单层厂房结构概述

《单层厂房结构概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单层厂房结构概述（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、大纲要求大纲要求: :1.1.了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；3.3.掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；2.2.掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则；掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则； 普通钢屋架设计内容普通钢屋架设计内容：屋架的荷载计算；屋架的荷载计算；杆件内力计算和组合；杆件内力计算和组合；正确选择杆的截面型式和确定计算长度；正确选择杆的截面型式和确定计算长度；选择截面并验算各杆件的承载力；选择截面并验算各杆件的承载力；计算节点连接并绘制钢屋架施工图。计算节点连接并绘制钢屋架施工图。7.1.1 7.1.1 厂房结构的组成厂房结构

2、的组成7.17.1 厂房结构的形式和布置厂房结构的形式和布置厂厂房房结结构构一一般般是是由由屋屋盖盖结结构构、柱柱、吊吊车车梁梁、制制动动梁梁（或或桁桁架架）、各各类类支支撑撑以以及及墙墙架架等等构构件件组组成的空间体系。成的空间体系。1 1、框架柱、框架柱 2 2、屋架（框架横、屋架（框架横梁）梁）3 3、中间屋架、中间屋架 4 4、吊车梁、吊车梁 5 5、天窗架、天窗架 6 6、托架、托架 7 7、柱间、柱间支撑支撑 8 8、屋架上弦横向支撑、屋架上弦横向支撑 9 9、屋架下弦横向支撑、屋架下弦横向支撑 10 10、屋架纵向支撑屋架纵向支撑 11 11、天窗架、天窗架垂直支撑垂直支撑 12

3、 12、天窗架横向支、天窗架横向支撑撑 13 13、墙架柱、墙架柱 14 14、檩条、檩条 15 15、屋架垂直支撑屋架垂直支撑 16 16、檩条间撑、檩条间撑杆杆 分三个阶段：分三个阶段：（1 1）结构选型及整体布置）结构选型及整体布置 包括柱网布置；确定横向框架型式及主要尺寸；布置包括柱网布置；确定横向框架型式及主要尺寸；布置屋盖结构、吊车梁系统、支撑体系及墙架体系。屋盖结构、吊车梁系统、支撑体系及墙架体系。7.1.2 7.1.2 厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤（2 2）技术设计）技术设计 根据已确定的结构方案进行静力计算、构件及连接设计。根据已确定的结构方案进行静力计算、构件及连接

4、设计。 （3 3）绘制施工图）绘制施工图 根据技术设计确定的构件尺寸和连接，绘制施工图纸，根据技术设计确定的构件尺寸和连接，绘制施工图纸，并尽量采用构件及连接构造的标准图集。并尽量采用构件及连接构造的标准图集。 1 1、柱网布置、柱网布置（1 1）满足生产工艺的要求；）满足生产工艺的要求；（2 2）满足结构的要求；）满足结构的要求；（3 3）符合经济合理的要求；）符合经济合理的要求；（4 4）符合构件统一化、标准化要求）符合构件统一化、标准化要求 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 2 2、温度伸缩缝、温度伸缩缝做法：做法：（1 1）设置双柱（插入距）设置双柱

5、（插入距 ） （2 2）单柱：设置滑动支座）单柱：设置滑动支座柱网布置和温度伸缩缝图柱网布置和温度伸缩缝图a a）各列柱距相等各列柱距相等 b b）中列柱有拔柱中列柱有拔柱可不计算温度应力的可不计算温度应力的温度区段长度值温度区段长度值 纵向温度区纵向温度区段（垂直于段（垂直于屋架或构架屋架或构架跨度方向）跨度方向） 横向温度区段横向温度区段（沿屋架或构架跨度方向）（沿屋架或构架跨度方向） 柱顶为刚接柱顶为刚接 柱顶为铰接柱顶为铰接 采暖房屋和采暖房屋和非采暖地区非采暖地区的房屋的房屋 220220m m120120m m150150m m热车间和采热车间和采暖地区的非暖地区的非采暖房屋采暖房

