钢结构下单层厂房结构课件

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1、设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.1 7.1 厂房结构的形式和布置厂房结构的形式和布置 7.2 7.2 厂房结构的框架形厂房结构的框架形式式7.3 7.3 屋盖结构屋盖结构 7.4 7.4 框架框架柱设计特点柱设计特点7.5 7.5 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 7.6 7.6 吊车梁设计特吊车梁设计特点点7.7 7.7 墙架体系墙架体系1. 1. 熟悉单层厂房结构形式及布置，钢屋盖结构构造和设熟悉单层厂房结构形式及布置，钢屋盖结构构造和设计计算。计计算。2. 2. 了解轻型门式刚架的构造和设计。了解轻型

2、门式刚架的构造和设计。3. 3. 了解吊车梁的构造与设计。了解吊车梁的构造与设计。4. 4. 掌握框架柱的设计。掌握框架柱的设计。本章目录本章目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.17.1节节 厂房结构的形式和布置厂房结构的形式和布置1. 1. 厂房结构的组成厂房结构的组成2. 2. 厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤3. 3. 柱网和温度伸缩缝的布置柱网和温度伸缩缝的布置1.1.了解厂房结构的组成了解厂房结构的组成2.2.了解厂房的设计步骤及柱网伸缩缝的布置了解厂房的设计步骤及柱网伸缩缝的布置本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结

3、构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.1.1 7.1.1 厂房结构的组成厂房结构的组成(b)(b)有檩屋盖有檩屋盖屋架屋架柱间支撑柱间支撑檩条檩条拉条拉条上弦横向支撑上弦横向支撑柱间支撑柱间支撑图图7.1.1 厂房结构的组成厂房结构的组成垂直支撑垂直支撑大型屋面板大型屋面板柱间支撑柱间支撑上弦横向支撑上弦横向支撑天窗架天窗架屋架屋架(a)(a)无檩屋盖无檩屋盖设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构其构件按作用可分为：其构件按作用可分为： 横向框架横向框架 由柱和屋架组成由柱和屋架组成, ,是厂房的主要承重体系。是厂房的主要承重体系。 屋盖结构屋盖结构 承担屋盖荷载，包

4、括横向框架的横梁、托架、承担屋盖荷载，包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。中间屋架、天窗架、檩条等。 支撑体系支撑体系 包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，作用有包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，作用有二：承担纵向水平荷载；把主要承重体系连成空间的整体结二：承担纵向水平荷载；把主要承重体系连成空间的整体结构，保证厂房结构必需的刚度和稳定。构，保证厂房结构必需的刚度和稳定。 吊车梁和制动梁吊车梁和制动梁( (或制动桁架或制动桁架) )主要承受吊车竖向及水平主要承受吊车竖向及水平荷载。荷载。 墙架墙架 承受墙体的自重和风荷载。承受墙体的自重和风荷载。 次要的构件：梯子、走道、门窗等。在某

5、些厂房中，次要的构件：梯子、走道、门窗等。在某些厂房中，还有工作平台。还有工作平台。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.1.2 7.1.2 厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤 （1 1）规划厂房的建筑和结构）规划厂房的建筑和结构 （2 2）静力计算）静力计算 （3 3）构件及连接设计）构件及连接设计 （4 4）绘制施工图）绘制施工图7.1.3 7.1.3 柱网和温度伸缩缝的布置柱网和温度伸缩缝的布置7.1.3.1 7.1.3.1 柱网布置柱网布置 进行柱网布置时，应注意以下几方面的问题：进行柱网布置时，应注意以下几方面的问题： 满足生产工艺的要求满足生产工艺的要求

6、满足结构的要求满足结构的要求 尽可能将柱布置在同一的横向尽可能将柱布置在同一的横向轴线上。轴线上。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 符合经济合理的要求符合经济合理的要求 确定方案时应进行综合比确定方案时应进行综合比较。较。 符合柱距规定要求符合柱距规定要求 对厂房横向，当跨度对厂房横向，当跨度L18m时，其跨度宜采用时，其跨度宜采用3m的倍数；当厂房跨度的倍数；当厂房跨度L18m时，其时，其跨度宜采用跨度宜采用6m的倍数。对厂房纵向，以前基本柱距一般的倍数。对厂房纵向，以前基本柱距一般采用采用6m或或12m，现在采用压型钢板作屋面和墙面材料的，现在采用压型钢板作屋面和

7、墙面材料的厂房日益广泛，常以厂房日益广泛，常以18m甚至甚至24m作为基本柱距。多跨作为基本柱距。多跨厂房的中列柱，常因工艺要求需要厂房的中列柱，常因工艺要求需要“拔柱拔柱”。其柱距为。其柱距为基本柱距的倍数，最大可达基本柱距的倍数，最大可达48m。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 图图7.1.2 柱网布置和温度伸缩缝柱网布置和温度伸缩缝 (a) (a)各列柱距相等各列柱距相等(b)(b)中间柱有拔柱中间柱有拔柱asaaaccc计算单元计算单元2aacc计算单元计算单元aaaaaaaa插入距插入距(a)(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7

8、.1.3.2 7.1.3.2 温度伸缩缝温度伸缩缝 设置设置温度伸缩缝是温度伸缩缝是为了避免产生过大的温度变形和为了避免产生过大的温度变形和和和温度应力。温度应力。 在纵向，常采用温度伸缩缝将厂房分成伸缩时互不影在纵向，常采用温度伸缩缝将厂房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响的温度区段。按规范规定，当温度区段长度不超过表7.17.1时，可不计算温度应力。时，可不计算温度应力。表表7.1 7.1 温度区段长度值温度区段长度值120120露天结构露天结构125125100100180180热车间和采暖地区的非采暖房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋15015012012

9、0220220采暖房屋和非采暖地区的房屋采暖房屋和非采暖地区的房屋柱顶为铰接柱顶为铰接柱顶为刚接柱顶为刚接横向温度区段（沿屋架或构架跨度方向）横向温度区段（沿屋架或构架跨度方向）纵向温度区段纵向温度区段（垂直于屋架或构架跨度方向）（垂直于屋架或构架跨度方向）温度区段长度（温度区段长度（m m）结构情况结构情况设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 为节约钢材也可采用单柱温度伸缩缝，即在纵向构件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、吊车梁等如托架、吊车梁等) )支座处设置滑动支座，但构造复杂。支座处设置滑动支座，但构造复杂。 当厂房宽度较大时，也应该按规

10、范规定布置纵向温度伸当厂房宽度较大时，也应该按规范规定布置纵向温度伸缩缝。缩缝。 温度伸缩缝最普通的做法是设置双柱。即在缝的两旁布温度伸缩缝最普通的做法是设置双柱。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；在设备布置条件不允许时，可采用线和定位轴线重合；在设备布置条件不允许时，可采用“插插入距入距”的方式。的方式。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.27.2节节 厂房结构的框架形式厂房结构的框架形式1.1.横向框架主要尺寸和计算简图横向框架主要尺寸和计算简图2.2.横向框

11、架的荷载和内力横向框架的荷载和内力3.3.框架柱的类型框架柱的类型4.4.纵向框架的柱间支撑纵向框架的柱间支撑1.1.了解厂房框架柱的类型及柱间支撑了解厂房框架柱的类型及柱间支撑2.2.掌握横向框架的计算掌握横向框架的计算本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.1 7.2.1 横向框架主要尺寸和计算简图横向框架主要尺寸和计算简图7.2.1.1 7.2.1.1 主要尺寸主要尺寸 框架的主要尺寸见图框架的主要尺寸见图7.2.17.2.1。框架的跨度，一。框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的般取为上部柱中心线间的横向距离，可由下式定出：横向距

12、离，可由下式定出：桥式吊车的跨度；桥式吊车的跨度；式中式中图图7.2.1 横向框架的主要尺寸横向框架的主要尺寸h2h1h3H2HH1SL0Lx设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构D 车外缘和柱内边缘之间的车外缘和柱内边缘之间的必要空隙：当吊车起重量不大于必要空隙：当吊车起重量不大于500kN时，不宜小于时，不宜小于80mm；当；当吊车起重量大于或等于吊车起重量大于或等于750kN时，时，不宜小于不宜小于100mm；当在吊车和柱；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则之间需要设置安全走道时，则D不得小于不得小于400mm；S由吊车梁轴线至上段柱轴由吊车梁轴线至上段柱轴线的距

13、离，应满足下式要求线的距离，应满足下式要求B吊车桥架悬伸长度，可由吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；行车样本查得；图图7.2.2 柱与吊车梁轴线柱与吊车梁轴线 间的净距间的净距 L0Lxh1h2BSDb1b1/2设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构b1上段柱宽度。上段柱宽度。 S的取值：对于中型厂房一般采用的取值：对于中型厂房一般采用0.75m或或1m，重，重型厂房则为型厂房则为1.25m甚至达甚至达2.0m。 框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离: :式中式中: :h3地面至柱脚底面的距离。中型车间约为地面至柱脚底面的距离。中型车间约为

14、0.8-1.0，重，重型车间为型车间为1.01.2；h2地面至吊车轨顶的高度，由工艺要求定；地面至吊车轨顶的高度，由工艺要求定；设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构式中：式中： A为吊车轨道顶面至起重小车顶面之间的距离；为吊车轨道顶面至起重小车顶面之间的距离； 100mm是为制造、安装误差留出的空隙；是为制造、安装误差留出的空隙； (150200)mm则是考虑屋架的挠度和下弦水平支则是考虑屋架的挠度和下弦水平支撑角钢的下伸等所留的空隙。撑角钢的下伸等所留的空隙。 吊车梁的高度可按吊车梁的高度可按(1/51/12)选用，选用，L为吊车梁的为吊车梁的跨度，吊车轨道高度可根据吊

15、车起重量决定。跨度，吊车轨道高度可根据吊车起重量决定。h1吊车轨顶至屋架下弦底面的距离：吊车轨顶至屋架下弦底面的距离：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.1.2 7.2.1.2 计算简图计算简图 通常简化为平面框架计算。通常简化为平面框架计算。 框架计算单元应使纵向每列柱至少有一根柱参加框架计算单元应使纵向每列柱至少有一根柱参加框架工作，同时将受力最不利的柱划入计算单元中。框架工作，同时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厂房，只计算一个框架。对于各列柱距均相等的厂房，只计算一个框架。对有拔柱的计算单元，一般以最大柱距作为划分计算对有拔柱的计算单

16、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心线，也可以单元的标准，其界限可以采用柱距的中心线，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应计入柱的一半刚度，作用于该柱的荷载也只计入一半。半。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.2.3 横向框架的计算简图横向框架的计算简图 (a) (a)柱顶刚接柱顶刚接(b)(b)柱顶铰接柱顶铰接H1H2HL(a)H1H2HL1L2(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 对于由格构式横

17、梁和阶形柱对于由格构式横梁和阶形柱( (下部柱为格构柱下部柱为格构柱) )所组成所组成的横向框架，需要将惯性矩的横向框架，需要将惯性矩( (对高度有变化的桁架式横梁按对高度有变化的桁架式横梁按平均高度计算平均高度计算) )乘以折减系数乘以折减系数0.9简化成实腹式横梁和实腹简化成实腹式横梁和实腹式式柱。对柱顶刚接的横向框架，当满足下式的条件时，可近柱。对柱顶刚接的横向框架，当满足下式的条件时，可近似认为横梁刚度为无穷大：似认为横梁刚度为无穷大：式中式中横梁在远端固定使近端横梁在远端固定使近端A A点转动单位角时在点转动单位角时在A点所需施加的力矩值；点所需施加的力矩值；柱在柱在A A点转动单位

18、角时在点转动单位角时在A A点所需施加的力点所需施加的力矩值。矩值。 框架的计算跨度框架的计算跨度L( (或或L1、L2) )取为两上柱轴线之间的距取为两上柱轴线之间的距离。离。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 横向框架的横向框架的计算高度计算高度H：柱顶刚接时：柱顶刚接时, ,可取为柱脚底面至框架可取为柱脚底面至框架下弦轴线的距离下弦轴线的距离( (横梁假定为无限刚性横梁假定为无限刚性) )，或柱脚底面至横梁端，或柱脚底面至横梁端部形心的距离部形心的距离( (横梁为有限刚性横梁为有限刚性) )；柱顶铰接时，应取为柱脚底；柱顶铰接时，应取为柱脚底面至横梁主要支承节点

19、间距离。对阶形柱应以肩梁上表面作分面至横梁主要支承节点间距离。对阶形柱应以肩梁上表面作分界线将界线将H H划分为上部柱高度划分为上部柱高度H1和下部柱高度和下部柱高度H2。 图图7.2.4 横向框架的高度取值方法横向框架的高度取值方法H2HH1H2HH1H2HH1H2HH1长圆孔相连长圆孔相连(a)(b)(c)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.2 7.2.2 横向框架的荷载和内力横向框架的荷载和内力7.2.2.1 7.2.2.1 荷载荷载 作用在横向框架上的荷载有永久荷载、可变荷载、施工作用在横向框架上的荷载有永久荷载、可变荷载、施工荷载。荷载。 永久荷载

20、永久荷载：屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及：屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。可参考有关资料、表格、公式进行估计。设备管道等的自重。可参考有关资料、表格、公式进行估计。 可变荷载可变荷载：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载等。可由荷载规范和吊车规格查得。吊车荷载等。可由荷载规范和吊车规格查得。 施工荷载施工荷载：考虑在施工中采取临时性措施。：考虑在施工中采取临时性措施。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.2.2 7.2.2.2 内力组合分析内力组合分析 框架内力分析可按框架内力分析可按

