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屋盖钢结构设计一、屋盖结构组成钢屋盖结构组成:屋面板、檩条、屋架、托架、天窗架、支撑等构件。
屋架的跨度和间距取决于柱网布置,柱网布置取决于建筑物工艺要求和经济要求。
屋架跨度较大:为了采光和通风,屋盖上常设置天窗。
柱网间距较大,超出屋面板长度:应设置中间屋架和柱间托架,中间屋架的荷载通过托架传给柱。
屋盖结构组成屋架与屋架之间布置支撑,可增强屋架的侧向刚度,传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。
二、屋盖体系分类屋盖分为无檩屋盖和有檩屋盖。
无檩屋盖:屋面荷载直接通过大型屋面板传递给屋架。
优点:屋盖横向刚度大,整体性好,构造简单,施工方便等;缺点:屋盖自重大,不利于抗震,其多用于有桥式吊车的厂房屋盖中。
无檩屋盖体系有檩屋盖:当屋面采用轻型材料如石棉瓦、瓦楞铁、压型钢板和铁丝网水泥槽板等时,屋面荷载要通过檩条再传递给屋架。
优点:构件重量轻,用料省;缺点:屋盖构件数量较多,构造较复杂,整体刚度较差。
有檩屋盖体系第二节屋盖支撑体系一、屋盖支撑作用主要作用:①保证屋盖结构的整体稳定;②增强屋盖的刚度;③增强屋架的侧向稳定;④承担并传递屋盖的水平荷载;⑤便于屋盖的安装与施工。
屋架——屋盖的主要承重结构,需要用支撑连接屋架。
长的屋盖结构,在中间设置横向支撑。
横向支撑——屋架弦杆的侧向支承点,减小弦杆在平面外的计算长度,减小动力荷载作用下的屋架平面外的受迫振动。
屋盖支撑将作用于山墙的风荷载、悬挂吊车水平荷载及地震作用传递给房屋的下部支承结构。
钢屋架安装:首先吊装有横向支撑的两榀屋架,将支撑和檩条与之连系形成稳定体系,然后再吊装其他屋架与之相连。
二、屋盖支撑布置五种屋盖支撑:上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。
1.上弦横向水平支撑在屋盖体系中,一般都应设置屋架上弦横向水平支撑,包括天窗架的横向水平支撑。
上弦横向水平支撑布置在房屋两端或在温度缝区段的两端的第一柱间或第二柱间。
横向水平支撑的间距≤60m,房屋长度>60m,还应另加设水平支撑。
建筑结构体系有哪些类型建筑结构体系是指建筑物承重体系的形式和结构形态。
在建筑设计中,选择合适的结构体系对保证建筑物的安全性、经济性以及建筑功能的实现具有至关重要的作用。
下面将介绍一些常见的建筑结构体系类型。
1. 框架结构体系框架结构体系是由柱和梁组成的平面和空间刚性框架,其特点是柱间梁连通,能够承受垂直荷载和水平荷载。
框架结构体系适用于多层、高层建筑,可以提供较大的开放空间和柔性布局,例如住宅、商业综合体等。
2. 钢筋混凝土框架结构体系钢筋混凝土框架结构体系是一种常见的框架结构体系形式,其柱和梁由钢筋混凝土构成。
由于钢筋混凝土具有良好的抗压和抗拉性能,使得钢筋混凝土框架结构具有承受垂直和水平荷载的能力。
此外,钢筋混凝土框架结构还具有耐久性好、施工方便等优点,因此被广泛应用于各种建筑类型。
3. 钢结构体系钢结构体系是利用钢材作为主要承重构件的建筑结构体系。
相比于其他结构体系,钢结构体系具有自重轻、刚度好、抗震性能优良等特点,适用于大跨度、高层建筑,如体育馆、高层办公楼等。
钢结构体系可分为桁架、刚构架、悬索结构等多种形式,各有其适用的场景和特点。
4. 砖木结构体系砖木结构体系是利用砖和木材作为主要建筑材料的结构体系。
砖木结构体系在我国古代建筑中广泛应用,具有传统文化和艺术价值。
砖木结构体系的特点是砖墙起支撑和抗震作用,木材作为梁柱桁架等承重构件。
砖木结构体系适用于住宅、寺庙等建筑类型。
5. 钢混结构体系钢混结构体系是利用钢材和混凝土结合的结构体系。
钢材在钢混结构体系中起到支撑和抗拉作用,混凝土则承担压力和抗压作用。
钢混结构体系具有承载力强、形式多样化等优点,适用于各种建筑类型,如工厂、仓库等。
6. 吊杆结构体系吊杆结构体系是一种悬吊式的结构形式,通过悬吊的钢索或钢杆来支撑建筑物。
吊杆结构体系不受地面约束,适用于特殊形态的建筑,如跨河大桥、高空观景台等。
总结起来,建筑结构体系的类型包括框架结构体系、钢筋混凝土框架结构体系、钢结构体系、砖木结构体系、钢混结构体系和吊杆结构体系等。
