单层厂房结构演示教学

《单层厂房结构演示教学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单层厂房结构演示教学（276页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、单层厂房结构单层厂房结构单层厂房结构单层厂房结构8.1单层厂房钢结构的组成及布置原则单层厂房钢结构的组成及布置原则8.1.1单层厂房钢结构的组成单层厂房钢结构的组成单层厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁（或制动桁架）、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系（图8.1）。这些构件按其作用可分为下面几类：(1)、横向框架由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁组成，是单层厂房钢结构的主要承重体系，承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载，并把这些荷载传递到基础。(2)、屋盖结构承担屋盖荷载的结构体系，包括横向框架的屋架、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。屋架屋架天窗架檩条柱间支撑柱间支撑柱间

2、支撑有檩屋盖有檩屋盖无檩屋盖无檩屋盖上弦横向支撑垂直支撑拉条大型屋面板上弦横向支撑图8.1单层厂房结构的组成单层厂房结构的组成吊车梁吊车梁(3)、支撑体系包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，它一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架，承担纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构，从而保证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。(4)、吊车梁和制动梁（或制动桁架）主要承受吊车竖向及水平荷载，并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。(5)、墙架承受墙体的自重和风荷载。此外，还有一些次要的构件如梯子、走道、门窗等。在某些单层厂房钢结构中，由于工艺操作上的要求，还设有工作

3、平台。8.1.2厂房设计步骤使厂房满足工艺和便用要求，并能适应今后可能生产过程的变动和发展。规划的主要内容是确定车间的平面和高度方向的主要尺寸和控制标高布置柱网确定变形缝的位置和做法并选择主要承重结构横向平面框架、纵向平面框架、屋盖结构、吊车梁结构等）体系、布置和形式等。合理规划结构-设计设计车间平面和高度尺寸、布置柱网和温度伸缩缝-确定确定框架的主要尺寸-静力计算、构件及连接设计-施工图施工图。规划时应充分考虑设计标准化，生产工厂化、施工机械化的要求，以提高建筑工业化的水平；这些要求主要通过建筑和结构的模数化、定型化和统一化来逐步实现。模数化是使结构布置的主要符合相应的模数尺寸：定型化是同类

4、构件和结构及其连接构造尽量采用相同的典型形式：统一化则进一步使构件和连接的某些主要尺寸也统一起来。这样，可以在厂房中更多地利用标准构配件，甚至对同类型厂房做出广泛适用的标推设计，目前；我国已有梯形钢屋架，钢天窗架钢托架钢吊车梁（包括制动梁或珩架）等构件和相应支律体系和连接构造的标准设计图集。8.1.3柱网和温度伸缩缝的布置柱网和温度伸缩缝的布置一、柱网布置一、柱网布置柱网布置就是确定单层厂房钢结构承重柱在平面上的排列，即确定它们的纵向和横向定位轴线所形成的网格网格。单层厂房钢结构的跨度就是柱纵向定位轴线之间的尺寸，单层厂房钢结构的柱距就是柱子在横向定位轴线之间的尺寸。（图（图8.2）进行柱网布

5、置时，应注意以下几方面的问题：(1)应满足生产工艺要求。厂房是直接为工业生产服务的，不同性质的厂房具有不同的生产工艺流程，各种工艺流程所需主要设备、产品尺寸和生产空间都是决定跨度和柱距的主要因素。柱的位置（包括柱下基础的位置）应和地上（地下）设备、机械及起重运输设备等相协调。此外，柱网布置尚应考虑未来生产发展和生产工艺的可能变动。(2)应满足结构的要求。为了保证车间的正常使用，使厂房具有必要的刚度，应尽量将柱布置在同一横向轴线上，以便与屋架或横梁组成横向框架，提供尽可能大的横向刚度。(3)应符合经济合理的原则。柱距大小对结构的用钢量影响较大，较经济的柱距可通过具体方案比较确定，例如，在柱子较高

6、、跨度较大而吊车起重量又较小的车间中，采用大柱距可能是经济合理的。(4)为了降低制作和安装工作量，应尽量实现结构构件的统一化和标准化，满足厂房建筑统一化基本规则的规定：当单层厂房钢结构跨度小于或等于18m时，应以3m为模数，即9m、12m、15m、18m；当厂房跨度大于18m时，则以6m为模数，即24m、30m、36m。但是当工艺布置和技术经济有明显的优越性时，也可采用21m、27m、33m等。厂房的柱距一般采用6m较为经济，当工艺有特殊要求时，可局部抽柱，即柱距做成12m、24m对某些有扩大柱距要求的单层厂房钢结构也可采用9m及48m柱距。二、温度伸缩缝二、温度伸缩缝温度变化将引起结构变形，

7、使厂房钢结构产生温度应力。故当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房钢结构的横向和纵向设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的布置决定于厂房钢结构的纵向和横向长度。纵向很长的厂房在温度变化时，纵向构件伸缩的幅度较大，引起整个结构变形，使构件内产生较大的温度应力，并可能导致墙体和屋面的破坏。为了避免这种不利后果的产生，常采用横向温度伸缩缝将单层厂房钢结构分成伸缩时互不影响的温度区段。按规范规定，当温度区段长度不超过表9.1的数值时，可不计算温度应力。图8.3温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。即在缝的两旁布置两个无任何纵向构件联系的横向框架，使温度伸缩缝的中线和定位轴线重合(图8.2

8、,a)；在设备布置条件不允许时，可采用插入距的方式(图8.2,b)，将缝两旁的柱放在同一基础上，其轴线间距一般可采用1m，对于重型厂房由于柱的截面较大，可能要放大到1.5m或2m，有时甚至到3m，方能满足温度伸缩缝的构造要求。为节约钢材也可采用单柱温度伸缩缝，即在纵向构件（如托架、吊车梁等）支座处设置滑动支座，以使这些构件有伸缩的余地。不过单柱伸缩缝使构造复杂，实际应用较少。当厂房宽度较大时，也应该按规范规定布置纵向温度伸缩缝。当单层厂房位于地震区时，其伸缩缝尚应符合防震缝的要求。此外，当厂房的平、立面布置复杂或由高度或刚度相差很大的邵分组成时，也应用防震缝将不同刚度部分分开（图)。防震缝宽度

9、按厂房和地震设计烈度等情况确定一般单层厂房取50-90m纵横跨空接处取100-150m。沉降缝用于厂房相邻部分的高度、荷或、吊车起重量或基础体系相差很大或地基条件有严重差异等情况以防止结构或屋面、墙面等在过大的基础不均匀沉降下发生裂缝或破坏。8.2横向框架的结构横向框架的结构8.2.1框架的类型框架的类型 单层厂房的基本承重结构通常采用框架结构体系。这种体系能够保证必要的横向刚度，同时其净空又能满足使用上的要求。横向框架按其静力计算模式来分，主要有横梁与柱铰接和横梁与柱刚接两种情况。如按跨度来分，则有单跨、双跨和多跨。横梁与柱铰接的框架，在传统单层厂房钢结构中常可见到。由于其横向刚度较差，常不

10、能满足吊车使用上的要求，因此这种结构类型现在很少采用。 横梁与柱刚接的框架具有良好的横向刚度，但对于支座不均匀沉降及温度作用比较敏感，需采取防止不均匀沉降的措施。轻钢厂房采用的门式刚架属于横梁与柱刚接，而且由于结构自重与传统单层厂房钢结构相比大为减轻，沉降问题不甚严重，因而是一种较好的结构形式。 横向框架梁与柱的连接形式：横向框架梁与柱的连接形式：刚接框架：（刚接框架：（a)a)、（、（b b）横梁与柱子的刚接连接）横梁与柱子的刚接连接铰接框架：（铰接框架：（c c）横梁与柱子的铰接连接。）横梁与柱子的铰接连接。（a）（b）（c）q 阶梯形柱：阶梯形柱：上段柱：实腹式上段柱：实腹式, ,格构式

11、。格构式。 下段柱：缀条格构式。下段柱：缀条格构式。q 分离式柱：分离式柱：吊车肢吊车肢, ,屋盖肢屋盖肢优点：减小两肢在框架平面内的计算长度优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, , 两肢分别单独承担荷载两肢分别单独承担荷载 。8.2.2主要尺寸主要尺寸框架的主要尺寸如图8.4所示。框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离，可由下式定出：图图8.4mm8.2.3计算简图计算简图单层厂房钢结构一般由横向框架作为承重结构，而横向框架通常由柱和桁架（横梁）所组成。横梁与柱子的连接可以是铰接，亦可以是刚接，相应地，称横向框架为铰接框架（又称排架）或刚接框架。对一些刚度要求较高的厂房（如设有双层吊

12、车，装备硬钩吊车等），尤其是单跨重型厂房，宜采用刚接框架。在多跨时，特别在吊车起重量不很大和采用轻型围护结构时，适宜采用铰接框架。各个横向框架之间有屋面板或檩条、托架、屋盖支撑等纵向构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工作的结构空间工作的结构，应按空间工作计算才比较合理和经济，但由于计算较繁，工作量大，所以通常均简化为单个的平面框架（图）来计算。框架计算单元的划分应根据柱网的布置确定（图），使纵向每列柱至少有一根柱参加框架工作，应将受力最不利的柱划入计算单元中。对于各列柱距均相等的单层厂房钢结构，只计算一个框架。对有抽柱的计算单元，一般以最大柱距作为划分计算单元的标准，其界限可以采用柱距的中

13、心线，也可以采用柱的轴线，如采用后者，则对计算单元的边柱只应计入柱的一半刚度，作用于该柱的荷载也只计入一半。对于由格构式横梁和阶形柱（下部柱为格构柱）所组成的横向框架，一般考虑桁架式横梁和格构柱的腹杆或缀条变形的影响，将惯性矩（对高度有变化的桁架式横梁按平均高度计算）乘以折减系数0.9，简化成实腹式横梁和实腹式柱。对柱顶刚接的横向框架，当满足下式的条件时，可近似认为横梁在水平荷载作用下刚度为无穷大，否则横梁按有限刚度考虑：图8.5ABC横向框架的计算高度H：柱顶刚接时，可取为柱脚底面至框架下弦轴线的距离(图a)（横梁假定为无限刚性），或柱脚底面至横梁端部形心的距离（横梁为有限刚性）(图b)；柱

14、顶铰接时，应取为柱脚底面至横梁主要支承节点间距离(图c.d)。对阶形柱应以肩梁上表面作分界线将H划分为上部柱高度H1和下部柱高度H2。图8.68.2.48.2.4横向框架的荷载横向框架的荷载作用在横向框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种。永久荷载有永久荷载有：屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。这些重量可参考有关资料、表格、公式进行计算。可变荷载有可变荷载有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震作用等。这些荷载可由荷载规范和吊车规格查得。对框架横向长度超过容许的温度缝区段长度而未设置伸缩缝时，则应考虑温度变化的影响。对单层厂房钢结构地基土质较差、变形较大

15、或单层厂房钢结构中有较重的大面积地面荷载时，则应考虑基础不均沉陷对框架的影响。雪荷载一般不与屋面均布活荷载同时考虑，积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载两者中的较大者同时考虑。荷载化为均布的线荷载作用于框架横梁上。当无墙架时，纵墙上的风力一般作为均布荷载作用在框架柱上；有墙架时，尚应计入由墙架传于框架柱的集中风荷载。作用在框架横梁轴线以上的桁架及天窗上的风荷载按集中在框架横梁轴线上计算。吊车垂直轮压及横向水平力一般根据同一跨间、两台满载吊车并排运行的最不利情况考虑，对多跨单层厂房钢结构一般只考虑4台吊车作用。8.2.5内力分析和内力组合内力分析和内力组合框架内力分析可按结构力学的方法进行，也可利用

16、现成的图表或计算机程序分析框架内力。应根据不同的框架，不同的荷载作用，采用比较简便的方法。为便于对各构件和连接进行最不利的组合，对各种荷载作用应分别进行框架内力分析。为了计算（设计）框架构件的截面，必须将框架在各种荷载作用下所产生的内力进行最不利组合。要列出上段柱和下段柱的上下端截面中的弯矩M、轴向力N和剪力V。此外还应包括柱脚锚固螺栓的计算内力。每个截面必须组合出+Mmax和相应的N、V；Mmax和相应的N、V；Nmax和相应的M、V；对柱脚锚栓则应组合出可能出现的最大拉力；即Mmax和相应的N、V；Mmax和相应的N、V。柱与桁架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组合。最不利组合可分

17、为四组：第一组组合使桁架下弦杆产生最大压力(图a)；第二组组合使桁架上弦杆产生最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力(图,b)；第三、四组组合使腹杆产生最大拉力或最大压力(图,c、d)。组合时考虑施工情况，只考虑屋面恒载所产生的支座端弯矩和水平力的不利作用，不考虑它的有利作用。图8.7在内力组合中，一般采用简化规则由可变荷载效应控制的组合：当只有一个可变荷载参与组合时，组合值系数取1.0，即：恒+可变荷载；当有两个或两个以上可变荷载参与组合时，组合值系数取0.9，即：恒+0.9（可变荷载1+可变荷载2）。在地震区应参照建筑抗震设计规范进行偶然组合。对单层吊车的厂房钢结构，当采用两台及两台以上吊车

18、的竖向和水平荷载组合时，应根据参与组合的吊车台数及其工作制，乘以相应的折减系数。比如两台吊车组合时，对轻中级工作制吊车，折减系数为0.9；对重级工作制吊车，折减系数取0.95。8.2.6框架柱的类型框架柱的类型框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。按截面有实腹式和格构式两种，通常采用实腹式(图a)。等截面柱将吊车梁支于牛腿上，构造简单，但吊车竖向荷载偏心大，只适用于吊车起重量Q150kN，或无吊车且房屋高度较小的轻型钢结构中。图8.8阶形柱也可分为实腹式和格构式两种(图b、c、d、e、f)。从经济角度考虑，阶形柱由于吊车梁或吊车桁架支承在柱截面变化的肩梁处，荷载偏心小，构造合

19、理，其用钢量比等截面柱节省，因而在单层厂房钢结构中广泛应用。阶形柱还根据房屋内设单层吊车或双层吊车做成单阶柱或双阶柱。阶形柱的上段由于截面高度h不大（无人孔时h=400600mm；有人孔时h=9001000mm），并考虑柱与屋架、托架的连接等，一般采用工字形截面的实腹柱。下段柱，对于边列柱来说，由于吊车肢受的荷载较大，通常设计成不对称截面，中列柱两侧荷载相差不大时，可以采用对称截面。下段柱截面高度1m时，采用实腹式；截面高度1m时，采用缀条柱(图,c、e、f)。分离式柱(图d)由支承屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车桁架的吊车肢所组成，两柱肢之间用水平板相连接。吊车肢在框架平面内的稳定性就依靠

20、连在屋盖肢上的水平连系板来解决。屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载，按压弯构件设计。吊车肢仅承受吊车的竖向荷载，当吊车梁采用突缘支座时，按轴心受压构件设计；当采用平板支座时，仍按压弯构件设计。分离式柱构造简单，制作和安装比较方便，但用钢量比阶形柱多，且刚度较差，只宜用于吊车轨顶标高低于10m、且吊车起重量Q750kN的情况，或者相邻两跨吊车的轨顶标高相差很悬殊，而低跨吊车的起重量Q500kN的情况。双肢格构式柱是重型厂房阶形下柱的常见型式，图8.9是其截面的常见类型。阶形柱的上柱截面通常取实腹式等截面焊接工字形或类型（a）。下柱截面类型要依吊车起重量的大小确定：类型（b）常见于吊车起重量

