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1、,1. 掌握钢屋盖结构组成与布置； 2. 掌握钢屋架节点构造的基本要求； 3. 掌握轻钢屋架的一般构造； 4. 了解网架结构类型、特点、适用条件。,教学目标：,钢屋盖的组成布置及节点构造； 轻钢屋架的一般构造。,钢屋盖的组成布置及节点构造； 轻钢屋架的一般构造。,重 点,难 点,11.3.1 钢屋盖的结构组成与布置 1. 钢屋盖的结构组成 钢屋盖结构主要由屋面、屋架、天窗架、檩条、支撑 等构件组成。根据屋面结构布置情况的不同，可分为无檩 体系屋盖和有檩体系屋盖。,11.3 钢屋盖,无檩体系屋盖,有檩体系屋盖,有檩体系屋盖,2. 钢屋架的形式及主要尺寸 （1）钢屋架的形式 普通钢屋架按其外形可分
2、为：,三角形,梯形,平行弦,平行弦,确定屋架外形的原则： 确定屋架外形应符合适用、受力合理、经济和施工方便等原则。 从受力角度出发，屋架外形应尽量与弯矩图相近，以使弦杆受力均匀。 从施工角度出发，屋架杆件的数量和品种规格应尽可能少，在用钢量增加不多的原则下，力求尺寸统一，构造简单，以便制造。腹杆与弦杆轴线间的夹角一般在3060之间，最好在45左右，以使节点紧凑。屋架上弦的坡度须适合屋面的排水要求。,3.支撑布置,支撑布置的必要性： 钢屋盖和柱组成的结构体系是一平面排架结构，纵向刚度很差，在荷载作用下，存在着所有屋架同向倾覆的危险。 由于檩条和屋面板均不能作为上弦杆的侧向支承点，故上弦杆在受压时
3、，极易发生侧向失稳现象，如图中虚线所示，其承载力极低。,支撑布置的目的：保证整个屋盖的空间几何不变性，从而阻止屋架上、下弦侧移，大大减小其自由长度，提高屋架弦杆的承载力。同时，可保证屋盖结构安装时的稳定和方便。 支撑布置方式：在屋盖两端或中部适当位置的相邻两榀屋架之间，设置一定数量的支撑，沿屋盖纵向全长设置一定数量的纵向杆件（系杆），将屋架连成一空间结构体系，形成屋架与支撑桁架组成的空间稳定体系。,支撑系统的组成：,支撑,11.3 钢屋盖,1. 角钢屋架节点的基本要求 （1）角钢屋架各汇交的杆件一般焊接于节点板上，组成屋架节点。杆件截面重心轴线汇交于节点中心，截面重心线按所选用的角钢规格确定，
4、并取5mm的倍数。 （2）除支座节点外，屋架其余节点宜采用同一厚度的节点板，支座节点板宜比其他节点板厚2mm。,11.3.2 钢屋架节点构造,（3）节点板 节点板的形状应简单，如矩形、梯形等，以制作简便及切割钢板时能充分利用材料为原则。 节点板的平面尺寸（长度、宽度），宜为5mm的倍数，可根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度作出大样图来确定，在满足传力要求的焊缝布置的前提下，节点板尺寸应尽量紧凑。,在焊接屋架节点处，腹杆与弦杆、腹杆与腹杆边缘之间的间隙a不小于20mm，相邻角焊缝焊趾间距应不小于5mm；屋架弦杆节点板一般伸出弦杆1015mm。,有时为了支承屋面结构，屋架上弦节点板（厚度为t）一般
5、从弦杆缩进510mm，且不宜小于（t/2+2）mm。,（4）角钢端部的切断面一般应与其轴线垂直。,当杆件较大，为使节点紧凑，斜切时，应切去肢尖。,角钢端 部的错 误做法,（5）单斜杆与弦杆的连接应使之不出现连接的偏心弯矩。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15。,单斜杆与 弦杆连接 的错误做法,（6）支承大型屋面板的上弦杆，当屋面节点荷载较大而角钢肢厚较薄时，应对角钢的水平肢予以加强。,无集中荷载作用的下弦中间节点，弦杆无弯折时的连接构造,2. 节点构造 （1）下弦中间节点,（2）上弦中间节点 节点板不伸出的方案：此时节点板缩进上弦角钢肢背，采用横焊缝焊接，节点板与上弦之间由槽焊缝和角焊缝传力