21、结构力学结构力学的方法进行，也可利用的方法进行，也可利用计算计算图表图表或或计算机程序计算机程序。 对于单跨刚架，分别对于单跨刚架，分别以以荷载标准值荷载标准值分析以下工况分析以下工况： 永久荷载；永久荷载； 屋面活荷载；屋面活荷载； 左（或右）风荷载；左（或右）风荷载； 吊车左（或右）吊车左（或右） 刹车力；刹车力； 吊车小车靠近左（或右）时的重力。吊车小车靠近左（或右）时的重力。然后，按照承载能力极限状态或正常使用极限状态组合。然后，按照承载能力极限状态或正常使用极限状态组合。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构最不利的内力组合最不利的内力组合受弯构件最多只需四种内力

22、组合：受弯构件最多只需四种内力组合：: : : : : : :压弯构件最多只需四种内力组合：压弯构件最多只需四种内力组合：: : : : : : :设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组合。最不利组合可分为四组：合。最不利组合可分为四组： 使屋架下弦杆产生最大压力；使屋架下弦杆产生最大压力； 使屋架上弦杆产生最大压力，同时也使下弦杆产生最大使屋架上弦杆产生最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力；拉力； 使腹杆产生最大拉力使腹杆产生最大拉力 使腹杆产生最大压力使腹杆产生最大压力

23、 组合时考虑施工情况，只考虑屋面恒载所产生的支座端弯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。矩和水平力的不利作用，不考虑它的有利作用。(a)MHMH(c)MHMH(b)MHMH(d)MHMH图图7.2.5设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.3 7.2.3 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。式柱三大类。 等截面柱有实腹式和格构式两种等截面柱有实腹式和格构式两种, ,通常采用实腹式。通常采用实腹式。等截面柱将吊车梁支于牛腿上，

24、构造简单，但吊车竖向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荷载偏心大，只适用于吊车起重量Q150kN，或无吊，或无吊车且厂房高度较小的轻型厂房中。车且厂房高度较小的轻型厂房中。 阶形柱用钢量比等截面柱节省。也分为实腹式和格阶形柱用钢量比等截面柱节省。也分为实腹式和格构式两种。构式两种。 框架柱形式见图框架柱形式见图7.2.6 7.2.6 。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.2.6 框架柱的形式框架柱的形式 (a) (a)等截面实腹柱；等截面实腹柱；(b)(b)等截面格构柱；等截面格构柱； (c) (c)阶形实腹柱；阶形实腹

25、柱；(d)(d)阶形格构柱；阶形格构柱； (e) (e)双阶柱双阶柱;(f);(f)分离式柱分离式柱(a)H(b)H(c)室内地面标高室内地面标高柱底标高柱底标高(f)室内地面标高室内地面标高柱角底面标高柱角底面标高(e)H3H2H1(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 分离式柱：由支承屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车分离式柱：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。桁架的吊车肢所组成，两柱肢之间用水平板相连接。 屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载，按压弯构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

26、；吊车肢在框架平面内的稳定性依靠连在屋盖肢上的水件设计；吊车肢在框架平面内的稳定性依靠连在屋盖肢上的水平连系板保证。吊车肢仅承受吊车的竖向荷载，当吊车梁采用平连系板保证。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。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形柱多，且刚度较差，只宜用于吊车轨顶标高低于10m、且吊、且吊车起重量车起重量Q750kN，或者相邻两跨吊车

27、的轨顶标高相差很悬殊，或者相邻两跨吊车的轨顶标高相差很悬殊，而低跨吊车起重量而低跨吊车起重量Q500kN。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.4 7.2.4 纵向框架的柱间支撑纵向框架的柱间支撑7.2.4.1 7.2.4.1 柱间支撑的作用和布置柱间支撑的作用和布置 柱间支撑的作用为：柱间支撑的作用为： 组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度； 承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并

28、传至基础。并传至基础。 可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框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。架平面外的计算长度。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为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、吊车梁在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵与柱、吊车梁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，下层支撑应该向构件在温度发生变化时能较自由地伸缩，下层支撑应该设在

29、温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很设在温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很短短( (如混铁炉车间如混铁炉车间) )时，下层支撑设在两端才是合理的。时，下层支撑设在两端才是合理的。 当温度区段小于当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支时，在它的中央设置一道下层支撑撑图图7.2.7 (a) ；如果温度区段长度超过；如果温度区段长度超过90m，则在它的，则在它的1/3点处各设一道支撑点处各设一道支撑图图7.2.7 (b) 。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.2.7 柱间支撑的布置柱间支撑的布置(b)(a)设计设计钢结构钢结构第七章第七章

30、 单层厂房结构单层厂房结构 上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度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。第二层在屋架下弦至吊车梁范围内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。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。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部。此外，在有下层支撑处也应设置上层支撑。上层柱间支此外，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侧设置，只有在无人孔而柱截面高度不大撑宜在柱的两侧设置，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情况下才可沿柱中心设置一

31、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的两个肢的平面内成对设置；与外墙墙架有联系的边列柱可仅设在内侧，但重级工作制吊车的厂房外侧也同样柱可仅设在内侧，但重级工作制吊车的厂房外侧也同样设置支撑。设置支撑。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.2.4.2 7.2.4.2 柱间支撑的形式和组成柱间支撑的形式和组成 柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、门架式等，如图门架式等，如图7.2.87.2.8 。 图图7.2.8 柱间支撑的形式柱间支撑的形式(a)(b)(c)(d)(e)设计设计钢结构钢结

32、构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 上层柱间支撑承受端墙传来的风力；下层柱间支撑除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。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，则全部纵向水平荷载撑时，则全部纵向水平荷载( (包括风力包括风力) )由该柱列所有支撑由该柱列所有支撑 十字交叉支撑使用最为普遍，其斜杆倾角宜为十字交叉支撑使用最为普遍，其斜杆倾角宜为4545。左右。左右。上层支撑在柱间距大时可改用斜撑杆；下层支撑高而不宽上层

33、支撑在柱间距大时可改用斜撑杆；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。开间。 当柱间距较大或十字撑妨碍生产空间时，可采用门架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。式支撑。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构共同承受。当在柱的两个肢的平面内成对设置时，在吊车共同承受。当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，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；靠还承受与屋盖肢下层支

34、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，只承受端墙传来的风力墙的外肢平面内设置的下层支撑，只承受端墙传来的风力与吊车肢下层支撑按轴线距离分配受力。与吊车肢下层支撑按轴线距离分配受力。 交叉杆、上层斜撑杆、门形交叉杆、上层斜撑杆、门形下层支撑下层支撑的主要杆件一般的主要杆件一般按柔性杆按柔性杆( (拉杆拉杆) )设计设计，交叉杆趋向于受压的杆件不参与工，交叉杆趋向于受压的杆件不参与工作，其他的非交叉杆以及水平横杆按压杆设计。某些重型作，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，往往交叉杆的两车间，对下层柱间支撑的刚度要求较高，往往交叉杆

35、的两杆均按压杆设计。杆均按压杆设计。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.37.3节节 屋盖结构屋盖结构1.1.屋盖结构的形式屋盖结构的形式2.2.屋盖支撑屋盖支撑3.3.简支屋架设计简支屋架设计4.4.刚接屋架（框架横梁）设计特点刚接屋架（框架横梁）设计特点1.1.了解屋盖的形式和支撑了解屋盖的形式和支撑2.2.掌握简支屋架的设计掌握简支屋架的设计本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.1 7.3.1 屋盖的结构形式屋盖的结构形式7.3.1.1 7.3.1.1 屋盖结构体系屋盖结构体系(1)(1)无檩屋盖无

36、檩屋盖 无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天窗架上。屋面，将屋面板直接放在屋架或天窗架上。 预应力混凝土大型屋面板的跨度通常采用预应力混凝土大型屋面板的跨度通常采用6m，有条，有条件时也可采用件时也可采用12m。当柱距大于所采用的屋面板跨度时，。当柱距大于所采用的屋面板跨度时，可采用托架可采用托架( (或托梁或托梁) )来支承中间屋架。来支承中间屋架。 采用无檩屋盖的厂房，屋面刚度大，耐久性也高。采用无檩屋盖的厂房，屋面刚度大，耐久性也高。由于大型屋面板与屋架上弦杆的焊接常常得不到保证，只由于大型屋面板与屋架上弦

37、杆的焊接常常得不到保证，只能有限地考虑它的空间作用，屋盖支撑不能取消。能有限地考虑它的空间作用，屋盖支撑不能取消。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(2)(2)有檩屋盖有檩屋盖 有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况。如压型钢板有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况。如压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。 对石棉瓦和瓦楞铁皮屋面，屋架间距通常为对石棉瓦和瓦楞铁皮屋面，屋架间距通常为6m；当柱距大于或等于当柱距大于或等于12m时时, ,则用托架支承中间屋架。对则用托架支承中间屋架。对于压型钢板和压型铝合金板屋面、屋架间距常大于或等于压型钢板

38、和压型铝合金板屋面、屋架间距常大于或等于于12m，当屋架间距为，当屋架间距为1218m时，宜将檩条直接支时，宜将檩条直接支承于钢屋架上；当屋架间距大于承于钢屋架上；当屋架间距大于18m时时, ,以纵横方向的以纵横方向的次桁架次桁架( (或梁或梁) )来支承檩条较为合适。来支承檩条较为合适。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.1.2 7.3.1.2 屋架的形式屋架的形式 屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。 屋架的外形首先取决于建筑物的用途，其次应考虑用料屋架的外形首先取决于建筑物的用途，其次应考虑用料经

39、济施工方便、与其他构件的连接以及结构的刚度等问题。经济施工方便、与其他构件的连接以及结构的刚度等问题。此外，还取决于屋面材料要求的排水坡度。此外，还取决于屋面材料要求的排水坡度。 在制造简单的条件下，在制造简单的条件下，桁架外形应尽可能与其弯矩图接桁架外形应尽可能与其弯矩图接近近，这样能使弦杆受力均匀，腹杆受力较小。腹杆的布置应，这样能使弦杆受力均匀，腹杆受力较小。腹杆的布置应使内力分布趋于合理，尽量用长杆受拉、短杆受压，腹杆的使内力分布趋于合理，尽量用长杆受拉、短杆受压，腹杆的数目宜少，总长度要短，斜腹杆的倾角一般在数目宜少，总长度要短，斜腹杆的倾角一般在30。60。之之间，腹杆布置时应注意

40、使荷载都作用在桁架的节点上间，腹杆布置时应注意使荷载都作用在桁架的节点上( (石棉石棉瓦等轻屋面的屋架除外瓦等轻屋面的屋架除外) )，避免由于节间荷载而使弦杆承受，避免由于节间荷载而使弦杆承受局部弯矩，节点构造要求简单合理，便于制造。局部弯矩，节点构造要求简单合理，便于制造。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构三角形桁架三角形桁架 用于陡坡屋面用于陡坡屋面( (i1 13)3)的有檩屋盖体系的有檩屋盖体系 特点：通常与柱子只能铰接，房屋的整体横向刚度较特点：通常与柱子只能铰接，房屋的整体横向刚度较低；对简支屋架来说，外形与荷载作用下的弯矩图相差悬殊，低；对简支屋架来说，外

41、形与荷载作用下的弯矩图相差悬殊，致使这种屋架弦杆受力不均，支座处内力较大，跨中内力较致使这种屋架弦杆受力不均，支座处内力较大，跨中内力较小，弦杆的截面不能充分发挥作用；支座处上、下弦杆交角小，弦杆的截面不能充分发挥作用；支座处上、下弦杆交角过小内力较大，使支座节点构造复杂。过小内力较大，使支座节点构造复杂。三角形屋架的腹杆布置常用的几种形式三角形屋架的腹杆布置常用的几种形式: :图图7.3.1 三角形屋架的形式三角形屋架的形式(a)(c)(b)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构梯形屋架梯形屋架 用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系

42、特点：特点：它与简支受弯构件的弯矩图形比较接近，弦杆受它与简支受弯构件的弯矩图形比较接近，弦杆受力较为均匀。梯形屋架与柱的连接可以做成铰接也可以做成刚力较为均匀。梯形屋架与柱的连接可以做成铰接也可以做成刚接。刚性连接可提高建筑物的横向刚度。接。刚性连接可提高建筑物的横向刚度。 梯形屋架的腹杆体系可采用单斜式、人字式和再分式。一梯形屋架的腹杆体系可采用单斜式、人字式和再分式。一般情况下，与柱刚接的屋架宜采用下承式；与柱铰接时则采用般情况下，与柱刚接的屋架宜采用下承式；与柱铰接时则采用上承式下承式均可。上承式下承式均可。图图7.3.2 梯形屋架梯形屋架3000300030001500(a)(b)(

43、c)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 人字形屋架人字形屋架, ,上、下弦可以平行上、下弦可以平行; ;也可以有不同坡度也可以有不同坡度, ,或者或者下弦有一水平段。如图下弦有一水平段。如图7.3.3所示。坡度常为所示。坡度常为1/201/10，屋架，屋架中部高度一般为中部高度一般为2.02.5m，跨度大于，跨度大于36m时可取较大高度，时可取较大高度，但不宜超过但不宜超过3m。端部高度一般为跨度的。端部高度一般为跨度的1/181/12。图图7.3.3 人字形屋架和平行弦桁架人字形屋架和平行弦桁架(a)(c)(b)(d)(e)(f)(g)设计设计钢结构钢结构第七章