21、较小的边列柱截面；吊车起重量不超过50t的中柱可选取（c）类截面，否则需做成（d）类截面；显然，截面类型（e）适合于吊车起重量较大的边列柱；特大型厂房的下柱截面可做成（f）类截面。图8.9厂房结构形式的选取不仅要考虑吊车的起重量，而且还要考虑吊车的工作级别及吊钩类型，对于装备A6A8级吊车的车间除了要求结构具有大的横向刚度外，还应保证足够大的纵向刚度。因此，对于装备A6A8级吊车的单跨厂房，宜将屋架和柱子的连接以及柱子和基础的连接均作刚性构造处理。纵向刚度则依靠柱的支撑来保证。设计在侵蚀性环境中工作的厂房，除了要选择耐腐蚀性的钢材，还应寻求有利于防侵蚀的结构形式和构造措施。同理，在高热环境中工

22、作的厂房，在设计中不仅要考虑对结构的隔热防护，亦应采用有利于隔热的结构形式和构造措施。柱在框架平面内的计算长度应通过对整个框架的稳定分析确定，但由于框架实际上是一空间体系，而构件内部又存在残余应力，要确定临界荷载比较复杂。因此，目前对框架的分析，不论是等截面柱框架还是阶形柱框架，都按弹性理论确定其计算长度。8.2.7纵向框架柱间支撑的作用和布置纵向框架柱间支撑的作用和布置柱间支撑与厂房钢结构框架柱相连接，其作用为：(1)、组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度；(2)、承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传至

23、基础。(3)、可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑。下层柱间支撑与柱和吊车梁一起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向构件在温度发生变化时能较自由地伸缩，尽量减少温度应力，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很短（如混铁炉车间），下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对厂房纵向刚度却能提高很多时，放在两端才是合理的。图8.10当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支撑（图,a）；如果温度区段长度超过90m，则在它的1/3点处各设一道支撑（图,b），以免

24、传力路程太长。在短而高的单层厂房钢结构中，下层支撑也可布置在单层厂房钢结构的两端（图,c）。上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑。显然，当屋架为三角形或虽为梯形但有托架时，并不存在此层支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，由于单层厂房钢结构柱在吊车梁以上部分的刚度小，不会产生过大的温度应力，从安装条件来看这样布置也是合适的。此外，在有下层支撑处也应设置上层支撑。上层柱间支撑宜在柱的两则设置，只有在无人孔而柱截面高度不大的情况下才可沿柱中心设置一道。下层柱间支撑应在柱的两个肢的平面内成对设置，与外墙墙架有联系的边列

25、柱可仅设在内侧，但重级工作制吊车的厂房外侧也同样设置支撑。此外，吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成部分，承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力。8.2.8柱间支撑的形式柱间支撑的形式柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、门架式等。十字交叉支撑的构造简单、传力直接、用料节省，使用最为普遍，其斜杆倾角宜为45左右。上层支撑在柱间距较大时可改用斜杆（图d）；下层支撑高而不宽者可以用两个十字形，高而刚度要求严格者可以占用两个开间（图c）。当柱间距较大或十字撑妨碍生产空间时，可采用门架式支撑（图d）。图e的支撑形式，上层为V形，下层为人字形，它与吊车梁系统的连接应做成能传递纵向水平力而竖向可自由

26、滑动的构造。图8.11上层柱间支撑承受端墙传来的风力；下层柱间支撑除承受端墙传来的风力以外，还承受吊车的纵向水平荷载。在同一温度区段的同一柱列设有两道或两道以上的柱间支撑时，全部纵向水平荷载（包括风力）由该柱列所有支撑共同承受。柱间支撑计算简图当支撑系统在柱的两个肢的平面内成对设置时，在吊车肢的平面内设置的下层支撑，除承受吊车纵向水平荷载外，还承受与屋盖肢下层支撑按轴线距离分配传来的风力。靠墙的外肢平面内设置的下层支撑，只承受由风荷引起的与吊车肢下层支撑按轴线距离分配来的风力。柱间支撑的交叉杆和图d的上层斜撑杆和门形下层支撑的主要杆件一般按柔性杆件（拉杆）设计，交叉杆趋向于受压的杆件不参与工作

27、，其他的非交叉杆以及水平横杆按压杆设计。某些重型车间，对下层柱间支撑的刚度要求较高，往往交叉杆的两杆均按压杆设计。8.2.9支撑构件截面验算支撑构件截面验算1支撑构件的长细比验算（刚度）支撑的截面尺寸一般由杆件的长细比按构造要求确定，即首先应满足其容许长细比的要求：式中为支撑杆件的容许长细比；压杆150或200，拉杆200或3002支撑构件的强度和稳定性验算。支撑构件的内力求出后，由于支撑系统受力方向的可变性，为防止支撑的某些杆件受压失稳导致整个支撑系统失效，除按拉杆设计的交叉腹杆外，其他杆件均应按压杆设计。8.2.10柱间支撑的连接及构造柱间支撑的连接及构造柱间支撑采用角钢时，其截面不宜小于

28、L454；采用槽钢连接时，不宜小于12。支撑的连接可采用焊缝或高强螺栓。采用焊缝时，焊缝尺寸不应小于6mm，焊缝长度不应小于80mm，同时要在连接处设置安装螺栓，一般不小于M16。对于人字形，八字形之类的支撑还要注意采取构造措施，支撑与柱的连接节点如图所示。图8.138-3屋盖结构体系屋盖结构体系8.3.1钢屋盖结构的形式、组成及布置钢屋盖结构的形式、组成及布置 钢屋盖结构通常由钢屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗架屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等构件等构件组成。根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可分为组成。根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可分为无檩屋盖无檩屋盖结构体系和有檩

29、屋盖结构体系结构体系和有檩屋盖结构体系。 一、无檩屋盖结构体系一、无檩屋盖结构体系无檩屋盖结构体系中屋面板通常采用无檩屋盖结构体系中屋面板通常采用钢筋混凝土大型屋面板、钢筋混凝土大型屋面板、钢筋加气混凝土板钢筋加气混凝土板等。屋架的间距应与屋面板的长度配合一致，通等。屋架的间距应与屋面板的长度配合一致，通常为常为6m6m。这种屋面板上一般采用卷材防水屋面，通常适用于较小屋。这种屋面板上一般采用卷材防水屋面，通常适用于较小屋面坡度，常用面坡度，常用坡度为坡度为1:8-1:121:8-1:12，因此常采用，因此常采用梯形屋架梯形屋架做为主要承做为主要承重构件。重构件。无檩体系屋盖屋面无檩体系屋盖屋

30、面构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快，且屋盖刚度大，整体性能好；施工速度快，且屋盖刚度大，整体性能好；但屋面但屋面自重大，自重大，常要常要增增大大屋架杆件和下部结构的截面，对屋架杆件和下部结构的截面，对抗震抗震也不利。也不利。 二、有檩屋盖结构体系二、有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系（图有檩屋盖结构体系（图8.1.8.1.b b）常用于）常用于轻型屋面轻型屋面材料材料的情况。如压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、的情况。如压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。屋架间距通常为瓦楞铁皮等。屋架间距通常为6m6m；当柱距；当柱距大于或等大于或

31、等于于12m12m时时，则用，则用托架支承中间屋架托架支承中间屋架，一般适用于，一般适用于较陡较陡的屋面坡度的屋面坡度以便排水，常用坡度为以便排水，常用坡度为1:2 1:2 1:31:3，因，因此常采用此常采用三角形屋架做为主要承重构件三角形屋架做为主要承重构件。当采用较。当采用较好的防水措施用压型钢板做屋面时，屋面坡度也可好的防水措施用压型钢板做屋面时，屋面坡度也可做到做到1:121:12或更小，此时也可用或更小，此时也可用H H型钢梁型钢梁做为主要承重做为主要承重构件。构件。有檩体系屋盖可供选用的有檩体系屋盖可供选用的屋面材料种类较多屋面材料种类较多，屋架间距和屋面屋架间距和屋面布置较灵活

32、布置较灵活，自重轻，用料省，运自重轻，用料省，运输和安装较轻便输和安装较轻便；但构件的种类和数量多，；但构件的种类和数量多，构造较构造较复杂复杂。在选用屋盖结构体系时，应全面考虑房屋的。在选用屋盖结构体系时，应全面考虑房屋的使用要求、受力特点、材料供应情况以及施工和运使用要求、受力特点、材料供应情况以及施工和运输条件等，以确定最佳方案。输条件等，以确定最佳方案。三、天窗架形式三、天窗架形式在工业厂房中，为了满足在工业厂房中，为了满足采光和通风采光和通风等要求，常需等要求，常需在屋盖上设置天窗在屋盖上设置天窗。天窗的形式有。天窗的形式有纵向天窗、横向天窗纵向天窗、横向天窗和井式天窗和井式天窗三种

33、。后两种天窗的构造较为复杂，较少采三种。后两种天窗的构造较为复杂，较少采用。用。 最常用的是沿房屋纵向在屋架上设置最常用的是沿房屋纵向在屋架上设置天窗架天窗架（图（图8.148.14），该部分的檩条和屋面板由屋架上弦平面移到天），该部分的檩条和屋面板由屋架上弦平面移到天窗架上弦平面，而在天窗架侧柱部分设置采光窗。天窗窗架上弦平面，而在天窗架侧柱部分设置采光窗。天窗架支承于屋架之上，将荷载传递到屋架。架支承于屋架之上，将荷载传递到屋架。 天窗架的宽度和高度应根据工艺和建筑要求确定，一般为厂天窗架的宽度和高度应根据工艺和建筑要求确定，一般为厂 房跨度的房跨度的1/31/3左右，高度为其宽度的左右，

34、高度为其宽度的1/51/21/51/2。图图8.14天窗架天窗架多竖杆式三铰拱式三支点式 有时为避免外面气流的干扰，纵向天窗还需设置挡风板，有时为避免外面气流的干扰，纵向天窗还需设置挡风板，挡风板有竖直式、侧斜式和外包式三种。其支架常有支撑式挡风板有竖直式、侧斜式和外包式三种。其支架常有支撑式和悬挂式两种。和悬挂式两种。四、托架形式四、托架形式在工业厂房的某些部位，常因放置设备或交通在工业厂房的某些部位，常因放置设备或交通运输要求而需运输要求而需局部少放一根或几根柱局部少放一根或几根柱。这时该处的。这时该处的屋架（称为中间屋架）屋架（称为中间屋架）就需支承在专门设置的就需支承在专门设置的托架托

35、架上（图上（图8.148.14）。托架两端支承于相邻的柱上，跨中）。托架两端支承于相邻的柱上，跨中承受中间屋架的反力。钢托架一般做成承受中间屋架的反力。钢托架一般做成平行弦桁架平行弦桁架，其跨度一般不大，但所受荷载较重。钢托架通常做其跨度一般不大，但所受荷载较重。钢托架通常做在与屋架大致同高度的范围内，中间屋架从在与屋架大致同高度的范围内，中间屋架从侧面连侧面连接于托架的竖杆接于托架的竖杆，构造方便且，构造方便且屋架和托架屋架和托架的的整体性、整体性、水平刚度和稳定性水平刚度和稳定性都好。都好。 图图8.15托架支承中间屋架托架支承中间屋架五屋架的形式的形式和主要尺寸和主要尺寸普通屋架按其外形

36、可分为三角形（图1），梯形（图2）及平行弦（图3）和人字形桁架。在确定桁架外形时，应综合考虑房屋的用途、建筑造型、屋面材料的排水要求、桁架的跨度、荷载的大小等因素，使之符合适用、受力合理、经济和施工方便等原则。8.17芬克式腹杆芬克式腹杆人字式腹杆人字式腹杆豪式腹杆豪式腹杆人字式腹杆人字式腹杆再分式腹杆再分式腹杆人字式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆交叉式腹杆三三角角形形屋屋架架梯梯形形屋屋架架平平行行弦弦屋屋架架. .受力合理：受力合理： 1 1）弦杆：使各节间弦杆的）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近

37、时，各处弦杆内力才比形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。较接近。2 2）腹杆：应使）腹杆：应使长杆受拉短杆受压长杆受拉短杆受压，且腹杆数，且腹杆数 量宜少，腹杆总长度也应较小。量宜少，腹杆总长度也应较小。q再分式腹杆再分式腹杆减少受压上弦节间尺寸，避减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的免节间的附加弯矩附加弯矩也减少了上也减少了上 弦杆在屋架平面内的弦杆在屋架平面内的长细比长细比 。q交叉式腹杆交叉式腹杆主要用于可能从不同方向受力主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。的支撑体系。 再分式腹杆再分式腹杆交叉式腹杆交叉式腹杆 3 .3 .制造简单及运输与安装方便制造简单及运输与安装方便 杆件数

38、量少，节点少，杆件尺寸划一及节杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节 点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。上述要求。 4. 4. 综合技术经济效果好综合技术经济效果好 q 三角形屋架下三角形屋架下弦下沉，弦杆交弦下沉，弦杆交角增大，方便制角增大，方便制造，屋架重心降造，屋架重心降低，提高了稳定低，提高了稳定性。性。q 可有效降低屋可有效降低屋架对支撑结构的架对支撑结构的推力。推力。根据不同的条件桁架形式可以有很多变化根据不同的条件桁架形式可以有很多变化 跨度跨度 L L工艺及使用要求工艺及使用要求 高度高度 H H经济、刚度、运输、坡度等经济、刚度

39、、运输、坡度等 各种屋架中部高度：各种屋架中部高度： 三角形屋架：三角形屋架： 中部高度中部高度HH(1/6(1/61/4)L1/4)L 梯形屋架梯形屋架 ： 中部高度中部高度HH(1/10(1/101/6)L1/6)L 端部高度端部高度H H0 0(1.8(1.82.1m)2.1m) 桁架主要尺寸的确定桁架主要尺寸的确定 平行弦屋架从受力角度出发，桁架外形应尽量与弯距图相近，以使弦杆受力均匀。受力较合理的腹杆布置应使短杆受压，长杆受拉，腹杆数量少，总长度短。且尽可能使荷载作用于节点，避免弦杆因受节间荷载引起局部弯矩而增加截面。人字形桁架上、下弦可为平行，坡度为1/201/10，节点构造较为统

40、一；上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情况。跨中高度一般为2.02.5m，跨度大于36m时可取较大高度但不宜超过3m；端部高度一般为跨度的1/181/12。从施工角度出发，桁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。桁架上弦的坡度须适合屋面的排水要求。此外，还应考虑建筑的需要，以及设置天窗等方面的要求。上述各种要求往往难以同时满足，因此应根据具体情况，对经济技术指标进行综合分析、比较与设计。下面讨论各类桁架的特点。(1)三角形桁架适用于屋面坡度较

