屋架的主要尺寸寸荷載永久荷載屋面板、檁條、、屋架、天窗架、支撐等的的自重可變荷載Max(屋面活活荷載載、雪雪荷載載)積灰荷荷載風荷載載懸掛吊吊車荷荷載施工荷荷載地震作作用屋架內(nèi)內(nèi)力計計算荷載組組合（（小變形線線性假假定）①永久久荷載載+全跨可可變荷荷載——正常使使用②永久久荷載載+半跨可變變荷載載③屋架架和支支撐自自重+半跨屋屋面板板重+半跨屋面面活荷載—吊裝梯形屋屋架中中：屋架上、下下弦桿桿和靠靠近支支座的的腹桿桿常按組合合①計計算；跨中附近的的腹桿桿在第第②、、③種種荷載載組合合下可可能為為最大大而且且可能能變號號?！ψ冏儔毫α?，可可能失失穩(wěn)。?！匾暎。∥菁軆?nèi)內(nèi)力計計算屋架內(nèi)內(nèi)力計計算的的基本本假定定：屋架節(jié)節(jié)點為為鉸接接節(jié)點點。屋架所所有桿桿件的的軸線線平直直且匯匯交于于節(jié)點點中心心。荷載都都作用用在節(jié)節(jié)點上上，并并在屋屋架平平面內(nèi)內(nèi)。屋架桿桿件為為軸心心受力力構(gòu)件件，受受拉或或受壓按節(jié)點荷荷載作作用下下的鉸鉸接平平面桁桁架分分析內(nèi)內(nèi)力。。屋架內(nèi)內(nèi)力計計算實際屋屋架與與理想鉸接屋屋架的區(qū)別節(jié)點剛剛性的的影響響節(jié)點處處有約約束作作用次應力力（彎彎矩））截面較較小的的細長長桿件件，影影響較較小對重型型桁架架，H型或箱箱型截截面，，專門門分析析節(jié)點受受力偏偏心桿件軸軸線偏偏心荷載偏偏心——一般較較小，，盡量量避免免屋架內(nèi)內(nèi)力計計算內(nèi)力分分析方方法解析法法(節(jié)點法法/截面法法)、圖解解法(結(jié)構(gòu)力力學)、電算算分別計計算全全跨和和半跨跨單位位節(jié)點點荷載載作用用下的的內(nèi)力力系數(shù)數(shù)根據(jù)不不同的的荷載載組合合，列列表計計算屋架內(nèi)內(nèi)力計計算有節(jié)間間荷載載作用用的屋屋架（1）將節(jié)節(jié)間荷荷載分分配到到相鄰鄰的節(jié)節(jié)點上上，按按只有有節(jié)點點作用用的屋屋架計計算各各桿內(nèi)內(nèi)力（2）直接接承受受節(jié)間間荷載載的弦弦桿按按壓彎彎構(gòu)件件（3）M：理論論上應應按彈彈性支支座上上的連連續(xù)梁梁計算算簡化：：屋架內(nèi)內(nèi)力計計算屋架與與柱剛剛接時時屋架端端部彎彎矩屋架內(nèi)內(nèi)力計計算MM屋架與與柱剛剛接時時（1）先按按鉸接接屋架架計算算桿件件內(nèi)力力（2）將端端部彎彎矩等等效為為水平平力（3）取最最不利利組合合屋架內(nèi)內(nèi)力計計算MMFH=M/hFH=M/h實際屋屋架與與理想想鉸接接屋架架的區(qū)區(qū)別節(jié)點剛剛性的的影響響桿端約束束來自自相連連的其其它桿桿件影響屋屋架桿桿端約約束的的因素素桿件的的軸力力性質(zhì)質(zhì)受拉桿桿件剛剛度大大，約約束作作用大大受壓桿桿件自自身存存在失失穩(wěn)可可能，，約束束作用用小桿件線線剛度度的大大小線剛度度越大大，約約束作作用越越大與所分析析桿直接相相連的桿件件作用用大，，較遠桿件件作用小小桿件的的計算算長度度屋架平平面內(nèi)內(nèi)的計計算長長度l0x弦桿弦桿本本身截截面較較大其它桿桿件約約束作作用較較?。