44、第七章 单层厂房结构单层厂房结构 平行弦桁架在构造方面有突出的优点，弦杆及腹杆分平行弦桁架在构造方面有突出的优点，弦杆及腹杆分别等长、节点形式相同、能保证桁架的杆件重复率最大，别等长、节点形式相同、能保证桁架的杆件重复率最大，且可使节点构造形式统一，便于制作工业化。且可使节点构造形式统一，便于制作工业化。 平行弦桁架还可用于单坡屋架、吊车制动桁架、栈桥平行弦桁架还可用于单坡屋架、吊车制动桁架、栈桥和支撑构件等。腹杆布置通常采用人字式，用作支撑桁架和支撑构件等。腹杆布置通常采用人字式，用作支撑桁架时腹杆常采用交叉式。时腹杆常采用交叉式。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7

45、.3.1.3 7.3.1.3 托架、天窗架的形式托架、天窗架的形式 支承中间屋架的桁架称为托架。支承中间屋架的桁架称为托架。 托架一般采用平行弦桁架，腹杆采用带竖杆的人字形体托架一般采用平行弦桁架，腹杆采用带竖杆的人字形体系。直接支承于钢筋混凝土柱上的托架常用下承式，支于钢系。直接支承于钢筋混凝土柱上的托架常用下承式，支于钢柱上的托架常用上承式。柱上的托架常用上承式。 托架高度应根据所支承的屋架端部高度、刚度要求、经托架高度应根据所支承的屋架端部高度、刚度要求、经济要求以及有利于节点构造的原则来决定。一般取跨度的济要求以及有利于节点构造的原则来决定。一般取跨度的1/51/51/101/10，托

46、架的节间长度一般为，托架的节间长度一般为2m或或3m。 当托架跨度大于当托架跨度大于18m时，可做成双壁式，此时，上下弦时，可做成双壁式，此时，上下弦杆采用平放的杆采用平放的H H型钢型钢, ,以满足平面外刚度要求。托架与柱的连以满足平面外刚度要求。托架与柱的连接通常做成铰接，屋架与托架的连接宜采用铰支的平接。接通常做成铰接，屋架与托架的连接宜采用铰支的平接。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.3.4 托架形式托架形式 (a) (a)上承式托架；上承式托架；(b)(b)下承式托架；下承式托架； (c) (c)双壁式桁架截面；双壁式桁架截面；(d)(d)单壁式桁架截

47、面；单壁式桁架截面；n3000n3000n3000n3000n3000n3000n3000n3000n30003200032000n3000(a)(b)(c)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 厂房中天窗的形式可分为纵向天窗、横向天窗和井式天窗等。厂房中天窗的形式可分为纵向天窗、横向天窗和井式天窗等。 纵向天窗的天窗架形式一般有竖杆式、三角拱式和三支点式。纵向天窗的天窗架形式一般有竖杆式、三角拱式和三支点式。见图见图7.3.5 。图图7.3.5 天窗架形式天窗架形式(a)(c)90009000600012000(b)600060009000设计设计钢结构钢结构第七

48、章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.2 7.3.2 屋盖支撑屋盖支撑 为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。屋架间设置支撑系统。(1)(1)支撑的作用支撑的作用 保证结构的空间整体作用；保证结构的空间整体作用； 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动；避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动； 承担和传递水平荷载承担和传递水平荷载( (如风荷载、悬挂吊车水平如风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载等荷载和地震荷载等) )； 保证结构安装时的稳定与方便保证结构安装时的稳定与方便 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结

49、构单层厂房结构 图图7.3.6 屋盖支撑作用示意图屋盖支撑作用示意图(a)檩条或檩条或屋面板屋面板屋架屋架下弦横向水平支撑下弦横向水平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(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(2)(2)支撑的布置支撑的布置 图图7.3.7 有檩屋盖的支撑布置有檩屋盖的支撑布置 (a) (a)屋架间距为屋架间距为6m6m时；时；(b)(b)屋架间距为屋架间距为12m12m时；时；7008006000屋架上弦平面屋架上弦平面横向水平支撑横向水平支撑1160m60m檩条檩条屋架下弦平面屋架下弦平面垂直支撑垂直支撑系杆系杆1-1(a)纵向水平

50、支撑纵向水平支撑12000300060002260m60m垂直支撑垂直支撑檩条檩条隔撑隔撑2-2(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 图图7.3.8 无檩屋盖的支撑布置无檩屋盖的支撑布置 (a) (a)屋架间距为屋架间距为6m6m无天窗架的屋盖支撑布置时；无天窗架的屋盖支撑布置时；(b)(b)天窗未到尽端的屋盖支撑布置；天窗未到尽端的屋盖支撑布置；6000屋架上弦平面屋架上弦平面1212屋架下弦平面屋架下弦平面1-12-2(a)6000屋架上弦平面屋架上弦平面33屋架下弦平面屋架下弦平面天窗架上弦平面天窗架上弦平面3-3(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂

51、房结构单层厂房结构 屋盖支撑系统可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、屋盖支撑系统可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。垂直支撑和系杆。 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 设置在屋架上弦和天窗架上弦，一般在房屋两端或纵向设置在屋架上弦和天窗架上弦，一般在房屋两端或纵向温度区段两端。有时在山墙承重，或设有纵向天窗但此天窗温度区段两端。有时在山墙承重，或设有纵向天窗但此天窗又未到温度区段尽端而退一个柱间断开时，为了与天窗支撑又未到温度区段尽端而退一个柱间断开时，为了与天窗支撑配合，可将屋架的横向水平支撑布置在第二个柱间，但在第配合，可将屋架的横向水平支撑布置在第二个柱间，但在第一个柱间

52、要设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。两一个柱间要设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。两道横向水平支撑间的距离不宜大于道横向水平支撑间的距离不宜大于60m，当温度区段长度较，当温度区段长度较大时，尚应在中部增设支撑，以符合此要求。大时，尚应在中部增设支撑，以符合此要求。 当屋架间距当屋架间距12m时，上弦水平支撑还应予以加强时，上弦水平支撑还应予以加强, ,以保以保证屋盖的刚度。证屋盖的刚度。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 当屋架间距当屋架间距12m时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑, ,但当

53、屋架跨度比较小但当屋架跨度比较小( (L18m) )又无吊车或其他振动设备时又无吊车或其他振动设备时, ,可可不设下弦横向水平支撑。不设下弦横向水平支撑。 当屋架间距当屋架间距12m时时, ,由于在屋架下弦设置支撑不便，可不由于在屋架下弦设置支撑不便，可不必设置下弦横向水平支撑，但上弦支撑应适当加强必设置下弦横向水平支撑，但上弦支撑应适当加强, ,并应用隅并应用隅撑或系杆对屋梁下弦侧向加以支承。撑或系杆对屋梁下弦侧向加以支承。 屋架间距屋架间距18m时时, ,如果仍采用上述方案则檩条跨度过大如果仍采用上述方案则檩条跨度过大, ,此时宜设置纵向次桁架此时宜设置纵向次桁架, ,使主桁架使主桁架(

54、(屋架屋架) )与与次桁架组成纵横桁次桁架组成纵横桁架体系架体系,次桁架间再设置檩条或设置横梁及檩条，同时，次桁架次桁架间再设置檩条或设置横梁及檩条，同时，次桁架还对屋架下弦平面外提供支承。还对屋架下弦平面外提供支承。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构纵向水平支撑纵向水平支撑 当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支承中间屋架的托架为保证托架的侧向稳定时，或设有重级或承中间屋架的托架为保证托架的侧向稳定时，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车、壁行吊车或有锻锤等较大振大吨位的中级工作制桥式吊车、壁行吊车或有锻锤等

55、较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。纵动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。纵向水平支撑和横向水平支撑形成封闭体系将大大提高房屋的向水平支撑和横向水平支撑形成封闭体系将大大提高房屋的纵向刚度。纵向刚度。 屋架间距屋架间距12m时，纵向水平支撑通常布置在屋架下弦时，纵向水平支撑通常布置在屋架下弦平面，但三角形屋架及端斜杆为下降式支座设在上弦处的梯平面，但三角形屋架及端斜杆为下降式支座设在上弦处的梯形屋架和人字形屋架，也可以布置在上弦平面内。形屋架和人字形屋架，也可以布置在上弦平面内。 屋架间距屋架间距12m时，纵向水平支撑宜布置在屋架的上弦平时，纵向水平支撑宜布置

56、在屋架的上弦平面内。面内。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构垂直支撑垂直支撑( (图图7.3.9)7.3.9) 无论有檩屋盖或无檩屋盖，通常均应设置垂宜支撑。屋无论有檩屋盖或无檩屋盖，通常均应设置垂宜支撑。屋架的垂宜支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。架的垂宜支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。 对三角形屋架的垂直支撑，当屋架跨度对三角形屋架的垂直支撑，当屋架跨度18m时，可仅在时，可仅在跨度中央设置一道；当跨度跨度中央设置一道；当跨度18m时，宜设置两道时，宜设置两道( (在跨度在跨度1/3左右处各一道左右处各一道) )。 对梯形屋架、人字形屋架或其

57、他端部有一定高度的多边对梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多边形屋架，必须在屋架端部设置垂宜支撑，此外尚应按下列条形屋架，必须在屋架端部设置垂宜支撑，此外尚应按下列条件设置中部的垂宜支撑：当屋架跨度件设置中部的垂宜支撑：当屋架跨度30m时，可仅在屋架跨时，可仅在屋架跨中布置一道垂直支撑，当跨度中布置一道垂直支撑，当跨度30m时，则应在跨度时，则应在跨度l/3l/3左右左右的竖杆平面内各设一道垂直支撑；当有天窗时，宜设置在天的竖杆平面内各设一道垂直支撑；当有天窗时，宜设置在天窗侧腿的下面。若屋架端部有托架时，就用托架等代替，不窗侧腿的下面。若屋架端部有托架时，就用托架等代替，不另设端部垂

58、直支撑。另设端部垂直支撑。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 对多竖杆和三支点式天窗架，当其宽度对多竖杆和三支点式天窗架，当其宽度12m时，尚应在时，尚应在中央竖杆平面内增设一道。中央竖杆平面内增设一道。 图图7.3.9 垂直支撑的布置和形式垂直支撑的布置和形式6000L30m(a)L30mL12m(b)L18m(c)L18m(d)60003600(e)24003600(g)60002400(f)1200024003600(h)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 作用作用：为了支持未连支撑的平面屋架和天窗架，保证其稳：为了支持未连支撑的平面屋架和

59、天窗架，保证其稳定和传递水平力。定和传递水平力。 布置原则布置原则：屋架上弦平面内，对无檩体系，在屋脊处和屋：屋架上弦平面内，对无檩体系，在屋脊处和屋架端部处；对有檩体系，在纵向天窗下的屋脊处。架端部处；对有檩体系，在纵向天窗下的屋脊处。 屋架下弦平面内，当屋架间距为屋架下弦平面内，当屋架间距为6m时，应在屋架端部处、时，应在屋架端部处、下弦杆有弯拆处、与柱刚接的屋架下弦端节间受压但未设纵向下弦杆有弯拆处、与柱刚接的屋架下弦端节间受压但未设纵向水平支撑的节点处、跨度水平支撑的节点处、跨度18m的芬克式屋架的主斜杆与下弦的芬克式屋架的主斜杆与下弦相交的节点处等部位设置。相交的节点处等部位设置。

60、系杆系杆设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 设计：设计：设计时分为设计时分为刚性系杆刚性系杆( (既能受拉又能受压既能受拉又能受压) )和柔性系和柔性系杆杆( (只能受拉只能受拉) ) 。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦脊节。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用点处的系杆均宜用刚性系杆刚性系杆，当横向水平支撑设置在房屋温度，当横向水平支撑设置在房屋温度区段端部第二个柱间时，第一个柱间的所有系杆均为刚性系杆，区段端部第二个柱间时，第一个柱间的所有系杆均为刚性系杆，其他情况的系杆可用其他情况的系杆可用柔性系杆柔性系杆。 当屋架间距当屋架间距12m时，将水

61、平支撑全部布置在上弦平面内并时，将水平支撑全部布置在上弦平面内并利用檩条作为支撑体系的压杆和系杆，而作为下弦侧向支承的利用檩条作为支撑体系的压杆和系杆，而作为下弦侧向支承的系杆可用支于檩条的隅撑代替。系杆可用支于檩条的隅撑代替。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构（3）支撑杆件的计算）支撑杆件的计算 支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计；非交叉斜支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计；非交叉斜杆、弦杆、横杆以及刚性系杆按照压杆设计。杆、弦杆、横杆以及刚性系杆按照压杆设计。 对于如图对于如图7.3.107.3.10所示的支撑桁架，通常将斜腹杆视为柔所示的支撑桁架，通常将斜

62、腹杆视为柔性杆件，只能受拉，不能受压。因而性杆件，只能受拉，不能受压。因而, ,受压杆件退出工作受压杆件退出工作, ,如如图图7.3.107.3.10中虚线所示，每节间只有受拉的斜腹杆参与工作。中虚线所示，每节间只有受拉的斜腹杆参与工作。图图7.3.10 支撑桁架杆件的内力计算简图支撑桁架杆件的内力计算简图W/2W W W W W W W W/2W/2WWWWWW/2(a)(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.3 7.3.3 简支屋架设计简支屋架设计7.3.3.1 7.3.3.1 屋架的内力分析屋架的内力分析(1)(1)基本假定基本假定 假定节点处的所有杆件轴

