单层钢结构厂房单层钢结构厂房单层钢结构厂房单层钢结构厂房单层钢结构厂房单层钢结构厂房 Single-Storey Industrial Steel Structures Roof Design 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 屋盖结构体系屋盖结构体系 无檩屋盖无檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 屋架屋架(横梁横梁) 预应力混凝土大型屋面板 屋盖支撑 其它 预应力混凝土大型屋面板 屋盖支撑 其它 屋架屋架(横梁横梁) 檩条 屋面材料 屋盖支撑 其它 檩条 屋面材料 屋盖支撑 其它 无檩屋盖无檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 拉 条拉 条 有檩屋盖有檩屋盖 有檩屋盖有檩屋盖 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 Roof Truss (屋架屋架) Beam (受弯构件受弯构件) Sections (截面形式截面形式) Built-up Section 格构式截面格构式截面 Solid-Web Section 实腹式截面实腹式截面 Roof Truss (屋架屋架) Truss Beams (梁式桁架梁式桁架) 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 Types of Roof Truss Trapezoidal Truss (梯型屋架梯型屋架) Parallel Chord Truss (平行弦屋架平行弦屋架) Pitched Truss (三角型屋架三角型屋架) Base on Shapes (按外形分类按外形分类) Pitched Truss Top Chord Bottom Chord Web Member Zero Member Triangle Truss Trapezoidal Truss Parallel Chord Truss Splice Plate 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 Types of Roof Truss ①①Fink Roof Truss (芬克式屋架芬克式屋架) ②②Herringbone Roof Truss (人字形屋架人字形屋架) ③③Subdivided Panel Roof Truss (再分式屋架再分式屋架) ④④Howe Roof Truss (单斜式屋架单斜式屋架) ⑤⑤Cross Braced Roof Truss (交叉式屋架交叉式屋架) Base on arrangement of web members (按腹杆的排列方式分类按腹杆的排列方式分类) Fink Roof Truss Fink Roof TrussTwo Trusses Site Connection Herringbone Roof Truss Subdivided Panel Roof Truss Howe Roof Truss 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 Types of Roof Truss ①单壁式屋架 ②双壁式屋架 ①单壁式屋架 ②双壁式屋架 Base on section of members (按杆件截面形式按杆件截面形式) 双壁式屋架双壁式屋架 双壁式屋架双壁式屋架 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 屋架的选择屋架的选择 ①满足使用要求 ②受力合理 ③便于运输、施工 ④经济 ①满足使用要求 ②受力合理 ③便于运输、施工 ④经济 a) 弦杆受力均匀，腹杆受力较小弦杆受力均匀，腹杆受力较小 b) 长杆受拉，短杆受压长杆受拉，短杆受压 c) 斜腹杆的倾角在斜腹杆的倾角在30º～º～60º之间º之间 d) 荷载作用在结点上荷载作用在结点上 受力合理受力合理 M 图图 Roof Truss Top ChordWeb Member Bottom Chord 形状相近形状相近 一 屋盖结构形式一 屋盖结构形式 屋架的轮廓尺寸屋架的轮廓尺寸 ①①Span ②②Height ③③Slope Outline Dimensions 上柱中心线间的距离上柱中心线间的距离 三角形屋架三角形屋架H=(1/6～～ 1/4) L0 梯型屋架梯型屋架H=(1/10～～1/8) L0 二 屋盖支撑二 屋盖支撑 屋盖支撑的作用屋盖支撑的作用 ①使屋盖成为几何不变体系，保证其整体稳定； ②为杆件提供适当的侧向支撑点； ③承受和传递水平荷载； ④保证安装时的稳定和方便。
①使屋盖成为几何不变体系，保证其整体稳定； ②为杆件提供适当的侧向支撑点； ③承受和传递水平荷载； ④保证安装时的稳定和方便 屋盖支撑的设置思路屋盖支撑的设置思路 ①在少数几个柱间布置支撑，使其成为几何不变体①在少数几个柱间布置支撑，使其成为几何不变体 系系； ②其它柱间通过系杆与几何不变体系可靠连接 ； ②其它柱间通过系杆与几何不变体系可靠连接 屋盖支撑设置思路屋盖支撑设置思路 二 屋盖支撑二 屋盖支撑 屋盖支撑的种类屋盖支撑的种类 ①上弦横向水平支撑①上弦横向水平支撑 ②下弦横向水平支撑②下弦横向水平支撑 ③纵向水平支撑③纵向水平支撑 ④垂直支撑④垂直支撑 ⑤系杆⑤系杆 布置在少数布置在少数 柱间或结间柱间或结间 刚性系杆刚性系杆-既能受压又能受拉 柔性系杆 既能受压又能受拉 柔性系杆-只能受拉，不能受压 厂房支撑体系及结构分解 只能受拉，不能受压 厂房支撑体系及结构分解 屋盖支撑屋盖支撑 上弦横向 水平支撑 上弦横向 水平支撑 垂直支撑垂直支撑 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 檩条兼作支撑横杆檩条兼作支撑横杆 支撑节点间的距离为 屋架节间距离的 支撑节点间的距离为 屋架节间距离的2～～4 倍倍 布置原则布置原则:设置在房屋两 端或纵向温度区段的两端 设置在房屋两 端或纵向温度区段的两端 下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 布置原则布置原则:与上弦横向水 平支撑设置在同一柱间 与上弦横向水 平支撑设置在同一柱间 纵向水平支撑纵向水平支撑-上弦表面上弦表面 