6、。节点板的缩进深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1为节点板的厚度。,节点板部分或全部伸出的方案： 当节点板伸出不妨碍屋面构件的安放时，可采用该方案。,节点构造,（3）弦杆拼接节点 当角钢长度不足、弦杆截面有改变或屋架分单元运输时，弦杆常需要拼接。前两者为工厂拼接，拼接点通常在节点范围之外；后者为工地拼接，拼接点通常在节点处。,1）工厂拼接 双角钢杆件采用拼接角钢拼接，拼接角钢宜采用与弦杆相同的规格，并切去竖肢及角钢背直角边棱。切肢=t+hf+5mm以便施焊，其中t为拼接角钢肢厚，hf为角焊缝焊脚尺寸，5mm为余量以避开肢尖圆角。,单角钢杆件宜采用拼接钢板拼接，拼接钢板的截面面
7、积不得小于角钢的截面面积。,2)工地拼接 屋架的工地拼接节点，通常不利用节点板作为拼接材料，而以拼接角钢传递弦杆内力。,下弦中央拼接节点,拼接角钢长 度l=2lw+b， 一般取b= （1020）mm。,屋脊拼接节点的拼接角钢一般采用热弯形成，当屋面较陡需要弯折较大且角钢肢宽不易弯折时，可将竖肢开口（钻孔、焰割）弯折后对焊。,屋脊拼接节点,拼接角钢长度l=2lw+b，一般取b=（1020）mm，当截面垂直上弦切割时所需间隙稍大，常取b=50mm左右。,（4）屋架支座节点 屋架支座节点可做成铰接或刚接。 1）屋架铰接支座节点 支承于混凝土柱或砌体柱的屋架，其支座节点常设计为铰接。,屋架铰接支座节点
8、,屋架支座节点处各杆件汇交于一点，为保证底板的刚度、力的传递以及节点板平面外刚度的需要，支座节点处应对称放置加劲板，加劲板的厚度取等于或略小于节点板的厚度，加劲板厚度的中线应与各杆件合力线重合。 为便于施焊，下弦角钢背与底板间的距离e一般应不小于下弦伸出肢的宽度，且不小于130mm；梯形屋架端竖杆角钢肢朝外时，角钢边缘与加劲板中线距离不宜小于50mm。,2）屋架刚接支座节点 采用安装焊缝加支托的刚接支座节点,上升式支座斜腹杆,下降式支座斜腹杆,安装时屋架端节点板与焊在柱翼缘上的竖直角钢相靠，在节点板另一侧加竖直肋板，屋架就位后再焊三条竖焊缝，竖直角钢下的短角钢为安装支托。 上弦节点一般另加盖板
9、连接，连接盖板的厚度一般为814 mm，连接角焊缝的焊脚尺寸为610 mm。,采用普通C级螺栓加承力支托的刚接支座节点,在屋架下弦支承节点处，与柱相连所用的普通螺栓一般成对配置，且不宜小于6M20。焊于柱上的承力支托一般采用厚度为3040 mm钢板制成，其宽度取屋架支承连接板宽度加5060 mm，高度不应小于140 mm。当支座竖向反力较小时，可采用不小于L1409014的角钢并切去部分水平肢作成。,3) 柱顶设置切口台阶的上承式屋架刚性支座节点,适用于柱截面高度较大的场合。,11.3 钢屋盖,概 念：一般指采用轻型屋面和轻型钢屋架而形成的屋盖结构。 优 点：普通钢屋盖结构相比，结构自重减轻2
10、030%，经济效果较好（用钢量一般为815kg/m2，接近于相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量）。 应 用：广泛应用于跨度不大（18 m），吊车起重量不大的工业与民用房屋中。,11.3.3 轻钢屋盖,1. 轻型屋面 （1）压型钢板 压型钢板是采用镀锌钢板、冷轧钢板、彩色钢板等作原料，经辊压冷弯成各种波形的压型板。 压型钢板的重量为0.070.14kN/m2，分长尺和短尺两种。一般采用长尺，板的纵向可不搭接。 适用于平坡的梯形屋架和门式刚架。,压型钢板,（2）发泡水泥复合板（太空板） 太空板是由钢或混凝土边框、钢筋桁架、发泡水泥芯材、玻纤网增强的上下水泥面层复合而成的建筑板材。 太空板用作屋面板时