6、屋 180180m m100100m m125125m m露天结构露天结构 120120m m- - -厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接，而柱顶可分为厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接，而柱顶可分为铰接和刚接两类铰接和刚接两类 ：（1 1）柱顶铰接）柱顶铰接一一般般用用于于多多跨跨厂厂房房或或厂厂房房高高度度不不大大而而刚刚度度容容易易满满足足的的情情况况。当当采采用用钢钢屋屋架架、钢钢筋筋混混凝凝土土柱柱的的混混合合结结构构时时，常采用铰接框架形式常采用铰接框架形式。7.2 7.2 厂房结构的框架形式厂房结构的框架形式（2 2）柱顶刚接）柱顶刚接 在厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高

7、在厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高时，钢结构的单跨厂房框架常采用柱顶刚接方案。在选时，钢结构的单跨厂房框架常采用柱顶刚接方案。在选择框架类型时必须根据具体条件进行分析比较。择框架类型时必须根据具体条件进行分析比较。 （1 1）框架的主要尺寸如图所示。）框架的主要尺寸如图所示。 框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离。框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离。 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 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 通常均简化为单个的平面框架来计算通常均简化为单个的平面框架来计算 （2 2）计算简图）

8、计算简图 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）柱顶铰接柱顶铰接框架的计算跨度：框架的计算跨度：取为两上柱轴线之间的距离。取为两上柱轴线之间的距离。 横向框架的计算高度：横向框架的计算高度：柱顶刚接时，可取为柱脚底面至柱顶刚接时，可取为柱脚底面至框架下弦轴线的距离框架下弦轴线的距离（横梁为（横梁为 ），或柱脚底面至横梁端部，或柱脚底面至横梁端部形心的距离形心的距离（横梁为有限刚性）（横梁为有限刚性），见图，见图a a、b b；柱顶铰接时，；柱顶铰接时，应取为柱脚底面至横梁主要支承节点间距离，见图应取为柱脚底面至横梁主要支承节点间距离，见图c c、d d。 a a）

9、柱顶刚接，横梁视为无限刚性柱顶刚接，横梁视为无限刚性 b b）柱顶刚接，横梁视为有限刚柱顶刚接，横梁视为有限刚性性 c c）柱顶铰接，横梁为上承式柱顶铰接，横梁为上承式 d d）柱顶铰接，横梁为下承式柱顶铰接，横梁为下承式（1 1）框架的主要尺寸如图所示。）框架的主要尺寸如图所示。 框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离。框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离。 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 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 （1 1）荷载）荷载 永久荷载和可变荷载两种。永久荷载和可变荷载两种。 2 2横向框架的荷载

10、和内力横向框架的荷载和内力 （2 2）内力分析和内力组合）内力分析和内力组合框架横梁端弯矩最不利组合框架横梁端弯矩最不利组合 使屋架下弦杆产生最大压力见图使屋架下弦杆产生最大压力见图；使屋架上弦杆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，见图产生最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力，见图b b；、使腹杆产生最大拉力或最大压力，见图使腹杆产生最大拉力或最大压力，见图c c、d d所示。所示。3 3框架柱的类型框架柱的类型 a a）等截面等截面实腹柱腹柱 b b）等截面格构柱等截面格构柱 c c）阶形形实腹柱腹柱 d d）阶形格构柱形格构柱 e e）双双阶柱柱 f f）分离式柱分离式柱

11、 （1 1）柱间支撑的作用和布置）柱间支撑的作用和布置 1 1）保证厂房的纵向刚度；）保证厂房的纵向刚度；2 2）承受厂房纵向的荷载或）承受厂房纵向的荷载或作用；作用；3 3）减少柱在框架平面外的计算长度。）减少柱在框架平面外的计算长度。 4 4纵向框架的柱间支撑纵向框架的柱间支撑当温度区段小于当温度区段小于9090m m时，在它的中央设置一道下层支撑时，在它的中央设置一道下层支撑 温度区段长度超过温度区段长度超过9090m m，在它的在它的1/31/3点处各设一道支撑点处各设一道支撑 （2 2）柱间支撑的形式和计算）柱间支撑的形式和计算 柱间支撑按结构形式可分为十字交叉、八字式、门架柱间支撑