建筑常见结构形式一、框架结构框架结构是建筑中最为常见的结构形式之一。
它由柱、梁和框架构件组成,能够承担建筑物的重力荷载,并将其传递到地基上。
框架结构可以分为钢结构和混凝土结构两种类型。
钢结构框架利用钢材的高强度和韧性,在建筑中广泛应用。
它具有自重轻、抗震性能好、施工速度快等优点,适用于多种建筑类型。
混凝土结构框架以混凝土为主要构造材料,常用于高层建筑和大跨度建筑中。
混凝土具有良好的抗压和耐久性能,能够满足建筑物的结构要求。
二、砖混结构砖混结构是一种以砖和混凝土为主要材料的建筑结构形式。
它常用于住宅、商业建筑和工业厂房等建筑类型。
砖混结构的特点是结构坚固、耐久性好、施工工艺简单等。
砖混结构的主要构件包括砖墙和混凝土柱、梁等。
砖墙可以承受垂直荷载,并提供水平稳定性;混凝土构件可以承受大部分水平荷载,增强建筑的整体稳定性。
三、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是一种以钢筋和混凝土为主要材料的建筑结构形式。
它结合了钢材和混凝土的优点,具有高强度、耐久性好、施工工艺简单等特点。
钢筋混凝土结构广泛应用于各种建筑类型,包括住宅、商业建筑、桥梁、隧道等。
它可以满足不同建筑物的结构要求,并且适应各种复杂的力学环境。
四、空间结构空间结构是一种以杆件和节点连接组成的三维结构形式。
它常用于建筑中的大跨度空间,如体育馆、展览馆等。
空间结构的特点是结构轻巧、造型多样、视觉效果好等。
空间结构可以分为网壳结构、网架结构和索结构等类型。
网壳结构由薄壳构件组成,形成均匀分布的曲面;网架结构由杆件和节点构成,形成网格状结构;索结构利用索材进行张拉,形成悬挂的结构体系。
五、剪力墙结构剪力墙结构是一种以墙体承担水平荷载的结构形式。
它主要由墙体和框架构件组成,能够提供良好的抗震性能。
剪力墙结构常用于高层建筑和地震频发地区的建筑物。
剪力墙结构的墙体可以分为剪力墙和抗剪墙两种类型。
剪力墙由连续的墙体组成,能够承受水平荷载;抗剪墙由离散的墙体组成,也能够提供良好的抗震性能。
常见建筑结构体系建筑结构体系是指建筑物内部的结构系统,它承担了建筑物的承重和抗震等功能。
常见的建筑结构体系有框架结构、桁架结构、穹顶结构、悬挑结构和索结构等。
下面将对这些常见的建筑结构体系进行介绍。
一、框架结构框架结构是指由柱、梁和框架组成的承重系统。
这种结构的承重主要靠柱和梁来传递,它们形成了一个稳定的网格体系。
框架结构通常用于建造多层或高层建筑,因为它具有良好的抗震性能和承重能力。
框架结构的特点是梁和柱能够承受较大的荷载,使得建筑物在承受垂直荷载时更加稳固。
框架结构还有较大的灵活性,方便进行内部布局的改变。
此外,框架结构的施工过程也相对简单,适用于大规模工程。
二、桁架结构桁架结构是由具有特殊形状的构件组成的结构体系。
这些构件通常为直线或曲线形状的杆件,在构件之间形成稳定的三角形。
桁架结构常用于跨度较大的建筑,如体育场馆、桥梁等。
桁架结构的特点是重量轻、刚性好、抗震性能强。
由于桁架结构的杆件形状较为规则,结构的荷载传递路径明确。
这样的结构设计使得桁架结构能够承受较大的水平荷载,具有较好的抗风和抗震性能。
三、穹顶结构穹顶结构是一种由曲面形成的重力体系,代表性的建筑有大型体育馆、教堂等。
穹顶结构通过内外表面之间的张拉力实现自身的稳定。
穹顶结构的特点是视觉效果好、室内空间开阔、形态独特。
这种结构可以在不需要支撑柱的情况下实现大跨度空间的覆盖,给人以视觉上的震撼和美感。
然而,穹顶结构施工和维护相对较为复杂,对材料和技术要求较高。
四、悬挑结构悬挑结构是指建筑物外部悬挑出的部分,如悬挑楼梯、悬挑平台等。
悬挑结构通过对结构形态的设计和材料的选择,使得悬挑部分能够保持平衡和稳定。
悬挑结构的特点是在视觉上给人一种轻盈感,使建筑物具有独特的外观。
悬挑部分可以为建筑物增加功能性和美观性,也可以节约空间和增加使用效率。
然而,悬挑结构对建筑材料和结构设计的要求较高,需要考虑悬挑部分的受力和稳定性。
五、索结构索结构是利用钢索来承载建筑物荷载的结构体系。
建筑结构说明建筑结构是指建筑物的骨架系统,提供支撑、稳定和承载的功能。