63、线在同一平面内相交于一假定节点处的所有杆件轴线在同一平面内相交于一点点(节点中心节点中心)，而且各节点均为理想铰接。荷载集中作，而且各节点均为理想铰接。荷载集中作用于节点用于节点(屋架作用有节间荷载时，可将其分配到相邻屋架作用有节间荷载时，可将其分配到相邻的两个节点的两个节点)。即。即简化为桁架简化为桁架。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构（2)2)局部弯矩的处理方法局部弯矩的处理方法 节间荷载引起的局部弯矩，一般采用简化计算。节间荷载引起的局部弯矩，一般采用简化计算。 当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部弯矩可当屋架上弦杆有节间荷载作用时，上弦杆的局部弯矩可近似

64、地采用：端节间的正弯矩取近似地采用：端节间的正弯矩取0.8M0, ,其他节间的正弯矩和其他节间的正弯矩和节点负弯短节点负弯短( (包括屋脊节点包括屋脊节点) )取取0.6M0，M0为将相应弦杆节间作为将相应弦杆节间作为单跨简支梁求得的最大弯矩。为单跨简支梁求得的最大弯矩。图图7.3.11 局部弯矩作用的计算简图局部弯矩作用的计算简图0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(3) (3) 荷载组合荷载组合 与柱铰接的屋架应考虑下列荷载作用情况：与柱铰接的屋架应考虑下列荷载作用情况： 第一是第一是全跨

65、荷载全跨荷载：所有屋架都应进行全跨满载时的内力计：所有屋架都应进行全跨满载时的内力计算。即全跨永久荷载算。即全跨永久荷载+ +全跨屋面活荷载或雪荷载全跨屋面活荷载或雪荷载( (取两者的较大取两者的较大值值)+)+全跨积灰荷载全跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。有纵向天窗时，应分别计算悬挂吊车荷载。有纵向天窗时，应分别计算中间天窗处和天窗端壁处的屋架杆件内力。中间天窗处和天窗端壁处的屋架杆件内力。 第二是第二是半跨荷载：半跨荷载：全跨永久荷载全跨永久荷载+ +半跨屋面活荷载半跨屋面活荷载( (或半跨或半跨雪荷载雪荷载)+)+半跨积灰荷载半跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。采用大型混凝土屋面板悬挂吊车荷载

66、。采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑安装时可能的半跨荷载：屋架及天窗架的屋架，尚应考虑安装时可能的半跨荷载：屋架及天窗架( (包括包括支撑支撑) )自重自重+ +半跨屋面板重半跨屋面板重+ +半跨屋面活荷载。采用半跨荷载是考半跨屋面活荷载。采用半跨荷载是考虑到有可能会引起腹杆内力虑到有可能会引起腹杆内力“变号变号”。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 第三是对轻质屋面材料的屋架，一般应考虑负风压的影第三是对轻质屋面材料的屋架，一般应考虑负风压的影响。即当屋面永久荷载响。即当屋面永久荷载( (荷载分项系数取为荷载分项系数取为1.0) )小于负风压小于负风压( (荷载分项

67、系数取为荷载分项系数取为1.4) )时，屋架的受拉杆件在永久荷载与风时，屋架的受拉杆件在永久荷载与风荷载联合作用下可能受压。求其内力时，可假定屋架两端支荷载联合作用下可能受压。求其内力时，可假定屋架两端支座的水平反力相等。一般的做法是：只要负风压的竖向分力座的水平反力相等。一般的做法是：只要负风压的竖向分力大于永久荷载，即认为屋架的拉杆将反号变为压杆，但此压大于永久荷载，即认为屋架的拉杆将反号变为压杆，但此压力不大，将其长细比控制不超过力不大，将其长细比控制不超过250即可，不必计算风荷载作即可，不必计算风荷载作用下的内力。用下的内力。 第四是轻屋面的厂房第四是轻屋面的厂房, ,当吊车起重量较

68、大当吊车起重量较大(Q300kN)应考应考虑按框架分析求得的柱顶水平力是否会使弦内力增加或引起虑按框架分析求得的柱顶水平力是否会使弦内力增加或引起下弦内力变号。下弦内力变号。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.3.2 7.3.3.2 杆件的计算长度和容许长细比杆件的计算长度和容许长细比(1)(1)杆件的计算长度杆件的计算长度 桁架平面内桁架平面内 弦杆、支座斜杆和支座竖杆取弦杆、支座斜杆和支座竖杆取 ；其他受压腹杆，；其他受压腹杆，取取 。桁架平面外桁架平面外 原则上，屋架弦杆在平面外的计算长度，应取侧向原则上，屋架弦杆在平面外的计算长度，应取侧向支承点间的距离。

69、支承点间的距离。 上弦：有檩屋盖中，通常上弦：有檩屋盖中，通常, ,檩条可视为屋架弦杆的支檩条可视为屋架弦杆的支撑点。在无檩屋盖中，大型屋面板能起一定的支撑作用，撑点。在无檩屋盖中，大型屋面板能起一定的支撑作用，一般取一般取2块屋面板的宽度，但不大于块屋面板的宽度，但不大于3.0m。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 下弦：视有无纵向水平支撑，取纵向水平支撑节点与下弦：视有无纵向水平支撑，取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆间的距离。系杆或系杆与系杆间的距离。 腹杆：因节点在桁架平面外的刚度很小，对杆件没有腹杆：因节点在桁架平面外的刚度很小，对杆件没有什么嵌固作用，故所

70、有腹杆均取什么嵌固作用，故所有腹杆均取 。斜平面斜平面 支座斜杆和支座竖杆取支座斜杆和支座竖杆取 ，其他取，其他取 。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.3.12 桁架弦杆的计算长度桁架弦杆的计算长度 (a (a）桁架杆件在桁架平面内的计算长度；）桁架杆件在桁架平面内的计算长度； (b) (b) 桁架杆件在桁架平面外的计算长度；桁架杆件在桁架平面外的计算长度；lox=llox=llox=0.8l(a)l2l1(b)图图7.3.13 侧向支撑点间压力有侧向支撑点间压力有 变化的弦杆平面外计算长度变化的弦杆平面外计算长度N2N1l1图图7.3.14 压力有变化的受压腹

71、杆压力有变化的受压腹杆 平面外计算长度平面外计算长度(a)N2N1l1(b)N2N1l1设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构其他其他 如桁架受压弦杆侧向支承点间的距离为两倍节间长度，如桁架受压弦杆侧向支承点间的距离为两倍节间长度，且两节间弦杆内力不等时，该弦杆在桁架平面外的计算长度且两节间弦杆内力不等时，该弦杆在桁架平面外的计算长度按下式计算：按下式计算： 但不小于但不小于0.5l1式中式中: :较大的压力，计算时取正值；较大的压力，计算时取正值；较小的压力或拉力，计算时压力取较小的压力或拉力，计算时压力取正值，拉力取负值。正值，拉力取负值。 桁架再分式腹杆体系的受压主斜

72、杆桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆 见图见图7.3.14(a) 7.3.14(a) ，在桁架平面外的计算长度也按上式确定在桁架平面外的计算长度也按上式确定( (受拉主斜杆仍取受拉主斜杆仍取l1););在桁架平面内的计算长度则采用节点中心间距离。在桁架平面内的计算长度则采用节点中心间距离。 (2)(2)杆件的容许长细比杆件的容许长细比 具体规定见轴心受力构件一章。具体规定见轴心受力构件一章。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.3.3 7.3.3.3 杆件的截面形式杆件的截面形式 原则上应考虑构造简单、施工方便、易于连接，取材容易等要原则上应考虑构造简单、施工方便、易于

73、连接，取材容易等要求。对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相近的稳定性。求。对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相近的稳定性。 (1)(1)单壁式屋架杆件的截面形式单壁式屋架杆件的截面形式 通常采用由两个角钢组成的通常采用由两个角钢组成的T形截面或十字形截面。受力较小形截面或十字形截面。受力较小的次要杆件可采用单角钢。如今，很多情况可用的次要杆件可采用单角钢。如今，很多情况可用H H型钢剖开而成的型钢剖开而成的T型钢来代替双角钢组成的型钢来代替双角钢组成的T T形截面。形截面。图图7.3.15 单壁式屋架杆件角钢截面单壁式屋架杆件角钢截面xxyyxxyyxxyyxxyyxxyyxxyyxxyy

74、xxyyly=（1.351.5）lxly=（2.62.9）lxly=（0.750.9）lxly=（1.82.1）lxly=（0.821.4）lxly=（0.450.79）lx(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(2)(2)双壁式屋架杆件的截面形式双壁式屋架杆件的截面形式 屋架跨度较大时，弦杆等杆件较长，单榀屋架的横向刚屋架跨度较大时，弦杆等杆件较长，单榀屋架的横向刚度比较低。为保证安装时屋架的侧向刚度度比较低。为保证安装时屋架的侧向刚度, ,对跨度对跨度42m的屋的屋架宜设计成双壁式。其中由双角钢组成的双壁式截面可用于架宜设

75、计成双壁式。其中由双角钢组成的双壁式截面可用于弦杆和腹杆，横放的弦杆和腹杆，横放的H H型钢可用于大跨度重型双壁式屋架的型钢可用于大跨度重型双壁式屋架的弦杆和腹杆。弦杆和腹杆。图图7.3.16 双壁式屋架杆件的截面双壁式屋架杆件的截面(a)(b)(c)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 (3) (3)双角钢杆件的填板双角钢杆件的填板 双角钢组成双角钢组成T T形或十字形截面，杆件形或十字形截面，杆件按实腹式杆件计算按实腹式杆件计算。 为了保证两个角钢共同工作，必须每隔一定距离在两个为了保证两个角钢共同工作，必须每隔一定距离在两个角钢间加设填板，使它们之间有可靠连接。角钢

76、间加设填板，使它们之间有可靠连接。 图图7.3.17 桁架杆件中的填板桁架杆件中的填板(a)l1l11150801520l1l1111015(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 填板的宽度：一般取填板的宽度：一般取5080mm；填板的长度：对；填板的长度：对T形截形截面应比角钢肢伸出面应比角钢肢伸出1020mm，对十字形截面则从角钢肢尖缩，对十字形截面则从角钢肢尖缩进进1015mm，以便于施焊。填板的厚度与桁架节点板相同。，以便于施焊。填板的厚度与桁架节点板相同。 填板的间距：对压杆填板的间距：对压杆l140i1，拉杆，拉杆l180i1，在，在T T形截面中，形截面

77、中，i1为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形截面中，截面中，i1为一个角钢的最小回转半径，填板应沿两个方向交为一个角钢的最小回转半径，填板应沿两个方向交错放置。在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两错放置。在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。块填板。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.3.4 7.3.3.4 杆件的截面选择杆件的截面选择 (1) (1)一般原则一般原则 优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成截面优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成截面, ,但受但受压构件应满足局部稳

78、定的要求。板件或肢件的最小厚压构件应满足局部稳定的要求。板件或肢件的最小厚度为度为5mm，对小跨度屋架可用到，对小跨度屋架可用到4mm。 角钢杆件或角钢杆件或T型钢的悬伸肢宽不得小于型钢的悬伸肢宽不得小于45mm。直接与支撑或系杆相连的最小肢宽，应根据连接螺栓直接与支撑或系杆相连的最小肢宽，应根据连接螺栓的直径的直径d而定。垂直支撑或系杆如连接在预先焊于桁架而定。垂直支撑或系杆如连接在预先焊于桁架竖腹杆及弦杆的连接板上时，则悬伸肢宽不受此限。竖腹杆及弦杆的连接板上时，则悬伸肢宽不受此限。 屋架节点板屋架节点板( (或或T型钢弦杆的腹板型钢弦杆的腹板) )的厚度，可根的厚度，可根据下表取用。据下

79、表取用。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 跨度较大的桁架跨度较大的桁架( (例如例如24m) )与柱铰接时，弦杆宜在半跨与柱铰接时，弦杆宜在半跨内改变一次。变截面位置宜在节点处或其附近。改变截面的做内改变一次。变截面位置宜在节点处或其附近。改变截面的做法通常是变肢宽而保持厚度不变。法通常是变肢宽而保持厚度不变。 同一屋架的型钢规格不宜太多。同一屋架的型钢规格不宜太多。 当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点板边缘当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点板边缘距离距离100mm时，计算杆件强度可不考虑截面的削弱。时，计算杆件强度可不考虑截面的削弱。 单面连接的单角

80、钢杆件，需要考虑偏心的影响。单面连接的单角钢杆件，需要考虑偏心的影响。 注：注：1、节点板钢材为、节点板钢材为Q345钢或钢或Q390 钢、钢、Q420 钢时，节点板厚度可按表中数值适当减小；钢时，节点板厚度可按表中数值适当减小； 2、本表适用于腹杆端部用侧焊缝连接的情况；、本表适用于腹杆端部用侧焊缝连接的情况； 3、无竖腹杆相连且自由边无加劲肋加强的节点板，应将受压腹杆内力乘以、无竖腹杆相连且自由边无加劲肋加强的节点板，应将受压腹杆内力乘以1.25后再查表。后再查表。2220181614121010支座节点板厚度（支座节点板厚度（mm）201816141210868中间节点板厚度（中间节点板