纵向水平支 撑 纵向水平支 撑 布置原则布置原则:沿纵向柱列于 屋架端节间平面内设置 沿纵向柱列于 屋架端节间平面内设置 当屋架主要支座位 于上弦处时，将其 布置在上弦表面内 当屋架主要支座位 于上弦处时，将其 布置在上弦表面内 纵向水平支撑纵向水平支撑-下弦表面下弦表面 纵向水平支 撑 纵向水平支 撑 垂直支撑垂直支撑 垂直支撑垂直支撑 布置原则布置原则:与上、下弦横向 水平支撑设置在同一柱间 与上、下弦横向 水平支撑设置在同一柱间 屋架端部设置 一道垂直支撑 屋架端部设置 一道垂直支撑 跨中设置跨中设置 (跨度 较大时，在跨 度 跨度 较大时，在跨 度1/3左右的竖 杆平面内增设 左右的竖 杆平面内增设) 系杆系杆 刚性系杆刚性系杆 柔性 系杆 柔性 系杆 布置原则布置原则:在横向支撑或垂直支 撑节点处沿房屋纵向通长设置 在横向支撑或垂直支 撑节点处沿房屋纵向通长设置 隅撑隅撑 隅撑隅撑 隅撑隅撑 隅撑隅撑 隅撑隅撑-代替下弦平面的系杆代替下弦平面的系杆 隅撑隅撑 系杆系杆 刚性系杆刚性系杆 二 屋盖支撑二 屋盖支撑 支撑的计算与构造支撑的计算与构造 ①屋架水平、垂直支撑多为平行弦桁架，部分杆①屋架水平、垂直支撑多为平行弦桁架，部分杆 件身兼多重身份件身兼多重身份(既为垂直支撑桁架的弦杆，又 为水平支撑的横杆或系杆等 既为垂直支撑桁架的弦杆，又 为水平支撑的横杆或系杆等)； ②支撑中的交叉斜杆、柔性系杆按拉杆设计 ； ②支撑中的交叉斜杆、柔性系杆按拉杆设计(可采 用单角钢截面 可采 用单角钢截面)； ③支撑中的非交叉斜杆、弦杆、横杆及刚性系杆 按压杆设计； ； ③支撑中的非交叉斜杆、弦杆、横杆及刚性系杆 按压杆设计； 二 屋盖支撑二 屋盖支撑 支撑的计算与构造支撑的计算与构造 ④屋架支撑受力较小，一般由杆件的允许长细比 及构造要求确定； ⑤对个别支撑杆件应进行强度、刚度及稳定性的 相关验算。
④屋架支撑受力较小，一般由杆件的允许长细比 及构造要求确定； ⑤对个别支撑杆件应进行强度、刚度及稳定性的 相关验算 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads Dead Load Live Load Snow Load Dust Load Wind Load Earthquake Action 不同时考虑，取较大者不同时考虑，取较大者 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads-Dead Load 在完成设计之前，屋架及支撑杆件的截面类型均未确 定，因而自重也无法精确计算，需要根据经验对 在完成设计之前，屋架及支撑杆件的截面类型均未确 定，因而自重也无法精确计算，需要根据经验对屋架 及支撑自重 屋架 及支撑自重进行估算进行估算 )(01. 0 2 mkNLgk= L—屋架跨度屋架跨度(18m、、21m、、24m或或27m) 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads-Snow Load 0 SS rk μ= 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads Combination for Simply Surported Truss ①全跨荷载①全跨荷载 全跨恒载全跨恒载 雪或活载雪或活载 积灰荷载积灰荷载 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads Combination for Simply Surported Truss ②半跨荷载②半跨荷载 全跨恒载全跨恒载 雪或活载雪或活载 积灰荷载积灰荷载 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads Combination for Simply Surported Truss ③半跨荷载③半跨荷载-大型屋面板大型屋面板 全跨屋架 支撑自重 全跨屋架 支撑自重 活载活载 屋面板重屋面板重 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Loads Combination for Simply Surported Truss ④风载参与组合④风载参与组合-轻质屋面材料轻质屋面材料 全跨恒载全跨恒载 风荷载风荷载 0 . 1= G γ 4 . 1= Q γ 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 Assumptions for Calculation of Internal Forces (内力计算假定内力计算假定) 屋架屋架桁架桁架 荷载荷载节点荷载节点荷载 查表计算轴力查表计算轴力 内力内力轴力轴力 特殊情况 节间荷载 特殊情况 节间荷载 部 分 杆 件 成 为 偏 心 受 力 构 件 部 分 杆 件 成 为 偏 心 受 力 构 件 将节间荷载分配 到相邻节点上 将节间荷载分配 到相邻节点上 弯矩弯矩 轴力轴力 计算节间荷载引 起的局部弯矩 计算节间荷载引 起的局部弯矩 按只作用节点荷 载的桁架计算 按只作用节点荷 载的桁架计算 所有构件所有构件 偏心受力构件偏心受力构件 节间荷载节间荷载 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 集中荷载的计算集中荷载的计算 L0/2 屋面荷载为屋面荷载为qkN/m2( )，柱距为，柱距为a，，P=? P s′ A B C D E F G H I α s 屋面荷载引 起的集中荷载 屋面荷载引 起的集中荷载 a sq a s qP⋅ ′ ⋅=⋅⋅= 2cos2α q ( ) q/cosαα ( ) 三 屋架的荷载及内力三 屋架的荷载及内力 局部弯矩的计算局部弯矩的计算 0.8M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 P M0 P P P P 四 杆件设计四 杆件设计 Effective Length In Plane of Truss 四 杆件设计四 杆件设计 Effective Length Out of Plane of Truss 四 杆件设计四 杆件设计 Effective Length 0.9ll- 斜平面斜平面3 lll1在桁架平面外在桁架平面外 2 0.8lll 在桁架平面内在桁架平面内1 其他腹杆其他腹杆支座斜。