在建筑设计中,结构的选择和设计是至关重要的,它直接关系到建筑物的安全、可靠性和耐久性。
本文将对建筑结构的类型、材料和设计原则进行详细说明。
一、建筑结构类型在建筑领域中,常见的建筑结构类型包括框架结构、墙体结构、桁架结构、壳体结构等。
不同的结构类型适用于不同的建筑用途和需求,下面将对各个结构类型进行介绍。
1. 框架结构:框架结构是由柱、梁和水平杆件组成的骨架系统。
它以其良好的承载能力和灵活性而被广泛应用于高层建筑和大跨度建筑中。
2. 墙体结构:墙体结构是利用墙体的稳定性和承载能力来支撑建筑物的结构形式。
墙体结构在住宅建筑中常见,可以提供良好的隔音和隔热效果。
3. 桁架结构:桁架结构是由斜杆和节点组成的骨架结构系统。
桁架结构常用于体育场馆、展览中心等需要大跨度无柱支撑的场所。
4. 壳体结构:壳体结构利用曲面形状的薄壳来支撑建筑物,具有较好的承载能力和美观性。
典型的例子包括圆顶和穹顶。
二、建筑结构材料建筑结构的材料选择直接关系到结构的性能和稳定性。
以下是常见的建筑结构材料。
1. 钢结构:钢材具有高强度和耐久性,适用于构建大跨度、高层建筑。
它可以以钢柱、钢梁等形式使用,为建筑提供稳定的承载能力。
2. 混凝土结构:混凝土结构是将混凝土与钢筋结合使用的结构形式。
它具有较好的抗压性能,适用于承受大量压力和荷载的建筑。
3. 木结构:木结构利用木材的轻便性和可塑性构建建筑物。
它在住宅建筑中常见,并且具有良好的隔热和隔声效果。
4. 砖石结构:砖石结构使用砖块或石块来构建建筑物。
这种结构常用于传统建筑和古建筑中,具有较好的抗震性能。
三、建筑结构设计原则在进行建筑结构设计时,有一些原则需要遵守,以确保结构的安全性和稳定性。
1. 承载力原则:建筑结构的设计应该能够承受建筑物所受到的力和荷载,包括重力荷载、风荷载和地震荷载等。
2. 稳定性原则:建筑结构应具有足够的稳定性,能够保持建筑物在使用寿命内不发生倾覆或垮塌等问题。
(一)组成一般由屋面梁(或屋架)、屋面板、檩条、托架、天窗架、屋盖支撑系统等组成。
1.屋面根据材料的不同分为:由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板(预制)组成的无檩体系。
2.有檩体系是在屋面梁(或屋架)上铺设檩条,檩条上放置轻型板材而成。
檩条的间距1.0~5.0m,视轻型板材的承载能力而定,支承檩条的屋架间距一般为6.0~12.Om,屋面坡度为1/20~1/50。
3.无檩体系是指在屋面梁或屋架上,直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋盖。
大型屋面板的尺寸一般为1.5m×6.Om、3.O m×6.Om,屋架间距为6.Om,屋面坡度为1/10~1/12。
(二)屋盖支撑系统1.屋盖结构的支撑系统,通常由下列支撑组成:(1)屋架和天窗架的横向支撑;还可分为屋架和天窗架的上弦横向支撑以及屋架下弦(2)屋架的纵向支撑;还可分为屋架上弦纵向支撑和屋架下弦纵向水平支撑。
(3)屋架和天窗架的垂直支撑。
(4)屋架和天窗架的水平系杆;还可分为屋架和天窗架上弦水平系杆以及屋架下弦水平系杆。
所有支撑应与屋架、托架、天窗架和檩条(或大型屋面板)等组成完整的体系。
2.屋盖结构的支撑形式一般可按以下要求采用:(1)屋架和天窗架的上弦横向支撑,屋架下弦横向水平支撑和屋架上弦纵向支撑以及屋架下弦纵向水平支撑,一般采用十字交叉的形式。
(2)屋架和天窗架的垂直支撑,可参考图10-35(a)-(d)的形式选用;其中,图10—35(c)一般用于天窗架两侧的垂直支撑,图10-35(d)为兼作檩条的垂直支撑。
(3)屋架和天窗架的水平系杆,包括柔性系杆(拉杆)和刚性系杆(压杆),通常,柔性系杆采用单角钢,刚性系杆采用由两个角钢组成的十字形截面。
在有檩屋盖体系中,檩条可兼作横向支撑的承压杆(刚性杆)。
此时,充任支撑承压杆的檩条应计算其所承受的轴心力。
3.屋盖结构支撑是屋盖结构的一个组成部分,它的作用是将厂房某些局部水平荷载传递给主要承重结构,并保证屋盖结构构件在安装和使用过程中的整体刚度和稳定性。
屋盖结构形式屋盖结构是建筑物的重要组成部分,起到保护建筑物免受外界环境的影响的作用。
不同类型的建筑物采用不同的屋盖结构,以满足各自的需求。