81、厚度（mm）17713090129117709111290681910511680291510171290170 梯形、人字形屋架腹杆最大内力或梯形、人字形屋架腹杆最大内力或三角形屋架弦杆端节间内力（三角形屋架弦杆端节间内力（kN）Q235钢单壁式焊接屋架节点板厚度选用表钢单壁式焊接屋架节点板厚度选用表设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(2)(2)杆件的截面选择杆件的截面选择具体计算方法见轴心受力构件一章。具体计算方法见轴心受力构件一章。7.3.3.5 7.3.3.5 钢桁架的节点设计钢桁架的节点设计 (1)(1)节点设计的一般要求节点设计的一般要求 原则上，桁架应以杆

82、件的形心线为轴线并在节点处相原则上，桁架应以杆件的形心线为轴线并在节点处相交于一点。为了制作方便，交于一点。为了制作方便， 通常取角钢背或通常取角钢背或T T型钢背至轴线型钢背至轴线的距离为的距离为5mm的倍数。的倍数。 当沿长度弦杆截面有改变时，一般将拼接处两侧弦杆当沿长度弦杆截面有改变时，一般将拼接处两侧弦杆表面对齐，此时宜采用受力较大的杆件形心线为轴线，如图表面对齐，此时宜采用受力较大的杆件形心线为轴线，如图7-3-18 。当两侧形心线偏移的距离。当两侧形心线偏移的距离e不超过较大弦杆截面高不超过较大弦杆截面高度的度的5时，可不考虑此偏心影响。时，可不考虑此偏心影响。设计设计钢结构钢结构

83、第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 当偏心距离当偏心距离e超过上述值，或者由于其他原因使节点处有超过上述值，或者由于其他原因使节点处有较大偏心弯矩时较大偏心弯矩时, ,应将此弯矩根据线刚度分配于各杆。计算公应将此弯矩根据线刚度分配于各杆。计算公式为：式为： 式中式中节点偏心弯短；节点偏心弯短；所计算杆件线刚度；所计算杆件线刚度；汇交于节点的各杆件线刚度之和。汇交于节点的各杆件线刚度之和。 在屋架节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的在屋架节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的净距，不宜小于净距，不宜小于10mm; ;杆件之间的空隙不小于杆件之间的空隙不小于15-20mm。 图图7.3.

84、18 弦杆轴线的偏心弦杆轴线的偏心N1N2e(a)M=N1e(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 角钢端部的切割一般垂直角钢端部的切割一般垂直于其轴线。有时为减小节点板尺于其轴线。有时为减小节点板尺寸，允许切去一肢的部分，但不寸，允许切去一肢的部分，但不允许将一个肢完全切去而另一肢允许将一个肢完全切去而另一肢伸出的斜切。伸出的斜切。 节点板酌外形应简单而规则。一般采用矩形、平行四节点板酌外形应简单而规则。一般采用矩形、平行四边形和直角梯形等。边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小轴线的夹角不应小于于1515。单斜杆与。单斜杆与弦杆的连接应

85、不出弦杆的连接应不出现连接的偏心弯矩。现连接的偏心弯矩。图图7.3.19 角钢端部的切割角钢端部的切割不允许不允许图图7.3.20 单斜杆与弦杆的连接单斜杆与弦杆的连接不正确不正确正确正确150150设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 支承大型混凝土屋面板的上弦杆，当支承处的总支承大型混凝土屋面板的上弦杆，当支承处的总集中荷载集中荷载( (设计值设计值) )超过下表规定的数值时、弦杆的伸出超过下表规定的数值时、弦杆的伸出肢容易弯曲，应对其采用图肢容易弯曲，应对其采用图7.3.217.3.21的做法予以加强。的做法予以加强。图图7.3.21 上弦角钢的加强上弦角钢的加强t

86、=812t=812t=812加劲肋加劲肋加劲肋加劲肋1001416751214551012408102578Q345、Q390Q235支撑处总集中荷载设计值（支撑处总集中荷载设计值（KNKN）角钢（或角钢（或T T型钢翼缘板）厚型钢翼缘板）厚度（度（mmmm）、当钢材为）、当钢材为弦杆不加强的最大节点荷载弦杆不加强的最大节点荷载设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 (2) (2)角钢桁架的节点设设计角钢桁架的节点设设计角钢桁架是指弦杆和腹杆均用角钢做成的桁架。角钢桁架是指弦杆和腹杆均用角钢做成的桁架。一般节点一般节点一般节点是指无集中荷载和无弦杆拼接的节点。一般节点是指无

87、集中荷载和无弦杆拼接的节点。节点板应伸出弦杆节点板应伸出弦杆1015mm以便焊接。以便焊接。图图7.3.22 屋架下弦的中间节点屋架下弦的中间节点1015N1N215201520设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 弦杆与节点板的连接焊缝弦杆与节点板的连接焊缝, ,应考虑承受弦杆相邻节应考虑承受弦杆相邻节间内力之差间内力之差 , ,按下列公式计算其焊脚尺寸：按下列公式计算其焊脚尺寸： 肢背焊缝肢背焊缝 肢尖焊缝肢尖焊缝 通常因通常因 N很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，并沿节点板全长满焊。确定，并沿节点板全长满焊。 式中式中内力

88、分配系数，可取内力分配系数，可取 。角焊缝强度设计值。角焊缝强度设计值。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构有集中荷载的节点有集中荷载的节点 为便于大型屋面板或檩条连接角钢的放置为便于大型屋面板或檩条连接角钢的放置, , 常将节点板缩常将节点板缩进上弦角钢背，如图进上弦角钢背，如图7.3.237.3.23。缩进距离不小于。缩进距离不小于(0.5t+2)mm，也，也不宜大于不宜大于t，t为节点板厚度。角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承为节点板厚度。角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受屋面集中荷载，按下式计算其强度：受屋面集中荷载，按下式计算其强度： 式中式中节点集中荷载垂直于屋面的分量

89、；节点集中荷载垂直于屋面的分量；焊脚尺寸，取焊脚尺寸，取 。正面角焊缝强度增大系数。对承受静力荷载正面角焊缝强度增大系数。对承受静力荷载和间接承受动力荷载的屋架，和间接承受动力荷载的屋架，受动力荷载的屋架受动力荷载的屋架 。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.3.23 屋架上弦节点屋架上弦节点（受集中荷载作用）（受集中荷载作用）hf2hf2N2QN1eehf1hf2hf1hf2N2N1(a)(b)(c)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 实际上因实际上因 不大，可按构造满焊。不大，可按构造满焊。 弦杆相邻节间的内力差弦杆相邻节间的内力

90、差 ，则由弦杆角钢肢，则由弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受，计算时应计入偏心弯矩尖与节点板的连接焊缝承受，计算时应计入偏心弯矩 （ 为角钢肢尖至弦杆轴线距离），按下式计算：为角钢肢尖至弦杆轴线距离），按下式计算：对对 ： 对对 ： 式中式中肢尖焊缝的焊脚尺寸。肢尖焊缝的焊脚尺寸。验算式为：验算式为：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置，或因相邻弦当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置，或因相邻弦杆节问内力差杆节问内力差 较大，胶尖焊缝不满足上式时，可将节点较大，胶尖焊缝不满足上式时，可将节点板部分向上伸出或全部向上伸出。此时弦杆与节点

91、板的连接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算：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 式中式中: :伸出肢背的焊经焊脚尺寸和计算长度伸出肢背的焊经焊脚尺寸和计算长度肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构弦杆的拼接及拼接节点弦杆的拼接及拼接节点 弦杆的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。弦杆的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。 工厂拼接的位置通常在节点范围以外。工厂拼接的位置通常在节点范围以外。 工地拼接的位置一般在节点处，但以拼接角钢传递弦工地拼接的位置一般在节点处

92、，但以拼接角钢传递弦杆内力。拼接角钢宜采用与弦杆相同的截面，使弦杆在拼杆内力。拼接角钢宜采用与弦杆相同的截面，使弦杆在拼接处保持原有的强度和刚度。接处保持原有的强度和刚度。 为了使拼接角钢与弦杆紧密相贴，应将拼接角钢的棱为了使拼接角钢与弦杆紧密相贴，应将拼接角钢的棱角铲去，为便于施焊，还应将拼接角钢的竖肢切去角铲去，为便于施焊，还应将拼接角钢的竖肢切去(t+hf+5)mm，式中，式中t为角钢厚度，为角钢厚度，hf为拼接焊缝的焊脚尺寸。为拼接焊缝的焊脚尺寸。连接角钢截面的削弱，可以由节点板连接角钢截面的削弱，可以由节点板( (拼接位置在节点处拼接位置在节点处) )或角钢之间的填板或角钢之间的填板

93、( (拼接位置在节点范围外拼接位置在节点范围外) )来补偿。来补偿。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 屋脊节点处的拼接角钢，一般采用热弯成形。当屋面屋脊节点处的拼接角钢，一般采用热弯成形。当屋面坡度较大且拼接角钢肢较宽时，可将角钢竖肢切口再弯折坡度较大且拼接角钢肢较宽时，可将角钢竖肢切口再弯折后焊成。拼接角钢或拼接钢板的长度，应根据所需焊缝长后焊成。拼接角钢或拼接钢板的长度，应根据所需焊缝长度决定。度决定。图图7.3.24 拼接节点拼接节点(a)铲成弧面或斜面铲成弧面或斜面 (b)冷弯后对焊冷弯后对焊钻孔后切去钻孔后切去(c)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房

94、结构单层厂房结构设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构支座节点支座节点 支承于混凝土柱或砌体柱的屋架一般都是按铰接设计，支承于混凝土柱或砌体柱的屋架一般都是按铰接设计，而屋架与钢柱的连接则可为铰接或刚接。而屋架与钢柱的连接则可为铰接或刚接。 支座节点由节点扳、底板、加劲肋和锚栓组成。支座支座节点由节点扳、底板、加劲肋和锚栓组成。支座节点的传力路线是：桁架各杆件的内力通过杆端焊缝传给节点的传力路线是：桁架各杆件的内力通过杆端焊缝传给节点板，然后经节点板与加劲肋之间的垂直焊缝，把一部节点板，然后经节点板与加劲肋之间的垂直焊缝，把一部分力传给加劲肋，再通过节点板、加劲肋与底扳的水

95、平焊分力传给加劲肋，再通过节点板、加劲肋与底扳的水平焊缝把全部支座压力传给底板，最后传给支座。因此，支座缝把全部支座压力传给底板，最后传给支座。因此，支座节点应进行以下计算。节点应进行以下计算。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 支座底板的毛面积应为：支座底板的毛面积应为： 式中式中支座反力；支座反力；支座混凝土局部承压强度设计值支座混凝土局部承压强度设计值; ;锚栓孔的面积。锚栓孔的面积。 按计算需要的底板面积一般较小，主要根据构造要求按计算需要的底板面积一般较小，主要根据构造要求( (锚锚栓孔直径、位置以及支承的稳定性等栓孔直径、位置以及支承的稳定性等) )确定底板

96、的平面尺寸。确定底板的平面尺寸。 支座底板的厚度按底板下柱顶反力作用产生的弯矩决定，支座底板的厚度按底板下柱顶反力作用产生的弯矩决定，其方法与柱脚底板厚度相同。其方法与柱脚底板厚度相同。 为使柱顶反力比较均匀，底板厚度不宜小于为使柱顶反力比较均匀，底板厚度不宜小于16mm。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.3.25三角形屋架的支座节点三角形屋架的支座节点垫板垫板底板底板加劲肋加劲肋11节点板节点板1-1a1b1ab加劲肋加劲肋切口切口cR/4e图图7-3-26 人字形或梯形屋架人字形或梯形屋架支座节点支座节点ba底板底板加劲肋加劲肋切口切口c节点板节点板e设计设

97、计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 加劲肋的高度由节点板的尺寸决定，其厚度取等于加劲肋的高度由节点板的尺寸决定，其厚度取等于或略小于节点板的厚度。加劲肋可视为支承于节点板上或略小于节点板的厚度。加劲肋可视为支承于节点板上的悬臂梁的悬臂梁,一个加劲肋通常假定传递支座反力的一个加劲肋通常假定传递支座反力的1/41/4，它，它与节点板的连接焊缝承受剪力与节点板的连接焊缝承受剪力 和弯矩和弯矩 并应按下式验算：并应按下式验算： 底板与节点板、加劲肋的连接焊缝按承受全部支座底板与节点板、加劲肋的连接焊缝按承受全部支座反力计算。验

98、算式为反力计算。验算式为: :设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(3)T(3)T型钢作弦杆的屋架节点型钢作弦杆的屋架节点 采用采用T T型钢作屋架弦杆，当腹杆也用型钢作屋架弦杆，当腹杆也用T T型钢或单角钢时，型钢或单角钢时，腹杆与弦杆的连接不需要节点板。腹杆与弦杆的连接不需要节点板。 当腹杆采用双角钢时，有时需设节点板，节点板与弦当腹杆采用双角钢时，有时需设节点板，节点板与弦杆采用对接焊缝，此焊缝承受弦杆相邻节间的内力差杆采用对接焊缝，此焊缝承受弦杆相邻节间的内力差 以及内力差产生的偏心矩以及内力差产生的偏心矩 ，可按，可按下式进行计算：下式进行计算：设计设计钢结构钢