海簂0x=l支座斜桿、、支座座豎桿桿拉桿少少，約約束作作用較較弱：：l0x=l中間腹腹桿：：上弦桿桿受壓壓,約束較較弱；；下弦弦桿受受拉,約束較較強：：l0x=0.8l桿件的的計算長長度屋架平平面外外的計計算長長度弦桿：：l0y=l1側(cè)向支支撐點點間距距離檁條與與支撐撐的連連接腹桿雙角鋼鋼T形腹桿桿l0y=l單角鋼鋼腹桿桿或雙雙角鋼鋼十字字形腹腹桿l0y=0.9l——繞最小小主軸軸彎曲曲時桿桿軸處處于斜斜平面面內(nèi)，，其端端部收收到一一定約約束，，但約約束作作用不不強桿件的的計算長長度變內(nèi)力力壓桿桿的計計算長長度(N1>N2)平面內(nèi)內(nèi)計算算長度度：l0x=d平面外計算算長度度：對普通通弦桿桿：l0y=l1=2d考慮受受力較較小的的桿件件對受受力較較大的的桿件件的““援助助”作作用桿件的的計算長長度交叉腹腹桿交叉腹腹桿交交叉點點處的的構(gòu)造造兩桿不斷斷開一桿斷開開，另另一桿桿斷開開，用用拼接接板拼拼接桿件的的計算算長度度交叉腹腹桿桁架平平面內(nèi)內(nèi)計算算長度度兩桿互為為支撐撐點：：l0x=0.5l桁架平平面外外計算算長度度拉桿可可作為為壓桿桿的平平面外外支撐撐點：：壓桿除除非受受力較較小且且不斷斷開，，否則則不起起側(cè)向向支撐撐點作作用取l為節(jié)點之之間的的距離離，N為所計算算桿內(nèi)內(nèi)力，N0為相交另另一桿桿內(nèi)力力，取取絕對對值。。桿件的的計算算長度度交叉腹桿桁架平面外外計算長長度(GB50017)(1)相交另另一桿桿受壓，并在在交點點不斷開開(2)相交另另一桿桿受壓，此另另一桿桿在交交叉點點中斷，，但以以節(jié)點點板拼拼接(3)相交另另一桿桿受拉，兩桿桿截面面相同同并在在交叉點點不中斷斷(4)相交另一桿桿受拉，此拉拉桿在在交叉叉點中斷但但以節(jié)點板板拼接。桿件的的計算算長度度為什么么設定定容許許長細細比？？鋼屋架架桿件件截面面較小小：受壓桿件件失穩(wěn)穩(wěn)；自重作用下下會產(chǎn)產(chǎn)生撓撓度；在運輸和和安裝裝過程程中容容易因因剛度度不足足而產(chǎn)產(chǎn)生彎彎曲；在動力荷荷載作作用下下振動動較大大。因此，，《鋼鋼規(guī)》》對拉拉桿和和壓桿桿都規(guī)規(guī)定了了容許許長細細比。容許長長細比比雙角鋼鋼組成成的T形截面分別計計算兩兩個主主軸對對應的的長細細比單角鋼鋼或雙雙角鋼鋼十字字形截截面驗算imin對應的的長細細比容許長長細比比桿件截截面形形式及及選取取原則則承載能能力高高、抗抗彎剛剛度大大、便便于連連接、、用料料經(jīng)濟濟截面開開展、、壁厚厚較薄薄、外外表平整常用：：桿件截面形式等強設計（等穩(wěn)定定設計）壓桿對截面兩主軸具具有相等或相近的的穩(wěn)定性受壓弦桿：l0y=2l0x桿件截面形式受拉弦桿等穩(wěn)定設計希望盡盡量大：支座斜腹桿及豎桿桿桿件截面形式其它腹桿連接垂直支撐的豎豎桿垂直支撐傳力時豎桿不致產(chǎn)生偏心方便吊裝。