12、按结构形式可分为十字交叉、八字式、门架式等，如图所示。式等，如图所示。 房屋横向刚度大，整体性、耐久性好；屋房屋横向刚度大，整体性、耐久性好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。抗震不利。屋架间距灵活，构件重量轻、施工安装方屋架间距灵活，构件重量轻、施工安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。便；屋盖构件数量多，整体刚度差。无檩体系：无檩体系：有檩体系：有檩体系：一一般般用用于于预预应应力力混混凝凝土土大大型型屋屋面面板板等等重重型屋面，将屋面板直接放在屋架上。型屋面，将屋面板直接放在屋架上。 常用于轻型屋面材料的情况。常用于轻型屋面材料的情况。

13、一、屋盖结构的形式一、屋盖结构的形式7.37.3 屋盖结构屋盖结构1. 1. 屋盖结构体系屋盖结构体系 按腹杆布置方式不同有：按腹杆布置方式不同有： 芬克式芬克式 特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理，特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理， 应用广泛。应用广泛。三角形屋架三角形屋架 杆件数量少，节杆件数量少，节点数量少，受压杆点数量少，受压杆较长，但抗震性能较长，但抗震性能优于芬克式屋架，优于芬克式屋架，适用于跨度小于适用于跨度小于1818m m的屋架。的屋架。 单斜式单斜式 腹腹杆杆和和节节点点数数量量较较多多，长长腹腹杆杆受受拉拉，但但夹夹角角小小，适适用用于于下下弦弦设置天棚的屋架。

14、设置天棚的屋架。 人字式人字式 适用范围：适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。的有檩体系。 特点：特点： 外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，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。近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。 上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节下弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节点构造。点构造。 按腹杆布置方式不同有：按腹杆布置方式不同有： 人字式人字式梯形屋架梯形屋架特点：腹杆总长度短，节

15、点少。特点：腹杆总长度短，节点少。按按支支座座斜斜杆杆与与弦弦杆杆组组成成的的支支承承点点在在下下弦弦或或在在上上弦弦又又可可分分为为下下承承式式和上承式两种。和上承式两种。上承式上承式下承式下承式 再分式再分式特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。 单斜杆式单斜杆式 特特点点：多多数数腹腹杆杆受受压压，杆杆件件数数量量多多，总总长长大大，应用少。应用少。 特点特点 外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经济，应用广泛。匀，用料经济，应用广泛。 适用范围适用范围 适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的

16、无檩屋盖结构。适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结构。 屋架高度屋架高度 三角形屋架高度一般为（三角形屋架高度一般为（1/61/61/41/4）L L；梯形屋架的梯形屋架的中部高度一般为（中部高度一般为（1/101/101/61/6）L L，与柱刚接的梯形屋架，与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（端部高度一般为（1/161/161/101/10）L L，通常取为通常取为1.81.82.12.1m m。3 3）满足制造、安装和运输要求）满足制造、安装和运输要求 构造简单，杆件夹角构造简单，杆件夹角30306060； 杆件与节点数量少；杆件与节点数量少； 分段制造，便于运输与安装；分段制造，

17、便于运输与安装；确定屋架形式的原则：确定屋架形式的原则：1 1）满足使用要求）满足使用要求屋架外形应与屋架外形应与屋面材料的排水屋面材料的排水要求相适应。要求相适应。2 2）满足经济要求）满足经济要求 屋屋架架外外形形应应尽尽量量和和弯弯矩矩图图接接近近，使使上上下下弦弦杆杆 内内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小； 腹杆的布置宜使腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉短杆受压，长杆受拉； 荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。为为使使屋屋架架结结构构有有足足够够的的空空间刚度和稳定性。间刚度和稳定性。二、二、屋盖支撑屋盖支撑

18、 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑 垂直支撑垂直支撑 系杆系杆 组成组成檩条或屋面板檩条或屋面板 保证屋盖的整体性，提高空间刚度保证屋盖的整体性，提高空间刚度 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 承承担担和和传传递递水水平平荷荷载载（如如纵纵向向和和横横向向风风荷荷载载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。 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 1. 支撑的作用支撑的作用2 2 支撑的布置支撑的布置 上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或