本文将介绍几种常见的屋盖结构形式,包括平屋顶、坡屋顶、拱形屋顶和穹顶。
一、平屋顶平屋顶是一种常见的屋盖结构形式,特点是屋顶平坦,没有明显的倾斜度。
平屋顶常见于商业建筑、工业建筑和现代住宅等。
平屋顶的主要构造部分包括屋面防水层、保温层、防水膜和屋面铺装材料。
平屋顶常用于可利用屋顶空间进行绿化、太阳能发电等功能的建筑。
二、坡屋顶坡屋顶是另一种常见的屋盖结构形式,特点是屋顶具有一定的倾斜度,以便排水。
坡屋顶常见于住宅、别墅、教堂等建筑。
坡屋顶的主要构造部分包括屋面覆盖材料、屋面防水层、屋面保温层和屋架等。
坡屋顶的坡度根据实际需要确定,一般较大的坡度可以更好地排水,但会增加建筑物的高度和建造成本。
三、拱形屋顶拱形屋顶是一种采用拱形结构的屋盖形式,常见于教堂、体育馆等建筑。
拱形屋顶的特点是屋顶呈拱形,通过拱形结构的力学原理,将重力均匀分布到建筑物的支撑结构上。
拱形屋顶的主要构造部分包括拱顶、拱脚和拱墙等。
拱形屋顶不仅具有美观的外观,还能够承受较大的荷载,具有良好的结构稳定性。
四、穹顶穹顶是一种将建筑物顶部呈半球形或圆顶形状的屋盖结构形式,常见于教堂、博物馆等建筑。
穹顶的特点是具有较大的内部空间,能够提供良好的室内采光效果。
穹顶的主要构造部分包括钢结构或混凝土结构的支撑体系和玻璃、金属等材料的覆盖层。
穹顶的设计需要考虑结构的稳定性和采光效果,同时还要满足建筑物的功能和美观要求。
以上介绍了几种常见的屋盖结构形式,每种结构形式都有其特点和适用范围。
在实际建筑设计中,需要根据建筑物的功能、地理环境等因素综合考虑,选择合适的屋盖结构形式。
同时,还需要注意屋盖结构的施工工艺和材料选择,以确保屋盖的稳定性和耐久性。
最后,建筑师和工程师在设计和施工过程中应严格遵守相关的建筑规范和安全规范,确保建筑物的质量和安全。
常见的建筑结构体系建筑结构体系是建筑物的骨架,承载着建筑物的整体重量以及各种外力作用。
它的选择和设计直接影响着建筑物的稳定性、安全性和经济性。
在建筑设计中,常见的建筑结构体系有框架结构、桁架结构、砖混结构和钢混结构等。
下面将逐一介绍这些常见的建筑结构体系。
一、框架结构框架结构是一种以框架为主要组成部分的结构体系。
它由柱、梁和连接节点组成。
框架结构通常采用钢结构或混凝土结构。
钢框架结构具有轻巧、刚性好、适应性强等特点,被广泛应用于高层建筑和大空间建筑中。
混凝土框架结构具有良好的耐火性和抗震性能,适用于各类建筑。
二、桁架结构桁架结构是由大量的杆件和节点组成的一种结构体系。
它采用杆件与节点之间的刚性连接,形成稳定的三角形结构。
桁架结构的特点是轻巧、刚性好、抗震性能优异。
它常用于大跨度的场馆、体育馆和桥梁等建筑。
三、砖混结构砖混结构是一种采用砖墙和混凝土柱、梁构成的结构体系。
它的特点是施工简单、工期短、经济实用。
砖混结构常应用于住宅建筑和小型商业建筑。
四、钢混结构钢混结构是一种采用钢材和混凝土构成的结构体系。
它结合了钢材和混凝土的优点,具有刚性好、抗震性强的特点,被广泛应用于各类建筑。
钢混结构通常采用钢筋混凝土柱、梁和钢框架结构相结合,以提高整体结构的强度和稳定性。
随着科技的发展和建筑技术的进步,建筑结构体系也在不断创新和演变。
如空间网壳结构、预应力结构等,它们在特定的建筑项目中发挥着独特的作用。
总结起来,建筑结构体系是建筑物的基础构件,它的选择和设计直接关系到建筑物的性能。
在不同的建筑项目中,可以根据需求和条件选择合适的结构体系。
无论是框架结构、桁架结构、砖混结构还是钢混结构,都有其独特的优点和适用范围,需要根据具体情况进行综合考虑和选择。
通过深入了解和研究各种常见的建筑结构体系,我们可以更好地选择和设计出安全稳定、经济高效的建筑物,为人们提供舒适安全的居住和工作环境。
建筑结构体系的发展也将随着科技的不断进步而不断创新和完善,为建筑行业的发展带来更多的可能性和机遇。
常见建筑结构体系及其特点一、混合结构体系混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构,而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。