11、，尺寸有3 m3 m、1.5 m6 m 、1.5 m7.5 m 、3 m6 m几种。 太空板上可直接铺设防水卷材，不需另设保温及找平层，防水卷材宜使用橡塑类卷材。,（3）石棉水泥波形瓦 除适用于工业与民用建筑的屋面材料外，还可以作墙体维护材料。,（4）加气混凝土屋面板 是一种承重、保温和构造合一的轻质多孔板材。可作屋面和墙体材料。 （5）瓦楞铁 瓦材规格尚未定型，工程中使用的多为自行压制制作。,（6）GRC板 GRC板是指用玻璃纤维增强的水泥制品。市场上有两种产品：一种GRC复合板是用水泥砂浆作基材、玻璃纤维作增强材料的无机复合板，肋部仍为配筋的混凝土;第二种GRC板为复合夹芯板，是将隔热层贴
12、于面板下或在上下面板的中间，使板具有隔热作用，使用时只需在面板上部设防水层，其全部荷载较第一种GRC板为轻。,2. 檩条 檩条宜优先采用实腹式构件。 （1）实腹式檩条,热轧槽钢檩条,热轧工字钢檩条,高频焊接轻型H型钢檩条,冷弯薄壁卷边槽钢檩条,常用于檩距1.5m或跨度6m，荷载较大的屋面 。,常用于檩条跨度6m，荷载较小的平坡屋面。,冷弯薄壁卷边Z形钢檩条:,直卷边Z形钢 斜卷边Z形钢,（2）空腹式檩条,由角钢的上、下弦和缀板焊接组成,（3）桁架式檩条 当跨度及荷载较大采用实腹式檩条不经济时，可采用桁架式檩条。其跨度通常为612m，一般分为平面桁架式和空间桁架式。,3. 屋架,（1）三角形屋架
13、,通常用于屋面坡度较陡的有檩体系屋盖，屋面材料为波形石棉瓦、瓦楞铁或短尺压型钢板，屋面坡度为1/31/2.5。,（2）三铰拱屋架,采用圆钢或小角钢（小于L454或L56764）的轻型钢屋架。 主要用于跨度l18 m，具有起重量Q5t轻、中级工作制桥式吊车，且无高温、高湿和强烈侵蚀性环境的房屋，以及中小型仓库，农业用温室，商业售货棚等的屋盖。,（3）梭形屋架,采用圆钢或小角钢（小于L454或L56764）的轻型钢屋架。主要用于跨度l18 m，具有起重量Q5t轻、中级工作制桥式吊车，且无高温、高湿和强烈侵蚀性环境的房屋，以及中小型仓库，农业用温室，商业售货棚等的屋盖。,（3）平坡梯形屋架,4. 天
14、窗架,三铰拱式,三支点式,多竖杆式,11.3.4 网架结构,1. 网架特点及适用范围,网架结构是高次超静定空间结构。空间刚度大、整体性好、抗震能力强，而且能够承受由于地基不均匀沉降带来的不利影响。 网架结构的自重轻，用钢量省；既适用于中小跨度，也适用于大跨度的房屋；同时也适用于各种平面形式的建筑，如：矩形、圆形、扇形及多边形。,网架结构取材方便，一般采用Q235钢或Q345钢，杆件截面形式有钢管和角钢两类，以钢管采用较多，并且可以用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑。 另外，网架结构其杆件规格统一，适宜工厂化生产，为提高工程进度提供了有利的条件和保证。 网架结构既可用于体育馆、俱乐部、展览馆、影
15、剧院、车站候车大厅等公共建筑，近年来也越来越多地用于仓库、飞机库、厂房等工业建筑中。,2. 网架结构形式,两向正交正放网架,两向正交斜放网架,三向网架,正方四角锥网架,斜放四角锥网架,星形四角锥网架,棋盘形四角锥网架,三角锥网架,抽空三角锥网架,蜂窝形三角锥网架,角锥体网架,角锥体网架,角锥体网架,3. 网架节点构造,（1）焊接空心球节点,上弦节点 下弦节点,焊接空心球节点,（2）螺栓球节点,螺栓球节点,（3）支座节点,平板压力支座,平板压力支座,平板压力支座,平板压力支座,平板压力支座,平板压力支座,单面弧形压力支座,两个螺栓连接 四个螺栓连接,双面弧形压力支座,球铰压力支座,板式橡胶支座,单面弧形拉力支座,（4）屋顶节点,（5）悬挂吊车节点,作业布置： 预 习：施工应用举例 思考题： 11.22、11.23。,小 结： 1.轻钢屋盖的特点及一般构造。 2. 网架结构类型、特点、适用条件。,作业布置： 预 习：11.3.3、11.3.4 思考题: 11.22、11.23。,小 结： 1. 钢屋盖结构组成与布置； 2. 钢屋架节点构造的基本要求； 3. 轻钢屋架的一般构造；,结束！ 谢谢大家！,