99、结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 式中式中由斜腹杆焊缝确定的节点板长度，若无由斜腹杆焊缝确定的节点板长度，若无引弧板施焊时要除去弧坑；引弧板施焊时要除去弧坑；节点板厚度，通常取与节点板厚度，通常取与T型钢腹板等厚型钢腹板等厚或相差不超过或相差不超过1mm；对接焊缝抗剪强度设计值；对接焊缝抗剪强度设计值；对接焊缝抗拉、抗压强度设计值。对接焊缝抗拉、抗压强度设计值。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 角钢腹杆与节点板的焊缝计算同角钢格架角钢腹杆与节点板的焊缝计算同角钢格架, ,由于节点由于节点板与板与T T型钢腹板等厚型钢腹板等厚( (或相差或相差1mm) )，所

100、以腹杆可伸人，所以腹杆可伸人T型型钢腹板钢腹板( (见图见图7.3.27)7.3.27)，这样可减小节点板尺寸。，这样可减小节点板尺寸。 图图7.3.27 T T型钢作弦杆的屋架节点型钢作弦杆的屋架节点N1N2加劲肋加劲肋e设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.3.6 7.3.3.6 节点处板件的计算节点处板件的计算 (1) (1) 节点处的板件在必要时应按下列公式进行抗撕裂节点处的板件在必要时应按下列公式进行抗撕裂计算：计算： 式中式中作用于板件的拉力，作用于板件的拉力，第第i段破坏面的截面积，当为螺栓段破坏面的截面积，当为螺栓( (或铆钉或铆钉) ) 连接时取净

101、截面面积连接时取净截面面积板件的厚度；板件的厚度；第第i破坏段的长度，应取板件中最危险的破坏段的长度，应取板件中最危险的 破坏线的长度；破坏线的长度；第第i段的拉剪折算系数；段的拉剪折算系数；第第i段破坏线与拉力轴线的夹角。段破坏线与拉力轴线的夹角。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.3.28 7.3.28 板件的撕裂板件的撕裂 (a(a）焊缝连接；）焊缝连接；(b) (b) 螺栓（铆钉）连接；螺栓（铆钉）连接；(a)l2123l3l1Nl1l2N(b)l3l1N(c)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 (2) (2)角钢桁架节点板的强度还

102、可用角钢桁架节点板的强度还可用“有效宽度法有效宽度法”计算：计算： 式中式中: :板件的有效宽度，当用螺栓板件的有效宽度，当用螺栓( (或铆钉或铆钉) )连接时，连接时，应取净宽度，图中应取净宽度，图中 为应力扩散角，可取为为应力扩散角，可取为3030。(a)(b)图图7.3.29 7.3.29 板件的有效宽度板件的有效宽度NbeNbe 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 (3) (3)为了保证桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性，为了保证桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性，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受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆

103、边缘的净距离离c，应满足下列条件；，应满足下列条件； 对有竖腹杆的节点板，对有竖腹杆的节点板， ; ; 对无竖腹杆的节点板，对无竖腹杆的节点板， ; ;且且 (4)(4)在采用上述方法计算节点板的强度和稳定时，尚应满在采用上述方法计算节点板的强度和稳定时，尚应满足下列要求：足下列要求： 节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角应不小于节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角应不小于15。； 斜腹杆与弦杆的夹角应在斜腹杆与弦杆的夹角应在30。60。之间；之间； 节点板的自由边长度节点板的自由边长度lf与厚度与厚度t比不得大于比不得大于 否则应沿自由边设加劲肋予以加强。否则应沿自由边设加劲肋予以加强。设计设计钢结构钢

104、结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.4 7.3.4 刚接屋架（框架横梁刚接屋架（框架横梁) )设计特点设计特点 与框架柱铰接的屋架，通常忽略水平力，但当屋面为轻屋与框架柱铰接的屋架，通常忽略水平力，但当屋面为轻屋面而柱的吊车荷载较大时，屋架弦杆的轴向力也较大，故不可面而柱的吊车荷载较大时，屋架弦杆的轴向力也较大，故不可忽略。忽略。 与柱刚接的屋架，其杆件的内力可先按简支桁架分析，支与柱刚接的屋架，其杆件的内力可先按简支桁架分析，支座处弯矩的化成力偶考虑。如图座处弯矩的化成力偶考虑。如图7.3.307.3.30。图图7.3.30 屋架支座弯矩化成力偶作用屋架支座弯矩化成力偶作用AH

105、1H1BH1H1h0设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 下弦端节间可能受压时，长细比的控制应按压杆考虑，下弦端节间可能受压时，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。图图7.3.31 屋架下弦杆受压时的加强方法屋架下弦杆受压时的加强方法 (a (a）加撑杆；）加撑杆；(b) (b) 加强弦

106、杆截面；加强弦杆截面；(a)(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 屋架与柱采用刚接连接屋架与柱采用刚接连接时，如图时，如图7.3.327.3.32，可认为上，可认为上弦的最大内力由上盖板传递。弦的最大内力由上盖板传递。下弦节点的连接螺栓承受水下弦节点的连接螺栓承受水平拉力和偏心弯矩。此处一平拉力和偏心弯矩。此处一般属小偏心，螺栓拉力的计般属小偏心，螺栓拉力的计算方法见连接一章。算方法见连接一章。图图7.3.32 屋架与柱刚接屋架与柱刚接上盖板上盖板支托支托上盖板上盖板屋架屋架柱柱支撑支撑端板端板H设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 屋架下弦节

107、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和最大水平力和最大水平力H1,(,(拉力或压力拉力或压力) )以及偏心弯矩以及偏心弯矩MH1e1按下式计算：按下式计算：正面角焊缝强度增大系数，当间接承受正面角焊缝强度增大系数，当间接承受动态荷裁时动态荷裁时( (例如屋架设有悬挂车例如屋架设有悬挂车) ) 当直接承受动态荷载时，当直接承受动态荷载时， ；水平力至焊缝中心的距离。水平力至焊缝中心的距离。 式中式中设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 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，近作用下受弯，近似按嵌固于

108、两列螺栓间的梁式板计算，所需厚度为：似按嵌固于两列螺栓间的梁式板计算，所需厚度为： 式中式中: :一个螺栓所受的最大拉力；一个螺栓所受的最大拉力；两竖列螺栓的距离；两竖列螺栓的距离；受力最大螺栓的端距加螺栓竖向间距的一半。受力最大螺栓的端距加螺栓竖向间距的一半。 考虑到支座反力可能偏心，故按加大考虑到支座反力可能偏心，故按加大25计算。计算。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.3.7.3.5 5 钢屋盖施工图钢屋盖施工图 通常在图纸左上角绘一屋架简图，简图比例视图纸空隙大小而定，通常在图纸左上角绘一屋架简图，简图比例视图纸空隙大小而定，图中一半注上几何长度（图中一半注

109、上几何长度（mm），另一半注上杆件的计算内力（），另一半注上杆件的计算内力（kN）。）。当梯形屋架跨度当梯形屋架跨度L24m或三角形屋架跨度或三角形屋架跨度L15m时，挠度较大，影响使时，挠度较大，影响使用与外观，制造时应考虑起拱，拱度约为用与外观，制造时应考虑起拱，拱度约为L/500，起拱值可注在简图中，起拱值可注在简图中，也可以注在说明中。也可以注在说明中。施工图的主要图面用以绘制屋架的正面图，上、下弦的平面图，必施工图的主要图面用以绘制屋架的正面图，上、下弦的平面图，必要的侧面图和剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图。屋架施要的侧面图和剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图。屋

110、架施工图通常采用两种比例尺：杆件轴线一般为工图通常采用两种比例尺：杆件轴线一般为1:201:30，以免图幅太大；，以免图幅太大；节点（包括杆件截面、节点板和小零件）一般为节点（包括杆件截面、节点板和小零件）一般为1:101:15，可清楚地，可清楚地表达节点的细部构造要求。表达节点的细部构造要求。对构件进行详细编号。编号的原则是，只有在两个构件的所有零件对构件进行详细编号。编号的原则是，只有在两个构件的所有零件的形状、尺寸、加工记号、数量和装配位置等全部相同时，才给予相同的形状、尺寸、加工记号、数量和装配位置等全部相同时，才给予相同的编号。连支撑、系杆的屋架和不连支撑、系杆的屋架因在连接孔和连的

111、编号。连支撑、系杆的屋架和不连支撑、系杆的屋架因在连接孔和连接零件上有所区别，一般给予不同编号接零件上有所区别，一般给予不同编号W1、W2、W3等，但可以只绘一等，但可以只绘一张施工图。张施工图。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构在施工图中应全部注明各零件（杆件和板件）的定位尺寸、孔洞的位在施工图中应全部注明各零件（杆件和板件）的定位尺寸、孔洞的位置，以及对工厂加工和工地施工的所有要求。定位尺寸主要有：杆件轴线置，以及对工厂加工和工地施工的所有要求。定位尺寸主要有：杆件轴线至角钢肢背的距离，节点中心至所连腹杆的近端端部距离，节点中心至节至角钢肢背的距离，节点中心至所连

112、腹杆的近端端部距离，节点中心至节点板上、下和左、右边缘的距离等。点板上、下和左、右边缘的距离等。 在施工图中应注明各零件的型号和尺寸，对所有零件也必须进行详细在施工图中应注明各零件的型号和尺寸，对所有零件也必须进行详细编号，并附材料表。表中角钢要注明型号和长度，节点板等板件要注明长、编号，并附材料表。表中角钢要注明型号和长度，节点板等板件要注明长、宽和厚度。零件编号按主次、上下、左右一定顺序逐一进行。材料表一般宽和厚度。零件编号按主次、上下、左右一定顺序逐一进行。材料表一般包括各零件的截面、长度、数量（正、反）和重量（单重、共重和合重）。包括各零件的截面、长度、数量（正、反）和重量（单重、共重

113、和合重）。施工图的说明应包括所用钢材的钢号、焊条型号、焊接方法和质量要施工图的说明应包括所用钢材的钢号、焊条型号、焊接方法和质量要求；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运输和加工要求等图中未求；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运输和加工要求等图中未表现的其他内容。表现的其他内容。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.47.4节节 框架柱设计特点框架柱设计特点1.1.柱的计算长度柱的计算长度2.2.柱的截面验算柱的截面验算3.3.肩梁的构造和计算肩梁的构造和计算4.4.托架与柱的连接托架与柱的连接1.1.了解柱与其他构件的连接方式了解柱与其他构件的连接方式

114、2.2.掌握柱的构造特点和计算方法掌握柱的构造特点和计算方法本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.4.1 7.4.1 柱的计算长度柱的计算长度 柱在框架平面内的计算长度：与柱的形式和两端支柱在框架平面内的计算长度：与柱的形式和两端支承情况有关。承情况有关。图图7.4.1 单阶柱框架的失稳单阶柱框架的失稳N2N2N2N2 N N N NN1 N1 N1N1l1l2l1l2H2H1（a）（b）（c）（d）设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 等截面柱：按压弯构件一章的单层有侧移框架柱确定。等截面柱：按压弯构件一章的单层有

115、侧移框架柱确定。阶形柱，其计算长度是分段确定的。阶形柱，其计算长度是分段确定的。 柱在框架平面外的计算长度：柱在框架平面外的计算长度： 当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支承构件时，上当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支承构件时，上段柱的计算长度取制动结构顶面到屋盖纵向水平支撑或段柱的计算长度取制动结构顶面到屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度；下段柱的计算长度取柱脚底面托架支座之间柱的高度；下段柱的计算长度取柱脚底面至肩梁顶面高度。至肩梁顶面高度。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.4.2 7.4.2 柱的截面验算柱的截面验算 单阶柱的上柱，一般为实腹工字形截面，选取最不

116、单阶柱的上柱，一般为实腹工字形截面，选取最不利的内力组台，按第利的内力组台，按第6 6章的计算方法进行截面验算。章的计算方法进行截面验算。 阶形柱的下段柱一般为格构式压弯构件，需要验算阶形柱的下段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。计算单肢稳定时，应注意分别选取对所验算的单肢定。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力组合。产生最大压力的内力组合。 对格构柱，还需按吊车肢单独承受最大吊车垂直轮对格构柱，还需按吊车肢单独承受最大吊车垂直轮压压 行补充验算。此时，吊车肢承受的最大压

117、力为：行补充验算。此时，吊车肢承受的最大压力为：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 式中式中: :吊车竖向荷载及吊车梁自重等所产生的最大计算压吊车竖向荷载及吊车梁自重等所产生的最大计算压 力；力；使吊车肢受压的下段柱计算弯矩，其中包括使吊车肢受压的下段柱计算弯矩，其中包括 的的 作用：作用：与与M 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；仅由仅由Rmax作用对下段柱产生的计算弯矩作用对下段柱产生的计算弯矩, ,与与M、N同同 一截面；一截面；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盖肢重心线的距离；下柱屋盖肢和吊车肢重心线间的距离。下

118、柱屋盖肢和吊车肢重心线间的距离。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 当吊车梁为突缘支座时，其支反力沿吊车肢轴线传递，吊当吊车梁为突缘支座时，其支反力沿吊车肢轴线传递，吊车肢按承受铀心压力车肢按承受铀心压力Nl计算单肢的稳定性。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座反力差(R1一一R2)所产生的框架平面外的弯矩：所产生的框架平面外的弯矩： My(R1一一R2）e My分布如图分布如图7-4-27-4-2所示。吊车肢按实腹式压弯杆验算在弯所示。吊车肢按实腹式压弯杆验算在弯矩作用平面内