桿件截面形式T型鋼——屋架弦桿耐腐蝕、加工方便便、經(jīng)濟性好（節(jié)節(jié)省鋼材12%~15%）桿件截面形式屋架桿件中的填板板作用：保證兩角鋼鋼共同工作間距：壓桿拉拉桿數(shù)量：不少于2個尺寸：50~80mm寬，伸出/縮進10~15mm桿件截面形式桿件截面的選擇①軸心拉桿：An≥N／f強度：強度，剛度②軸心壓桿：驗算強度，穩(wěn)定，，剛度假定長細此λ(弦桿λ=60~100，腹桿λ=80~120)An≥N／f選擇角鋼實際截面積A，回轉(zhuǎn)半徑ix,iy強度，穩(wěn)定，剛度度剛度：長細比屋架形式整體形式：三角形形、梯形、平行弦弦腹桿形式：芬克式、人字式、單向向斜桿式、交叉式式屋架形式的選取原原則：重點：受力力合理屋架內(nèi)力計算荷載、內(nèi)力計算假假定、內(nèi)力組合節(jié)間荷載作用的弦弦桿、屋架與柱剛剛接時的彎矩處理理桿件設計、驗算節(jié)點剛性與桿件的的約束作用桿件計算長度（平平面內(nèi)、平面外））、長細比桿件截面形式的選選擇——等穩(wěn)定設計小結(jié)主要內(nèi)容屋架節(jié)點設計的一一般要求☆典型屋架節(jié)點設計方法★屋架施工圖屋架節(jié)點設計任務根據(jù)節(jié)點的構(gòu)造要要求，確定各桿件件的切斷位置；根據(jù)焊縫的長度確定節(jié)節(jié)點板的形狀和尺尺寸。基本原則：節(jié)點板只在弦桿與與腹桿之間傳力，，不直接參與傳遞遞弦桿內(nèi)力弦桿若在節(jié)點板處處斷開，應采用拼拼接角鋼在弦桿間間傳力屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求①桿件的形心線：：各桿件形心線應與與屋架的幾何軸線線盡量重合，并匯匯交于節(jié)點中心使實際受力狀態(tài)與與計算簡圖相一致致，減少附加偏心心彎矩通常將角鋼肢背至至軸線的距離取為為5mm的倍數(shù)屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求②變截面高度桿件件的軸線：角鋼肢背平齊；取取兩角鋼形心線的的中線作為桁架軸軸線屋架節(jié)點設計變截面高度桿件的的軸線節(jié)點設計的一般要要求②變截面高度桿件的節(jié)點彎矩：角鋼肢背平齊；取取兩角鋼形心線的的中線作為桁架軸軸線e<較大肢寬的5%時，不計偏心彎矩矩否則，計入節(jié)點偏偏心彎矩M=(N1+N2)e，Mi=(Ki/∑Ki)M屋架節(jié)點設計變截面高度桿件節(jié)點偏心彎矩矩的處理節(jié)點設計的一般要求③間隙：在節(jié)點板處弦桿與腹腹桿，或腹桿與腹腹桿之間應留有≥≥20mm的空隙，動載時≥≥50mm，以利于拼接和施焊；避免因焊縫過于密集而而導致節(jié)點板鋼材材變脆。屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求④角鋼截斷：根據(jù)已畫出的桿件軸線線，按一定比例尺尺畫出各桿件的角角鋼輪廓線。根據(jù)構(gòu)造要求，，確定角鋼截斷位位置角鋼桿端的切割面一般般宜與桿件軸線垂直當桿件截面較大，，為使截面緊湊，，斜切時只能切肢肢尖屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求⑤節(jié)點板的形狀和和尺寸節(jié)點板的形狀和尺尺寸根據(jù)腹桿尺寸與連接焊焊縫長度，在圖紙上直接放樣確定。