單層廠房結(jié)構(gòu)課件

單層廠房結(jié)構(gòu)◆本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握單層廠房鋼結(jié)構(gòu)及鋼屋蓋的組成。屋蓋支撐的種類，作用和布置原則。檁條的型式和普通鋼屋架設(shè)計(jì)、吊車梁的設(shè)計(jì)?！舯菊陆虒W(xué)內(nèi)容：本章討論的內(nèi)容有以下四部分：第一部分：?jiǎn)螌訌S房鋼結(jié)構(gòu)的組成和布置第二部分：鋼屋蓋的支撐體系；實(shí)腹式檁條的計(jì)算第三部分：普通鋼屋架設(shè)計(jì)第四部為：吊車梁的設(shè)計(jì)◆本章重點(diǎn)：普通鋼屋架設(shè)計(jì)。◆本章難點(diǎn)：普通鋼屋架設(shè)計(jì)、吊車梁的設(shè)計(jì)?！舯菊聦W(xué)習(xí)方法建議及參考資料：本章與實(shí)際聯(lián)系較緊密，建議學(xué)生多多思考。

單層廠房結(jié)構(gòu)

單層廠房結(jié)構(gòu)8.1單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成及布置原則

8.1.1

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動(dòng)梁（或制動(dòng)桁架）、各種支撐以及墻架等構(gòu)件組成的空間體系（圖8.1）。這些構(gòu)件按其作用可分為下面幾類：(1)、橫向框架

由柱和它所支承的屋架或屋蓋橫梁組成，是單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要承重體系，承受結(jié)構(gòu)的自重、風(fēng)、雪荷載和吊車的豎向與橫向荷載，并把這些荷載傳遞到基礎(chǔ)。

(2)、屋蓋結(jié)構(gòu)

承擔(dān)屋蓋荷載的結(jié)構(gòu)體系，包括橫向框架的屋架、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。

單層廠房結(jié)構(gòu)8.1單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成及布置原則8.屋架屋架天窗架檁條柱間支撐柱間支撐柱間支撐有檁屋蓋無檁屋蓋上弦橫向支撐垂直支撐拉條大型屋面板上弦橫向支撐圖8.1單層廠房結(jié)構(gòu)的組成吊車梁屋架屋架天窗架檁條柱間支撐柱間支撐柱間支撐有檁屋蓋無檁屋蓋上(3)、支撐體系

包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面與柱、吊車梁等組成單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向框架，承擔(dān)縱向水平荷載；另一方面又把主要承重體系由個(gè)別的平面結(jié)構(gòu)連成空間的整體結(jié)構(gòu)，從而保證了單層廠房鋼結(jié)構(gòu)所必需的剛度和穩(wěn)定。

(4)、吊車梁和制動(dòng)梁（或制動(dòng)桁架）主要承受吊車豎向及水平荷載，并將這些荷載傳到橫向框架和縱向框架上。

(5)、墻架

承受墻體的自重和風(fēng)荷載。

此外，還有一些次要的構(gòu)件如梯子、走道、門窗等。在某些單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中，由于工藝操作上的要求，還設(shè)有工作平臺(tái)。(3)、支撐體系

包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件8.1.2廠房設(shè)計(jì)步驟

使廠房滿足工藝和便用要求，并能適應(yīng)今后可能生產(chǎn)過程的變動(dòng)和發(fā)展。規(guī)劃的主要內(nèi)容是確定車間的平面和高度方向的主要尺寸和控制標(biāo)高．布置柱網(wǎng)確定變形縫的位置和做法．并選擇主要承重結(jié)構(gòu)〔橫向平面框架、縱向平面框架、屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁結(jié)構(gòu)等）體系、布置和形式等。

合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)---設(shè)計(jì)車間平面和高度尺寸、布置柱網(wǎng)和溫度伸縮縫---確定框架的主要尺寸---靜力計(jì)算、構(gòu)件及連接設(shè)計(jì)---施工圖。8.1.2廠房設(shè)計(jì)步驟使廠房滿足工藝和便用要求，

規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化的要求，以提高建筑工業(yè)化的水平；這些要求主要通過建筑和結(jié)構(gòu)的模數(shù)化、定型化和統(tǒng)一化來逐步實(shí)現(xiàn)。模數(shù)化是使結(jié)構(gòu)布置的主要符合相應(yīng)的模數(shù)尺寸：定型化是同類構(gòu)件和結(jié)構(gòu)及其連接構(gòu)造盡量采用相同的典型形式：統(tǒng)一化則進(jìn)一步使構(gòu)件和連接的某些主要尺寸也統(tǒng)一起來。這樣，可以在廠房中更多地利用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)配件，甚至對(duì)同類型廠房做出廣泛適用的標(biāo)推設(shè)計(jì)，目前；我國已有梯形鋼屋架，鋼天窗架．鋼托架．鋼吊車梁（包括制動(dòng)梁或珩架）等構(gòu)件和相應(yīng)支律體系和連接構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集。規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械8.1.3

柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置

一、柱網(wǎng)布置

柱網(wǎng)布置就是確定單層廠房鋼結(jié)構(gòu)承重柱在平面上的排列，即確定它們的縱向和橫向定位軸線所形成的網(wǎng)格。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的跨度就是柱縱向定位軸線之間的尺寸，單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的柱距就是柱子在橫向定位軸線之間的尺寸。（圖8.2）8.1.3

柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置一、柱網(wǎng)布置

柱網(wǎng)

進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題：

(1)

應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求。廠房是直接為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的，不同性質(zhì)的廠房具有不同的生產(chǎn)工藝流程，各種工藝流程所需主要設(shè)備、產(chǎn)品尺寸和生產(chǎn)空間都是決定跨度和柱距的主要因素。柱的位置（包括柱下基礎(chǔ)的位置）應(yīng)和地上（地下）設(shè)備、機(jī)械及起重運(yùn)輸設(shè)備等相協(xié)調(diào)。此外，柱網(wǎng)布置尚應(yīng)考慮未來生產(chǎn)發(fā)展和生產(chǎn)工藝的可能變動(dòng)。

(2)

應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的要求。為了保證車間的正常使用，使廠房具有必要的剛度，應(yīng)盡量將柱布置在同一橫向軸線上，以便與屋架或橫梁組成橫向框架，提供盡可能大的橫向剛度。

進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題：

(1(3)

應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。柱距大小對(duì)結(jié)構(gòu)的用鋼量影響較大，較經(jīng)濟(jì)的柱距可通過具體方案比較確定，例如，在柱子較高、跨度較大而吊車起重量又較小的車間中，采用大柱距可能是經(jīng)濟(jì)合理的。(4)為了降低制作和安裝工作量，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，滿足《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》的規(guī)定：當(dāng)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)跨度小于或等于18m時(shí)，應(yīng)以3m為模數(shù)，即9m、12m、15m、18m；當(dāng)廠房跨度大于18m時(shí)，則以6m為模數(shù)，即24m、30m、36m。但是當(dāng)工藝布置和技術(shù)經(jīng)濟(jì)有明顯的優(yōu)越性時(shí)，也可采用21m、27m、33m等。廠房的柱距一般采用6m較為經(jīng)濟(jì)，當(dāng)工藝有特殊要求時(shí)，可局部抽柱，即柱距做成12m、24m對(duì)某些有擴(kuò)大柱距要求的單層廠房鋼結(jié)構(gòu)也可采用9m及48m柱距。(3)

應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。柱距大小對(duì)結(jié)構(gòu)的用鋼量影響較大二、溫度伸縮縫

溫度變化將引起結(jié)構(gòu)變形，使廠房鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。故當(dāng)廠房平面尺寸較大時(shí)，為避免產(chǎn)生過大的溫度變形和溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房鋼結(jié)構(gòu)的橫向和縱向設(shè)置溫度伸縮縫。

溫度伸縮縫的布置決定于廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向和橫向長(zhǎng)度?？v向很長(zhǎng)的廠房在溫度變化時(shí)，縱向構(gòu)件伸縮的幅度較大，引起整個(gè)結(jié)構(gòu)變形，使構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，并可能導(dǎo)致墻體和屋面的破壞。為了避免這種不利后果的產(chǎn)生，常采用橫向溫度伸縮縫將單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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)度不超過表9.1的數(shù)值時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。

二、溫度伸縮縫

溫度變化將引起結(jié)構(gòu)變形，使廠房圖8.3圖8.3

溫度伸縮縫最普遍的做法是設(shè)置雙柱。即在縫的兩旁布置兩個(gè)無任何縱向構(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(圖8.2,a)；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用插入距的方式(圖8.2,b)，將縫兩旁的柱放在同一基礎(chǔ)上，其軸線間距一般可采用1m，對(duì)于重型廠房由于柱的截面較大，可能要放大到1.5m或2m，有時(shí)甚至到3m，方能滿足溫度伸縮縫的構(gòu)造要求。為節(jié)約鋼材也可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，以使這些構(gòu)件有伸縮的余地。不過單柱伸縮縫使構(gòu)造復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用較少。