119、矩作用平面内( (即框架平面外即框架平面外) )的稳定。的稳定。图图7.4.2 吊车肢的弯矩计算图吊车肢的弯矩计算图MyH2My12eeR2R1设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.4.3 7.4.3 肩梁的构造和计算肩梁的构造和计算由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成。有以下两种：由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成。有以下两种：(1)(1)单壁式肩梁单壁式肩梁(a)11124356 图图7.4.3 肩梁的受力和单壁式肩梁构造肩梁的受力和单壁式肩梁构造(b)1641-11-1(c)N1M1N2M2R1R2R1R2RARBa1a(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结

120、构单层厂房结构 单壁式肩梁的上柱内翼缘应开槽口插入肩梁腹板，由角焊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，其受力为：缝连接，其受力为：上柱下端上柱下端 使绝对值最大的最不利内力组使绝对值最大的最不利内力组 合中的弯矩和铀压力合中的弯矩和铀压力上柱两翼缘中心间的距离。上柱两翼缘中心间的距离。 式中式中 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，肩梁与下柱吊车肤的连接焊缝按肩梁腹板反力肩梁与下柱吊车肤的连接焊缝按肩梁腹板反力RB计算。当

121、吊计算。当吊车梁为突缘支座时应按车梁为突缘支座时应按(Rmax+RB)计算，计算， Rmax为吊车荷载传给为吊车荷载传给柱的最大压力。柱的最大压力。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 吊车梁为平板支座时，吊车肢加劲肋按吊车梁最大支座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反力计算端面承压应力和连接焊缝，加劲肋高度不宜小于500mm，其上端应刨平顶紧盖板。，其上端应刨平顶紧盖板。(2)(2)双壁式肩梁双壁式肩梁 计算方法与单壁式基本相同，只是在计算腹板时，应考虑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

122、肢板共同受力。两块肢板共同受力。图图7.4.4 双壁式肩梁构造双壁式肩梁构造11l(a)NMhxx(b)1-1设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.4.4 7.4.4 托架与柱的连接托架与柱的连接图图7.4.5 托架（双壁式）支于钢柱托架（双壁式）支于钢柱11(a)1-1设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.4.6 托架（单壁式）支于混凝土柱托架（单壁式）支于混凝土柱2-2屋架屋架托架托架22下承式屋架下承式屋架设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.57.5节节 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构1.1.结构形式和布

123、置结构形式和布置2.2.作用效应计算作用效应计算3.3.构件设计特点构件设计特点4.4.连接和节点设计特点连接和节点设计特点1.1.了解轻型门式刚架的形式和布置了解轻型门式刚架的形式和布置2.2.掌握构件的设计掌握构件的设计本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.5.1 7.5.1 结构形式和布置结构形式和布置(1)(1)结构形式结构形式图图7.5.1 门式刚架的形式门式刚架的形式单跨单跨双跨双跨多跨多跨带毗屋刚架带毗屋刚架带挑檐刚架带挑檐刚架单坡屋盖单坡屋盖设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 门式刚架屋面的坡度宜取

124、门式刚架屋面的坡度宜取1/81/20。 柱脚多采用铰接平板支座，用于工业厂房且有桥式吊车柱脚多采用铰接平板支座，用于工业厂房且有桥式吊车时，宜设计成刚接。时，宜设计成刚接。(2)(2)建筑尺寸建筑尺寸 跨度跨度：应取横向刚架柱轴线间的距离。宜为：应取横向刚架柱轴线间的距离。宜为936m，以，以3m为模数；为模数； 高度高度：应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。宜取：应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。宜取4.59m，必要时可适当放大，必要时可适当放大; ; 门式刚架的合理间距门式刚架的合理间距：考虑刚架跨度、荷载条件及使用：考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取要求等因素，一般宜

125、取6m、7.5m、9m; ; 挑檐长度挑檐长度：可根据使用要求确定，宜为：可根据使用要求确定，宜为0.512m，其上，其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(3)(3)结构平面布置结构平面布置 纵向温度区段长度不大于纵向温度区段长度不大于300m，横向温度区段长，横向温度区段长度不大于度不大于150m。山墙处可设置山墙墙架，或直接采用。山墙处可设置山墙墙架，或直接采用门式刚架。门式刚架。 (4)(4)墙梁布置墙梁布置 侧墙采用压型钢板时，墙梁布置在刚架柱的外侧，侧墙采用压型钢板时，墙梁布置在刚架柱的外侧，其间距

126、确定综合考虑墙板规格和计算要求；其间距确定综合考虑墙板规格和计算要求；6度以下的度以下的抗震设防烈度，可考虑用砌体作侧墙。抗震设防烈度，可考虑用砌体作侧墙。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。撑，以构成几何不变体系。 柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取条件确定，一般取3040m；有吊车时不宜大于；有吊车时不宜大于60m；当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置。当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置。(5

127、)(5)支撑布置支撑布置 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设在每个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体系。置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.5.2 7.5.2 作用效应计算作用效应计算(1)(1)变截面刚架内力计算变截面刚架内力计算 采用弹性分析方法确定内力。宜按平面结构采用弹性分析方法确定内力。宜按平面结构, ,采用有限元采用有限元法计算。地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。法计算。地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。(2)(2)变截面刚架侧移计算变截面刚架侧移计算 应采用弹性分析方

128、法确定。当单跨变截面刚架斜梁上缘应采用弹性分析方法确定。当单跨变截面刚架斜梁上缘坡度不大于坡度不大于1 5时，在柱顶水平力作用下的侧移时，在柱顶水平力作用下的侧移u，可按下列，可按下列公式估算公式估算: :柱脚铰接刚架：柱脚铰接刚架：柱脚刚接刚架：柱脚刚接刚架：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 式中式中: :分别为刚架柱高度和刚架跨度：当坡度大于分别为刚架柱高度和刚架跨度：当坡度大于 1:101:10时，时，L 应取横梁沿坡折线的总长度应取横梁沿坡折线的总长度2S; ;分别为柱和横梁的平均惯性矩；分别为柱和横梁的平均惯性矩；刚架柱顶等效水平力；刚架柱顶等效水平力；刚架

129、柱与刚架梁的线刚度比值。刚架柱与刚架梁的线刚度比值。图图7.5.2 变截面刚架的几何尺寸变截面刚架的几何尺寸Lsas(1-a)shIb0Ib2Ib1Ic1Ic0设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.5.3 7.5.3 构件设计特点构件设计特点 按照按照门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002设计。设计。7.5.3.1 7.5.3.1 变截面刚架构件计算变截面刚架构件计算 (1) (1)板件最大宽厚比和屈曲后强度利用的规定板件最大宽厚比和屈曲后强度利用的规定 工字形截面构件受压翼缘自由外伸宽度工字形截面构件受压翼缘自由外伸宽度b

130、与其厚度与其厚度t之比：之比： 工字形截面梁、柱构件腹板计算高度与其厚度之比：工字形截面梁、柱构件腹板计算高度与其厚度之比： 工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过60mm60mmm m时，可考虑屈曲后强度。其抗剪承载力设计值：时，可考虑屈曲后强度。其抗剪承载力设计值： 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距宜当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距宜在在 之间。之间。 腹板及受压板幅利用屈曲后强度时，应按照腹板及受压板幅利用屈曲后强度时，应按照“有效有效宽度宽度”计

131、算截面特征。具体规定见计算截面特征。具体规定见CECS102：2002。 (2) (2)刚架构件的强度计算刚架构件的强度计算 工字形截面受弯构件在剪力和弯矩共同作用下的强工字形截面受弯构件在剪力和弯矩共同作用下的强度，应符合：度，应符合：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构两翼缘所承担的弯矩；两翼缘所承担的弯矩；构件有效截面所承担的弯矩，构件有效截面所承担的弯矩，构件有效截面最大受压纤维的截面模量；构件有效截面最大受压纤维的截面模量；构件翼缘截面面积；构件翼缘截面面积；腹板抗剪承载力设计值，腹板抗剪承载力设计值， 。 式中式中当截面为双轴对称时：当截面为双轴对称时： 工字

132、形截面压弯构件在剪力、弯矩和轴压力共同作用工字形截面压弯构件在剪力、弯矩和轴压力共同作用下的强度，应符合：下的强度，应符合：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(3)(3)变截面柱在刚架平面内的稳定计算变截面柱在刚架平面内的稳定计算 式中式中兼承受压力时两翼缘所能承受的弯矩；兼承受压力时两翼缘所能承受的弯矩；当截面为双轴对称时：当截面为双轴对称时： 公式中，第一项中的公式中，第一项中的 和和 应按照变截面应按照变截面柱的小头截面计算，而第二项中的柱的小头截面计算，而第二项中的 和和 按照变截按照变截面柱的大头截面计算。面柱的大头截面计算。设计设计钢结构钢结构第七章第七章

133、单层厂房结构单层厂房结构变截面柱在刚架平面内的计算长度变截面柱在刚架平面内的计算长度 截面高度呈线形变化的柱，在刚架平面内的计算长度应截面高度呈线形变化的柱，在刚架平面内的计算长度应取为取为 ，式中，式中h h为柱的几何高度，为柱的几何高度， 为计算长度系数。为计算长度系数。计算计算 的三种方法：的三种方法： 查表法查表法：适用于手算，主要用于柱脚铰接的对称刚架：适用于手算，主要用于柱脚铰接的对称刚架 一阶分析法一阶分析法：用于柱脚铰接和刚接的刚架：用于柱脚铰接和刚接的刚架 二阶分析法二阶分析法：用于柱脚铰接和刚接的刚架：用于柱脚铰接和刚接的刚架 多跨刚架的中间柱为摇摆柱时，边柱的计算长度应乘

134、以放多跨刚架的中间柱为摇摆柱时，边柱的计算长度应乘以放大系数大系数：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(4)(4)变截面柱在刚架平面外的稳定计算变截面柱在刚架平面外的稳定计算计算时以小头为准的轴心受压构件弯矩作用平面计算时以小头为准的轴心受压构件弯矩作用平面外稳定系数；外稳定系数；均匀弯曲楔形受弯构件整体稳定系数；均匀弯曲楔形受弯构件整体稳定系数；01ybrtNMj jj jb b-小头的轴向压力设计值；小头的轴向压力设计值；等效弯矩系数。等效弯矩系数。- - - 大头的弯矩设计值；大头的弯矩设计值；设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构（5 5）斜

135、梁设计）斜梁设计 当斜梁坡度很小（不超过当斜梁坡度很小（不超过1:51:5时），按压弯构件计时），按压弯构件计算其强度和刚架平面外的稳定算其强度和刚架平面外的稳定, ,不计算平面内的稳定。不计算平面内的稳定。 实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点间的距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支撑点间间的距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度，可取斜梁下翼缘宽度的最大长度，可取斜梁下翼缘宽度的 倍。倍。 当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时，当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时，除应按规范验算外，尚应满足：除应按规范验算外，

136、尚应满足：设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.5.3.2 7.5.3.2 等截面刚架构件计算等截面刚架构件计算 按弹性设计时，按上述变截面的规定进行计算。按弹性设计时，按上述变截面的规定进行计算。 按塑性设计时，按按塑性设计时，按钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017中中塑性设计的规定进行。塑性设计的规定进行。7.5.3.3 7.5.3.3 檩条设计檩条设计 檩条宜优先采用实腹式构件，跨度大于檩条宜优先采用实腹式构件，跨度大于9m时宜采用时宜采用格构式构件并应验算受压翼缘的稳定性。格构式构件并应验算受压翼缘的稳定性。 计算檩条时，不应考虑隅撑作为檩条的支承点。计算

137、檩条时，不应考虑隅撑作为檩条的支承点。 檩条的计算，采用有效截面进行，不考虑塑性发展檩条的计算，采用有效截面进行，不考虑塑性发展系数。系数。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.5.4 7.5.4 连接和节点设计连接和节点设计（1 1）焊接）焊接 板件厚度不大于板件厚度不大于4mm时，时， 板件厚度大于板件厚度大于4mm时，时， 喇叭形焊缝的计算：喇叭形焊缝的计算：图图7.5.3 喇叭形焊缝喇叭形焊缝lytlw2hfthftlwhf设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构(2)(2)节点设计节点设计 门式刚架斜梁与柱的连接可采用端板竖放、端板平放门式刚

138、架斜梁与柱的连接可采用端板竖放、端板平放和端板斜放三种形式。斜梁拼接时宜使端板与构件边缘垂和端板斜放三种形式。斜梁拼接时宜使端板与构件边缘垂直。如图。直。如图。连接螺栓的计算应符合连接螺栓的计算应符合CECS102：2002的规定。的规定。图图7.5.4 刚架斜梁与柱的连接刚架斜梁与柱的连接(a)(b)(c)(d)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.67.6节节 吊车梁设计特点吊车梁设计特点1.1.吊车梁系统结构的组成吊车梁系统结构的组成2.2.吊车梁的荷载吊车梁的荷载3.3.吊车梁的内力计算吊车梁的内力计算4.4.吊车梁的截面验算吊车梁的截面验算5.5.吊车梁与