也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构根据承重墙所在的位置划分为横墙承重方案其受力特点是:主要靠横墙支撑楼板,横墙是主要承重墙。
纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用,故纵墙是自承重墙。
该方案的优点是:横墙较密,房屋横向刚度大,整体刚度好,其缺点是:平面布置不灵活.纵墙承重方案其特点是:把荷载传给梁,由梁传给纵墙,纵墙是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要,它的间距比较大。
优点是:房屋的空间可以比较大,平面布置比较灵活,墙面积较小,缺点是:房屋的刚度较差。
纵横墙承重方案根据房屋的开间和进深要求,有时需要纵横墙同时承重,即为纵横墙承重方案。
这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定,横墙的间距比纵墙的小,所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高.内框架承重方案房屋有时由于使用上要求,往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙,以取得较大的空间。
其特点是:由于横墙较小,房屋的空间刚度较差。
二、框架结构体系框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。
它同时承受竖向荷载和水平荷载。
由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架,当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时,该结构体系成为框架结构体系。
有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。
框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构。
同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期。
框架结构体系的缺点为:①框架节点应力集中显著;②框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破性;③对于钢筋混凝土框架,当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加,从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理。
建筑结构形式分类建筑结构是指建筑物中支撑和承载荷载的构件和系统,它决定了建筑物的稳定性、安全性和使用性能。
根据建筑结构的形式和特点,可以将建筑结构分为以下几类。
一、框架结构框架结构是建筑中最常见的一种结构形式,它由柱、梁和框架组成。
框架结构的特点是刚性好、稳定性强,适用于大跨度的建筑。
常见的框架结构有钢结构框架和混凝土框架。
钢结构框架通常用于高层建筑和大跨度的场馆,具有自重轻、施工速度快的优点;而混凝土框架结构则适用于多层住宅和办公楼等建筑。
二、壳体结构壳体结构是一种以曲面为主要构造形式的建筑结构,它具有自重轻、刚度高、抗震性能好的优点。
常见的壳体结构有穹顶、拱壳、抛物面和双曲面等形式。
壳体结构广泛应用于大型体育馆、展览馆和剧院等建筑,它不仅能够满足功能需求,还能够形成独特的建筑形象。
三、悬索结构悬索结构是利用预应力钢缆或钢索来支撑建筑物的一种结构形式。
悬索结构的特点是跨度大、自重轻、构造简单。
常见的悬索结构有斜拉桥和悬索桥。
斜拉桥是利用倾斜的钢缆来支撑桥面荷载的一种桥梁形式,它具有美观大方、造价较低的优点;而悬索桥则是利用悬挂在主塔上的大跨度钢缆来支撑桥面的一种桥梁形式,它具有跨度大、刚度高的特点。
四、筒体结构筒体结构是由圆筒形构件组成的一种建筑结构形式,它具有自重轻、稳定性好的特点。
常见的筒体结构有水塔、烟囱和立交桥等。
水塔是储存供水的设施,它通常采用筒体结构,具有稳定的结构性能和美观的外观;烟囱是用于烟气排放的设施,它的筒体结构能够有效地排除废气;立交桥是由多个桥墩和梁组成的道路交叉设施,它的桥墩采用筒体结构,既能够承载荷载,又能够增加美观度。