19、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6060m m，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 当屋架间距当屋架间距1212m m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。 但但当当屋屋架

20、架跨跨度度比比较较小小（1818m m）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1212m m时时，通通常常布布置置在在屋架下弦平面。屋架

21、下弦平面。屋屋架架间间距距1212m m时时，宜宜布布置置在在屋架的上弦平面内。屋架的上弦平面内。下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑 垂直支撑联系屋架垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，并上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一起形和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间成几何不变的屋盖空间结构。结构。 屋架的垂直支撑应屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。撑设置在同一柱间。（4 4）垂直支撑）垂直支撑（5 5）系杆）系杆 作作用用：保保证证无无横横向向水水平平支支撑撑的的所所有有屋屋架架在在上上弦弦杆杆平平面面外外的的稳稳定定和和安安装装时时屋屋架架的的稳稳定定，

22、第第一一柱柱间间的的刚刚性系杆能将山墙的风荷载传到横向水平支撑。性系杆能将山墙的风荷载传到横向水平支撑。 设设置置：在在横横向向支支撑撑或或垂垂直直支支撑撑节节点点处处应应沿沿房房屋屋通通长长设设置置系系杆杆。在在屋屋架架上上弦弦平平面面内内，对对无无檩檩体体系系屋屋盖盖应应在在屋屋脊脊处处和和屋屋架架端端部部处处设设置置系系杆杆；对对有有檩檩体体系系只只在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。 系系杆杆分分刚刚性性系系杆杆（既既能能受受拉拉也也能能受受压压）和和柔柔性性系系杆杆（只只能能承承受受拉拉力力）两两种种。屋屋架架主主要要支支承承节节点点处处的的系杆，屋架上弦

23、脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。 三、三、简支屋架设计简支屋架设计1 1、 屋架的内力分析屋架的内力分析 屋架上的荷载包括恒载、活荷载、雪荷载、风荷屋架上的荷载包括恒载、活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载及悬挂荷载等。载、积灰荷载及悬挂荷载等。 （1 1）基本假定）基本假定 通常将荷载集中到节点上，并假定屋架各杆均为理通常将荷载集中到节点上，并假定屋架各杆均为理想直杆，各杆轴线在同一平面内且汇交于节点中心，想直杆，各杆轴线在同一平面内且汇交于节点中心，各节点均为理想铰接，忽略实际节点产生的次应力。各节点均为理想铰接，忽略实际节点产生的次应力。 （2 2）

24、节间荷载引起的局部弯矩）节间荷载引起的局部弯矩节节间间荷荷载载作作用用的的屋屋架架，除除把把节节间间荷荷载载分分配配到到相相邻邻节节点点外外，还还应应计算节间荷载引起的局部弯矩。计算节间荷载引起的局部弯矩。0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0（3 3）内力计算与荷载组合）内力计算与荷载组合 全全跨跨恒恒载载+ +全全跨跨活活载载：即即全全跨跨永永久久荷荷载载+ +全全跨跨屋屋面面活活载载或或雪荷载（取较大值）雪荷载（取较大值）+ +全跨积灰荷载全跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。悬挂吊车荷载。 全全跨跨恒恒载载+ +半半跨跨活活载载：即即全全跨跨永永久久

25、荷荷载载+ +半半跨跨屋屋面面活活载载（或半跨雪荷载）（或半跨雪荷载）+ +半跨积灰荷载半跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。悬挂吊车荷载。 采采用用大大型型混混凝凝土土屋屋面面板板的的屋屋架架，尚尚应应考考虑虑安安装装时时可可能能的的半半跨跨荷荷载载：即即屋屋架架、支支撑撑和和天天窗窗自自重重+ +半半跨跨屋屋面面板板自自重重+ +半半跨屋面活荷载。跨屋面活荷载。 屋屋架架上上、下下弦弦杆杆和和靠靠近近支支座座的的腹腹杆杆由由作作用用时时会引起杆件的最不利内力；会引起杆件的最不利内力； 跨中附近的腹杆可能由跨中附近的腹杆可能由两种荷载组合控制。两种荷载组合控制。节点荷载汇集简图节点荷载汇集简图 B