139、柱的连接吊车梁与柱的连接1.1.了解吊车梁的组成及荷载了解吊车梁的组成及荷载2.2.掌握吊车梁的计算掌握吊车梁的计算本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.6.1 7.6.1 吊车梁系统结构的组成吊车梁系统结构的组成图图7.6.1 焊接吊车梁的截面形式和制动结构焊接吊车梁的截面形式和制动结构y y1y1xx加劲肋加劲肋制动梁制动梁吊车梁吊车梁水平支撑水平支撑支撑支撑垂直垂直制动桁架制动桁架吊吊车车梁梁辅辅助助桁桁架架(a)(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.6.2 7.6.2 吊车梁的荷载吊车梁的荷载 吊车梁

140、直接承受三个方向的荷载：竖向荷载（系统自重和吊车梁直接承受三个方向的荷载：竖向荷载（系统自重和重物）、横向水平荷载重物）、横向水平荷载( (刹车力及卡轨力刹车力及卡轨力) )和纵向水平荷载（刹和纵向水平荷载（刹车力）车力） 。 吊车梁设计不考虑纵向水平荷载，按照双向受弯设计。吊车梁设计不考虑纵向水平荷载，按照双向受弯设计。图图7.6.2 吊车梁荷载吊车梁荷载PPTT设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 荷载规范规定，吊车横向水平荷载标准值应取横行小车重荷载规范规定，吊车横向水平荷载标准值应取横行小车重力力g与额定起重量的重力与额定起重量的重力Q之和乘以下列百分数：之和乘以

141、下列百分数：软钩吊车：软钩吊车：Q100kNQ100kN时时, , 取取2020 Q Q150150500kN500kN时时, , 取取1010 Q750kNQ750kN时，时， 取取8 8硬钩吊车：取硬钩吊车：取2020 GB50017规定，重级工作制（工作级别为规定，重级工作制（工作级别为A6A8）吊车梁，）吊车梁，由于吊车摆动引起的作用于每个轮压处的水平力标准值为：由于吊车摆动引起的作用于每个轮压处的水平力标准值为：式中式中吊车最大轮压标难值；吊车最大轮压标难值；系数，对一般软钩吊车取系数，对一般软钩吊车取0.1；抓斗或磁盘吊车；抓斗或磁盘吊车 宜采用宜采用0.15；硬钩吊车宜采用；硬钩

142、吊车宜采用0.2。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.6.3 7.6.3 吊车梁的内力计算吊车梁的内力计算 计算吊车梁的内力时，由于吊车荷载为移动荷载，首先计算吊车梁的内力时，由于吊车荷载为移动荷载，首先应按结构力学中影响线的方法确定各内力所需吊车荷载的最应按结构力学中影响线的方法确定各内力所需吊车荷载的最不利位置，再按此求出吊车梁的最大弯矩及其相应的剪力、不利位置，再按此求出吊车梁的最大弯矩及其相应的剪力、支座处最大剪力、以及横向水平荷载作用下在水平方向所产支座处最大剪力、以及横向水平荷载作用下在水平方向所产生的最大弯矩。当为制动桁架时还要计算横向水平荷载在吊生的最

143、大弯矩。当为制动桁架时还要计算横向水平荷载在吊车梁上翼缘所产生的局部弯矩。车梁上翼缘所产生的局部弯矩。 计算吊车梁的强度、稳定和变形时，按两台吊车考虑；计算吊车梁的强度、稳定和变形时，按两台吊车考虑；计算吊车梁的疲劳和变形时按作用在跨间内起重量最大的一计算吊车梁的疲劳和变形时按作用在跨间内起重量最大的一台吊车考虑。疲劳和变形的计算，采用吊车荷载的标准值，台吊车考虑。疲劳和变形的计算，采用吊车荷载的标准值，不考虑动力系数。不考虑动力系数。 设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.6.4 7.6.4 吊车梁的截面验算吊车梁的截面验算式中式中两台吊车竖向荷载产生的最大弯矩设计值

144、。两台吊车竖向荷载产生的最大弯矩设计值。考虑横向水平荷载作用的系数，取考虑横向水平荷载作用的系数，取0.70.9( (重级重级工作制吊车取较小值，轻、中级工作制吊车取较大值工作制吊车取较小值，轻、中级工作制吊车取较大值) )； 求出吊车梁最不利的内力之后，根据第求出吊车梁最不利的内力之后，根据第5 5章组合梁截面选章组合梁截面选择的方法试选吊车梁截面，但需注意两点：择的方法试选吊车梁截面，但需注意两点： 吊车梁所需截面模量按下式计算，即：吊车梁所需截面模量按下式计算，即：截面设计截面设计设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构吊车梁的最小高度：吊车梁的最小高度： 但式中但式中

145、 为竖向荷载标准值产生的应力，可用为竖向荷载标准值产生的应力，可用 进行估算，这里进行估算，这里 为吊车梁在自重和一台吊车竖向荷载标为吊车梁在自重和一台吊车竖向荷载标准值作用下的最大弯矩。准值作用下的最大弯矩。截面验算截面验算 截面验算时，假定竖向荷载由吊车梁承受，横向水平荷截面验算时，假定竖向荷载由吊车梁承受，横向水平荷载由加强的吊车梁上翼缘、制动梁或制动桁架承受，并忽略载由加强的吊车梁上翼缘、制动梁或制动桁架承受，并忽略横向水平荷载所产生的偏心作用。横向水平荷载所产生的偏心作用。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构上翼缘的正应力按下列公式计算（上翼缘的正应力按下列公式

146、计算（A点压应力最大）点压应力最大）无制动结构无制动结构有制动梁时有制动梁时有制动桁架有制动桁架强度验算强度验算AxxyyMyMx-+(a)图图7.6.3Mx+xxyy-MyN1Alx5lxAxxy1y1M-+Mx(b)Tb1d设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构下翼缘的正应力按下列公式计算下翼缘的正应力按下列公式计算 吊车梁对吊车梁对x x轴的上部及下部纤维的净截面轴的上部及下部纤维的净截面 模量；模量；吊车梁上翼缘截面吊车梁上翼缘截面( (包括加强板、角钢或槽钢包括加强板、角钢或槽钢) ) 对对y y轴的净截面模量；轴的净截面模量；制动梁截面对制动梁截面对y1轴吊车梁

147、上翼缘外边缘纤维的轴吊车梁上翼缘外边缘纤维的 截面模量；截面模量；吊车梁上翼缘及吊车梁上翼缘及15tw腹板的净截面面积之和；腹板的净截面面积之和； 分别为吊车竖向荷载及横向水平力分别为吊车竖向荷载及横向水平力( (横向横向 水平荷载或摇摆力水平荷载或摇摆力) )产生的计算弯矩；产生的计算弯矩；设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构横向水平荷载或摇摆力在吊车梁上翼缘所产横向水平荷载或摇摆力在吊车梁上翼缘所产 生的轴向压力；生的轴向压力；吊车梁与辅助桁架或吊车梁与吊车梁轴线间吊车梁与辅助桁架或吊车梁与吊车梁轴线间 的水平距离；的水平距离；吊车横向水平荷载或摇摆力对制动桁架在吊吊

148、车横向水平荷载或摇摆力对制动桁架在吊 车梁上翼缘产生的局部弯矩。车梁上翼缘产生的局部弯矩。 此外，还要计算剪应力、局部承压强度和翼缘与腹此外，还要计算剪应力、局部承压强度和翼缘与腹板交界处折算应力的计算，其计算方法与第板交界处折算应力的计算，其计算方法与第5章相同。章相同。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构整体稳定验算整体稳定验算 连有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整连有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证体稳定得到保证, ,不需验算。加强上翼缘的吊车梁不需验算。加强上翼缘的吊车梁, ,整整体稳定公式：体稳定公式：按吊车梁受压纤维确定的对按吊车梁受

149、压纤维确定的对x x轴的毛截面模量；轴的毛截面模量；上翼缘对上翼缘对y y轴的毛截面模量。轴的毛截面模量。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构刚度验算刚度验算 验算吊车梁的刚度时，应按效应最大的一台吊车验算吊车梁的刚度时，应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。的荷载标准值计算，且不乘动力系数。竖向荷载竖向荷载(一台吊车荷载和吊车梁自重一台吊车荷载和吊车梁自重)的的标准值引起的最大弯矩，不考虑动力系数；标准值引起的最大弯矩，不考虑动力系数；挠度的容许值。挠度的容许值。 吊车梁竖向挠度近似计算公式吊车梁竖向挠度近似计算公式设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单

150、层厂房结构单层厂房结构 翼缘与腹板连接焊缝翼缘与腹板连接焊缝 上翼缘焊缝除承受水平剪应力外上翼缘焊缝除承受水平剪应力外, ,还承受由吊车轮压引起还承受由吊车轮压引起的竖向应力；下翼缘焊缝仅受翼缘和腹板间的水平剪应力。的竖向应力；下翼缘焊缝仅受翼缘和腹板间的水平剪应力。 对于重级工作制吊车梁，上翼缘与腹板的连接应采用图对于重级工作制吊车梁，上翼缘与腹板的连接应采用图7.6.47.6.4所示焊透的对接与角接组合焊缝所示焊透的对接与角接组合焊缝, ,焊缝质量不低于二级焊缝质量不低于二级, ,此时不必验算焊缝强度。此时不必验算焊缝强度。图图7.6.4 对接与角接组合焊缝对接与角接组合焊缝twtw2(1

151、0mm)(10mm)tw2设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 腹板的局部稳定验算腹板的局部稳定验算 吊车梁腹板除承受弯矩产生的正应力和剪应力外，吊车梁腹板除承受弯矩产生的正应力和剪应力外，尚承受吊车最大垂直轮压传来的局部压应力。腹板局部尚承受吊车最大垂直轮压传来的局部压应力。腹板局部稳定的计算方法见受弯构件一章。稳定的计算方法见受弯构件一章。 疲劳验算疲劳验算 按照第二章进行疲劳验算，验算时采用一台起重量按照第二章进行疲劳验算，验算时采用一台起重量最大吊车的荷载标准值。最大吊车的荷载标准值。 验算部位：受拉翼缘的连接焊缝处、受拉区加劲肋验算部位：受拉翼缘的连接焊缝处、受

152、拉区加劲肋的端部、受拉翼缘与支撑连接处的主体金属、连接的角的端部、受拉翼缘与支撑连接处的主体金属、连接的角焊缝。焊缝。设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.6.5 7.6.5 吊车梁与柱的连接吊车梁与柱的连接 当吊车梁位于设有柱间支撑的框架柱上时，下翼缘与吊当吊车梁位于设有柱间支撑的框架柱上时，下翼缘与吊车平台间应另加连接板用焊缝或高强度螺栓连接，按承受吊车平台间应另加连接板用焊缝或高强度螺栓连接，按承受吊车纵向水平荷载和山墙传来的风力进行计算。车纵向水平荷载和山墙传来的风力进行计算。 吊车梁上翼缘与柱的连接应能传递全部支座处的水平反吊车梁上翼缘与柱的连接应能传递全部支

153、座处的水平反力。力。图图7.6.5 吊车梁与柱的连接吊车梁与柱的连接2-2柱间支撑柱间支撑221-1制动板制动板11板铰板铰销钉销钉吊车梁吊车梁制动板制动板设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构第第7.77.7节节 墙梁体系墙梁体系1.1.墙梁类型墙梁类型2.2.墙梁结构的布置墙梁结构的布置1.1.了解墙梁的类型与结构布置了解墙梁的类型与结构布置本节目录本节目录基本要求基本要求设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构 厂房维护墙分为厂房维护墙分为砌体自承重墙砌体自承重墙、大型混凝土墙板大型混凝土墙板、轻型轻型墙皮墙皮三大类。三大类。7.7.1 7.7.1

154、墙梁类型墙梁类型图图7.7.1 砌体自承重墙砌体自承重墙抗风桁架抗风桁架墙架柱墙架柱 框架柱框架柱图图7.7.2 大型混凝土墙板大型混凝土墙板抗风桁架抗风桁架墙架柱墙架柱 框架柱框架柱设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.7.3 轻型墙的墙架布置轻型墙的墙架布置1-12-22211333453113-34-4443334521121设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构7.7.2 7.7.2 墙梁结构的布置墙梁结构的布置 厂房柱间距大于厂房柱间距大于12m时，柱间设置墙架柱，墙架柱间距时，柱间设置墙架柱，墙架柱间距为为6m6m；在墙面的上沿、下沿

155、及窗框的上沿、下沿处设置一道在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处设置一道墙梁墙梁;在墙梁上设置拉条减少墙梁的竖向挠度在墙梁上设置拉条减少墙梁的竖向挠度, 在最上层墙梁在最上层墙梁处设斜拉条，墙梁可根据柱距大小做成简支梁或连续梁。处设斜拉条，墙梁可根据柱距大小做成简支梁或连续梁。 图图7.7.4 悬吊式墙架柱与基础的连接悬吊式墙架柱与基础的连接(a)(b)设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.7.5 墙架柱与屋架和托架的连接墙架柱与屋架和托架的连接(a)托架托架弹簧板弹簧板墙架柱墙架柱墙架柱墙架柱屋架屋架高强度螺栓高强度螺栓托架托架(b)屋架屋架高强度螺栓高强度螺栓墙架柱墙架柱托架托架设计设计钢结构钢结构第七章第七章 单层厂房结构单层厂房结构图图7.7.6 山墙下部有大洞口时的墙架布置山墙下部有大洞口时的墙架布置竖直桁架竖直桁架水平桁架水平桁架2-222加强横梁加强横梁1-111