41、大的有檩屋盖结构，根据屋面的排水要求，上弦坡度一般为i=1/21/3，跨度一般在1824m之间。三角形桁架与柱只能做成铰接，故房屋的横向刚度较低，且桁架弦杆的内力变化较大，在支座处最大，跨中较小，故弦杆用同一规格截面时，其承载力不能得到充分利用。图(a)、(c)形式是芬克式桁架,它的腹杆受力合理,且可分为两榀小桁架运输,比较方便。图(b)是将三角形桁架的两端高度改为500mm,这样改变以后,桁架支座处上、下弦的内力大大减少,改善了桁架的工作情况。人人字字式式杆杆-件件数数量量少少，节节点点数数量量少少，受受压压杆杆较较长长，但但抗抗震震性性能优于芬克式屋架，适用于跨度小于能优于芬克式屋架，适用

42、于跨度小于18m的屋架。的屋架。单斜式单斜式-腹杆和节点数量较多，长腹杆受拉，但夹角小，腹杆和节点数量较多，长腹杆受拉，但夹角小，适用于下弦设置天棚的屋架。适用于下弦设置天棚的屋架。特点：特点：外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。大，近跨中处小，横向刚度小。上下弦交角小，端节点构造复杂。适用范围：跨度小，坡度大、上下弦交角小，端节点构造复杂。适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。采用轻型屋面材料的有檩体系。(2)梯形桁架的外形较接近于弯矩图，各节间弦杆受力较均匀，且腹杆较短，适用

43、于屋面坡度较小的屋盖体系。其坡度一般为i=1/81/16。跨度可达36m。梯形桁架与柱的连接可做成刚接也可做成铰接。当做成刚接时，可提高房屋的横向刚度，因此是目前无檩体系的工业厂房屋盖中应用最广的屋架形式。梯形桁架的腹杆体系有人字式(图a,c)、再分式(图b)。(3)平行弦桁架具有杆件规格统一、节点构造统一、便于制造等优点。其上下弦杆相互平行(图9.6.3)，且可做成不同坡度。这种形式一般用于托架或支撑体系。(4)人字形桁架上、下弦可为平行，坡度为1/201/10，节点构造较为统一；上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情况。普通屋架的主要尺寸包括桁架的跨度、跨中高度及梯

44、形桁架的端部高度。屋架的标志跨度一般是指柱网轴线的横向间距，在无檩体系屋盖中应与大型屋面板的宽度相适应，一般以3m为模数。屋架的计算跨度是指屋架两端支座反力间的距离。当屋架简支于钢筋混凝土柱或砖柱上，且柱网采用封闭结合时，考虑屋架支座处需一定的构造尺寸，一般可取l0=l-(150200mm)（图a）；当屋架支承于钢筋混凝土柱上，而柱网采用非封闭结合时，计算跨度等于标志跨度即l0=l（图b）；当屋架与钢柱刚接时，其计算跨度取钢柱内侧面之间的间距（图c）。 边柱与纵向定位轴线的定位边柱与纵向定位轴线的定位（非封闭结合（非封闭结合屋屋面面板板与与外外墙墙无无空空隙隙边柱与纵向定位轴线的边柱与纵向定位

45、轴线的定位（封闭结合）定位（封闭结合） 上上部部屋屋面面板板与与外外墙墙间间有有空空隙隙 桁架的高度应根据经济、刚度和建筑等要求，以及屋面坡度、运输条件等因素确定。桁架的最大高度取决于运输界限，最小高度根据桁架容许挠度确定，经济高度则是根据桁架杆件的总用钢量最少的条件确定。有时建筑高度也限制了桁架的最大高度。一般情况下，桁架的高度可在如下范围内采用：三角形桁架高度较大，一般取跨中高度h=(1/4 1/6)L。 梯形桁架的屋面坡度较平坦，当上弦坡度为1/81/12时，跨中高度一般为(1/61/10)L。跨度大（或屋面荷载小）时取小值，跨度小（或屋面荷载大）时取大值。 梯形桁架的端部高度：当桁架与

46、柱铰接时为1.6 2.2m，刚接时为1.8 2.4m。端弯矩大时取大值，端弯矩小时取小值。 对跨度较大的桁架，在横向荷载作用下将产生较对跨度较大的桁架，在横向荷载作用下将产生较大的大的挠度挠度，有损外观并可能影响桁架的正常使用。为，有损外观并可能影响桁架的正常使用。为此，对跨度此，对跨度l15ml15m的三角形桁架和跨度超过的三角形桁架和跨度超过l24ml24m的的梯形、平行弦桁架，当下弦无向上曲折时，宜采用梯形、平行弦桁架，当下弦无向上曲折时，宜采用起起拱拱，即预先给桁架一个向上的，即预先给桁架一个向上的反挠度反挠度，以抵消桁架受，以抵消桁架受荷后产生的部分挠度。起拱高度一般为其跨度的荷后产

47、生的部分挠度。起拱高度一般为其跨度的1/5001/500左右。当采用图解法求桁架杆件内力时，图解左右。当采用图解法求桁架杆件内力时，图解时可不考虑起拱高度。时可不考虑起拱高度。 当钢屋盖以平面桁架作为主要承重构件时，各个平面桁架（屋架）要用各种支撑及纵向杆件（系杆）连成一个空间几何不变的整体结构，才能承受荷载。这些支撑及系杆统称为屋盖支撑。它由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。8.3.2屋盖的支撑屋盖的支撑(1)保证屋盖形成空间几何不变结构体系，增大其空间刚度。(2)承受屋盖各种纵向、横向水平荷载（如风载、吊车制动力、地震力等），并将其传至屋架支座。(3

48、)为上、下弦杆提供侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性。(4)保证屋盖结构安装时的便利和稳定。1、支撑作用：、支撑作用：屋盖支撑虽不是主要承重构件，但它对保证主要承重构件屋架屋架正常工作起着重要作用。下面分别介绍各类支撑及系杆的位置、组成、形式、计算和构造。2、支撑布置的原则1、在设置有纵向支撑的平面内必须同时设置横向支撑，并将二者布置为封闭型。2、所有的横向支撑、纵向支撑和竖向支撑均应与屋架、托架、天窗架等的杆件或檩条组成几何不变的桁架形式。3、房屋中每一温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑系统。4、传递风力、吊车水平力和水平地震作

49、用的支撑，应能使外力由作用点尽快地传递到结构的支座。5、柱距愈大或吊车工作量愈繁重，支撑的刚度应愈大。6、在地震区应适当增加支撑，并加强支撑节点的连接强度。屋盖支撑可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑屋盖支撑可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。和系杆。 上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其最大最大间距为间距为60m60m，否则在中间应增设一道或几道支撑。否则在中间应增设一道或几道支撑。有时可将其布置在第二个柱间，但在第一个柱间要有时可将其布置在第二个柱

50、间，但在第一个柱间要设置刚性系杆设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。以支持端屋架和传递端墙风力。 1 1上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑2 2下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 当当屋屋架架间间距距12m12m时时，尚尚应应在在屋屋架架下下弦弦设设置置横横向向水水平平支支撑撑，一一般般和和上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑布布置置在在同同一一柱柱间间以以形形成成空空间间稳稳定定体体系系的的基本组成部分。基本组成部分。 但但当当屋屋架架跨跨度度比比较较小小（18m18m）又又无无吊吊车车或或其其他他振振动动设设备备时时，可不设下弦横向水平支撑。可不设下弦横向水平支撑。3.3.纵向水平支撑纵向水平

51、支撑当当房房屋屋较较高高、跨跨度度较较大大、空空间间刚刚度度要要求求较较高高时时，设设有有支支承承中中间间屋屋架架的的托托架架，或或设设有有重重级级或或大大吨吨位位的的中中级级工工作作制制桥桥式式吊吊车车等等较较大大振振动动设设备备时时，均均应应在在屋屋架架端端节节间间平平面面内内设设置置纵纵向向水水平平支撑。支撑。 一般情况可以省掉一般情况可以省掉。屋屋架架间间距距12m 1818米时，宜在米时，宜在1/31/3处左右各设一道。处左右各设一道。 (2) (2) 梯形桁架、人字形桁架：必须在端部设置垂直支撑（可用托梯形桁架、人字形桁架：必须在端部设置垂直支撑（可用托架代替）。架代替）。 L30

52、L30米时，在跨中设一道；米时，在跨中设一道； L L 3030米时，在米时，在1/31/3处左右的竖杆平面内各设一道；当有处左右的竖杆平面内各设一道；当有 天窗架时，宜设在天窗侧腿下。天窗架时，宜设在天窗侧腿下。 (3)(3)天窗架天窗架: :在有横向水平支撑的地方也应设置垂直支撑，布置在有横向水平支撑的地方也应设置垂直支撑，布置在两侧柱平面内，对多竖杆和三支点式天窗架，当宽度大于在两侧柱平面内，对多竖杆和三支点式天窗架，当宽度大于1212米米时尚应在中竖杆平面内增设一道。时尚应在中竖杆平面内增设一道。 垂直支撑垂直支撑(5)、系杆系杆在未设横向支撑的开间，相邻平面屋架由系杆连接。系杆通常在

53、屋架两端，有垂直支撑位置的上、下弦节点以及屋脊和天窗侧柱位置，沿房屋纵向通长布置。系杆对屋架上、下弦杆提供侧向支承，因此必要时，还应根据控制这些弦杆长细比的要求按一定距离增设中间系杆。对于有檩屋盖，檩条可兼作系杆。系杆中只能承受拉力的称为柔性系杆，设计时可按容许长细比400（有重级工作制吊车的厂房为350）控制，常采用单角钢或张紧的圆钢拉条（此时不控制长细比）；能承受压力的称刚性系杆，设计时可按200控制，常用双角钢形或十字形截面。一般在屋架下弦端部及上弦屋脊处需设置刚性系杆，其它可设柔性系杆。当房屋两端为山墙时，上、下弦横向水平支撑及垂直支撑可设在两端第二开间，这时第一开间的所有系杆均设为刚

54、性系杆。当房屋长度大于60m时，应在中间增设一道（或几道）上、下弦横向水平支撑及垂直支撑。屋盖支撑因受力较小一般不进行内力计算。其截面尺寸由杆件容许长细比和构造要求确定。交叉斜杆一般按拉杆控制，容许长细比与柔性系杆相同。非交叉斜杆、弦杆等按压杆200控制。对于跨度较大且承受墙面传来很大的风力的横向水平支撑，应按桁架体系计算内力选择截面，同时亦应控制长细比。具有交叉斜腹杆的支撑桁架可按图4所示计算简图计算。在节点荷载W的作用下，图中每节间仅考虑受拉斜腹杆工作，另一根（虚线所示）斜腹杆则假定它因屈曲退出工作（偏安全），这样桁架成为静定体系使计算简化。当荷载反向时，两组斜杆受力情况恰好相反。屋盖支撑

55、的构造应力求简单、安装方便。其连接节点构造如图所示。上弦横向水平支撑的角钢肢尖应向下，且连接处适当离开屋架节点(图,a)，以免影响大型屋面板或檩条安放。交叉斜杆在相交处应有一根杆件切断，另加节点板用焊缝或螺栓连接(图a)。交叉斜杆处如与檩条相连(图b),则两根斜杆均应切断，用节点板相连。垂直支撑可只与屋架竖杆相连(图,d)，也可通过竖向小钢板与屋架弦杆及屋架竖杆同时相连(图e)。支撑与屋架的连接通常用M20C级螺栓,支撑与天窗架的连接可用M16C级螺栓。在有重级工作制吊车或有其它较大振动设备的厂房，屋架下弦支撑及系杆宜用高强度螺栓连接，或用C级螺栓再加焊缝将节点板固定。8.3.3檩条的设计檩条

56、的设计屋盖中檩条用钢量占比例较大，因此合理选择檩条形式、截面、间距，以减少檩条用钢量，对减轻屋盖重量、节约钢材有重要意义。1、檩条的形式、檩条的形式檩条通常是双向弯曲构件，分实腹式和桁架式两大类。后者制造费工，应用较少。实腹式檩条常采用槽钢、角钢、工字型及Z形和槽形冷弯薄壁型钢（图）。槽钢檩条应用普遍，其制作、运输和安装均较简便；但普通型钢壁较厚，材料不能充分发挥作用，故用钢量较大；薄壁型钢檩条受力合理，用钢量少，在材料有来源时宜优先采用，但防锈要求较高。实腹式檩条常用于屋架间距不超过6m的厂房，其高跨比可取1/351/50。二、二、檩条的计算檩条的计算实腹式檩条由于腹板与屋面垂直放置，故在屋

57、面荷载q作用下将绕截面的两个主轴弯曲。若荷载偏离截面的弯曲中心，还将受到扭矩的作用，但屋面板的连接能起到一定的阻止檩条扭转的作用，故设计时可不考虑扭矩的影响，而按双向受弯构件计算。本节重点介绍普通型钢檩条的计算方法。由于型钢檩条的壁厚较大，因此可不计算其抗剪和局部承压强度。1、强度验算2、整体稳定验算当檩条之间未设置拉条且屋面材料刚性较差（如石棉瓦和用挂钩螺栓固定的压型钢板等），在构造上不能阻止檩条受压翼缘侧向位移时或虽有刚性较好的屋面，但屋面较轻，在风吸力下可能使下翼缘受压时，应按公式验算檩条的整体稳定，如檩条之间设有拉条，则可不验算整体稳定。3刚度设置拉条时，只须计算垂直于屋面方向的最大挠

58、度。未设拉条时需计算总挠度。计算挠度时，荷载应取其标准值。三檩条的连接与构造檩条一般可全部布置在屋架上弦节点节点上，由屋檐起沿屋架上弦等距离设置。檩条一般用檩托与屋架上弦相连，檩托用短角钢做成，先焊在屋架上弦，然后用C级螺栓（不少于2个）或焊缝与檩条连接（图）。角钢和形薄壁型钢檩条的上翼缘肢尖应朝向屋脊，槽钢檩条的槽口则可朝上，屋面坡度小时亦可朝下。在实腹式檩条之间往往要设置拉条拉条和撑杆撑杆（图），当檩条的跨度为46m时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为6m以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条和撑杆。当檐口处有圈梁

59、或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。拉条通常采用直径1216mm的圆钢制成。撑杆主要是限制檐檩的侧向弯曲，故多采用角钢，其长细比按压杆考虑，不能大于200，并据此选择其截面。拉条与檩条、撑杆与檩条的连接构造如图所示，图中d为拉条直径。拉条的位置应靠近檩条的上翼缘约3040mm，并用位于腹板两侧的螺母将其固定于檩条的腹板上。撑杆与焊在檩条上的角钢用级螺栓连接。拉条与檩条、撑杆与檩条的连接构造图8.3.4简支屋架设计简支屋架设计8.3.4.1、屋架的荷载计算与荷载组合、屋架的荷载计算与荷载组合屋架上的荷载有永久荷载和可变荷载两大类。永久荷载包括屋面材料（保温层、防水层、屋面板等）和檩条、屋架、天