節(jié)點板的形狀應盡盡可能簡單規(guī)則，，至少有兩邊平行行，如矩形、梯形形或直角梯形。屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求⑤節(jié)點板的形狀和尺尺寸節(jié)點板的形狀和尺尺寸根據(jù)腹桿尺寸寸與連接焊縫長度度，在圖紙上直接接放樣確定。節(jié)點板的形狀應盡盡可能簡單規(guī)則，，至少有兩邊平行行，如矩形、梯形形或直角梯形。節(jié)點板與焊縫布置對稱于于所傳力（腹桿軸線）屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的一般要要求⑤上弦桿加強：對受節(jié)點集中荷載載的上弦桿，當節(jié)節(jié)點荷載較大而角角鋼肢較薄時，應應對角鋼的水平肢肢予以加強。屋架節(jié)點設計節(jié)點設計的基本步步驟(1)按正確角度畫出交匯匯于該節(jié)點的各桿桿軸線；(2)按比例畫出與各軸線線相應的角鋼輪廓廓線，并依據(jù)桿件件間距離要求，確確定桿端位置；(3)根據(jù)已計算出的各桿件件與節(jié)點板的連接接焊縫尺寸，布置置焊縫，并繪于圖圖上；焊縫長度方向應+2hf的長度；垂直于焊縫長度方方向應留出10~15mm的焊縫位置(4)確定節(jié)點板合理形狀和和尺寸；(5)繪制大樣圖屋架節(jié)點設計一般節(jié)點設計特點節(jié)點無集中荷載無無弦桿拼接設計內(nèi)容①焊腳尺寸和焊縫縫長度②節(jié)點板的形狀和和尺寸受力分析①腹桿與節(jié)點板之之間腹桿兩側(cè)角焊縫②弦桿軸力差弦桿與節(jié)點板之間間的角焊縫屋架節(jié)點設計下弦節(jié)點N3N2N1N4N510~15一般節(jié)點設計焊縫計算——腹桿與節(jié)點板間焊焊縫“1”焊腳尺寸hf：按構(gòu)造要求，<=min(角鋼肢厚，節(jié)點板板厚)肢背和肢尖的焊縫縫長度lw1、lw2：式中：屋架節(jié)點設計N3N2N1N4N510~15“1”“2”肢背焊縫：肢尖焊縫：一般節(jié)點設計焊縫計算——弦桿與節(jié)點板間焊焊縫“2”——焊腳尺寸hf：按構(gòu)造要求，<=min(角鋼肢厚，節(jié)點板板厚)肢背和肢尖的焊縫縫長度lw1、lw2：式中：屋架節(jié)點設計N3N2N1N4N510~15“1”“2”肢背焊縫：肢尖焊縫：上弦節(jié)點（有節(jié)點點集中荷載）特點：有節(jié)點集中中荷載，節(jié)點板縮縮進縮進深度：≥(t/2+2)mm，且≤t，t為節(jié)點板厚度屋架節(jié)點設計上弦節(jié)點塞焊縫上弦節(jié)點（有節(jié)點點集中荷載）受力分析①腹桿與節(jié)點板之間傳力腹桿兩側(cè)角焊縫②上弦與節(jié)點板之之間傳力肢背塞焊縫K：只傳節(jié)點力P肢尖焊縫A：內(nèi)力差△N=N1-N2偏心力矩M=△N·e屋架節(jié)點設計大型屋面板連接槽鋼檁條連接上弦節(jié)點（有節(jié)點點集中荷載）焊縫計算——塞焊縫K按兩條角焊縫計算算焊腳尺寸h’f=0.5t計算長度：屋架節(jié)點設計上弦節(jié)點（有節(jié)點點集中荷載）焊縫計算——弦桿肢尖焊縫A肢尖焊縫A：內(nèi)力差△N=N1-N2偏心力矩M=△N·e屋架