26、.B.中间腹杆：中间腹杆：两端两端或一端嵌固程度较或一端嵌固程度较大，视为弹性嵌固。大，视为弹性嵌固。lox= 0.8l1)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 = l2 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 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。 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件，单面连接的单角钢和双角钢组成的

27、十字形杆件，受力后有可能斜向失稳，由于两端节点有一定的受力后有可能斜向失稳，由于两端节点有一定的嵌固作用，故斜平面计算长度略作折减嵌固作用，故斜平面计算长度略作折减( (支座斜杆支座斜杆和支座竖杆除外），和支座竖杆除外），l0=0.9l， 3)3)腹杆在斜平面内的计算长度腹杆在斜平面内的计算长度 确确定定桁桁架架弦弦杆杆和和单单系系腹腹杆杆的的长长细细比比时时，其其计计算算长度应按下表规定采用。长度应按下表规定采用。项项 次次弯曲方向弯曲方向弦弦 杆杆腹腹 杆杆支座斜杆和支座支座斜杆和支座竖杆竖杆 其他腹杆其他腹杆1 1在桁架平面内在桁架平面内ll0.8 l2 2在桁架平面外在桁架平面外l1l

28、l3 3斜平面斜平面l0.9 ll 构件的几何长度（节点中心间距离）；构件的几何长度（节点中心间距离）；l1 桁架弦杆侧向支承点间的距离；桁架弦杆侧向支承点间的距离；（2 2） 杆件的容许长细比杆件的容许长细比规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。 3.3.杆件的截面形式杆件的截面形式 对对轴轴心心受受压压杆杆件件，宜宜使使杆杆件件对对两两个个主主轴轴有有相相近近的的稳稳定定性，即可性，即可使两方向的长细比接近相等使两方向的长细比接近相等。 基基本本上上采采用用由由两两个个角角钢钢组组成成的的T T形形截截面面或或十十字字形形截截面面形形式式的的杆杆件件，

29、也也可可用用H H型型钢钢剖剖开开而而成成的的T T形形钢钢代代替替双双角角钢钢组组成成的的T T形截面。受力较小的次要杆件可采用单角钢。形截面。受力较小的次要杆件可采用单角钢。屋架杆件的合理截面形式屋架杆件的合理截面形式 上弦杆上弦杆 不等肢不等肢角钢角钢短肢短肢相连的相连的T T形截面形截面( (肢背肢背朝上朝上) )； 下弦杆下弦杆 不等肢不等肢角钢角钢短肢短肢相连的相连的T T形截面形截面( (肢背肢背朝下朝下) )； 支座斜杆支座斜杆 不等肢不等肢角钢角钢长肢长肢相连的相连的T T形截面；形截面； 其它腹杆其它腹杆 等肢等肢角钢相连的角钢相连的T T形形截面；截面； 中央竖腹杆中央竖

30、腹杆 等肢等肢角钢相连的角钢相连的十字形十字形截面。截面。由由双双角角钢钢组组成成的的T T形形或或十十字字形形截截面面杆杆件件按按实实腹腹式式杆杆件件进进行行计计算算，必必须须每每隔一定距离在两个角钢间加设填板。隔一定距离在两个角钢间加设填板。v双角钢杆件的填板：双角钢杆件的填板： 填填板板的的间间距距对对压压杆杆l l1 14040i i1 1，拉拉杆杆l l1 18080 i i1 1；在在T T形形截截面面中中，i i1 1为为一一个个角角钢钢对对平平行行于于填填板板自自身身形形心心轴轴的的回回转转半半径径；在在十十字字形形截截面面中中，填填板板应应沿沿两两个个方方向向交交错错放放置置