溫度伸縮縫最普遍的做法是設(shè)置雙柱。即在縫的兩旁布

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。當(dāng)單層廠房位于地震區(qū)時(shí)，其伸縮縫尚應(yīng)符合防震縫的要求。此外，當(dāng)廠房的平、立面布置復(fù)雜或由高度或剛度相差很大的邵分組成時(shí)，也應(yīng)用防震縫將不同剛度部分分開（圖)。防震縫寬度按廠房和地震設(shè)計(jì)烈度等情況確定一般單層廠房取50-90m縱橫跨空接處取100-150m。沉降縫用于廠房相鄰部分的高度、荷或、吊車起重量或基礎(chǔ)體系相差很大或地基條件有嚴(yán)重差異等情況以防止結(jié)構(gòu)或屋面、墻面等在過大的基礎(chǔ)不均勻沉降下發(fā)生裂縫或破壞。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8.2橫向框架的結(jié)構(gòu)8.2.1

框架的類型

單層廠房的基本承重結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu)體系。這種體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和橫梁與柱剛接兩種情況。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)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中常可見到。由于其橫向剛度較差，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(duì)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)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)相比大為減輕，沉降問題不甚嚴(yán)重，因而是一種較好的結(jié)構(gòu)形式。8.2橫向框架的結(jié)構(gòu)8.2.1

框架的類型單層廠橫向框架梁與柱的連接形式：剛接框架：（a)、（b）橫梁與柱子的剛接連接鉸接框架：（c）橫梁與柱子的鉸接連接。（a）（b）（c）橫向框架梁與柱的連接形式：（a）（b）（c）

階梯形柱：上段柱：實(shí)腹式,格構(gòu)式。下段柱：綴條格構(gòu)式。分離式柱：吊車肢,屋蓋肢

優(yōu)點(diǎn)：減小兩肢在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度,

兩肢分別單獨(dú)承擔(dān)荷載。階梯形柱：上段柱：實(shí)腹式,格構(gòu)式。優(yōu)點(diǎn)：減小兩肢在框架平面8.2.2

主要尺寸

框架的主要尺寸如圖8.4所示。框架的跨度，一般取為上部柱中心線間的橫向距離，可由下式定出：

圖8.48.2.2

主要尺寸框架的主要尺寸如圖8.4mmmm8.2

.3

計(jì)算簡(jiǎn)圖

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般由橫向框架作為承重結(jié)構(gòu)，而橫向框架通常由柱和桁架（橫梁）所組成。橫梁與柱子的連接可以是鉸接，亦可以是剛接，相應(yīng)地，稱橫向框架為鉸接框架（又稱排架）或剛接框架。對(duì)一些剛度要求較高的廠房（如設(shè)有雙層吊車，裝備硬鉤吊車等），尤其是單跨重型廠房，宜采用剛接框架。在多跨時(shí)，特別在吊車起重量不很大和采用輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，適宜采用鉸接框架。

各個(gè)橫向框架之間有屋面板或檁條、托架、屋蓋支撐等縱向構(gòu)件相互連接在一起，故框架實(shí)際上是空間工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按空間工作計(jì)算才比較合理和經(jīng)濟(jì)，但由于計(jì)算較繁，工作量大，所以通常均簡(jiǎn)化為單個(gè)的平面框架（圖）來計(jì)算。

8.2

.3

計(jì)算簡(jiǎn)圖單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般由

框架計(jì)算單元的劃分應(yīng)根據(jù)柱網(wǎng)的布置確定（圖），使縱向每列柱至少有一根柱參加框架工作，應(yīng)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中。對(duì)于各列柱距均相等的單層廠房鋼結(jié)構(gòu)，只計(jì)算一個(gè)框架。對(duì)有抽柱的計(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。

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，一般考慮桁架式橫梁和格構(gòu)柱的腹桿或綴條變形的影響，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)為橫梁在水平荷載作用下剛度為無窮大，否則橫梁按有限剛度考慮：框架計(jì)算單元的劃分應(yīng)根據(jù)柱網(wǎng)的布置確定（圖），圖8.5ABC圖8.5ABC

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(圖a)（橫梁假定為無限剛性），或柱腳底面至橫梁端部形心的距離（橫梁為有限剛性）(圖b)；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(圖c.d)。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8.6橫向框架的計(jì)算高度H：柱頂剛接時(shí)，可取為柱腳底

8.2.4橫向框架的荷載作用在橫向框架上的荷載可分為永久荷載和可變荷載兩種。

永久荷載有：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。這些重量可參考有關(guān)資料、表格、公式進(jìn)行計(jì)算。

可變荷載有：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、吊車荷載、地震作用等。這些荷載可由荷載規(guī)范和吊車規(guī)格查得。

對(duì)框架橫向長(zhǎng)度超過容許的溫度縫區(qū)段長(zhǎng)度而未設(shè)置伸縮縫時(shí)，則應(yīng)考慮溫度變化的影響。對(duì)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)較差、變形較大或單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中有較重的大面積地面荷載時(shí)，則應(yīng)考慮基礎(chǔ)不均沉陷對(duì)框架的影響。

8.2.4橫向框架的荷載作用在橫向框架上的荷載可分為永久荷

雪荷載一般不與屋面均布活荷載同時(shí)考慮，積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載兩者中的較大者同時(shí)考慮。荷載化為均布的線荷載作用于框架橫梁上。當(dāng)無墻架時(shí)，縱墻上的風(fēng)力一般作為均布荷載作用在框架柱上；有墻架時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入由墻架傳于框架柱的集中風(fēng)荷載。作用在框架橫梁軸線以上的桁架及天窗上的風(fēng)荷載按集中在框架橫梁軸線上計(jì)算。吊車垂直輪壓及橫向水平力一般根據(jù)同一跨間、兩臺(tái)滿載吊車并排運(yùn)行的最不利情況考慮，對(duì)多跨單層廠房鋼結(jié)構(gòu)一般只考慮4臺(tái)吊車作用。雪荷載一般不與屋面均布活荷載同時(shí)考慮，積灰荷載8.2.5內(nèi)力分析和內(nèi)力組合

框架內(nèi)力分析可按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行，也可利用現(xiàn)成的圖表或計(jì)算機(jī)程序分析框架內(nèi)力。應(yīng)根據(jù)不同的框架，不同的荷載作用，采用比較簡(jiǎn)便的方法。為便于對(duì)各構(gòu)件和連接進(jìn)行最不利的組合，對(duì)各種荷載作用應(yīng)分別進(jìn)行框架內(nèi)力分析。

為了計(jì)算（設(shè)計(jì)）框架構(gòu)件的截面，必須將框架在各種荷載作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行最不利組合。要列出上段柱和下段柱的上下端截面中的彎矩M、軸向力N和剪力V。此外還應(yīng)包括柱腳錨固螺栓的計(jì)算內(nèi)力。每個(gè)截面必須組合出+Mmax和相應(yīng)的N、V；－Mmax和相應(yīng)的N、V；Nmax和相應(yīng)的M、V；對(duì)柱腳錨栓則應(yīng)組合出可能出現(xiàn)的最大拉力；即Mmax和相應(yīng)的N、V；－Mmax和相應(yīng)的N、V。8.2.5內(nèi)力分析和內(nèi)力組合框架內(nèi)力分析可按

柱與桁架剛接時(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：第一組組合使桁架下弦桿產(chǎn)生最大壓力(圖a)；第二組組合使桁架上弦桿產(chǎn)生最大壓力，同時(shí)也使下弦桿產(chǎn)生最大拉力(圖,b)；第三、四組組合使腹桿產(chǎn)生最大拉力或最大壓力(圖,c、d)。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。圖8.7柱與桁架剛接時(shí)，應(yīng)對(duì)橫梁的端彎矩和相應(yīng)的剪力進(jìn)行組

在內(nèi)力組合中，一般采用簡(jiǎn)化規(guī)則由可變荷載效應(yīng)控制的組合：當(dāng)只有一個(gè)可變荷載參與組合時(shí)，組合值系數(shù)取1.0，即：恒+可變荷載；當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載參與組合時(shí)，組合值系數(shù)取0.9，即：恒+0.9（可變荷載1+可變荷載2）。在地震區(qū)應(yīng)參照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行偶然組合。對(duì)單層吊車的廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上吊車的豎向和水平荷載組合時(shí)，應(yīng)根據(jù)參與組合的吊車臺(tái)數(shù)及其工作制，乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。比如兩臺(tái)吊車組合時(shí)，對(duì)輕中級(jí)工作制吊車，折減系數(shù)為0.9；對(duì)重級(jí)工作制吊車，折減系數(shù)取0.95。在內(nèi)力組合中，一般采用簡(jiǎn)化規(guī)則由可變荷載效應(yīng)控8.2.6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。

按截面有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種，通常采用實(shí)腹式(圖a)。等截面柱將吊車梁支于牛腿上，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但吊車豎向荷載偏心大，只適用于吊車起重量Q<150kN，或無吊車且房屋高度較小的輕型鋼結(jié)構(gòu)中。