五、剪力墙结构剪力墙结构是利用墙体来承担荷载的一种结构形式,它具有刚性好、抗震性能强的特点。
剪力墙结构广泛应用于高层建筑和地下室等场所。
剪力墙一般设置在建筑的立面或内部,能够有效地分散荷载并提高建筑的整体稳定性。
建筑结构形式的分类主要包括框架结构、壳体结构、悬索结构、筒体结构和剪力墙结构等。
屋盖结构体系分为哪两大类
.屋盖结构体系分为哪两大类?各有何适用?答:屋盖结构体系分为无檩屋盖与有檩屋盖。
(1)无檩屋盖: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6m,有条件时也可采用12m。
当柱距大于所采用的屋面板跨度时,可采用托架支承中间屋架。
(2)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、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。
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12m时,则用托架支承中间屋架。
钢板和压型铝合金板屋面,屋架间距常大于或等于12m。
2.常用的屋架形式有哪几种?各有何特点和适用?答:屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。
三角形桁架适用于陡坡屋面(i>1/3)的有檩屋盖体系,通常与柱子铰接,房屋的整体横向刚度较低,简支屋架弦杆支座处内力大,跨中内力小,截面不能充分发挥作用。
支座处上下弦杆交角过小内力又较大,使支座节点构造复杂。
三角形屋架的腹杆布置有芬克式和人字式。
芬克式的腹杆较多,但压杆短、拉杆长,受力相对合理,且可分为两个小桁架制作与运输,较为方便。
人字式腹杆的节点较少,但受压腹杆较长,适用于跨度较小(L≤18m)的情况。
人字式屋架的抗震性能好,所以在强地震烈度地区,,常用人字式腹杆的屋架。
单斜式腹杆的屋架,腹杆和节点数目较多,只适用于下弦需要设置天棚的屋架,一般情况较少采用。
梯形屋架适用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系,与简支受弯构件的弯矩图形比较接近,弦杆受力较为均匀。
屋架与柱的连接可以铰接也可以刚接。
刚接可提高建筑物的横向刚度。
腹杆体系可采用单斜式、人字式和再分式。
屋架支承分为下承式和上承式。
与柱刚接的屋架宜采用下承式。
下承式使柱计算高度减小又便于在下弦设置屋盖纵向水平支撑,以往多采用之,但上承
式使屋架重心降低,支座斜腹杆受拉,且安装方便,近年来逐渐推广使用。
图7-2 梯形屋架人字形屋架的上、下弦可以是平行的,坡度为1/20~1/10,节点构造较为统一;也可以上、下弦具有不同坡度或者下弦有一部分水平段。
多用于较大跨度。
宜采用上承式。
人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求,一般为(1/10~1/8)L,与柱刚接的梯形屋架,端部高度一般为(1/16~1/12)L,通常取为 2.0~2.5m。
与柱铰接的梯形屋架,端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度来决定。
人字形屋架因中高度一般为2.0~2.5m,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1/18~1/12,人字形屋架可适应不同的屋面坡度,但与柱刚接时,屋架轴线坡度大于1/7,就应视为折线横梁进行框架分析;与柱铰接时,即使采用了上承式也应考虑竖向荷载作用下折线拱的推力对柱的不利影响,设计时要求在屋面板及檩条等安装完毕后再将屋架支座焊接固定。
图7-3 人字形屋架和平行弦屋架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,且可使节点构造形式统一,便于制作工业化。
3.屋盖支撑有何作用?答:屋盖支撑的作用:①保证结构的空间整体作用。
②避免压杆侧向失稳,防止拉杆产生过大的振动。