60、窗架、支撑及天棚等结构的自重。可变荷载包括屋面活荷载、风荷载、积灰荷载、雪荷载及悬挂吊车荷载等。永久荷载和可变荷载值可由建筑结构荷载规范(GB50009)查得或根据材料的规格计算。风荷载一般可不予考虑。但对瓦楞铁等轻型屋面、开敞式房屋或风荷载标准值大于0.49kN/m2时，应根据房屋体形、坡度情况及封闭状况等，按荷载规范的规定计算风荷载的作用。桁架和支撑的自重可按下面经验公式进行估算，即：q=0.12+0.011LkN/m2估计（L为屋架的跨度，单位为m）。按水平投影面积计算的屋面均布活活荷载标准值为：不上人的屋面：对于压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁等轻屋面，以及平瓦屋面取0.5kN/

61、m2,对于钢筋混凝土屋面取0.7kN/m2；上人屋面：按使用要求确定，但不小于1.5kN/m2。屋面荷载的标准植名 称跨度屋面荷载的标准植1.53.04.05.0屋架（包括支撑）12182430360.080.130.100.170.140.220.180.280.200.320.140.170.180.220.240.280.290.340.330.380.180.210.230.270.290.330.350.400.390.450.220.250.280.320.340.380.410.460.460.52天窗架（包括支撑）6120.070.100.100.140.090.120.130

62、.160.110.140.150.180.130.160.170.20檩 条-0.050.100.070.120.100.15-托 架-0.050.090.090.130.130.160.160.208.3.4.2、荷载组合为了求出各个杆件的最不利内力，必须对作用在屋架上的荷载根据施工和使用过程可能出现的分布情况进行组合，一般为以下三种情况：1.全跨永久荷载+全跨可变荷载2.全跨永久荷载+半跨可变荷载3.全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载在考虑荷载组合时，屋面的活荷载和雪荷载不考虑其同时作用，可取两者中的较大值计算。用第一种荷载组合计算的桁架杆件内力在多数情况下为最不利内力。但在后

63、两种荷载组合下，梯形桁架在跨中部分的斜腹杆内力可能变号，由拉变为压或不变号，但内力可能为最大，故须给予考虑。如果在安装过程中，两侧屋面板对称均匀铺设，则可不考虑第三种荷载组合。将跨中每侧各两根斜腹杆统统按压杆控制，不进行半跨内力组合。4、负风压：轻屋面，当屋面永久荷载（分项系数取1.0）小于负风压（分项系数取1.4）时，屋架杆件内力在负风压作用下变号。一般的处理方法为：当负风压的竖向分力大于永久荷载，屋架拉杆可能变成压杆，但压力不大，可将其长细比控制在250内，不必计算风荷载作用下的内力。5、轻屋面厂房，当吊车起重量较大时，应考虑按框架分析求得的柱顶水平力是否会使下弦内力增加或变号。 屋架所受

64、的荷载一般屋架所受的荷载一般通过檩条或大型屋面通过檩条或大型屋面板肋以集中力的方式作用于桁架的节点上板肋以集中力的方式作用于桁架的节点上。对于。对于有节间荷载有节间荷载作用的作用的屋架弦杆屋架弦杆，可，可先将各节间荷载先将各节间荷载分配在相邻的两个节点上分配在相邻的两个节点上，与该节点原有节点荷，与该节点原有节点荷载载叠加叠加，解得屋架各杆，解得屋架各杆轴力轴力，然后在计算弦杆时，然后在计算弦杆时再按实际节间荷载作用情况计算弦杆的局部弯矩再按实际节间荷载作用情况计算弦杆的局部弯矩。作用于桁架上弦节点的作用于桁架上弦节点的集中荷载集中荷载P P可按各种可按各种均布均布荷载对节点汇集荷载对节点汇集

65、进行计算（图中阴影面积）：进行计算（图中阴影面积）： 8.3.4.38.3.4.3、节点荷载计算、节点荷载计算 屋架均布荷载对节点汇集8.3.4.48.3.4.4桁架杆件的内力计算桁架杆件的内力计算 计算桁架杆件内力时，通常可近似地采用如下假定：计算桁架杆件内力时，通常可近似地采用如下假定：(1)(1)桁架的桁架的各节点均视为铰接各节点均视为铰接；(2)(2)桁架的桁架的所有杆件的轴线所有杆件的轴线都在都在同一平面内同一平面内且在且在节点处节点处交汇交汇；(3)(3)荷载均在桁架平面内作用于荷载均在桁架平面内作用于节点节点上。上。桁架的杆件内力可根据以上假定的桁架计算简图桁架的杆件内力可根据以

66、上假定的桁架计算简图( (图图) )采用采用数数解法解法、图解法或借助电算图解法或借助电算等求得。对三角形和梯形桁架用图等求得。对三角形和梯形桁架用图解法较为简便。解法较为简便。 对对一些常用形式的桁架一些常用形式的桁架，各种建筑结构设计手册中均有，各种建筑结构设计手册中均有单位单位节点荷载作用下的杆件节点荷载作用下的杆件内力计算系数表内力计算系数表。设计时，只要。设计时，只要将桁架节点荷载值乘以相应杆件的将桁架节点荷载值乘以相应杆件的内力系数内力系数，即可求得该杆，即可求得该杆件的内力件的内力( (轴向力轴向力) )。 实际节间荷载作用情况计算弦杆的局部弯矩8.3.4.5屋架杆件的计算长度屋

67、架杆件的计算长度l构件的几何长度(节点中心间距离)；l1屋架弦杆侧向支承点之间的距离。斜平面系指与屋架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在屋架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外）。B.B.中间腹杆：两端或一端嵌固程度较大，视为弹性中间腹杆：两端或一端嵌固程度较大，视为弹性嵌固。嵌固。lox= 0.8l(1)(1)在桁架平面内在桁架平面内 A.A.弦弦杆杆、支支座座斜斜杆杆、支支座座竖竖杆杆：本本身身线线刚刚度度大大，但但两两端端节节点点嵌嵌固固程程度度较较低低，视视为为两两端端铰铰接接杆杆件件。 lox = l 下

68、弦杆：下弦杆：取纵向水平支撑节点与系取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的距离。杆或系杆与系杆之间的距离。 腹杆：由于节点在平面外刚度很小，腹杆：由于节点在平面外刚度很小，对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视为铰接，则为铰接，则lOy=l(2)(2)在桁架平面外在桁架平面外 取决于弦杆侧向支承点间距离。取决于弦杆侧向支承点间距离。上弦杆上弦杆无檩方案无檩方案: :有檩方案有檩方案: :能保证大型屋面板三点与上弦杆焊接时能保证大型屋面板三点与上弦杆焊接时: :lOy= =l1 1（l13m3m）l1 两块屋面板宽度。两块屋面板宽度。檩条与支撑点交叉不连接时：檩条与

69、支撑点交叉不连接时：lOy=l1檩条与支撑点交叉连接时：檩条与支撑点交叉连接时：lOy=l1/2 (3)(3)单面连接的单角钢和双角钢组成的十单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件，受力后有可能斜向失稳，由于两字形杆件，受力后有可能斜向失稳，由于两端节点有一定的嵌固作用，故斜平面计算长端节点有一定的嵌固作用，故斜平面计算长度略作折减度略作折减( (支座斜杆和支座竖杆除外），支座斜杆和支座竖杆除外），l0=0.9l(4)当受压弦杆侧向支承点间的距离l1为节间长度l的两倍，且两节间弦杆的内力N1N2时(图a),其桁架平面外计算长度可按下式计算计算时压力取正号，拉力取负号。N1较大的压力N2较小压

70、力或拉力q交叉腹杆桁架平面内的计算交叉腹杆桁架平面内的计算桁架平面内计算长度：桁架平面内计算长度： 无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。q 桁架平面外计算长度：桁架平面外计算长度： 拉杆可作为压杆的平面外支承点，拉杆可作为压杆的平面外支承点， 压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点 的作用。的作用。 GB50017GB50017规范中交叉腹杆中压杆的平面外规范中交叉腹杆中压杆的平面外 计算长度计算公式：计算长度计算公式： 1 1）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交 叉点

71、不中断叉点不中断2) 2) 相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中 断但以节点板搭接。断但以节点板搭接。3 3）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点 不中断。不中断。4 4）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以 节点板搭接。节点板搭接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。若若 或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度 时，时，式中，式中， 为节点之间的距离，为节点之间的距离， 为所计算杆内力，为所计算杆内力，

72、为相交另一杆内力，取绝对值。为相交另一杆内力，取绝对值。容许长细比，查规范（容许长细比，查规范（GB50017)GB50017)。当另一杆受拉，且两杆拉压力相同时，不论此拉杆当另一杆受拉，且两杆拉压力相同时，不论此拉杆是否中断，压杆的计算长度均为是否中断，压杆的计算长度均为 , ,当另一杆受当另一杆受压时，若两杆压力相同且不中断，计算长度为压时，若两杆压力相同且不中断，计算长度为 ，若另一杆断开，则压杆的计算长度将大于若另一杆断开，则压杆的计算长度将大于 。刚度要求：刚度要求：8.3.4.6桁架杆件的容许长细比桁架杆件的容许长细比8.3.4.7杆件的截面杆件的截面设计 选择屋架杆件截面形式时，

73、应考虑选择屋架杆件截面形式时，应考虑构造简单、施工方便，且构造简单、施工方便，且取材容易、易于连接，尽可能增大屋架的侧向刚度取材容易、易于连接，尽可能增大屋架的侧向刚度。对轴心受力。对轴心受力杆件宜使各杆件在杆件宜使各杆件在两个主轴方向的长细比相接近两个主轴方向的长细比相接近，即。普通钢屋，即。普通钢屋架的杆件通常采用两个角钢组成的架的杆件通常采用两个角钢组成的T T形截面或十字形截面。形截面或十字形截面。 一、截面形式截面形式 当当 = = 时时，可可采采用用两两个个等等边边角钢截面或角钢截面或TMTM截面；截面； 通通常常采采用用不不等等边边角角钢钢短短肢肢相相连连的的截截面面，或或TWT

74、W型型截截面面以满足长细比要求。以满足长细比要求。v上弦杆：上弦杆： 有有节节间间荷荷载载时时，可可采采用用不不等等边角钢长肢相连或边角钢长肢相连或TNTN型截面。型截面。 无无节节间间荷荷载载时时，宜宜采采用用不不等等边角钢短肢相连的截面；边角钢短肢相连的截面；v下弦杆：下弦杆： 受受力力很很小小的的腹腹杆杆（如如再再分分杆杆等等次次要要杆杆件件），可采用单角钢截面。可采用单角钢截面。v支座斜杆：支座斜杆：v其他一般腹杆：其他一般腹杆：宜采用等边角钢相并的截面宜采用等边角钢相并的截面；= = 时，宜采用不等边角钢时，宜采用不等边角钢长肢相连或等边角钢的截面。长肢相连或等边角钢的截面。 时，宜

75、采用不等边角钢时，宜采用不等边角钢长肢相连或等边角钢的截面。长肢相连或等边角钢的截面。连接垂直支撑的竖腹杆宜采用两个等边角钢组成的十字形截面；1 1、屋架上弦，宜采用由、屋架上弦，宜采用由两个不等肢角钢短肢相并两个不等肢角钢短肢相并的的T T形截面形截面（图（图。如果上弦杆有。如果上弦杆有节间荷载节间荷载作用，作用，为了增强屋架平面内的抗弯刚度宜采用由为了增强屋架平面内的抗弯刚度宜采用由两个等肢两个等肢角钢组成的角钢组成的T T形截面形截面或两个或两个不等肢角钢长肢相并的不等肢角钢长肢相并的T T形截面形截面。自自H H型钢型钢在我国生产后，很多情况用在我国生产后，很多情况用H H型钢剖开成型

76、钢剖开成的的T T形截面形截面来代替双角钢组成的来代替双角钢组成的T T形截面。可以省去形截面。可以省去或减少节点板的尺寸，降低造价或减少节点板的尺寸，降低造价15%20%15%20%，发展前，发展前途广阔。途广阔。2 2、屋架的、屋架的端斜秆端斜秆，应采用两个，应采用两个不等肢角钢长肢相不等肢角钢长肢相并并的的T T形截面（图形截面（图2 2）或）或两个等肢角钢组成两个等肢角钢组成的的T T形截形截面（图面（图3 3）。）。 3 3、其他腹杆，应采用、其他腹杆，应采用两个等肢角钢组成的两个等肢角钢组成的T T形截面形截面（图（图3 3），），连接竖向支撑连接竖向支撑的竖腹杆为了传力时不产生的

77、竖腹杆为了传力时不产生偏心，便于与支撑连接，以及吊装时屋架两端可以互偏心，便于与支撑连接，以及吊装时屋架两端可以互换，宜采用换，宜采用两个等肢角钢组成的十字形截面两个等肢角钢组成的十字形截面（图（图4 4）。）。对于受力很小的腹杆，也可用单角钢截面，角钢最小对于受力很小的腹杆，也可用单角钢截面，角钢最小不能小于不能小于454454或或5636456364 。4 4、屋架下弦受拉，所选截面除满足、屋架下弦受拉，所选截面除满足强度和容许长细强度和容许长细比比外，应尽可能外，应尽可能增大屋架平面外的刚度增大屋架平面外的刚度，以利于运输，以利于运输和吊装。因此下弦杆常采用和吊装。因此下弦杆常采用两个不

78、等肢角钢短肢相并两个不等肢角钢短肢相并的的T T形截面或形截面或用用H H型钢剖开成的型钢剖开成的T T形截面形截面。双壁式屋架杆件的截面形式：主要采用双角钢组双壁式屋架杆件的截面形式：主要采用双角钢组成的双壁式截面和成的双壁式截面和H型钢截面。型钢截面。二、填板 双角钢杆件的填板：为保证两个角钢共同工作，必须隔一定距离（压杆40i1,拉杆80i1 ）设置填板，受压杆件在屋架平面外计算长度屋架平面外计算长度内填板数不得少于两个。 三、节点板的厚度三、节点板的厚度节点板内应力大小与所连构件内力大小有关，可按规范7.5节的有关规定计算其强度和稳定。表系根据上述计算方法编制的表格，设计时可查表确定节

79、点板厚度。在同一榀桁架中，所有中间节点板均采用同一种厚度，支座节点板由于受力大且很重要，厚度比中间的增大2mm。节点板的厚度对于梯形普通钢桁架等可按受力最大的腹杆内力确定，对于三角形普通钢桁架则按其弦杆最大内力确定。200四、截面选择的一般原则四、截面选择的一般原则选择截面时应考虑下列要求：(1)应优先选用在相同截面积情况下宽肢薄壁的角钢，以增加截面的回转半径，这对压杆尤为重要。(2)角钢规格不宜小于L454或L56364。有螺栓孔时，角钢的肢宽须满足附录10的要求。放置屋面板时，上弦角钢水平肢宽须满足搁置尺寸要求。(3)同一榀桁架的角钢规格应尽量统一，一般宜调整到不超过56种。同时应尽量避免

80、使用同一肢宽而厚度相差不大的角钢，同一种规格的厚度之差不宜小于2mm，以便施工时辨认。(4)桁架弦杆一般沿全跨采用等截面，但对跨度大于24m的三角形桁架和跨度大于30m的梯形桁架，可根据内力变化改变弦杆截面，但在半跨内只宜改变一次，且只改变肢宽而保持厚度不变，以便拼接的构造处理。五、截面计算五、截面计算1轴心拉杆轴心拉杆可按强度条件确定所需的净截面面积An，即：式中f钢材的抗拉强度设计值。当采用单角钢单面连接时，乘以0.85的折减系数。根据An由附录8选用合适的角钢，然后按轴心受拉构件验算其强度和刚度。当连接支撑的螺栓孔位于连接节点板内且离节点板边缘的距离（沿杆件受力方向）不小于100mm时，