節(jié)點設計拼接節(jié)點拼接方式：工廠拼接：拼接點點通常在節(jié)點范圍圍之外工地拼接：拼接點點通常在節(jié)點處拼接角鋼與弦桿相同規(guī)格應切肢、切棱設2個或4個安裝定位螺栓最后焊接屋架節(jié)點設計Δ＝t＋hf+5mm拼接節(jié)點——下弦跨中拼接節(jié)點點焊縫計算——拼接角鋼與下弦的的連接焊縫“1”按等強原則設計：：焊縫可傳遞弦桿桿的最大內(nèi)力接頭一側(cè)的焊縫計計算長度為：拼接角鋼總長度為為：屋架節(jié)點設計“1”l拼接節(jié)點——下弦跨中拼接節(jié)點點焊縫計算——下弦和節(jié)點板的連接焊縫“2”按max（下弦桿與節(jié)點板間的的焊縫傳遞弦桿內(nèi)內(nèi)力之差△N,弦桿較大內(nèi)力的15%）計算屋架節(jié)點設計“2”拼接節(jié)點——屋脊拼接節(jié)點構(gòu)造特點：拼接角角鋼彎折拼接角鋼用熱彎坡度較大、彎角較較大的先火焰切割，再熱熱彎、焊接屋架節(jié)點設計拼接節(jié)點——屋脊拼接節(jié)點焊縫計算——拼接角鋼與上弦的的連接焊縫按等強原則設計：：按傳遞弦桿的最大大內(nèi)力設計接頭一側(cè)的焊縫計計算長度為：拼接角鋼總長度為為：屋架節(jié)點設計拼接節(jié)點——屋脊拼接節(jié)點焊縫計算——上弦與節(jié)點板的連連接焊縫肢背處塞焊縫：節(jié)點點荷載P屋架節(jié)點設計塞焊縫拼接節(jié)點——屋脊拼接節(jié)點焊縫計算——上弦與節(jié)點板的連連接焊縫肢尖處焊縫：按上弦內(nèi)力的15%,并考慮此力產(chǎn)生的的彎矩驗算屋架節(jié)點設計支座節(jié)點屋架與柱子的連接接：鉸接、剛接鉸接支座節(jié)點：節(jié)點板加勁肋底板錨栓孔傳力路徑屋架節(jié)點設計節(jié)點板加勁肋底板節(jié)點板

焊縫底板

屋架桿件內(nèi)力焊縫加勁肋

支座節(jié)點鉸接支座節(jié)點：底板面積：底板厚度：屋架節(jié)點設計節(jié)點板加勁肋底板錨栓孔面積

通常底板的短邊尺尺寸不得小于200mm厚度：當屋架跨度≤18m時，t≥16mm；當屋架跨度＞18m時，t≥20mm。尺寸：寬度一般取200～360mm，長度（垂直于屋架方向）取200～400mm。支座節(jié)點鉸接支座節(jié)點：加勁肋：屋架節(jié)點設計節(jié)點板加勁肋底板加勁肋與節(jié)點板的的垂直連接焊縫可假定按傳遞支座座反力的四分之一一計算，并考慮焊焊縫為偏心受力：：焊縫所受剪力:焊縫所受彎矩:每塊加勁肋與支座座節(jié)點板的連接焊焊縫的計算公式為為：支座節(jié)點鉸接支座節(jié)點：屋架節(jié)點設計節(jié)點板加勁肋底板節(jié)點板、加勁肋與支座底底板的水平連接焊縫受力：垂直于角焊焊縫支座節(jié)點剛接支座節(jié)點屋架節(jié)點設計采用普通螺栓加承承力支托的剛性支座節(jié)點采用安裝焊縫的剛性支座節(jié)點施工圖主要內(nèi)容和和基本要求圖紙的左上角繪制整榀屋屋架的簡圖，左半半跨注明屋架的幾幾何尺寸，右半跨跨注明桿件的設計計內(nèi)力。