31、，i i1 1为为一一个个角角钢钢的的最最小小回回转转半半径径，在在压压杆杆的的桁桁架架平平面面外外计计算算长长度度范范围围内内，至至少少应应设置两块填板。设置两块填板。填填板板的的宽宽度度一一般般取取5080mm；填填板板的的长长度度：对对T T形形截截面面应应比比角角钢钢肢肢伸伸出出1020mm，对对十十字字形形截截面面则则从从角角钢钢肢肢尖尖缩缩进进1015mm。填填板板的厚度与桁架节点板相同的厚度与桁架节点板相同。4. 4. 杆件的截面选择杆件的截面选择(1)(1)一般原则一般原则应应优优先先选选用用肢肢宽宽而而薄薄的的板板件件或或肢肢件件组组成成的的截截面面，一般板件或肢件的最小厚度

32、为一般板件或肢件的最小厚度为5 5mmmm。角钢杆件或角钢杆件或T T型钢的型钢的悬伸肢宽不得小于悬伸肢宽不得小于4545mmmm。屋屋架架节节点点板板（或或T T型型钢钢弦弦杆杆的的腹腹板板）的的厚厚度度，按按教材教材表表7-47-4选用。选用。跨跨度度较较大大的的桁桁架架（2424m m）与与柱柱铰铰接接时时，弦弦杆杆宜宜根据内力变化改变截面，根据内力变化改变截面，半跨内一般只改变一次半跨内一般只改变一次。规格不宜太多。规格不宜太多。轴轴心心受受拉拉杆杆件件应应验验算算强强度度和和长长细细比比要要求求。轴轴心心受受压压杆杆件件和和压压弯弯构构件件要要计计算算强强度度、整整体体稳稳定定、局局

33、部部稳稳定定和长细比。和长细比。(2) (2) 杆件的截面选择杆件的截面选择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 以以桁桁架架杆杆件件的的形形心心线线为为轴轴线线并并在在节节点点处处相相交交于于一一点点，肢肢背背至至轴轴线线的的距距离离为为5 5mmmm的倍数。的倍数。 节节点点处处，腹腹杆杆与与弦弦杆杆或或腹腹杆杆与与腹腹杆杆之之间间焊焊缝缝的的净净距距，不不宜宜小小于于1010mmmm，或或者者杆杆件件之之间间的的空空隙隙不不小小于于15152020mmmm。 角角钢钢端端部部的的切切割割一一般般垂垂直直于于其其轴轴线线。有有时时允允许许

34、切切去去一一肢肢的的部部分分，但但不不允允许许将将一一个个肢肢完完全全切切去去而而另另一肢伸出的斜切。一肢伸出的斜切。 节节点点板板的的外外形形应应简简单单而而规规则则，至至少少宜宜有有两两边边平平行行，如如矩矩形形、平平行行四四边边形形和和直直角角梯梯形形等等。节节点点板板边边缘缘与与杆杆件件轴轴线线的的夹夹角角不应小于不应小于1515。(2) (2) 角钢桁架的节点设计角钢桁架的节点设计 一般节点一般节点一般节点是指无集中荷载和一般节点是指无集中荷载和无弦杆拼接的节点无弦杆拼接的节点 节节点点板板的的平平面面尺尺寸寸，一一般般应应根根据据杆杆件件截截面面尺尺寸寸和和腹腹杆杆端端部部焊缝长度

35、画出大样图来确定。焊缝长度画出大样图来确定。(2) 角钢桁架的节点设计角钢桁架的节点设计一般节点一般节点有集中荷载的节点有集中荷载的节点拼接节点拼接节点支座节点支座节点 肢背焊缝：肢背焊缝： 腹杆与节点板的连接腹杆与节点板的连接焊缝按角钢角焊缝承焊缝按角钢角焊缝承受轴心力方法计算。受轴心力方法计算。节点板应伸出弦杆节点板应伸出弦杆10101515mmmm以便焊接。以便焊接。弦杆与节点板的弦杆与节点板的连接焊缝，应考连接焊缝，应考虑承受弦杆相邻虑承受弦杆相邻节间内力之差，节间内力之差，按下式计算按下式计算: : 通通常常因因NN很很小小，实实际际所所需需的的焊焊脚脚尺尺寸寸可可由由构构造造要要求