圖8.88.2.6框架柱的類型框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱

階形柱也可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種(圖b、c、d、e、f)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，階形柱由于吊車梁或吊車桁架支承在柱截面變化的肩梁處，荷載偏心小，構(gòu)造合理，其用鋼量比等截面柱節(jié)省，因而在單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。階形柱還根據(jù)房屋內(nèi)設(shè)單層吊車或雙層吊車做成單階柱或雙階柱。階形柱的上段由于截面高度h不大（無人孔時(shí)h=400~600mm；有人孔時(shí)h=900~1000mm），并考慮柱與屋架、托架的連接等，一般采用工字形截面的實(shí)腹柱。下段柱，對(duì)于邊列柱來說，由于吊車肢受的荷載較大，通常設(shè)計(jì)成不對(duì)稱截面，中列柱兩側(cè)荷載相差不大時(shí)，可以采用對(duì)稱截面。下段柱截面高度≤1m時(shí)，采用實(shí)腹式；截面高度≥1m時(shí)，采用綴條柱(圖,

c、e、f)。階形柱也可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種(圖b、c、d

分離式柱(圖d)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。吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性就依靠連在屋蓋肢上的水平連系板來解決。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Q≥750kN的情況，或者相鄰兩跨吊車的軌頂標(biāo)高相差很懸殊，而低跨吊車的起重量Q≥500kN的情況。

分離式柱(圖d)由支承屋蓋結(jié)構(gòu)的屋蓋肢和支承

雙肢格構(gòu)式柱是重型廠房階形下柱的常見型式，圖8.9是其截面的常見類型。階形柱的上柱截面通常取實(shí)腹式等截面焊接工字形或類型（a）。下柱截面類型要依吊車起重量的大小確定：類型（b）常見于吊車起重量較小的邊列柱截面；吊車起重量不超過50t的中柱可選?。╟）類截面，否則需做成（d）類截面；顯然，截面類型（e）適合于吊車起重量較大的邊列柱；特大型廠房的下柱截面可做成（f）類截面。圖8.9雙肢格構(gòu)式柱是重型廠房階形下柱的常見型式，圖

廠房結(jié)構(gòu)形式的選取不僅要考慮吊車的起重量，而且還要考慮吊車的工作級(jí)別及吊鉤類型，對(duì)于裝備A6~A8級(jí)吊車的車間除了要求結(jié)構(gòu)具有大的橫向剛度外，還應(yīng)保證足夠大的縱向剛度。因此，對(duì)于裝備A6~A8級(jí)吊車的單跨廠房，宜將屋架和柱子的連接以及柱子和基礎(chǔ)的連接均作剛性構(gòu)造處理。縱向剛度則依靠柱的支撐來保證。設(shè)計(jì)在侵蝕性環(huán)境中工作的廠房，除了要選擇耐腐蝕性的鋼材，還應(yīng)尋求有利于防侵蝕的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造措施。同理，在高熱環(huán)境中工作的廠房，在設(shè)計(jì)中不僅要考慮對(duì)結(jié)構(gòu)的隔熱防護(hù)，亦應(yīng)采用有利于隔熱的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造措施。

柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)通過對(duì)整個(gè)框架的穩(wěn)定分析確定，但由于框架實(shí)際上是一空間體系，而構(gòu)件內(nèi)部又存在殘余應(yīng)力，要確定臨界荷載比較復(fù)雜。因此，目前對(duì)框架的分析，不論是等截面柱框架還是階形柱框架，都按彈性理論確定其計(jì)算長(zhǎng)度。廠房結(jié)構(gòu)形式的選取不僅要考慮吊車的起重量，8.2.7縱向框架柱間支撐的作用和布置

柱間支撐與廠房鋼結(jié)構(gòu)框架柱相連接，其作用為：

(1)、組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向剛度；

(2)、承受單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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)承受縱向地震作用，并將這些力和作用傳至基礎(chǔ)。

(3)、可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。

8.2.7縱向框架柱間支撐的作用和布置柱間支撐與廠房鋼結(jié)構(gòu)

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。下層柱間支撐與柱和吊車梁一起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，盡量減少溫度應(yīng)力，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），下層支撐設(shè)在兩端不會(huì)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，而對(duì)廠房縱向剛度卻能提高很多時(shí)，放在兩端才是合理的。

柱間支撐由兩部分組成：在吊車梁以上的部分稱為上層圖8.10圖8.10

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,a）；如果溫度區(qū)段長(zhǎng)度超過90m，則在它的1/3點(diǎn)處各設(shè)一道支撐（圖,b），以免傳力路程太長(zhǎng)。在短而高的單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中，下層支撐也可布置在單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的兩端（圖,c）。

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。

顯然，當(dāng)屋架為三角形或雖為梯形但有托架時(shí)，并不存在此層支撐。

當(dāng)溫度區(qū)段小于90m時(shí)，在它的中央設(shè)置一道

第二層在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，由于單層廠房鋼結(jié)構(gòu)柱在吊車梁以上部分的剛度小，不會(huì)產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，從安裝條件來看這樣布置也是合適的。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則設(shè)置，只有在無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。此外，吊車梁和輔助桁架作為撐桿是柱間支撐的組成部分，承擔(dān)并傳遞單層廠房鋼結(jié)構(gòu)縱向水平力。第二層在屋架下弦至吊車梁上翼緣范圍內(nèi)。為了傳遞8.2.8

柱間支撐的形式

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。十字交叉支撐的構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳力直接、用料節(jié)省，使用最為普遍，其斜桿傾角宜為45°左右。上層支撐在柱間距較大時(shí)可改用斜桿（圖d）；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)開間（圖c）。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（圖d）。圖

e的支撐形式，上層為V形，下層為人字形，它與吊車梁系統(tǒng)的連接應(yīng)做成能傳遞縱向水平力而豎向可自由滑動(dòng)的構(gòu)造。

圖8.118.2.8

柱間支撐的形式柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支撐時(shí)，全部縱向水平荷載（包括風(fēng)力）由該柱列所有支撐共同承受。柱間支撐計(jì)算簡(jiǎn)圖上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來的

當(dāng)支撐系統(tǒng)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的風(fēng)力?？繅Φ耐庵矫鎯?nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受由風(fēng)荷引起的與吊車肢下層支撐按軸線距離分配來的風(fēng)力。

柱間支撐的交叉桿和圖d的上層斜撐桿和門形下層支撐的主要桿件一般按柔性桿件（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)。當(dāng)支撐系統(tǒng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對(duì)設(shè)置時(shí)，在吊車肢8.2.9支撐構(gòu)件截面驗(yàn)算

1．支撐構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算（剛度）

支撐的截面尺寸一般由桿件的長(zhǎng)細(xì)比按構(gòu)造要求確定，即首先應(yīng)滿足其容許長(zhǎng)細(xì)比的要求：式中[λ]為支撐桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比；壓桿150或200，拉桿200或300

2．支撐構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

支撐構(gòu)件的內(nèi)力求出后，

由于支撐系統(tǒng)受力方向的可變性，為防止支撐的某些桿件受壓失穩(wěn)導(dǎo)致整個(gè)支撐系統(tǒng)失效，除按拉桿設(shè)計(jì)的交叉腹桿外，其他桿件均應(yīng)按壓桿設(shè)計(jì)。8.2.9支撐構(gòu)件截面驗(yàn)算

1．支撐構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算（剛

8.2.10柱間支撐的連接及構(gòu)造

柱間支撐采用角鋼時(shí)，其截面不宜小于L45×4；采用槽鋼連接時(shí)，不宜小于[12。支撐的連接可采用焊縫或高強(qiáng)螺栓。采用焊縫時(shí)，焊縫尺寸不應(yīng)小于6mm，焊縫長(zhǎng)度不應(yīng)小于80mm，同時(shí)要在連接處設(shè)置安裝螺栓，一般不小于M16。對(duì)于人字形，八字形之類的支撐還要注意采取構(gòu)造措施，支撐與柱的連接節(jié)點(diǎn)如圖所示。圖8.13

8.2.10柱間支撐的連接及構(gòu)造柱間支撐采用角鋼§8-3屋蓋結(jié)構(gòu)體系

8.3.1

鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的形式、組成及布置

鋼屋蓋結(jié)構(gòu)通常由屋面、檁條、屋架、托架和天窗架等構(gòu)件組成。根據(jù)屋面材料和屋面結(jié)構(gòu)布置情況的不同，可分為無檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系和有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系。一、無檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系

無檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系中屋面板通常采用鋼筋混凝土大型屋面板、鋼筋加氣混凝土板等。屋架的間距應(yīng)與屋面板的長(zhǎng)度配合一致，通常為6m。這種屋面板上一般采用卷材防水屋面，通常適用于較小屋面坡度，常用坡度為1:8--1:12，因此常采用梯形屋架做為主要承重構(gòu)件。

無檁體系屋蓋屋面構(gòu)件的種類和數(shù)量少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便，施工速度快，且屋蓋剛度大，整體性能好；但屋面自重大，常要增大屋架桿件和下部結(jié)構(gòu)的截面，對(duì)抗震也不利?！?-3屋蓋結(jié)構(gòu)體系8.3.1

鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的形式、組成單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件

二、有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系

有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系（圖8.1.

b）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。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，一般適用于較陡的屋面坡度以便排水，常用坡度為1:2～1:3，因此常采用三角形屋架做為主要承重構(gòu)件。當(dāng)采用較好的防水措施用壓型鋼板做屋面時(shí)，屋面坡度也可做到1:12或更小，此時(shí)也可用H型鋼梁做為主要承重構(gòu)件。

有檁體系屋蓋可供選用的屋面材料種類較多，屋架間距和屋面布置較靈活，自重輕，用料省，運(yùn)輸和安裝較輕便；但構(gòu)件的種類和數(shù)量多，構(gòu)造較復(fù)雜。在選用屋蓋結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)全面考慮房屋的使用要求、受力特點(diǎn)、材料供應(yīng)情況以及施工和運(yùn)輸條件等，以確定最佳方案。二、有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系

有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系（圖8.1.

b三、天窗架形式

在工業(yè)廠房中，為了滿足采光和通風(fēng)等要求，常需在屋蓋上設(shè)置天窗。天窗的形式有縱向天窗、橫向天窗和井式天窗三種。后兩種天窗的構(gòu)造較為復(fù)雜，較少采用。最常用的是沿房屋縱向在屋架上設(shè)置天窗架（圖8.14），該部分的檁條和屋面板由屋架上弦平面移到天窗架上弦平面，而在天窗架側(cè)柱部分設(shè)置采光窗。天窗架支承于屋架之上，將荷載傳遞到屋架。

天窗架的寬度和高度應(yīng)根據(jù)工藝和建筑要求確定，一般為廠房跨度的1/3左右，高度為其寬度的1/5~1/2。三、天窗架形式

在工業(yè)廠房中，為了滿足采光和通風(fēng)等要求，圖8.14天窗架多豎桿式三鉸拱式三支點(diǎn)式圖8.14天窗架多豎桿式三鉸拱式三支點(diǎn)式

有時(shí)為避免外面氣流的干擾，縱向天窗還需設(shè)置擋風(fēng)板，擋風(fēng)板有豎直式、側(cè)斜式和外包式三種。其支架常有支撐式和懸掛式兩種。有時(shí)為避免外面氣流的干擾，縱向天窗還需設(shè)置擋風(fēng)板，擋四、托架形式

在工業(yè)廠房的某些部位，常因放置設(shè)備或交通運(yùn)輸要求而需局部少放一根或幾根柱。這時(shí)該處的屋架（稱為中間屋架）就需支承在專門設(shè)置的托架上（圖8.14）。托架兩端支承于相鄰的柱上，跨中承受中間屋架的反力。鋼托架一般做成平行弦桁架，其跨度一般不大，但所受荷載較重。鋼托架通常做在與屋架大致同高度的范圍內(nèi)，中間屋架從側(cè)面連接于托架的豎桿，構(gòu)造方便且屋架和托架的整體性、水平剛度和穩(wěn)定性都好。四、托架形式

在工業(yè)廠房的某些部位，常因放置設(shè)備或交通運(yùn)單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件圖8.15托架支承中間屋架圖8.15托架支承中間屋架五屋架的形式

和主要尺寸

普通屋架按其外形可分為三角形

（圖1），梯形（圖2）

及平行弦（圖3）和人字形桁架。

在確定桁架外形時(shí)，應(yīng)綜合考慮房屋的用途、建筑造型、屋面材料的排水要求、桁架的跨度、荷載的大小等因素，使之符合適用、受力合理、經(jīng)濟(jì)和施工方便等原則。8.17五屋架的形式和主要尺寸普通屋架按其外形可分為三芬克式腹桿人字式腹桿豪式腹桿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豪式腹桿人字式腹桿再分式腹桿人字式腹桿交單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件.受力合理：

1）弦桿：使各節(jié)間弦桿的內(nèi)力相差不太大。簡(jiǎn)支屋架外形與均布荷載下的拋物線形彎矩圖接近時(shí)，各處弦桿內(nèi)力才比較接近。2）腹桿：應(yīng)使長(zhǎng)桿受拉短桿受壓，且腹桿數(shù)量宜少，腹桿總長(zhǎng)度也應(yīng)較小。.受力合理：2）腹桿：應(yīng)使長(zhǎng)桿受拉短桿受壓，且腹桿數(shù)再分式腹桿∶減少受壓上弦節(jié)間尺寸，避免節(jié)間的附加彎矩也減少了上弦桿在屋架平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比。交叉式腹桿∶主要用于可能從不同方向受力的支撐體系。

再分式腹桿交叉式腹桿

再分式腹桿∶減少受壓上弦節(jié)間尺寸，避再分式腹桿交叉式腹桿

3.制造簡(jiǎn)單及運(yùn)輸與安裝方便桿件數(shù)量少，節(jié)點(diǎn)少，桿件尺寸劃一及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式劃一。平行弦桁架最容易符合上述要求。

4.綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好

3.制造簡(jiǎn)單及運(yùn)輸與安裝方便

三角形屋架下弦下沉，弦桿交角增大，方便制造，屋架重心降低，提高了穩(wěn)定性。

可有效降低屋架對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的推力。根據(jù)不同的條件桁架形式可以有很多變化三角形屋架下弦下沉，弦桿交角增大，方便制造，屋架重心降低，

跨度L—工藝及使用要求高度H—經(jīng)濟(jì)、剛度、運(yùn)輸、坡度等

各種屋架中部高度：

三角形屋架：中部高度H≈(1/6～1/4)L

梯形屋架：中部高度H≈(1/10～1/6)L

端部高度H0≈(1.8～2.1m)

桁架主要尺寸的確定

桁架主要尺寸的確定平行弦屋架從受力角度出發(fā)，桁架外形應(yīng)盡量與彎距圖相近，以使弦桿受力均勻。受力較合理的腹桿布置應(yīng)使短桿受壓，長(zhǎng)桿受拉，腹桿數(shù)量少，總長(zhǎng)度短。且盡可能使荷載作用于節(jié)點(diǎn)，避免弦桿因受節(jié)間荷載引起局部彎矩而增加截面。人字形桁架上、下弦可為平行，坡度為1/20～1/10，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為統(tǒng)一；上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情況?？缰懈叨纫话銥?.0～2.5m，跨度大于36m時(shí)可取較大高度但不宜超過3m；端部高度一般為跨度的1/18～1/12。平行弦屋架從受力角度出發(fā)，桁架外形應(yīng)盡量與彎距圖相近，以使弦單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件

從施工角度出發(fā)，桁架桿件的數(shù)量和品種規(guī)格應(yīng)盡可能少，在用鋼量增加不多的原則下，力求尺寸統(tǒng)一，構(gòu)造簡(jiǎn)單，以便制造。腹桿與弦桿軸線間的夾角一般在30°～60°之間，最好在45°左右，以使節(jié)點(diǎn)緊湊。桁架上弦的坡度須適合屋面的排水要求。此外，還應(yīng)考慮建筑的需要，以及設(shè)置天窗等方面的要求。上述各種要求往往難以同時(shí)滿足，因此應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析、比較與設(shè)計(jì)。下面討論各類桁架的特點(diǎn)。從施工角度出發(fā)，桁架桿件的數(shù)量和品種規(guī)格應(yīng)盡可(1)三角形桁架適用于屋面坡度較大的有檁屋蓋結(jié)構(gòu)，根據(jù)屋面的排水要求，上弦坡度一般為

i=1/2～1/3，跨度一般在18

～24m之間。三角形桁架與柱只能做成鉸接，故房屋的橫向剛度較低，且桁架弦桿的內(nèi)力變化較大，在支座處最大，跨中較小，故弦桿用同一規(guī)格截面時(shí)，其承載力不能得到充分利用。圖(a)、(c)形式是芬克式桁架,它的腹桿受力合理,且可分為兩榀小桁架運(yùn)輸,比較方便。圖(b)是將三角形桁架的兩端高度改為500mm,這樣改變以后,