81、由于连接焊缝已传递部分内力给节点板，节点板一般可以补偿孔洞的削弱，故可不考虑该孔对角钢截面的削弱。2轴心压杆按稳定条件计箅所需要毛截面面积：通常先假定长细比入(一般弦杆取60100，腹杆取80120)，查出相应的代入上式。计算截面A，同时算出回转半径、，从角钢规格表中选择角钢，再进行验算，这样反复一、二次，即可得到合适的角钢。3拉弯或压弯杆桁架上弦或下弦有节间荷载作用时，应根据轴心力和局部弯矩，按第7章拉弯和压弯构件计算方法对节点处或节间弯矩较大截面进行计算。一般先根据经验或参照已有设计资料试选截面，然后验算，若不满足则改选截面再进行试算，直至符合要求为止。对拉弯杆只须验算强度和刚度；对压弯杆

82、除强度和刚度外，还须验算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。(1)、在弯矩计算平面内的稳定计算：(2)、在弯矩计算平面外的稳定计算：(3)、强度计算：5、对钢屋架的压杆和拉杆的长细比规定了不同的限值。对于压杆=150、200承受静荷载或设有轻、中级工作制吊车厂房的间接承受动荷载的拉杆，=350；对于设有重级工作制吊车厂房的间接承受动荷载的拉杆及直接承受动荷载的拉杆=250。8.3.4.88.3.4.8桁架的节点设计桁架的节点设计一、节点设计的原则一、节点设计的原则节点的作用是通过节点的作用是通过节点板节点板把汇交于节点中心的杆件把汇交于节点中心的杆件连接连接在一起。要求在一起。要求受力明确

83、、构造简单受力明确、构造简单。设计时应。设计时应按如下原则和步骤进行：按如下原则和步骤进行：1 1、原则上应使、原则上应使杆件形心线与桁架几何轴线重合杆件形心线与桁架几何轴线重合，以，以免杆件免杆件偏心受力偏心受力。为便于制造，通常取角钢。为便于制造，通常取角钢肢背至肢背至形心距离为形心距离为5mm5mm的整倍数的整倍数。当弦杆截面沿跨度有改变。当弦杆截面沿跨度有改变时，为便于拼接和放置屋面构件，一般应使拼接处时，为便于拼接和放置屋面构件，一般应使拼接处两侧弦杆角钢两侧弦杆角钢肢背齐平肢背齐平，并使两侧角钢形心线的中，并使两侧角钢形心线的中心线与桁架几何轴线重合。心线与桁架几何轴线重合。如轴心

84、线引起的不超过较大弦杆截面高度的5%，计算中可不计由此偏心引起的弯距。节点处各杆件的轴线如图所示，超过较大弦杆截面高度的5% ；按相交于节点的杆件线刚度分配偏心弯矩：2、根据按一定比例画出的杆件轴线，按放大一倍的比例尺画出各杆件的角钢轮廓线。节点处各杆件之间的焊缝净距离不宜小于10mm，或杆件间的空隙不得小于1520mm；角钢端部切割一般垂直于轴线，有时为减小节点板的尺寸，可切去一肢的部分，但不许将一肢完全切去而另一肢伸出的斜切。 节点板外形一般采用矩形、梯形和平行四边形等节点板外形一般采用矩形、梯形和平行四边形等至少两边平行的多边形。至少两边平行的多边形。节点板边缘与杆件轴线夹角不应小于节点

85、板边缘与杆件轴线夹角不应小于15150 0；单斜杆；单斜杆与弦杆的连接应使之不出现连接的偏心弯矩，节点板与弦杆的连接应使之不出现连接的偏心弯矩，节点板的尺寸一般应根据杆件截面尺寸和杆件端部焊缝长度的尺寸一般应根据杆件截面尺寸和杆件端部焊缝长度画出大样图确定，可适当放大；画出大样图确定，可适当放大； 支承大型屋面板的上弦杆，当总集中荷载（设计值）大支承大型屋面板的上弦杆，当总集中荷载（设计值）大于表中规定时，应对弦杆的伸出肢加强。于表中规定时，应对弦杆的伸出肢加强。 3、根据事先计算好的各腹杆与节点的连接焊缝（包括角钢肢背和肢尖两者）尺寸，进行焊缝布置并绘于图上，而后定出节点板的外形（当为非焊接

86、节点时，同样，根据已计算出的各腹杆与节点板的连接螺栓数目，进行螺栓排列后定出节点板外形）。在确定节点板外形时，要注意沿焊缝长度方向应多留约的长度以考虑施焊时的焊口，垂直于焊缝长度方向应留出510mm的焊缝位置，如图所示。节点板的外形应力求简单，宜优先采用矩形、梯形、平行四边形或至少有一直角的四边形，如图所示，以减少加工时的钢材损耗和便于切割。节点板的长和宽宜取为10mm的倍数。当节点处只有一根斜杆与弦杆相交时，节点形式示于图。需注意节点板的外边缘与斜杆轴线应保持不小于1:3的坡度，使杆中内力在节点板中有良好的扩散，以改善节点板的受力情况。4、根据已有节点板的尺寸，布置弦杆与节点板间的连接焊缝。

87、当弦杆在节点处改变截面，则还应在节点处设计弦杆拼接。5、绘制节点大样（比例尺为1/101/5），确定每一节点上都需标明的尺寸，为今后绘制施工详图时提供必要的数据（对简单的节点，可不绘大样，而由计算得到所需尺寸）。节点上需标注的尺寸如下二、二、节点节点设计（计算和构造）计算和构造）节点设计时，根据腹杆截面和内力确定连接焊缝的焊脚尺寸和长度，然后再根据焊缝的长度和施工的误差确定确定节点板的形状和尺寸。然后验算弦杆与节点板的焊缝。对于单角钢杆件的单面连接,由于角钢受力偏心,计算焊缝时,应将焊缝强度设计值乘以0.85的折减系数,焊缝的尺寸尚应满足构造要求.以下具体说明各节点的计算。1、一般节点指无集中

88、荷载和无拼接的节点。腹杆与节点板的连接按第3章的角钢角焊缝受轴心力方法计算。弦杆与节点板的连接焊缝承担相邻节间内力之差N=N1-N2，由弦杆肢尖和肢背焊缝共同承担。肢背：肢尖：实际设计时,N=N1-N2很小，hf可按构造确定，沿节点板满焊。2.有集中荷载的节点为为便便于于大大型型屋屋面面板板或或檩檩条条的的放放置置，常常将将节节点点板板缩缩进进上上弦弦角角钢钢背，缩进距离不宜小于背，缩进距离不宜小于( (0.5t+2)mmmm，也不宜大于节点板厚度，也不宜大于节点板厚度t。角角钢钢桁桁架架有有集集中中荷荷载载的的节节点点( (当当坡坡度度为为1/121/12且且偏偏心心较小时较小时) ) 角角

89、钢钢背背凹凹槽槽的的塞塞焊焊缝缝可可假假定定只只承承受受屋面集中荷载，按下式计算其强度：屋面集中荷载，按下式计算其强度：式中：式中：Q 节点集中荷载垂直于屋面的分量；节点集中荷载垂直于屋面的分量； 焊脚尺寸，取焊脚尺寸，取 0.5t； 正面角焊缝强度增大系数。一般因正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊不大，按构造满焊式中，M是竖向节点荷载Q对槽焊缝长度中点的偏心所引起的力矩。0.8f是考虑槽焊缝的质量不容易保证将角焊缝的强度设计值降低20%。当P对焊缝长度中点的偏心较小时，取M=0；当坡度为1/12时，cos1，sin0则：由于Q力一般不大，可按构造满焊不必计算。Q有偏心时 计计算

90、算时时应应考考虑虑偏偏心心弯弯矩矩M MNNe（e e为为角角钢钢肢肢尖尖至至弦弦杆杆轴轴线线距距离离），按下列公式计算：，按下列公式计算： 式中式中 肢尖焊缝的焊脚尺寸。肢尖焊缝的焊脚尺寸。 弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受弦杆相邻节间的内力差缝承受弦杆相邻节间的内力差当当节节点点板板向向上上伸伸出出不不妨妨碍碍屋屋面面构构件件的的放放置置，或或因因相相邻邻弦弦杆杆节节间间内内力力差差NN较较大大，肢肢尖尖焊焊缝缝不不满满足足强强度度要要求求时时，可可将将节节点板部分向上伸出或全部向上伸出。点板部分向上伸出或全部向上伸出。此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计

91、算：此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计算： 肢背焊缝：肢背焊缝：肢尖焊缝：肢尖焊缝：式式中中： 、 伸伸出出肢肢背背的的焊焊缝缝焊焊脚脚尺尺寸寸和和计计算算长度；长度； （2）、所示为无檩屋盖中上弦杆在节点处的截面，由于钢筋混凝土大型屋面板的纵肋直接支承在节点处弦杆角钢外伸边上，为避免角钢外伸边受弯曲而变形过大，通常在角钢背面加焊一垫板（厚1012mm），以局部加强上弦杆角钢的外伸边。因而节点板也需如图那样缩进、并于缩进处施以槽焊。焊缝计算方法同上。3、屋脊节点（图）、屋脊节点（图）图为梯形桁架或三角形桁架的屋脊节点示例。在此节点上，左右两弦杆必然断开因而需用拼接件拼接。拼接件通常采用与

92、弦杆相同的角钢截面，同时需将拼接角钢的棱角截去并把竖向肢t+hf+5mm的一部分切除。对屋面坡度较小的梯形桁架，拼接角钢可热弯成形；对屋面坡度较大的三角形桁架，则常需将拼接角钢的竖直边割一口子，如图(b)所示，而后冷弯成形并对焊连接。1.脊拼接角钢与弦杆的连接计算及拼接角钢总长度的确定拼接角钢与受压弦杆的连接可按弦杆最大内力进行计算，每边共有4条焊缝平均承受此力，因而焊缝长度为：由此可得拼接角钢总长度为：L=2( + mm)+b，这里b是两弦杆端间的空隙，一般取b=1020mm，屋脊拼接节点如屋面坡度较大，可取b=50mm。当桁架上弦的坡度较大时,拼接角钢与上弦杆之间的连接焊缝按上弦内力的水平

93、分力计算,而上弦杆与节点板之间的连接焊缝,则取上弦内力的竖向分力与节点荷载的合力,和上弦内力的15%两者中的较大值来计算。当桁架的跨度较大时,需将桁架分成两个运输单元,在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接(图)。左半边的上弦、斜杆和竖杆与节点板的连接为工厂焊缝,而右半边的上弦、斜杆与节点板的连接为工地焊缝。拼接角钢与上弦的连接全用工地焊缝。为了便于工地焊接,需设置临时性安装螺栓。当桁架上弦设置天窗架时,天窗架与桁架上弦一般采用普通螺栓连接.对于上弦(图)屋脊处弦杆与节点板的连接焊缝承受接头两侧弦杆的竖向分力与节点荷载P的合力，上弦内力的15%两者中的较大值来计算。两侧连接焊缝共八条，每条焊缝长

94、度按下式进行计算：4.弦杆拼接节点弦杆的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种，因角钢长度不够而接长的工厂拼接接头，常设于内力较小的节间内；工地拼接是由于运输条件的限制，屋架分成两个或两个以上的运输单元而设的工地安装接头。这里叙述的是工地拼按接头。工地拼接通常设在节点处 双角钢弦杆采用拼接角钢拼接，拼接角钢宜采用与弦杆相同的规格热弯成形，以保证弦杆在拼接处保持原有的强度和刚度。为了使拼接角钢能贴紧被连接的弦杆和便于施焊，应将拼接角钢的棱角削去并将竖肢切去 5mm。当角钢肢宽在130mm以上时，应将拼接角钢肢斜切，使传力均匀(图)。为了便于工地拼装，拼接节点要设立安装螺拴。 拼接角钢与弦杆的连接焊缝通常

95、按被连接弦杆的最大内力计算，并平均地分配给两个拼接角钢肢的四条焊缝，每条焊缝的计算长度：5、支座节点、支座节点图所示为简支屋架的支座节点，由节点板、加劲肋、支座底板和锚栓等部分组成。它的设计和轴心受压柱脚相似。加劲肋的作用是加强底板的刚度，提高节点板的侧向刚度，加劲肋高度与节点板相同，厚度等于或略小于节点板的厚度，加劲肋厚度的中线应与各杆件合力线重合。为便于节点焊缝的施焊，下弦角钢底面和支座底板之间的距离一般不小于下弦角钢水平肢的宽度，也不应小于130mm。角钢边缘与加劲板中线距离不宜小于50mm。锚栓预埋于柱中，其直径一般取1824mm；为便于屋架安装就位和调置位置，底板上的锚栓孔直径应为锚

96、栓直径的22.5倍，通常采用4060mm。屋架安装完毕后，在锚栓上套上垫圈，并与底板焊牢以固定屋架，垫圈的孔径比锚栓直径大12mm。支座底板需要的净面积按下式计算：式中屋架的支座反力；混凝土的抗压设计强度设计值。混凝土局部承压时的提高系数，锚栓孔的面积。通常按计算需要的底板面积较小，底板的平面尺寸主要根据构造要求确定，且短边b不宜小于200mm。底板的厚度按均布荷载下板的抗弯强度计算。底板厚度不宜太薄，一般16mm。式中是两邻边支承板单位板宽的最大弯矩，底板单位面积的压力，两相邻支承边的对角线长度；系数，按查表5-5；支承边的交点至对角线的垂直距离。表5-5 三边支承及两邻边支承的矩形板的弯矩

97、系数值0.30.40.50.60.70.80.91.00.0270.0440.0600.0750.0870.0970.1050.112加劲肋的计算：加劲肋与节点板间的连接焊缝可近似地按传递支座反力四分之一计算，并考虑焊缝偏心受力。每块加劲肋的两条焊缝承受的内力为：，加劲肋与节点板间的连接焊缝按下式计算：屋架支座节点板和垂直加劲肋与支座底板连接的水平焊缝按均匀传递支座反力计算，焊缝强度按下式计算：实际的焊缝计算长度为：这里为节点板厚度，c为加劲肋切角宽度（图）。此外还应按悬臂板验算加劲肋的强度。T T型钢做弦杆的屋架节点型钢做弦杆的屋架节点 当腹杆也用当腹杆也用T T型钢或单角钢时，腹杆与弦杆直

98、接焊接，可不设型钢或单角钢时，腹杆与弦杆直接焊接，可不设节点板；当腹杆为双角钢时，有时需设节点板，节点板与弦杆节点板；当腹杆为双角钢时，有时需设节点板，节点板与弦杆采用对接焊缝，承担相邻弦杆的内力差及相应弯矩。按下式计采用对接焊缝，承担相邻弦杆的内力差及相应弯矩。按下式计算。算。 角钢腹杆与节点板的焊接同角钢桁架，由于节点板与T型钢腹板等厚或相差1mm，可以将腹杆伸入T型钢腹板以减小节点板尺寸。 6 6、连接节点板计算、连接节点板计算 1 1）连接节点处的板件在拉、剪作用下的强度，必要时连接节点处的板件在拉、剪作用下的强度，必要时（如节点板厚度不满足表（如节点板厚度不满足表8.48.4的要求时