跨度較大的屋架，，會產(chǎn)生較大撓度度起拱(L/500)鋼屋架施工圖施工圖主要內(nèi)容和和基本要求圖紙的左上角繪制整榀屋屋架的簡圖，左半半跨注明屋架的幾幾何尺寸，右半跨跨注明桿件的設計計內(nèi)力?？缍容^大的屋架，，會產(chǎn)生較大撓度度起拱(L/500)圖紙的正中為為屋架詳詳圖及上上、下弦弦平面圖圖，必要要數(shù)量的的側(cè)面圖、、節(jié)點詳詳圖和零件圖。鋼屋架施施工圖材料表屋架整體體形式半屋架施工圖上弦弦下弦右視附注左視節(jié)點板節(jié)點板上弦施工圖主主要內(nèi)容容和基本本要求圖紙的左上角繪繪制整榀榀屋架的的簡圖，，左半跨跨注明屋屋架的幾幾何尺寸寸，右半半跨注明明桿件的的設計內(nèi)內(nèi)力。跨度較大大的屋架架，會產(chǎn)產(chǎn)生較大大撓度起拱(L/500)圖紙的正中為為屋架詳詳圖及上上、下弦弦平面圖圖，必要要數(shù)量的的側(cè)面圖、、節(jié)點詳詳圖和零件圖。。右上角繪制制材料表表，把所有部件件的編號號（規(guī)則則）、規(guī)格尺寸寸、數(shù)量量、重量量和整榀榀屋架的的重量填填入表中中。對不同的的圖形采采用不同同的比例例尺。索索引圖約約1:50，正面圖圖約1:20~1:30，節(jié)點圖圖約1:10~1:15。施工圖上上應標注注所有必必要尺寸寸。上必要的的文字說說明：用用文字比比用圖形形表述方方便的鋼屋架施施工圖屋架的形形式屋架主要要形式、、屋架形形式的選選取原則則和主要要尺寸屋架內(nèi)力力計算荷載、荷荷載組合合、內(nèi)力力計算屋架桿件件設計計算長度度等穩(wěn)定設設計原則則選擇桿件件截面形形式容許長細細比確定桿件件截面尺尺寸驗算：受受拉桿件件、受壓壓桿件節(jié)點設計計焊縫、節(jié)節(jié)點板、、拼接角角鋼、支支座的設設計施工圖的的繪制要要求鋼屋架設設計小結(jié)結(jié)吊車梁設設計吊車梁的的荷載吊車梁的截面面組成吊車梁的連接接吊車梁截面的的驗算吊車梁的的設計吊車梁的的荷載豎向荷載P橫向水平平荷載：：T縱向水平平荷載：：Tc由柱間支支撐承擔擔吊車梁：雙向向受彎構(gòu)構(gòu)件吊車梁設設計PPTcTcTT吊車梁的的荷載豎向荷載（（最大輪輪壓）作用在吊吊車梁上上的最大大輪壓設設計值:1.4——活荷載分項項系數(shù)Pk,max—吊車最大輪壓壓標準值值,查吊車手冊α—動力系數(shù)數(shù)對懸掛吊吊車及工工作級別別為A1~A5的軟鉤吊吊車：1.05對工作級級別為A6~A8的軟鉤吊吊車、硬硬鉤吊車車等：1.1吊車梁設設計吊車梁的的荷載橫向水平平力T吊車橫向向剎車力力和運行行時擺動動引起的的水平力力:Q—吊車額定起重重量，Q’—小車重量n——橋式吊車的總總輪數(shù)，g——重力加速速度—系數(shù)，對對硬鉤吊吊車取20%軟鉤：額額定起重重量不大大于10t，取為12%軟鉤：額定起重重量為16t~50t，取為10%軟鉤：額定起重重量不小小于75t，取為8%吊車梁設設計吊車梁的的荷載橫向水平平力T吊車工作作級別為為A6～A8時，吊車車運行時時擺動引起起的水平力力比剎車車更為不利?！朵摻Y(jié)構(gòu)設設計規(guī)范范》(GB50017)規(guī)定：吊吊車橫向向水平力力標準值值：吊車梁設設計

0.1軟鉤吊車

α1=0.15抓斗或磁盤吊車

0.2硬鉤吊車吊車梁截截面組成成單軸對稱稱工字形形截面帶制動梁