桁架支座處上、下弦的內(nèi)力大大減少,改善了桁架的工作情況。

(1)三角形桁架適用于屋面坡度較大的有檁屋蓋結(jié)構(gòu)，人字式桿----件數(shù)量少，節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，受壓桿較長(zhǎng)，但抗震性能優(yōu)于芬克式屋架，適用于跨度小于18m的屋架。單斜式----腹桿和節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，長(zhǎng)腹桿受拉，但夾角小，適用于下弦設(shè)置天棚的屋架。特點(diǎn)：·外形和彎矩圖不相適應(yīng)，弦桿內(nèi)力分布不均勻，近支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小?！ど舷孪医唤切?，端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。適用范圍：跨度小，坡度大、采用輕型屋面材料的有檁體系。人字式桿----件數(shù)量少，節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，受壓桿較長(zhǎng)，但抗震性能(2)梯形桁架的外形較接近于彎矩圖，各節(jié)間弦桿受力較均勻，且腹桿較短，適用于屋面坡度較小的屋蓋體系。其坡度一般為

i=1/8～1/16?？缍瓤蛇_(dá)36m。梯形桁架與柱的連接可做成剛接也可做成鉸接。當(dāng)做成剛接時(shí)，可提高房屋的橫向剛度，因此是目前無檁體系的工業(yè)廠房屋蓋中應(yīng)用最廣的屋架形式。梯形桁架的腹桿體系有人字式(圖a,

c)、再分式(圖b)。

(3)平行弦桁架具有桿件規(guī)格統(tǒng)一、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造統(tǒng)一、便于制造等優(yōu)點(diǎn)。其上下弦桿相互平行(圖9.6.3)，且可做成不同坡度。這種形式一般用于托架或支撐體系。(4)人字形桁架上、下弦可為平行，坡度為1/20～1/10，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為統(tǒng)一；上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情況。(2)梯形桁架的外形較接近于彎矩圖，各節(jié)間弦桿受力較均勻，且

普通屋架的主要尺寸包括桁架的跨度、跨中高度及梯形桁架的端部高度。

屋架的標(biāo)志跨度一般是指柱網(wǎng)軸線的橫向間距，在無檁體系屋蓋中應(yīng)與大型屋面板的寬度相適應(yīng)，一般以3m為模數(shù)。屋架的計(jì)算跨度是指屋架兩端支座反力間的距離。當(dāng)屋架簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱或磚柱上，且柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合時(shí)，考慮屋架支座處需一定的構(gòu)造尺寸，一般可取l0=l-(150～200mm)（圖a）；當(dāng)屋架支承于鋼筋混凝土柱上，而柱網(wǎng)采用非封閉結(jié)合時(shí)，計(jì)算跨度等于標(biāo)志跨度即l0=l（圖b）；當(dāng)屋架與鋼柱剛接時(shí)，其計(jì)算跨度取鋼柱內(nèi)側(cè)面之間的間距（圖c）。普通屋架的主要尺寸包括桁架的跨度、跨中高度及梯形

邊柱與縱向定位軸線的定位（非封閉結(jié)合屋面板與外墻無空隙邊柱與縱向定位軸線的定位（封閉結(jié)合）上部屋面板與外墻間有空隙邊柱與縱向定位軸線的定位（非封閉結(jié)合屋面板與外墻無空隙邊柱

桁架的高度應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、剛度和建筑等要求，以及屋面坡度、運(yùn)輸條件等因素確定。桁架的最大高度取決于運(yùn)輸界限，最小高度根據(jù)桁架容許撓度確定，經(jīng)濟(jì)高度則是根據(jù)桁架桿件的總用鋼量最少的條件確定。有時(shí)建筑高度也限制了桁架的最大高度。

一般情況下，桁架的高度可在如下范圍內(nèi)采用：三角形桁架高度較大，一般取跨中高度h=(1/4～

1/6)L。梯形桁架的屋面坡度較平坦，當(dāng)上弦坡度為1/8～1/12時(shí)，跨中高度一般為(1/6～1/10)L?？缍却螅ɑ蛭菝婧奢d?。r(shí)取小值，跨度?。ɑ蛭菝婧奢d大）時(shí)取大值。梯形桁架的端部高度：當(dāng)桁架與柱鉸接時(shí)為1.6～

2.2m，剛接時(shí)為1.8～

2.4m。端彎矩大時(shí)取大值，端彎矩小時(shí)取小值。

桁架的高度應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、剛度和建筑等要求，以及屋面坡度

對(duì)跨度較大的桁架，在橫向荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，有損外觀并可能影響桁架的正常使用。為此，對(duì)跨度l≥15m的三角形桁架和跨度超過l≥24m的梯形、平行弦桁架，當(dāng)下弦無向上曲折時(shí)，宜采用起拱，即預(yù)先給桁架一個(gè)向上的反撓度，以抵消桁架受荷后產(chǎn)生的部分撓度。起拱高度一般為其跨度的1/500左右。當(dāng)采用圖解法求桁架桿件內(nèi)力時(shí)，圖解時(shí)可不考慮起拱高度。對(duì)跨度較大的桁架，在橫向荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，

當(dāng)鋼屋蓋以平面桁架作為主要承重構(gòu)件時(shí)，各個(gè)平面桁架（屋架）要用各種支撐及縱向桿件（系桿）連成一個(gè)空間幾何不變的整體結(jié)構(gòu)，才能承受荷載。這些支撐及系桿統(tǒng)稱為屋蓋支撐。它由上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿組成。8.3.2屋蓋的支撐(1)保證屋蓋形成空間幾何不變結(jié)構(gòu)體系，增大其空間剛度。

(2)承受屋蓋各種縱向、橫向水平荷載（如風(fēng)載、吊車制動(dòng)力、地震力等），并將其傳至屋架支座。

(3)為上、下弦桿提供側(cè)向支撐點(diǎn)，減小弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，提高其側(cè)向剛度和穩(wěn)定性。

(4)保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的便利和穩(wěn)定。

1、支撐作用：

屋蓋支撐雖不是主要承重構(gòu)件，但它對(duì)保證主要承重構(gòu)件——屋架正常工作起著重要作用。當(dāng)鋼屋蓋以平面桁架作為主要下面分別介紹各類支撐及系桿的位置、組成、形式、計(jì)算和構(gòu)造。2、支撐布置的原則1、在設(shè)置有縱向支撐的平面內(nèi)必須同時(shí)設(shè)置橫向支撐，并將二者布置為封閉型。2、所有的橫向支撐、縱向支撐和豎向支撐均應(yīng)與屋架、托架、天窗架等的桿件或檁條組成幾何不變的桁架形式。3、房屋中每一溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)。4、傳遞風(fēng)力、吊車水平力和水平地震作用的支撐，應(yīng)能使外力由作用點(diǎn)盡快地傳遞到結(jié)構(gòu)的支座。5、柱距愈大或吊車工作量愈繁重，支撐的剛度應(yīng)愈大。6、在地震區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加支撐，并加強(qiáng)支撐節(jié)點(diǎn)的連接強(qiáng)度。下面分別介紹各類支撐及系桿的位置、組成、形式、計(jì)算和構(gòu)造。2屋蓋支撐可分為：橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。屋蓋支撐可分為：橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件

上弦橫向水平支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端的第一柱間或第二柱間，其最大間距為60m，否則在中間應(yīng)增設(shè)一道或幾道支撐。有時(shí)可將其布置在第二個(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墻風(fēng)力。1．上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段2．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，一般和上弦橫向水平支撐布置在同一柱間以形成空間穩(wěn)定體系的基本組成部分。但當(dāng)屋架跨度比較小（<18m）又無吊車或其他振動(dòng)設(shè)備時(shí)，可不設(shè)下弦橫向水平支撐。2．下弦橫向水平支撐當(dāng)屋架間距<12m時(shí)，尚應(yīng)在屋架下3.縱向水平支撐當(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，或設(shè)有重級(jí)或大噸位的中級(jí)工作制橋式吊車等較大振動(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。一般情況可以省掉。屋架間距<12m時(shí)，通常布置在屋架下弦平面。屋架間距≥12m時(shí)，宜布置在屋架的上弦平面內(nèi)。下弦縱向水平支撐3.縱向水平支撐當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，設(shè)下弦縱向水平支撐

它位于屋架下弦兩端節(jié)間處，位于屋架下弦平面，沿房屋全長(zhǎng)布置，也組成一個(gè)具有交叉斜桿及豎桿的平行弦桁架，它的端豎桿就是屋架端節(jié)間的下弦。下弦縱向水平支撐與下弦橫向水平支撐共同構(gòu)成一個(gè)封閉的支撐框架，以保證屋蓋結(jié)構(gòu)有足夠的水平剛度。

一般情況下，屋架可以不設(shè)置下弦縱向水平支撐，僅在房屋有較大起重量的橋式吊車、壁行吊車或鍛錘等較大振動(dòng)設(shè)備，以及房屋高度或跨度較大或空間剛度要求較大時(shí)，才設(shè)置下弦縱向水平支撐。此外，在房屋設(shè)有托架處，為保證托架的側(cè)向穩(wěn)定，在托架范圍及兩端各延伸一個(gè)柱間應(yīng)設(shè)置下弦縱向水平支撐。下弦縱向水平支撐

它位于屋架下弦兩端節(jié)間處，位于屋架下4、垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同一柱間。