99、）应按下列公式计算的要求时）应按下列公式计算： 2 2）角钢桁架节点板的强度也可用有效宽度法按下式计算：角钢桁架节点板的强度也可用有效宽度法按下式计算：应力扩散角可取应力扩散角可取3030。 3 3）为保证桁架节点板在斜腹杆压力的作用下的稳定，受压为保证桁架节点板在斜腹杆压力的作用下的稳定，受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆边缘的净距离腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆边缘的净距离C C应满应满足下列条件：足下列条件： A A、对有竖腹杆或无竖腹杆但自由边有加劲肋的节点板、对有竖腹杆或无竖腹杆但自由边有加劲肋的节点板 B B、对无竖腹杆且自由边无加劲肋的节点板、对无竖腹杆且自由边无

100、加劲肋的节点板 4 4）在采用上述方法计算节点板的强度和稳定时，尚应满足在采用上述方法计算节点板的强度和稳定时，尚应满足下列条件：下列条件： A A、节点板与腹杆轴线夹角不应小于、节点板与腹杆轴线夹角不应小于15150 0； B B、斜腹杆与弦杆夹角应在、斜腹杆与弦杆夹角应在30300 060600 0 之间；之间； C C、节点板的自由边长度、节点板的自由边长度 与厚度与厚度t t之比不得大于之比不得大于否则应根据构造要求沿自由边加设加劲肋予以加强。否则应根据构造要求沿自由边加设加劲肋予以加强。普通钢屋架设计例题永久分项系数1.35一般取1.2标准值3.262标准值1.45面积永久分项系数1

101、.2要求解析法求内力要求解析法求内力保证三点焊接可以取两块屋面板宽度：301.6cm上弦截面满足16.712.764223填板每个节间一个31.4301.6Iy1=6.44短肢相并的不等边短肢相并的不等边双角钢双角钢当当时，时，当当时，时，等边双角钢等边双角钢当当时，时，当当时，时，长肢相并的不等边双角钢截面长肢相并的不等边双角钢截面当当时，时，当当时，时，满足填板每个节间一个Iy1=5.78填板两个Iy1=2.56填板四个填板四个共同承受背肢的焊接应力为：满足满足分别承受满足V=桁架施工图桁架施工图钢结构施工图钢结构施工图是设计部门完成设计任务最后交付给施工单位的成果。其内容包括构件布置图、

102、构件图及总说明等。它是指导钢结构构件制造和安装的技术文件，钢结构的制造部门将依据它绘制施工详图。同时设计图也是编制工程预算的依据和工程竣工后的存档资料。因此，务须做到清晰、明确、准确无误，表达详尽。构件布置图是表达各类构件（如柱、桁架、吊车梁、墙架、平台等）位置的整体图形。主要用于钢结构的安装，也是结构制作的依据。钢桁架施工图钢桁架施工图是表达桁架所有部件的制造、安装要求的详细图纸，其主要内容和绘制要点为：(1)桁架施工图一般按运输单元绘制。当桁架对称时，可仅绘制半榀桁架。施工图上应包括桁架正面图、上弦和下弦平面图、剖面图左右端视图及必要的剖面图和特殊的零件图。这是屋架施工详图的主体。(2)图

103、纸的布置。图纸的左上角用适当比例绘制桁架简图（单线图），左半跨注明桁架杆件的几何轴线尺寸，右半跨注明杆件的内力设计值，并注明桁架中央的起拱高度（桁架图上不必表示）。图纸正中为桁架正面和上、下弦平面图。右上角是材料表，把所有杆件和零部件的编号、规格、长度、数量（正反）及重量等均填于表中，以备配料和计算用钢量，并可供配备起重和运输设备时参考。(3)桁架施工图通常采用两比例尺绘制。桁架杆件的轴线一般用120130，而节点尺寸和杆件截面尺寸节点尺寸和杆件截面尺寸用110115的比例尺绘制。对重要节点和特殊零部件还可加大些。以清楚地表达节点的细部尺寸。(4)尺寸标注。施工图上应注明各零部件的型号和主要几

104、何尺寸，包括加工尺寸（宜取5mm的倍数）、定位尺寸、孔洞位置以及对工厂制造和工地安装的要求。定位尺寸主要有：节点中心至各杆件端和至节点板边缘（上、下和左、右）的距离、轴线至角钢背的距离等。螺栓孔位置要符合螺栓排列的要求。工厂制造的工地安装要求包括；零部件切角、切肢、削棱、孔洞直径和焊缝尺寸等均应在施工图中注明。工地安装焊缝和螺栓应标注其符号，以适应运输单元划分的拼接。(5)编制材料表。对所有零件应进行详细编号，编号应按零件的主次、上下，左右一定顺序逐一进行。完全相同的零件用同一编号，当两个形状，尺寸相同只是栓孔位置成镜面对称时，可编同一号，但在材料表上注明正和反。材料表中需列出制造图中所示屋架

105、的各个零件的规格、数量(正、反)和重量，常位于图纸的右上方。由于在材料表中标明了杆件的规格和板件的厚度，就可大大简化图面上的标注。(6)必要的文字说明。其内容主要有；钢材的钢号、焊条型号和焊接方法、质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸，防锈处理方法，以及运输、安装和制造要求等。此外，对一些在施工图上难以用图而宜用文字表达清楚的内容亦可用文字加以说明。注：屋架从制造厂运到工地，应考虑运输容许尺寸划分为若干个运送单元。跨度大于21m的梯形屋架或人字形屋架，通常分为两个运送单元或三个运送单元；跨度或高度超过运输允许尺寸的芬克式三角形屋架，可分为三个或四个（有中央竖杆时）运送单元。5、刚接屋架设计特

106、点、刚接屋架设计特点与柱刚接的屋架，其杆件的内力可先按简支桁架分析。与柱刚接的屋架，其杆件的内力可先按简支桁架分析。然后把支座弯矩的作用考虑进去，刚接屋架的支座弯矩和相然后把支座弯矩的作用考虑进去，刚接屋架的支座弯矩和相应剪力的最不利组合。屋架杆件在最不利组合支座弯矩作用应剪力的最不利组合。屋架杆件在最不利组合支座弯矩作用下的内力，可以将弯矩化成一对水平力后计算求得。下的内力，可以将弯矩化成一对水平力后计算求得。屋架杆件的截面选择与前述的方法相同，但屋架杆件的截面选择与前述的方法相同，但对与柱刚接的对与柱刚接的屋架，其下弦端节间可能受压时，长细比的控制应按压杆考虑，屋架，其下弦端节间可能受压时

107、，长细比的控制应按压杆考虑，即：仅在恒载与风载联合作用下受压时，即：仅在恒载与风载联合作用下受压时，=250；在恒载；在恒载与风载和吊车荷载联合作用下受压时，与风载和吊车荷载联合作用下受压时，=150。若下弦杆在。若下弦杆在屋架平面内的长细比或稳定性不能满足要求时，可予以加强。屋架平面内的长细比或稳定性不能满足要求时，可予以加强。计算时可认为计算时可认为上弦的最大内力由上弦的最大内力由上盖板传递上盖板传递，上弦的竖向连接板与，上弦的竖向连接板与柱翼缘的连接螺栓按构造决定。柱翼缘的连接螺栓按构造决定。下弦节点的连接螺栓均承受水平下弦节点的连接螺栓均承受水平拉力拉力H和偏心弯矩和偏心弯矩M=He。

108、由于此。由于此处一般属小偏心，所有螺栓均受拉处一般属小偏心，所有螺栓均受拉力，故最大拉力应按下式计算：力，故最大拉力应按下式计算：屋架下弦节点板与支承端板的连接焊缝受支座反力屋架下弦节点板与支承端板的连接焊缝受支座反力R和最和最大水平力大水平力H1（拉力或压力）以及偏心弯矩（拉力或压力）以及偏心弯矩按下式计算：按下式计算：下弦节点的支承端板在水平拉力下弦节点的支承端板在水平拉力H作用下受弯，近似按作用下受弯，近似按嵌固于两列螺栓间的梁式板计算，所需厚度为：嵌固于两列螺栓间的梁式板计算，所需厚度为：屋架支座竖向反力屋架支座竖向反力R由端板传给焊接于柱上的支托板。考由端板传给焊接于柱上的支托板。考

109、虑到支座反力的可能偏心作用，支托板和柱的连接焊缝，按支虑到支座反力的可能偏心作用，支托板和柱的连接焊缝，按支座反力加大座反力加大25%计算。计算。3.4厂房框架柱设计特点厂房框架柱设计特点1、柱的计算长度、柱的计算长度等截面柱的计算长度按第等截面柱的计算长度按第2章的单层有侧移框架柱确定。章的单层有侧移框架柱确定。阶形柱其计算长度是分段确定，即各段的计算长度应等阶形柱其计算长度是分段确定，即各段的计算长度应等于各段的几何长度乘以相应的计算长度系数于各段的几何长度乘以相应的计算长度系数和和,既柱上既柱上段和下段计算长度分别是段和下段计算长度分别是、。规范规定，单层厂房框架下端刚性固定的单阶柱，规

110、范规定，单层厂房框架下端刚性固定的单阶柱，下段柱下段柱的计算长度系数的计算长度系数取决于上段柱和下段柱的线刚度比值取决于上段柱和下段柱的线刚度比值和和临界力参数临界力参数。H1、I1、N1和和H2、I2、N2分别是上段柱和下段柱的高度、分别是上段柱和下段柱的高度、惯性矩及最大轴向压力。惯性矩及最大轴向压力。当柱上端与横梁铰接时，将柱视为上端自由的独立柱，下当柱上端与横梁铰接时，将柱视为上端自由的独立柱，下段柱计算长度系数均按附表段柱计算长度系数均按附表9-3；当柱上端与横梁刚接；当柱上端与横梁刚接时，将柱视为上端可移动但不能转动的独立柱，按附表时，将柱视为上端可移动但不能转动的独立柱，按附表9

111、-4取值。取值。上段柱的计算长度系数按下式计算：上段柱的计算长度系数按下式计算：规范规定对于阶形柱的计算长度系数还应根据表规范规定对于阶形柱的计算长度系数还应根据表3.8中中的不同条件的不同条件乘以折减系数乘以折减系数，以反映由于空间作用阶形柱在，以反映由于空间作用阶形柱在框架平面内承载力的提高。框架平面内承载力的提高。厂房柱在厂房柱在框架平面外的计算长度，应取阻止框架平面框架平面外的计算长度，应取阻止框架平面外位移的侧向支承点之间的距离外位移的侧向支承点之间的距离，柱间支撑的节点是阻止，柱间支撑的节点是阻止框架柱在框架平面外位移的可靠侧向支承点，与此节点相框架柱在框架平面外位移的可靠侧向支承

112、点，与此节点相连的纵向构件亦可视为框架柱的侧向支承点。连的纵向构件亦可视为框架柱的侧向支承点。具体的取法是：当设有吊车梁和柱间支撑而无其它支具体的取法是：当设有吊车梁和柱间支撑而无其它支承构件时，上段柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵承构件时，上段柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度；下段柱的计算长度向水平支撑或托架支座之间柱的高度；下段柱的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。2、格构式框架柱的设计、格构式框架柱的设计1）、等截面格构式框架柱的截面设计）、等截面格构式框架柱的截面设计有关计算在上册已讲。有关计算在上册

113、已讲。2）、）、阶形柱的截面设计阶形柱的截面设计上柱一般为实腹工字形截面上柱一般为实腹工字形截面,选取最不利的内力组合选取最不利的内力组合,进行截面验算。进行截面验算。下柱一般为格构式压弯构件，需要验算在框架平面内下柱一般为格构式压弯构件，需要验算在框架平面内的整体稳定以及屋盖肢与吊车肢的单肢稳定。计算单肢稳的整体稳定以及屋盖肢与吊车肢的单肢稳定。计算单肢稳定时，应注意分别选取对所验算的单肢产生最大压力的内定时，应注意分别选取对所验算的单肢产生最大压力的内力组合。力组合。考虑到格构式柱的缀材体系传递两肢间的内力情况还不考虑到格构式柱的缀材体系传递两肢间的内力情况还不十分明确，为了确保安全，还需

114、十分明确，为了确保安全，还需按按吊吊车肢肢单独承受最大吊独承受最大吊车垂直垂直轮压进行补充验算。进行补充验算。此时，吊车肢承受的最此时，吊车肢承受的最大压力为：大压力为：Rmax吊车竖向荷载及吊车梁自重等所产生的最大计算压力；吊车竖向荷载及吊车梁自重等所产生的最大计算压力；M使吊车肢受压的下段柱计算弯矩，包括使吊车肢受压的下段柱计算弯矩，包括Rmax的作用；的作用；N与与M相应的内力组合的下段柱轴向力；相应的内力组合的下段柱轴向力；MR仅由仅由Rmax作用对下段柱产生的计算弯矩，与作用对下段柱产生的计算弯矩，与M、N同一同一截面；截面；y2下柱截面重心轴至屋盖肢重心线的距离；下柱截面重心轴至屋

115、盖肢重心线的距离；a下柱屋盖肢和吊车肢重心线间的距离下柱屋盖肢和吊车肢重心线间的距离、当吊车梁为突缘支座时，其支反力沿吊车肢轴线传递，当吊车梁为突缘支座时，其支反力沿吊车肢轴线传递，吊车肢按承受轴心压力吊车肢按承受轴心压力N1计算单肢的稳定性。当吊车梁为平计算单肢的稳定性。当吊车梁为平板式支座时，尚应考虑由于相邻两吊车梁支座反力差（板式支座时，尚应考虑由于相邻两吊车梁支座反力差（R1R2）所产生的框架平面外的弯矩；）所产生的框架平面外的弯矩；全部由吊车肢承受，按实腹式压弯杆验算在弯矩作用全部由吊车肢承受，按实腹式压弯杆验算在弯矩作用平面内（即框架平面外）的稳定性。平面内（即框架平面外）的稳定性

116、。3）、分离式柱脚的设计）、分离式柱脚的设计每个分肢下的柱脚相当于一个轴心受力的铰接柱脚。每个分肢下的柱脚相当于一个轴心受力的铰接柱脚。为了加强分离式柱脚在运输和安装时的刚度，宜设置缀材为了加强分离式柱脚在运输和安装时的刚度，宜设置缀材把两个独立柱脚连接起来。把两个独立柱脚连接起来。每个分离式柱脚按分肢可能产生的最大压力作为承受轴每个分离式柱脚按分肢可能产生的最大压力作为承受轴向力的柱脚设计。向力的柱脚设计。右肢：右肢：左肢：左肢：、Na、Ma使右肢受力最不利的柱的组合内力；使右肢受力最不利的柱的组合内力；Nb、Mb使左肢受力最不利的柱的组合内力；使左肢受力最不利的柱的组合内力；y1、y2分别