36、求确确定定，并并沿节点板全长满焊。沿节点板全长满焊。肢尖焊缝：肢尖焊缝： 12NNN- -= =D D :式中式中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，背，缩进缩进距离不宜小于距离不宜小于(0.5(0.5t+2)mmt+2)mm，也不宜大于节点板厚度也不宜大于节点板厚度t t。 角钢桁架有集中荷载的节点角钢桁架有集中荷载的节点 角角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；

37、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 计计算算时时应应考考虑虑偏偏心心弯弯矩矩M MNNe e（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12NNN- -= =D D2fh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N

38、N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点板部分向上伸出伸出或全部向上伸出。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：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； 拼拼接接角角钢钢或或拼拼接接钢钢板板的的长长度度，应应根根据据所所需需焊焊缝缝长长度度决决定定。接接头头一侧的连接焊缝总长度应为：一侧的连接焊缝总长度应为： 角钢桁架弦杆的拼接及拼接节点角钢桁架弦杆的拼接及拼接节点 N N杆件的轴心力，取节点两侧

39、弦杆内力的较大值。杆件的轴心力，取节点两侧弦杆内力的较大值。 连接角钢为便于施焊须铲去角钢背棱角，并采用与被连接角钢为便于施焊须铲去角钢背棱角，并采用与被连接件相同的截面，连接角钢的竖肢应切去宽度为连接件相同的截面，连接角钢的竖肢应切去宽度为thf5mm，t为连接角钢的厚度为连接角钢的厚度hf为拼接角焊缝厚度。为拼接角焊缝厚度。割棱切肢引起的截面削弱不宜超过原截面的割棱切肢引起的截面削弱不宜超过原截面的15。thf5mm为为便便于于施施焊焊，屋屋架架下下弦弦角角钢钢背背与与支支座座底底板板的的距距离离e e（见见图图）不不宜宜小小于于下下弦弦角角钢钢伸伸出出肢肢的的宽宽度度，也也不不 宜宜 小

40、小 于于130130mmmm。 角钢桁架的支座节点角钢桁架的支座节点 加劲肋设在支座节加劲肋设在支座节点中心处，用来加强点中心处，用来加强支座底板刚度，减小支座底板刚度，减小底扳弯矩，均匀传递底扳弯矩，均匀传递支座反力并增强支座支座反力并增强支座节点板的侧向刚度。节点板的侧向刚度。角钢桁架的支座节点角钢桁架的支座节点支座节点包括支座节点包括节点板节点板、加劲助加劲助、支座底板支座底板和和锚栓锚栓等部件。等部件。支座底板支座底板的作用是的作用是增加支座节点与混凝土增加支座节点与混凝土柱顶的接触面积，把节柱顶的接触面积，把节点板和加劲肋传来的支点板和加劲肋传来的支座反力均匀地传递到柱座反力均匀地传

41、递到柱顶上；锚栓应预理于柱顶上；锚栓应预理于柱顶，一般取直径顶，一般取直径d20 24 mm。为了安装时便于调为了安装时便于调整屋架支座位置，底板整屋架支座位置，底板上的锚栓孔直径取锚栓上的锚栓孔直径取锚栓直径的直径的2.02.5倍，并开倍，并开成开口的椭圆豁孔。成开口的椭圆豁孔。垫板厚度与底板相同，孔径稍大于锚栓直径垫板厚度与底板相同，孔径稍大于锚栓直径12mm，屋架安装就位并经调整正确后，将垫板与底板焊牢。屋架安装就位并经调整正确后，将垫板与底板焊牢。1） 支座底板的计算支座底板的计算a) 支座反力支座反力 验算柱顶混凝土的抗压强度验算柱顶混凝土的抗压强度 N/mm2b)底板的厚度底板的厚

42、度t 两支承边之间的对角线长度两支承边之间的对角线长度 系数系数 2)加加劲劲肋肋与与节节点点板板的的连连接接焊焊缝缝计算：计算： 加劲肋与节点板的连接焊加劲肋与节点板的连接焊缝计算。偏安全地假定缝计算。偏安全地假定一个加一个加劲肋的受力为桁架支座反力的劲肋的受力为桁架支座反力的四分之一。四分之一。3）节点板、加劲肋与底板的）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算连接焊缝计算 设设焊焊缝缝传传递递全全部部支支座座反反力力R，每每块块加加劲劲肋肋各各传传 R/4，节节点点板传递板传递R/2。节点设计的步骤节点设计的步骤 节点设计应在绘制屋架施工图中结合进行节点设计应在绘制屋架施工图中结合进行 按比例