(1)三角形桁架：L≤18米時(shí)，可在跨中設(shè)一道，

L>18米時(shí)，宜在1/3處左右各設(shè)一道。

(2)梯形桁架、人字形桁架：必須在端部設(shè)置垂直支撐（可用托架代替）。

L≤30米時(shí)，在跨中設(shè)一道；

L>30米時(shí)，在1/3處左右的豎桿平面內(nèi)各設(shè)一道；當(dāng)有天窗架時(shí)，宜設(shè)在天窗側(cè)腿下。

(3)天窗架:在有橫向水平支撐的地方也應(yīng)設(shè)置垂直支撐，布置在兩側(cè)柱平面內(nèi)，對(duì)多豎桿和三支點(diǎn)式天窗架，當(dāng)寬度大于12米時(shí)尚應(yīng)在中豎桿平面內(nèi)增設(shè)一道。4、垂直支撐垂直支撐垂直支撐單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件(5)、系桿在未設(shè)橫向支撐的開間，相鄰平面屋架由系桿連接。系桿通常在屋架兩端，有垂直支撐位置的上、下弦節(jié)點(diǎn)以及屋脊和天窗側(cè)柱位置，沿房屋縱向通長(zhǎng)布置。系桿對(duì)屋架上、下弦桿提供側(cè)向支承，因此必要時(shí)，還應(yīng)根據(jù)控制這些弦桿長(zhǎng)細(xì)比的要求按一定距離增設(shè)中間系桿。對(duì)于有檁屋蓋，檁條可兼作系桿。

系桿中只能承受拉力的稱為柔性系桿，設(shè)計(jì)時(shí)可按容許長(zhǎng)細(xì)比［λ］＝400（有重級(jí)工作制吊車的廠房為350）控制，常采用單角鋼或張緊的圓鋼拉條（此時(shí)不控制長(zhǎng)細(xì)比）；能承受壓力的稱剛性系桿，設(shè)計(jì)時(shí)可按［λ］＝200控制，常用雙角鋼Ｔ形或十字形截面。一般在屋架下弦端部及上弦屋脊處需設(shè)置剛性系桿，其它可設(shè)柔性系桿。

當(dāng)房屋兩端為山墻時(shí)，上、下弦橫向水平支撐及垂直支撐可設(shè)在兩端第二開間，這時(shí)第一開間的所有系桿均設(shè)為剛性系桿。當(dāng)房屋長(zhǎng)度大于60m時(shí)，應(yīng)在中間增設(shè)一道（或幾道）上、下弦橫向水平支撐及垂直支撐。

(5)、系桿在未設(shè)橫向支撐的開間，相鄰平面屋架由系桿連接。

屋蓋支撐因受力較小一般不進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。其截面尺寸由桿件容許長(zhǎng)細(xì)比和構(gòu)造要求確定。交叉斜桿一般按拉桿控制，容許長(zhǎng)細(xì)比與柔性系桿相同。非交叉斜桿、弦桿等按壓桿［λ］＝200控制。對(duì)于跨度較大且承受墻面?zhèn)鱽砗艽蟮娘L(fēng)力的橫向水平支撐，應(yīng)按桁架體系計(jì)算內(nèi)力選擇截面，同時(shí)亦應(yīng)控制長(zhǎng)細(xì)比。屋蓋支撐因受力較小一般不進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。其截面尺寸

具有交叉斜腹桿的支撐桁架可按圖4所示計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算。在節(jié)點(diǎn)荷載W的作用下，圖中每節(jié)間僅考慮受拉斜腹桿工作，另一根（虛線所示）斜腹桿則假定它因屈曲退出工作（偏安全），這樣桁架成為靜定體系使計(jì)算簡(jiǎn)化。當(dāng)荷載反向時(shí)，兩組斜桿受力情況恰好相反。屋蓋支撐的構(gòu)造應(yīng)力求簡(jiǎn)單、安裝方便。其連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖所示。上弦橫向水平支撐的角鋼肢尖應(yīng)向下，且連接處適當(dāng)離開屋架節(jié)點(diǎn)(圖,a)，以免影響大型屋面板或檁條安放。交叉斜桿在相交處應(yīng)有一根桿件切斷，另加節(jié)點(diǎn)板用焊縫或螺栓連接(圖a)。交叉斜桿處如與檁條相連(圖

b),則兩根斜桿均應(yīng)切斷，用節(jié)點(diǎn)板相連。具有交叉斜腹桿的支撐桁架可按圖4所示計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算。單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件

垂直支撐可只與屋架豎桿相連(圖,d)，也可通過豎向小鋼板與屋架弦桿及屋架豎桿同時(shí)相連(圖

e)。

支撐與屋架的連接通常用M20

C級(jí)螺栓,支撐與天窗架的連接可用M16

C級(jí)螺栓。在有重級(jí)工作制吊車或有其它較大振動(dòng)設(shè)備的廠房，屋架下弦支撐及系桿宜用高強(qiáng)度螺栓連接，或用C級(jí)螺栓再加焊縫將節(jié)點(diǎn)板固定。垂直支撐可只與屋架豎桿相連(圖,d)，也可通過豎8.3.3

檁條的設(shè)計(jì)

屋蓋中檁條用鋼量占比例較大，因此合理選擇檁條形式、截面、間距，以減少檁條用鋼量，對(duì)減輕屋蓋重量、節(jié)約鋼材有重要意義。1、檁條的形式

檁條通常是雙向彎曲構(gòu)件，分實(shí)腹式和桁架式兩大類。后者制造費(fèi)工，應(yīng)用較少。

實(shí)腹式檁條常采用槽鋼、角鋼、工字型及Z形和槽形冷彎薄壁型鋼（圖）。槽鋼檁條應(yīng)用普遍，其制作、運(yùn)輸和安裝均較簡(jiǎn)便；但普通型鋼壁較厚，材料不能充分發(fā)揮作用，故用鋼量較大；薄壁型鋼檁條受力合理，用鋼量少，在材料有來源時(shí)宜優(yōu)先采用，但防銹要求較高。實(shí)腹式檁條常用于屋架間距不超過6m的廠房，其高跨比可取1/35~1/50。8.3.3

檁條的設(shè)計(jì)屋蓋中檁條用鋼量占比例較大，因此合二、

檁條的計(jì)算

實(shí)腹式檁條由于腹板與屋面垂直放置，故在屋面荷載q作用下將繞截面的兩個(gè)主軸彎曲。若荷載偏離截面的彎曲中心，還將受到扭矩的作用，但屋面板的連接能起到一定的阻止檁條扭轉(zhuǎn)的作用，故設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮扭矩的影響，而按雙向受彎構(gòu)件計(jì)算。本節(jié)重點(diǎn)介紹普通型鋼檁條的計(jì)算方法。由于型鋼檁條的壁厚較大，因此可不計(jì)算其抗剪和局部承壓強(qiáng)度。二、

檁條的計(jì)算

實(shí)腹式檁條由于腹板與屋面垂直放置，單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件1、強(qiáng)度驗(yàn)算2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算當(dāng)檁條之間未設(shè)置拉條且屋面材料剛性較差（如石棉瓦和用掛鉤螺栓固定的壓型鋼板等），在構(gòu)造上不能阻止檁條受壓翼緣側(cè)向位移時(shí)或雖有剛性較好的屋面，但屋面較輕，在風(fēng)吸力下可能使下翼緣受壓時(shí)，應(yīng)按公式驗(yàn)算檁條的整體穩(wěn)定，如檁條之間設(shè)有拉條，則可不驗(yàn)算整體穩(wěn)定。3．剛度

設(shè)置拉條時(shí)，只須計(jì)算垂直于屋面方向的最大撓度。未設(shè)拉條時(shí)需計(jì)算總撓度。計(jì)算撓度時(shí)，荷載應(yīng)取其標(biāo)準(zhǔn)值。1、強(qiáng)度驗(yàn)算2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算當(dāng)檁條之間未設(shè)置拉條且屋面材料單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件三．檁條的連接與構(gòu)造

檁條一般可全部布置在屋架上弦節(jié)點(diǎn)上，由屋檐起沿屋架上弦等距離設(shè)置。檁條一般用檁托與屋架上弦相連，檁托用短角鋼做成，先焊在屋架上弦，然后用C級(jí)螺栓（不少于2個(gè)）或焊縫與檁條連接（圖）。角鋼和Ｚ形薄壁型鋼檁條的上翼緣肢尖應(yīng)朝向屋脊，槽鋼檁條的槽口則可朝上，屋面坡度小時(shí)亦可朝下。三．檁條的連接與構(gòu)造

檁條一般可全部布置在屋架上弦節(jié)點(diǎn)上在實(shí)腹式檁條之間往往要設(shè)置拉條和撐桿（圖），當(dāng)檁條的跨度為4~6m時(shí)，宜設(shè)置一道拉條；當(dāng)檁條的跨度為6m以上時(shí)，應(yīng)布置兩道拉條。屋架兩坡面的脊檁須在拉條連接處相互聯(lián)系，或設(shè)斜拉條和撐桿。Ｚ形薄壁型鋼檁條還須在檐口處設(shè)斜拉條和撐桿。當(dāng)檐口處有圈梁或承重天溝時(shí)，可只設(shè)直拉條并與其連接。

拉條通常采用直徑12~16mm的圓鋼制成。撐桿主要是限制檐檁的側(cè)向彎曲，故多采用角鋼，其長(zhǎng)細(xì)比按壓桿考慮，不能大于200，并據(jù)此選擇其截面。