117、为右肢及左肢至柱轴线的距离；分别为右肢及左肢至柱轴线的距离；a柱截面宽度（两分肢轴线距离）柱截面宽度（两分肢轴线距离）每个柱脚的锚栓也按各自的最不利组合内力换算成的最大每个柱脚的锚栓也按各自的最不利组合内力换算成的最大拉力计算。拉力计算。、3、肩梁的构造和计算、肩梁的构造和计算上、下柱连接和传递吊车梁支反力的重要部位，它由上上、下柱连接和传递吊车梁支反力的重要部位，它由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成盖板、下盖板、腹板及垫板组成。分单壁式和双壁式。分单壁式和双壁式l）、单壁式肩梁）、单壁式肩梁外排柱的上柱外翼缘直接以对接焊缝与下柱屋盖肢腹板外排柱的上柱外翼缘直接以对接焊缝与下柱屋盖肢腹板拼接，上

118、柱腹板一般由角焊缝焊于该范围的上盖板上。单壁拼接，上柱腹板一般由角焊缝焊于该范围的上盖板上。单壁式肩梁的上柱内翼缘应开槽口插入肩梁腹板，由角焊缝连接，式肩梁的上柱内翼缘应开槽口插入肩梁腹板，由角焊缝连接，其受力其受力：当吊车梁为突缘支座时，将肩梁腹板嵌入吊车肢的槽口。当吊车梁为突缘支座时，将肩梁腹板嵌入吊车肢的槽口。为了加强腹板，可在吊车梁突缘宽度范围内，在肩梁腹板两为了加强腹板，可在吊车梁突缘宽度范围内，在肩梁腹板两侧局部各贴焊一小板侧局部各贴焊一小板，或局部加厚。当吊车梁为平板式支座，或局部加厚。当吊车梁为平板式支座时，宜在吊车肢腹板上相应位置设置加劲肋。时，宜在吊车肢腹板上相应位置设置加

119、劲肋。M1和和N1是上柱下端使是上柱下端使R1绝对值最大的最不利内力组合绝对值最大的最不利内力组合中的弯矩和轴压力。中的弯矩和轴压力。a1为上柱两翼缘中心间的距离。为上柱两翼缘中心间的距离。肩梁腹板按跨度为肩梁腹板按跨度为a，受集中荷载，受集中荷载R1的简支梁计算。的简支梁计算。肩梁与下柱屋盖肢的连接焊缝按肩梁腹板反力肩梁与下柱屋盖肢的连接焊缝按肩梁腹板反力RA计算计算,肩梁肩梁与下柱吊车肢的连接焊缝按肩梁腹板反力与下柱吊车肢的连接焊缝按肩梁腹板反力RB计算。当吊车梁计算。当吊车梁为突缘支座时应按（为突缘支座时应按（RB+Rmax）计算，）计算，Rmax为吊车荷载传为吊车荷载传给柱的最大压力。

120、这些连接焊缝的计算长度不大于给柱的最大压力。这些连接焊缝的计算长度不大于60hf，而，而hf8mm吊车梁为平板支座时，吊车肢加劲肋按吊车梁最大支座反吊车梁为平板支座时，吊车肢加劲肋按吊车梁最大支座反力计算端面承压应力和连接焊缝，加劲肋高度不宜小于力计算端面承压应力和连接焊缝，加劲肋高度不宜小于500，其上端应刨平顶紧盖板。，其上端应刨平顶紧盖板。2）、双壁式肩梁）、双壁式肩梁用于大型的厂房柱，其计算方法与单壁式基本相同，只用于大型的厂房柱，其计算方法与单壁式基本相同，只是在计算腹板时，应考虑两块腹板共同受力。是在计算腹板时，应考虑两块腹板共同受力。双壁式肩梁将上柱下端加宽后插入两肩梁腹板之间并

121、焊双壁式肩梁将上柱下端加宽后插入两肩梁腹板之间并焊接，上盖板与单壁式肩梁的相同，不要做成封闭式，以接，上盖板与单壁式肩梁的相同，不要做成封闭式，以免施焊困难。免施焊困难。肩梁高度一般取为下柱截面宽度的肩梁高度一般取为下柱截面宽度的1/3左右。为了保证对左右。为了保证对上柱的嵌固，肩梁截面对其水平轴的惯性矩上柱的嵌固，肩梁截面对其水平轴的惯性矩Ix不宜小于不宜小于上柱截面对强轴的惯性矩。上柱截面对强轴的惯性矩。4、托架与柱的连接、托架与柱的连接8.6吊车梁的设计特点吊车梁的设计特点 吊车在吊车梁上运动产生吊车在吊车梁上运动产生三个方向三个方向的动力荷载：的动力荷载：竖向荷载、横竖向荷载、横向水平

122、荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载向水平荷载和沿吊车梁纵向的水平荷载。纵向水平荷载纵向水平荷载是指吊车刹是指吊车刹车力及风荷载沿着轨道方向由吊车梁传给车力及风荷载沿着轨道方向由吊车梁传给柱间支撑柱间支撑，计算吊车梁截，计算吊车梁截面时不予考虑。吊车梁的面时不予考虑。吊车梁的竖向荷载标准值竖向荷载标准值应采用吊车最大轮压或最应采用吊车最大轮压或最小轮压。吊车沿轨道小轮压。吊车沿轨道运行、起吊、卸载运行、起吊、卸载以及工件翻转时将引起吊车以及工件翻转时将引起吊车梁振动。特别是当吊车梁振动。特别是当吊车越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击越过轨道接头处的空隙时还将发生撞击。因。因此在此在计算吊车梁及其连接强

123、度计算吊车梁及其连接强度时吊车竖向荷载应乘以时吊车竖向荷载应乘以动力系数动力系数。对。对悬挂吊车（包括电动葫芦）及工作级别悬挂吊车（包括电动葫芦）及工作级别A1A5A1A5的软钩吊车，动力系的软钩吊车，动力系数可取数可取1.051.05；对工作级别；对工作级别A6A8A6A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为吊车，动力系数可取为1.11.1。有关吊车工作级别与过去常用的工作。有关吊车工作级别与过去常用的工作制等级（轻、中、重、特重）的对应关系。制等级（轻、中、重、特重）的对应关系。 8.6.1吊车梁所承受的荷载吊车梁所承受的荷载 竖向荷载竖向荷载:

124、 P: PPP纵向水平荷载纵向水平荷载: : T Tc cTcTcTT横向水平荷载横向水平荷载: T: T吊车荷载的传递路径吊车荷载的传递路径吊车梁的荷载吊车梁的荷载(1)(1)吊车竖向荷载（最大轮压）吊车竖向荷载（最大轮压）作用在吊车梁上的最大轮压设计值作用在吊车梁上的最大轮压设计值: :P Pk,maxk,max吊吊车最大轮压标准值车最大轮压标准值, ,查吊车手册。查吊车手册。-动力系数（动力系数（1.05-1.1）(2)(2)吊车横向水平力吊车横向水平力 依依建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(GB 50009)(GB 50009)的规定，的规定， 作用于每个轮压处的水平力设计值：作用于每

125、个轮压处的水平力设计值：Q Q 吊车吊车额额定起重量定起重量n -n -桥桥式吊车的总轮数式吊车的总轮数Q Q-小车重量小车重量g g 重重力加速度力加速度计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连定性以及连接（吊车梁、制动结构、柱相互间的连接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨接）的强度时，由于轨道不可能绝对平行、轨道磨损及大车运行时本身可能倾斜等原因，在轨道上产损及大车运行时本身可能倾斜等原因，在轨道上产生生卡轨力卡轨力，因此钢结构设计规范规定应按下式考虑，因此钢结构设计规范规定应按下式考虑吊车摆动

126、引起的横向水平力，此水平力吊车摆动引起的横向水平力，此水平力不与不与小车横小车横行引起的水平荷载同时考虑。行引起的水平荷载同时考虑。 吊车工作级别为吊车工作级别为A6 A6 A8A8时，吊车运行时摆动时，吊车运行时摆动 引起的水平力比刹车更为不利引起的水平力比刹车更为不利, ,钢结构设计钢结构设计 规范规范(GB50017)(GB50017)规定：吊车横向水平力标准值规定：吊车横向水平力标准值： 0.1 0.1 软钩吊车软钩吊车 1 1= 0.15 = 0.15 抓斗或磁盘吊车抓斗或磁盘吊车 0.2 0.2 硬钩吊车硬钩吊车8.6.2吊车梁的形式吊车梁的形式 吊车梁应该能够吊车梁应该能够承受承

127、受吊车在吊车在使用中产生的荷载使用中产生的荷载。吊车的。吊车的起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式起重量和吊车梁的跨度决定了吊车梁的形式。吊车梁一般。吊车梁一般设计设计成简支梁，成简支梁，设计成连续梁固然可节省材料，但连续梁对支座沉设计成连续梁固然可节省材料，但连续梁对支座沉降比较敏感，因此对基础要求较高。图（降比较敏感，因此对基础要求较高。图（a a） （e e）为吊车梁的）为吊车梁的常用截面形式，可采用常用截面形式，可采用工字钢、工字钢、H H型钢、焊接工字钢、箱型梁及型钢、焊接工字钢、箱型梁及桁架做为吊车梁。桁架做为吊车梁。桁架式吊车梁用钢量省，但制作费工，连接桁架式吊车梁用钢量省，但

128、制作费工，连接节点在动力荷载作用下易产生疲劳破坏，故一般用于跨度较小节点在动力荷载作用下易产生疲劳破坏，故一般用于跨度较小的轻中级工作制的吊车梁。一般跨度小起重量不大（跨度不超的轻中级工作制的吊车梁。一般跨度小起重量不大（跨度不超过过6 6米，起重量不超过米，起重量不超过3030吨）的情况下，吊车梁可通过在翼缘上吨）的情况下，吊车梁可通过在翼缘上焊钢板、角钢、槽钢的办法抵抗横向水平荷载，如图焊钢板、角钢、槽钢的办法抵抗横向水平荷载，如图（f f） （h h）所示。对于焊接工字钢也可采用扩大上翼缘尺寸的）所示。对于焊接工字钢也可采用扩大上翼缘尺寸的方法加强其侧向刚度。方法加强其侧向刚度。 吊车梁

129、的常用截面形式o单轴对称工字形截面单轴对称工字形截面o带制动梁的吊车梁带制动梁的吊车梁o带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁 1.1.单轴对称工字形截面单轴对称工字形截面: : Q 30t Q 30t，L 6mL 6m， A A1 1 A A5 5级级吊车梁的截面组成吊车梁的截面组成2.2.带制动梁的吊车梁：带制动梁的吊车梁：竖向荷载竖向荷载吊车梁吊车梁横向水平荷载横向水平荷载 制动桁架制动桁架3.3.带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁: : 竖向荷载竖向荷载 吊车梁吊车梁横向水平荷载横向水平荷载 制动桁架制动桁架L12m(A6L12m(A6A8)A8)L18m(A1L18m(A1A5)A5

130、)增设辅助桁架、水平支撑增设辅助桁架、水平支撑和垂直支撑和垂直支撑。制动桁架制动桁架吊车梁吊车梁 对于跨度或起重量较大的吊车梁应设置对于跨度或起重量较大的吊车梁应设置制动结构制动结构，即，即制动制动梁或制动桁架梁或制动桁架（图（图 (i)(i)，(j)(j)），由制动结构将横向水平荷载），由制动结构将横向水平荷载传至柱，同时保证梁的传至柱，同时保证梁的整体稳定整体稳定。制动梁的宽度不宜小于。制动梁的宽度不宜小于11.511.5米，宽度较大时宜采用制动桁架。米，宽度较大时宜采用制动桁架。 吊车梁的吊车梁的上翼缘上翼缘充当制动结构的充当制动结构的翼缘或弦杆翼缘或弦杆，制动结构的，制动结构的另一另一

131、翼缘或弦杆可以采用槽钢或角钢翼缘或弦杆可以采用槽钢或角钢。 制动结构还可以充当检修走道，故制动梁腹板一般采用制动结构还可以充当检修走道，故制动梁腹板一般采用花花纹钢板纹钢板，厚度，厚度610610毫米。对于跨度大于或等于毫米。对于跨度大于或等于1212米的重级工作米的重级工作制吊车梁，或跨度大于或等于制吊车梁，或跨度大于或等于1818米的轻中级工作制吊车梁宜设米的轻中级工作制吊车梁宜设置置辅助桁架和下翼缘辅助桁架和下翼缘（下弦）（下弦）水平支撑系统，同时设置垂直支水平支撑系统，同时设置垂直支撑撑，其位置不宜设在发生梁或桁架最大挠度处，以免受力过大，其位置不宜设在发生梁或桁架最大挠度处，以免受力

132、过大造成破坏。对柱两侧均有吊车梁的中柱则应在两吊车梁间设置造成破坏。对柱两侧均有吊车梁的中柱则应在两吊车梁间设置制动结构。制动结构。 3.3.吊车梁支座：吊车梁支座： 1 1）简支吊车梁支座：）简支吊车梁支座： (a)(a)平板支座平板支座 (b)(b)凸缘支座凸缘支座 2 2）连续吊车梁支座：）连续吊车梁支座：(a)(a)平板支座平板支座支座加劲肋支座加劲肋支座垫板：支座垫板： 厚度厚度t16mmt16mm缺点：缺点：柱受到吊车竖向荷载柱受到吊车竖向荷载引起的较大平面外引起的较大平面外弯弯矩作矩作用。用。传力板传力板(b)(b)凸缘支座凸缘支座支座加劲肋支座加劲肋弹簧板弹簧板 优点：优点：e

133、 e较小，柱受到吊车较小，柱受到吊车较小的平面外较小的平面外弯弯矩作用。矩作用。吊车梁与柱的连接吊车梁与柱的连接下翼缘与柱：一般采用下翼缘与柱：一般采用20M26的普通螺栓；的普通螺栓；上翼缘与柱的连接：应能传递支座处的水平反力，并采取上翼缘与柱的连接：应能传递支座处的水平反力，并采取措施减小对吊车梁的约束，宜采用大直径销钉措施减小对吊车梁的约束，宜采用大直径销钉8.6.3吊车梁的设计吊车梁的设计1 1、吊车梁钢材的选择、吊车梁钢材的选择 吊车梁承受动态荷载的反复作用，因此，其钢材应具有良吊车梁承受动态荷载的反复作用，因此，其钢材应具有良好的塑性和韧性，且应满足钢结构设计规范好的塑性和韧性，且

134、应满足钢结构设计规范GB50017GB50017条款条款3.3.23.3.43.3.23.3.4的要求。的要求。2 2、吊车梁的内力计算、吊车梁的内力计算由于吊车荷载为移动荷载，计算吊车梁内力时必须首先用力由于吊车荷载为移动荷载，计算吊车梁内力时必须首先用力学方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的学方法确定使吊车梁产生最大内力（弯矩和剪力）的最不利轮最不利轮压位置压位置，然后分别求，然后分别求梁的最大弯矩及相应的剪力梁的最大弯矩及相应的剪力和梁的和梁的最大剪最大剪力及相应弯矩力及相应弯矩，以及横向水平荷载在水平方向产生的，以及横向水平荷载在水平方向产生的最最大弯矩大弯矩。计算吊车梁的强度