43、画桁架几何轴线按比例画桁架几何轴线(1:20(1:201:30)1:30)； 按比例画角钢肢背、肢尖轮廓线按比例画角钢肢背、肢尖轮廓线(1:10(1:101:20)1:20)；( (尽量使尽量使角钢轴线与屋架几何轴线重合）角钢轴线与屋架几何轴线重合） 根据根据“a ”距离切断角钢端部；距离切断角钢端部； 根据各腹杆轴力计算各杆肢背、肢尖所需焊缝长度；根据各腹杆轴力计算各杆肢背、肢尖所需焊缝长度； 按比例画出各杆端焊缝的端点位置；按比例画出各杆端焊缝的端点位置； 画出节点板的轮廓线画出节点板的轮廓线( (节点板必须包住所有杆端焊缝，并节点板必须包住所有杆端焊缝，并满足节点板的构造要求满足节点板的

44、构造要求) )； 验算弦杆上的焊缝。验算弦杆上的焊缝。6. 钢屋架施工图钢屋架施工图钢屋架施工图主要包括：钢屋架施工图主要包括： 屋架的简图屋架的简图 屋架正面详图屋架正面详图 上弦和下弦平面图上弦和下弦平面图 必要数量的侧面图和零件图必要数量的侧面图和零件图当屋架为对称时，可绘制半榀屋架。当屋架为对称时，可绘制半榀屋架。钢屋架施工图主要内容和基本要求：钢屋架施工图主要内容和基本要求： (1) 图纸的左上角绘制整榀图纸的左上角绘制整榀屋架的简图屋架的简图，左半跨，左半跨注明屋架的几何尺寸，右半跨注明杆件的设计内注明屋架的几何尺寸，右半跨注明杆件的设计内力。力。(2) 图纸的正中为图纸的正中为屋

45、架详图屋架详图及上、下弦平面图，及上、下弦平面图，必要数量的侧面图和零件图。必要数量的侧面图和零件图。(3) 右上角绘制右上角绘制材料表材料表。 (4) 钢屋架施工图可以采用钢屋架施工图可以采用两种比例两种比例绘制，屋架绘制，屋架轴线一般用轴线一般用1 201 30的比例尺，杆件截面和节的比例尺，杆件截面和节点尺寸采用点尺寸采用1 101 15的比例尺。的比例尺。(5) 施工图上应施工图上应注明注明屋架和各构件的主要几屋架和各构件的主要几何何尺寸尺寸。 (6) 在施工图中应全部在施工图中应全部注明各零件的型号和注明各零件的型号和尺寸尺寸。 (7) 跨度较大的屋架，在自重及外荷载作用跨度较大的屋

46、架，在自重及外荷载作用下将产生较大的挠度，特别当屋架下弦有吊平下将产生较大的挠度，特别当屋架下弦有吊平顶或悬挂吊车荷载时，则挠度更大，这将影响顶或悬挂吊车荷载时，则挠度更大，这将影响结构的使用和有损建筑的外观。结构的使用和有损建筑的外观。起拱起拱。 (8) 施工图上还应加注必要的施工图上还应加注必要的文字说明文字说明，包，包括钢材的钢号，焊条型号，加工精度和质量要括钢材的钢号，焊条型号，加工精度和质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸，以及求，图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸，以及防锈处理的要求等等。防锈处理的要求等等。 某一钢屋架施工图屋盖结构布置；屋盖结构布置；屋架形式的选择；屋架形式的选择；支撑布置；支撑布置；屋盖荷载计算；屋盖荷载计算；屋架各杆内力计算；屋架各杆内力计算；屋架杆件截面选择；屋架杆件截面选择；节点设计以及绘制施工图。节点设计以及绘制施工图。小结：屋盖结构设计的内容小结：屋盖结构设计的内容小结：屋盖结构设计的内容小结：屋盖结构设计的内容