拉條與檁條、撐桿與檁條的連接構(gòu)造如圖所示，圖中d

為拉條直徑。拉條的位置應(yīng)靠近檁條的上翼緣約30~40mm，并用位于腹板兩側(cè)的螺母將其固定于檁條的腹板上。撐桿與焊在檁條上的角鋼用Ｃ級(jí)螺栓連接。

在實(shí)腹式檁條之間往往要設(shè)置拉條和撐桿（圖），當(dāng)檁條的跨度為4拉條與檁條、撐桿與檁條的連接構(gòu)造圖拉條與檁條、撐桿與檁條的連接構(gòu)造圖單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件8.3.4簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)8.3.4.1、屋架的荷載計(jì)算與荷載組合

屋架上的荷載有永久荷載和可變荷載兩大類。永久荷載包括屋面材料（保溫層、防水層、屋面板等）和檁條、屋架、天窗架、支撐及天棚等結(jié)構(gòu)的自重?？勺兒奢d包括屋面活荷載、風(fēng)荷載、積灰荷載、雪荷載及懸掛吊車荷載等。永久荷載和可變荷載值可由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009)查得或根據(jù)材料的規(guī)格計(jì)算。

風(fēng)荷載一般可不予考慮。但對(duì)瓦楞鐵等輕型屋面、開敞式房屋或風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于0.49kN/m2時(shí)，應(yīng)根據(jù)房屋體形、坡度情況及封閉狀況等，按荷載規(guī)范的規(guī)定計(jì)算風(fēng)荷載的作用。

桁架和支撐的自重可按下面經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，即：q=0.12+0.011LkN/m2估計(jì)（L為屋架的跨度，單位為m）。按水平投影面積計(jì)算的屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：

不上人的屋面：對(duì)于壓型鋼板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵等輕屋面，以及平瓦屋面取0.5kN/m2,對(duì)于鋼筋混凝土屋面取0.7kN/m2；上人屋面：按使用要求確定，但不小于1.5kN/m2。8.3.4簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)8.3.4.1、屋架的荷載計(jì)算與荷載屋面荷載的標(biāo)準(zhǔn)植名稱跨度屋面荷載的標(biāo)準(zhǔn)植<1.5<3.0<4.05.0屋架（包括支撐）12182430360.08~0.130.10~0.170.14~0.220.18~0.280.20~0.320.14~0.170.18~0.220.24~0.280.29~0.340.33~0.380.18~0.210.23~0.270.29~0.330.35~0.400.39~0.450.22~0.250.28~0.320.34~0.380.41~0.460.46~0.52天窗架（包括支撐）6120.07~0.100.10~0.140.09~0.120.13~0.160.11~0.140.15~0.180.13~0.160.17~0.20檁條-0.05~0.100.07~0.120.10~0.15-托架-0.05~0.090.09~0.130.13~0.160.16~0.20屋面荷載的標(biāo)準(zhǔn)植名稱跨度屋面荷載的標(biāo)準(zhǔn)植<1.58.3.4.2、荷載組合為了求出各個(gè)桿件的最不利內(nèi)力，必須對(duì)作用在屋架上的荷載根據(jù)施工和使用過程可能出現(xiàn)的分布情況進(jìn)行組合，一般為以下三種情況：1.全跨永久荷載+全跨可變荷載2.全跨永久荷載+半跨可變荷載3.全跨屋架和支撐自重+半跨屋面板重+半跨施工荷載

在考慮荷載組合時(shí)，屋面的活荷載和雪荷載不考慮其同時(shí)作用，可取兩者中的較大值計(jì)算。

用第一種荷載組合計(jì)算的桁架桿件內(nèi)力在多數(shù)情況下為最不利內(nèi)力。但在后兩種荷載組合下，梯形桁架在跨中部分的斜腹桿內(nèi)力可能變號(hào)，由拉變?yōu)閴夯虿蛔兲?hào)，但內(nèi)力可能為最大，故須給予考慮。如果在安裝過程中，兩側(cè)屋面板對(duì)稱均勻鋪設(shè)，則可不考慮第三種荷載組合。將跨中每側(cè)各兩根斜腹桿統(tǒng)統(tǒng)按壓桿控制，不進(jìn)行半跨內(nèi)力組合。

8.3.4.2、荷載組合在考慮荷載組合時(shí)，屋面4、負(fù)風(fēng)壓：輕屋面，當(dāng)屋面永久荷載（分項(xiàng)系數(shù)取1.0）小于負(fù)風(fēng)壓（分項(xiàng)系數(shù)取1.4）時(shí)，屋架桿件內(nèi)力在負(fù)風(fēng)壓作用下變號(hào)。一般的處理方法為：當(dāng)負(fù)風(fēng)壓的豎向分力大于永久荷載，屋架拉桿可能變成壓桿，但壓力不大，可將其長(zhǎng)細(xì)比控制在250內(nèi)，不必計(jì)算風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。5、輕屋面廠房，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓枯^大時(shí)，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)力增加或變號(hào)。4、負(fù)風(fēng)壓：輕屋面，當(dāng)屋面永久荷載（分項(xiàng)系數(shù)取1.0）

屋架所受的荷載一般通過檁條或大型屋面板肋以集中力的方式作用于桁架的節(jié)點(diǎn)上。對(duì)于有節(jié)間荷載作用的屋架弦桿，可先將各節(jié)間荷載分配在相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，與該節(jié)點(diǎn)原有節(jié)點(diǎn)荷載疊加，解得屋架各桿軸力，然后在計(jì)算弦桿時(shí)再按實(shí)際節(jié)間荷載作用情況計(jì)算弦桿的局部彎矩。作用于桁架上弦節(jié)點(diǎn)的集中荷載P可按各種均布荷載對(duì)節(jié)點(diǎn)匯集進(jìn)行計(jì)算（圖中陰影面積）：8.3.4.3、節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算屋架所受的荷載一般通過檁條或大型屋面板肋以集中力屋架均布荷載對(duì)節(jié)點(diǎn)匯集屋架均布荷載對(duì)節(jié)點(diǎn)匯集8.3.4.4桁架桿件的內(nèi)力計(jì)算

計(jì)算桁架桿件內(nèi)力時(shí)，通?？山频夭捎萌缦录俣ǎ?/p>

(1)桁架的各節(jié)點(diǎn)均視為鉸接；

(2)桁架的所有桿件的軸線都在同一平面內(nèi)且在節(jié)點(diǎn)處交匯；

(3)荷載均在桁架平面內(nèi)作用于節(jié)點(diǎn)上。

桁架的桿件內(nèi)力可根據(jù)以上假定的桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖(圖)采用數(shù)解法、圖解法或借助電算等求得。對(duì)三角形和梯形桁架用圖解法較為簡(jiǎn)便。對(duì)一些常用形式的桁架，各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中均有單位節(jié)點(diǎn)荷載作用下的桿件內(nèi)力計(jì)算系數(shù)表。設(shè)計(jì)時(shí)，只要將桁架節(jié)點(diǎn)荷載值乘以相應(yīng)桿件的內(nèi)力系數(shù)，即可求得該桿件的內(nèi)力(軸向力)。8.3.4.4桁架桿件的內(nèi)力計(jì)算

實(shí)際節(jié)間荷載作用情況計(jì)算弦桿的局部彎矩實(shí)際節(jié)間荷載作用情況計(jì)算弦桿的局部彎矩8.3.4.5屋架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度①l——構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度(節(jié)點(diǎn)中心間距離)；l1——屋架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。②斜平面系指與屋架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在屋架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。③無節(jié)點(diǎn)板的腹桿計(jì)算長(zhǎng)度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長(zhǎng)度（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。8.3.4.5屋架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度①l——構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度(節(jié)單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件B.中間腹桿：兩端或一端嵌固程度較大，視為彈性嵌固。lox=0.8l(1)在桁架平面內(nèi)

A.弦桿、支座斜桿、支座豎桿：本身線剛度大，但兩端節(jié)點(diǎn)嵌固程度較低，視為兩端鉸接桿件。lox=lB.中間腹桿：兩端或一端嵌固程度較大，視為彈性嵌固。lox=

下弦桿：取縱向水平支撐節(jié)點(diǎn)與系桿或系桿與系桿之間的距離。腹桿：由于節(jié)點(diǎn)在平面外剛度很小，對(duì)桿件嵌固作用較小，故腹桿兩端視為鉸接，則lOy=l(2)在桁架平面外

取決于弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間距離。上弦桿無檁方案:有檁方案:能保證大型屋面板三點(diǎn)與上弦桿焊接時(shí):lOy=l11（l11≤3m）l11—

兩塊屋面板寬度。檁條與支撐點(diǎn)交叉不連接時(shí)：lOy=l1檁條與支撐點(diǎn)交叉連接時(shí)：lOy=l1/2下弦桿：取縱向水平支撐節(jié)點(diǎn)與系桿或系桿與系桿之間的距離。(

(3)單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，受力后有可能斜向失穩(wěn)，由于兩端節(jié)點(diǎn)有一定的嵌固作用，故斜平面計(jì)算長(zhǎng)度略作折減(支座斜桿和支座豎桿除外），l0=0.9l(3)單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，受力后(4)當(dāng)受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離l1為節(jié)間長(zhǎng)度l的兩倍，且兩節(jié)間弦桿的內(nèi)力N1≠N2