135、及稳定时按作用在跨间荷载效应最大的计算吊车梁的强度及稳定时按作用在跨间荷载效应最大的两台两台吊车吊车或按或按实际情况实际情况考虑，并采用考虑，并采用荷载设计值荷载设计值。 计算吊车梁的计算吊车梁的疲劳及挠度疲劳及挠度时应按作用在跨间内时应按作用在跨间内荷载效应最大荷载效应最大的一台吊车确定的一台吊车确定，并采用不乘荷载分项系数和动力系数的，并采用不乘荷载分项系数和动力系数的荷载荷载标准值标准值计算。求出最不利内力后选择梁的截面和制动结构。计算。求出最不利内力后选择梁的截面和制动结构。3.3.吊车梁的截面验算吊车梁的截面验算 强度验算强度验算 整体稳定验算整体稳定验算 刚度验算刚度验算 疲劳验算

136、疲劳验算吊车梁与普通梁相比，在受力、设计、构造及材料选择上有吊车梁与普通梁相比，在受力、设计、构造及材料选择上有特殊之处，主要表现在：特殊之处，主要表现在： 1 1、吊车梁一般设计为、吊车梁一般设计为简支梁简支梁； 2 2、承担的荷载主要是、承担的荷载主要是动力荷载动力荷载； 3 3、对材料的要求更高，除一般要求外，还要求、对材料的要求更高，除一般要求外，还要求冲击韧冲击韧性性的合格保证；的合格保证； 4 4、在验算方面，要增加、在验算方面，要增加疲劳验算疲劳验算。 吊车梁、制动结构、支撑杆自重、轨道等附加零件自吊车梁、制动结构、支撑杆自重、轨道等附加零件自重以及制动结构上的检修荷载产生的内力

137、，可以近似取为重以及制动结构上的检修荷载产生的内力，可以近似取为吊车最大垂直轮压产生的内力乘以下表系数。吊车最大垂直轮压产生的内力乘以下表系数。1.1.加强上翼缘吊车梁加强上翼缘吊车梁受压区：受压区： A A点最不利点最不利受拉区：受拉区：W Wnyny吊车梁上翼缘截面对吊车梁上翼缘截面对 y y轴的净截面抵抗矩。轴的净截面抵抗矩。强度计算强度计算2.2.带制动梁的吊车梁带制动梁的吊车梁A A点最不利点最不利W Wny1ny1制动梁截面制动梁截面对其对其形心轴形心轴y y1 1的净截面抵的净截面抵抗矩。抗矩。3.3.带制动桁架的吊车梁带制动桁架的吊车梁A A点最不利点最不利局部弯矩局部弯矩 M

138、 My y=Td/3=Td/3轴力轴力 N N1 1=M=My y/b/b1 1M My y横向水平荷载产生横向水平荷载产生 的最大弯矩设计值的最大弯矩设计值。A An n吊车梁上翼缘及腹板吊车梁上翼缘及腹板15t15tw w的净截面面积之和。的净截面面积之和。设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。整体稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。- -依梁在最大刚度平面内弯依梁在最大刚度平面内弯 曲所确定的整体稳定系数曲所确定的整体稳定系数2.2.整体稳定验

139、算整体稳定验算 对于焊接组合梁尚应验算翼缘与腹板交界处的折算应对于焊接组合梁尚应验算翼缘与腹板交界处的折算应力。力。梁的支座截面的最大剪应力，在选截面时已予保证，不必梁的支座截面的最大剪应力，在选截面时已予保证，不必验算。验算。3.3.局部稳定验算局部稳定验算对于焊接组合梁，应按进行局部稳定设计及验算对于焊接组合梁，应按进行局部稳定设计及验算按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数。动力系数。竖向挠度：竖向挠度：水平挠度：水平挠度：4.4.刚度验算刚度验算按荷载规范计算M Mkxkx竖向荷载标准值作用下梁的最大弯矩竖向荷载标准值作用下梁的

140、最大弯矩, ,M Mkyky跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载跨内一台起重量最大吊车横向水平荷载 标准值作用下所产生的最大弯矩，标准值作用下所产生的最大弯矩，I Iy1y1制动结构截面对形心轴制动结构截面对形心轴Y Y1 1的毛截面惯性的毛截面惯性 矩。矩。对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，对制动桁架应考虑腹杆变形的影响，I Iylyl乘以乘以0.70.7的折减系数。的折减系数。 构造上：构造上： 选用合适的钢材标选用合适的钢材标 号和冲击号和冲击 韧性要求。韧性要求。 构造细部选用疲劳强度高的连接构造细部选用疲劳强度高的连接形式。形式。 例例：对对于于A6A8A6A8级级和和起起重重量量Q50

141、tQ50t的的A4A4，A5A5级级吊吊车车粱粱，其其腹腹板板与与上上翼翼缘缘的的连连接接应应采采用用焊焊透透的的K K形形焊焊缝缝。5. 5. 疲劳验算疲劳验算A6A6A8A8级吊车梁应进行疲劳验算级吊车梁应进行疲劳验算1451.受拉翼缘与腹板连接处的主体金属受拉翼缘与腹板连接处的主体金属2.受拉区加劲肋端部的主体金属受拉区加劲肋端部的主体金属3.受拉翼缘与支撑连接处的主体金属受拉翼缘与支撑连接处的主体金属4.下翼缘与腹板连接的角焊缝下翼缘与腹板连接的角焊缝验验算算点点5.支座加劲肋与腹板连接的角焊缝支座加劲肋与腹板连接的角焊缝32采用一台起重量最大吊车的荷载标准值，不计采用一台起重量最大吊

142、车的荷载标准值，不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。动力系数，按常幅疲劳问题计算。 f f 应力幅，应力幅，=maxmax-minmin；循环次数循环次数n=210n=2106 6次时的容许应次时的容许应 力幅，按表取用；力幅，按表取用； f f 欠载效应的等效系数欠载效应的等效系数重级工作制硬钩吊车重级工作制硬钩吊车1.01.0；重级工作制软钩吊车；重级工作制软钩吊车0.80.8；中级工作制吊车；中级工作制吊车0.50.5。 6 6、吊车梁的合理构造设计、吊车梁的合理构造设计应力集中是造成疲劳破坏的主要原因，因而应特别关应力集中是造成疲劳破坏的主要原因，因而应特别关注吊车梁的细部构造设计。焊接

143、组合吊车梁的翼缘宜注吊车梁的细部构造设计。焊接组合吊车梁的翼缘宜用用一层一层钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层钢板紧密接触。密接触。 吊车梁的翼缘板或腹板的焊接拼接应采用吊车梁的翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板加引弧板和引出板的焊透对接焊缝和引出板的焊透对接焊缝，引弧板和引出板割去处应予，引弧板和引出板割去处应予打磨平整。打磨平整。 焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地整段拼接应采用焊接吊车梁和焊接吊车桁架的工地整段拼接应采用焊接或高强螺栓的摩擦型连接。

144、焊接或高强螺栓的摩擦型连接。 吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于90mm90mm。在支座处的。在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对布置，并与梁上下翼缘横向加劲肋应在腹板两侧成对布置，并与梁上下翼缘刨平顶刨平顶紧紧。 中间横向加劲肋的上端应与梁的中间横向加劲肋的上端应与梁的上翼缘上翼缘刨平顶紧，在刨平顶紧，在重级工作制吊车梁中，中间横向加劲肋亦应在腹板两侧成对重级工作制吊车梁中，中间横向加劲肋亦应在腹板两侧成对布置，而中、轻级工作制吊车梁则可单侧设置或两侧错开设布置，而中、轻级工作制吊车梁则可单侧设置或两侧错开设置。置。 在焊接吊车梁中，横向加劲肋（含短加劲肋）不得与在

145、焊接吊车梁中，横向加劲肋（含短加劲肋）不得与受拉翼缘相焊，但可与受压翼缘焊接，如图受拉翼缘相焊，但可与受压翼缘焊接，如图5.6.1(i)5.6.1(i)，(j)(j)所示端加劲肋可与梁上下翼缘相焊，中间横向加劲肋的下端所示端加劲肋可与梁上下翼缘相焊，中间横向加劲肋的下端宜在宜在距受拉下翼缘距受拉下翼缘50100mm50100mm处断开处断开，其与腹板的连接焊缝不，其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时，不宜宜在肋下端起落弧。当吊车梁受拉翼缘与支撑相连时，不宜采用焊接连接。采用焊接连接。重级工作制吊车梁中，上翼缘与柱或制动桁架传递水平力重级工作制吊车梁中，上翼缘与柱或

146、制动桁架传递水平力的的连接连接宜采用宜采用高强度螺栓的磨擦型连接高强度螺栓的磨擦型连接，而上翼缘与制动，而上翼缘与制动梁的连接，可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。梁的连接，可采用高强度螺栓摩擦型连接或焊缝连接。吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变吊车梁端部与柱的连接构造应设法减少由于吊车梁弯曲变形而在连接处产生的附加应力。吊车梁的受拉翼缘边缘，形而在连接处产生的附加应力。吊车梁的受拉翼缘边缘，宜为轧制边或自动宜为轧制边或自动气割边气割边，当用手工气割或剪切机切割时，当用手工气割或剪切机切割时，应沿全长刨边。吊车梁的受拉翼缘上下不得焊接悬挂设备应沿全长刨边。吊车梁的受拉翼缘上下

147、不得焊接悬挂设备的零件，并不宜在该处打火或焊接夹具。的零件，并不宜在该处打火或焊接夹具。 例P8.6.5吊车梁与柱的连接吊车梁与柱的连接下翼缘与柱：一般采用下翼缘与柱：一般采用20M26的普通螺栓；的普通螺栓；上翼缘与柱的连接：应能传递支座处的水平反力，并采取上翼缘与柱的连接：应能传递支座处的水平反力，并采取措施减小对吊车梁的约束，宜采用大直径销钉措施减小对吊车梁的约束，宜采用大直径销钉本章主要教学内容小结1、掌握单层厂房钢结构的组成和布置。了解钢屋盖结构设计的无檩设计方案和有檩设计方案各自的特点。2、了解屋盖支撑体系是保证单层厂房整体刚度和稳定性的极重要的杆件体系，应掌握支撑体系的种类，作用

148、、布置要求，并能根据厂房的使用功能，平面尺寸正确布置屋盖支撑体系。3、掌握檩条的设计。檩条是在垂直于屋面坡度方向设置，在屋面荷载作用下是双向受弯构件，因此，檩条的强度、刚度和整体稳定验算都与双向弯曲梁相同，在沿屋面坡度方向，在两檩条之间设置的拉条提高了檩条的平面外强度、刚度及整体稳定承载力，所以设计檩条时应注意布置拉条。4、普通钢屋架设计，是本章的重点和难点，是将钢结构基本知识综合应用于设计的一个重要内容，应掌握以下几部分：（1）常用钢屋架各种形式的优缺点，适用范围。掌握主要尺寸（标志跨度，计算跨度、端部高度，跨中高度、杆件几何尺寸等）的确定及确定根据。（2）掌握荷载计算与荷载汇集，合杆件内力

149、计算和内力组合。（3）掌握各种构件、节点的计算。钢屋架的施工图的绘制。选择题题目：1.下列屋架中,只能与柱做成铰接的钢屋架形式为（）。A、梯形屋架B、平行弦屋架C、人字形屋架D、三角形屋架2.与无檩屋盖相比，下列（）不是有檩屋盖的特点。A、所用构件种类和数量多B、屋盖刚度大C、屋盖自重轻D、屋架布置灵活3.普通热轧型钢檩条不必计算（）。A、强度B、整体稳定性C、刚度D、局部稳定性4.在屋面重力荷载作用下，腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为（）。A、双向受弯构件B、双向压弯构件C、单向受弯构件D、单向压弯构件5.简支钢屋架上弦有节间荷载作用时,上弦杆为（）。A、拉弯构件B、轴心受压构件C、压弯

150、构件D、受弯构件6.通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为（）。A、0.8B、0.9C、1.0D、2.07.设计梯形屋架时，不仅考虑荷载全跨作用，还要考虑半跨荷载的作用，主要是考虑（）。A、下弦杆拉力增大B、上弦杆压力增大C、靠近支座处受拉斜杆变号D、跨中附近斜杆拉力变压力或杆力增加1说明钢屋盖横向水平支撑的作用。2说明钢屋架横向水平支撑的布置方法。3普通梯形钢屋架中腹杆的计算长度是如何确定的？4什么是有檩屋盖和无檩屋盖？各自的特点如何？5屋盖支撑有哪几种？6支撑体系在屋盖结构中的作用？7实腹式檩条应进行哪些验算？8.无节间荷载的上弦杆的合理截面形式如何？为什么？1答：横向水平支撑包括上弦

151、横向水平支撑和下弦横向水平支撑。其主要作用是：（1）横向水平支撑的杆件交点是不动点，这些不动点可起到屋架弦杆侧向支撑点的作用，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，使长细比减小，并提高受压弦杆的侧向稳定性；（2）水平荷载也能通过横向水平支撑，再通过纵向水平支撑、柱间支撑等传到基础；（3）横向水平支撑、屋架和垂直支撑可形成一个几何不可变的稳定体系，保证整个屋盖的空间整体性，提高空间刚度。2答：横向水平支撑一般设置在房屋两端或温度区段两端的第一个柱间，当厂房采用封闭结构时，第一个柱间距离往往小于标准柱距，这时则宜设在第二个柱间，屋架有天窗时，也宜设在第二个柱间，且横向水平支撑间距离不宜超过60米。当需要

152、设置下弦横向水平支撑时，它应和上弦横向水平支撑设在同一柱间。3答：普通钢屋架腹杆的计算长度l0，在屋架平面内为：对支座斜杆和支座竖杆l0=l；其他腹杆l0=0.8l。在屋架平面外l0=l，其中l为各杆件本身的几何长度（节点中心间距离）。4答：屋面材料采用大型屋面板时，屋面荷载通过大型屋面板直接传给屋架，这种屋盖体系称为无檩屋盖；当屋面材料采用轻型板材如石棉瓦、压型钢板等时，屋面荷载通过檩条传给屋架，这种体系为有檩屋盖。无檩屋盖特点：屋面刚度大，整体性好，施工方便，但屋盖自重大，不利于抗震，柱距受到限制。有檩屋盖特点：屋面材料自重轻，用料省，柱距不受限制，但屋面刚度差，需设置上弦支撑，构造比较复杂。5答：上弦横向支撑，下弦横向支撑，下弦纵向支撑，竖向支撑，系杆。6答：保证屋盖结构的空间几何稳定性和整体刚度，为屋架弦杆提供侧向支承点，承受并传递水平荷载，保证屋盖结构安装时的稳定与方便。7答：强度，按双向弯曲构件计算；刚度，由挠度控制；整体稳定；如果是焊接实腹截面还需保证局部稳定。8答：无节间荷载的上弦杆的合理截面形式为短边相并的两个不等边角钢。因为上弦杆在屋架平面内计算长度为节间长度，平面外计算长度为侧向支撑点之间的长度，后者约是前者的2到4倍，采用短边相并的两个不等边角钢，其平面外与平面内的回转半径约为2倍左右，这样使截面在平面内、平面外接近于等稳定，较为经济。结束结束