時(shí)(圖a),其桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度可按下式計(jì)算計(jì)算時(shí)壓力取正號(hào)，拉力取負(fù)號(hào)。

N1較大的壓力N2較小壓力或拉力(4)當(dāng)受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離l1為節(jié)間長(zhǎng)度l交叉腹桿桁架平面內(nèi)的計(jì)算桁架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度：

無論另一桿為拉桿或壓桿，兩桿互為支承點(diǎn)。桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度：拉桿可作為壓桿的平面外支承點(diǎn)，壓桿除非受力較小且不斷開，否則不起側(cè)向支點(diǎn)的作用。

GB50017規(guī)范中交叉腹桿中壓桿的平面外計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算公式：

交叉腹桿桁架平面內(nèi)的計(jì)算桁架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度：1）相交另一桿受壓，兩桿截面相同并在交叉點(diǎn)不中斷2)相交另一桿受壓，此另一桿在交叉點(diǎn)中斷但以節(jié)點(diǎn)板搭接。1）相交另一桿受壓，兩桿截面相同并在交單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件3）相交另一桿受拉，兩桿截面相同并在交叉點(diǎn)不中斷。4）相交另一桿受拉，此拉桿在交叉點(diǎn)中斷但以節(jié)點(diǎn)板搭接。單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件當(dāng)此拉桿連續(xù)而壓桿在交叉點(diǎn)中斷但以節(jié)點(diǎn)板搭接。若或拉桿在桁架平面外的抗彎剛度時(shí)，式中，為節(jié)點(diǎn)之間的距離，為所計(jì)算桿內(nèi)力，為相交另一桿內(nèi)力，取絕對(duì)值。當(dāng)此拉桿連續(xù)而壓桿在交叉點(diǎn)中斷但以節(jié)點(diǎn)板搭接。容許長(zhǎng)細(xì)比，查規(guī)范（GB50017)。當(dāng)另一桿受拉，且兩桿拉壓力相同時(shí)，不論此拉桿是否中斷，壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度均為,當(dāng)另一桿受壓時(shí)，若兩桿壓力相同且不中斷，計(jì)算長(zhǎng)度為，若另一桿斷開，則壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度將大于。剛度要求：容許長(zhǎng)細(xì)比，查規(guī)范（GB50017)。當(dāng)另一桿受拉，且兩桿拉8.3.4.6桁架桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比

8.3.4.6桁架桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比8.3.4.7桿件的截面設(shè)計(jì)

選擇屋架桿件截面形式時(shí)，應(yīng)考慮構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，且取材容易、易于連接，盡可能增大屋架的側(cè)向剛度。對(duì)軸心受力桿件宜使各桿件在兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比相接近，即。普通鋼屋架的桿件通常采用兩個(gè)角鋼組成的T形截面或十字形截面。一、截面形式

8.3.4.7桿件的截面設(shè)計(jì)選擇屋架桿件截面形式時(shí)單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件單層廠房結(jié)構(gòu)ppt課件

當(dāng)=時(shí)，可采用兩個(gè)等邊角鋼截面或TM截面；

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。上弦桿：

有節(jié)間荷載時(shí)，可采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連或TN型截面。

無節(jié)間荷載時(shí)，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面；下弦桿：當(dāng)=時(shí)，可采用兩個(gè)等邊角鋼截面或TM截面；

受力很小的腹桿（如再分桿等次要桿件），可采用單角鋼截面。支座斜桿：其他一般腹桿：宜采用等邊角鋼相并的截面；=時(shí)，宜采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連或等邊角鋼的截面。

時(shí)，宜采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連或等邊角鋼的截面。連接垂直支撐的豎腹桿宜采用兩個(gè)等邊角鋼組成的十字形截面；受力很小的腹桿（如再分桿等次要桿件），可采用單角鋼截面。1、屋架上弦，宜采用由兩個(gè)不等肢角鋼短肢相并的T形截面（圖⑴。如果上弦桿有節(jié)間荷載作用，為了增強(qiáng)屋架平面內(nèi)的抗彎剛度宜采用由兩個(gè)等肢角鋼組成的T形截面或兩個(gè)不等肢角鋼長(zhǎng)肢相并的T形截面。⑵自H型鋼在我國生產(chǎn)后，很多情況用H型鋼剖開成的T形截面來代替雙角鋼組成的T形截面?？梢允∪セ驕p少節(jié)點(diǎn)板的尺寸，降低造價(jià)15%~20%，發(fā)展前途廣闊。2、屋架的端斜稈，應(yīng)采用兩個(gè)不等肢角鋼長(zhǎng)肢相并的T形截面（圖2）或兩個(gè)等肢角鋼組成的T形截面（圖3）。1、屋架上弦，宜采用由兩個(gè)不等肢角鋼短肢相并的T形截面（圖⑴3、其他腹桿，應(yīng)采用兩個(gè)等肢角鋼組成的T形截面（圖3），連接豎向支撐的豎腹桿為了傳力時(shí)不產(chǎn)生偏心，便于與支撐連接，以及吊裝時(shí)屋架兩端可以互換，宜采用兩個(gè)等肢角鋼組成的十字形截面（圖4）。對(duì)于受力很小的腹桿，也可用單角鋼截面，角鋼最小不能小于∠45×4或∠56×36×4

。4、屋架下弦受拉，所選截面除滿足強(qiáng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比外，應(yīng)盡可能增大屋架平面外的剛度，以利于運(yùn)輸和吊裝。因此下弦桿常采用兩個(gè)不等肢角鋼短肢相并的T形截面或用H型鋼剖開成的T形截面。3、其他腹桿，應(yīng)采用兩個(gè)等肢角鋼組成的T形截面（圖3），連接

雙壁式屋架桿件的截面形式：主要采用雙角鋼組成的雙壁式截面和H型鋼截面。雙壁式屋架桿件的截面形式：主要采用雙角鋼組成的雙二、填板雙角鋼桿件的填板：為保證兩個(gè)角鋼共同工作，必須隔一定距離（壓桿40i1,拉桿80i1）設(shè)置填板，受壓桿件在屋架平面外計(jì)算長(zhǎng)度內(nèi)填板數(shù)不得少于兩個(gè)。

二、填板三、節(jié)點(diǎn)板的厚度

節(jié)點(diǎn)板內(nèi)應(yīng)力大小與所連構(gòu)件內(nèi)力大小有關(guān)，可按規(guī)范7.5節(jié)的有關(guān)規(guī)定計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定。表系根據(jù)上述計(jì)算方法編制的表格，設(shè)計(jì)時(shí)可查表確定節(jié)點(diǎn)板厚度。在同一榀桁架中，所有中間節(jié)點(diǎn)板均采用同一種厚度，支座節(jié)點(diǎn)板由于受力大且很重要，厚度比中間的增大2mm。節(jié)點(diǎn)板的厚度對(duì)于梯形普通鋼桁架等可按受力最大的腹桿內(nèi)力確定，對(duì)于三角形普通鋼桁架則按其弦桿最大內(nèi)力確定。200三、節(jié)點(diǎn)板的厚度

節(jié)點(diǎn)板內(nèi)應(yīng)力大小與所連構(gòu)件內(nèi)力大小有關(guān)四、截面選擇的一般原則選擇截面時(shí)應(yīng)考慮下列要求：

(1)應(yīng)優(yōu)先選用在相同截面積情況下寬肢薄壁的角鋼，以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，這對(duì)壓桿尤為重要。

(2)角鋼規(guī)格不宜小于L45×4或L56

×36

×4。有螺栓孔時(shí)，角鋼的肢寬須滿足附錄10的要求。放置屋面板時(shí)，上弦角鋼水平肢寬須滿足擱置尺寸要求

。

(3)同一榀桁架的角鋼規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，一般宜調(diào)整到不超過5~6種。同時(shí)應(yīng)盡量避免使用同一肢寬而厚度相差不大的角鋼，同一種規(guī)格的厚度之差不宜小于2mm，以便施工時(shí)辨認(rèn)。

(4)桁架弦桿一般沿全跨采用等截面，但對(duì)跨度大于24m的三角形桁架和跨度大于30m的梯形桁架，可根據(jù)內(nèi)力變化改變弦桿截面，但在半跨內(nèi)只宜改變一次，且只改變肢寬而保持厚度不變，以便拼接的構(gòu)造處理。四、截面選擇的一般原則選擇截面時(shí)應(yīng)考慮下列要求：

(1)五、截面計(jì)算

1．軸心拉桿

軸心拉桿可按強(qiáng)度條件確定所需的凈截面面積An

，即：式中

f——鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)采用單角鋼單面連接時(shí)，乘以0.85的折減系數(shù)。

根據(jù)An由附錄8選用合適的角鋼，然后按軸心受拉構(gòu)件驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度。當(dāng)連接支撐的螺栓孔位于連接節(jié)點(diǎn)板內(nèi)且離節(jié)點(diǎn)板邊