③承担和传递水平荷载。
④保证结构安装时的稳定与方便图7-5 屋盖支撑作用示意图4.屋盖支撑系统包括哪些内容?各有何特点和作用?答: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。
①上弦横向水平支撑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。
有时可布置在第二个柱间,但第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60m。
图7-6 有檩屋盖的支撑布置采用大型屋面板时,如果大型屋面板与屋架的连接满足每块板有三点进行焊接,可考虑大型屋面板起一定支撑作用。
但由于施工条件的限制,很难保证焊接
质量,一般只考虑大型屋面板起系杆作用。
在有檩屋盖中,上弦横向水平支撑的横杆可用檩条代替。
当屋架间距12m时,上弦水平支撑还应予以加强,以保证屋盖的刚度。
②下弦横向水平支撑当屋架间距下弦横向水平支撑一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系的基本组成部分。
当屋架间距≥12m时,可不必设置下弦横向水平支撑,但上弦支撑应适当加强,并应用隅撑或系杆对屋架下弦侧向加以支承。
屋架间距≥18m时,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,使主桁架(屋架)与次桁架组成纵横桁架体系,次桁架间再设置檩条或设置横梁及檩条,同时,次桁架还对屋架下弦平面外提供支承。
图7-7 无檩屋盖的支撑布置③纵向水平支撑当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时,设有支承中间屋架的托架,或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时,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。
单跨厂房一般沿两纵向柱列设置,多跨厂房要根据具体情况,沿全部或部分纵向柱列布置。
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面内。
④垂直支撑无论有檩屋盖或无檩屋盖,通常均应设置垂直支撑。
屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。
三角形屋架的垂直支撑,当屋架跨度≤18m时,可仅在跨度中央设置一道;当跨度18m时,宜设置两道(在跨度1/3左右处各一道)。
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直支撑,此外尚应按下列条件设置中部的垂直支撑:当屋架跨度≤30m时,可仅在屋架跨中布置一道垂直支撑;当跨度30m时,则应在跨度1/3左右的竖杆平面内各设一道垂直支撑。
图7-8 垂直支撑的布置和形式⑤系杆在横向支撑或垂直支撑节点处沿房屋通长设置系杆。
在屋架上弦平面内,对无檩体系屋盖应在屋脊处和屋架端部处设置系杆;对有檩体
系只在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。
在屋架下弦平面内,当屋架间距为6m时,应在屋架端部处、下弦杆有弯折处、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≥18m的芬克式屋架的主斜杆与下弦相交的节点处等部位皆应设置系杆。
当屋架间距≥12m时,支撑杆件截面将大大增加,多耗钢材,比较合理的做法是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系杆可用支于檩条的隅撑代替。
系杆分刚性系杆(既能受拉也能受压)和柔性系杆(只能受拉)两种。
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刚性系杆,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,其他情况的系杆可用柔性系杆。
5.杆件截面选择一般原则如何?答:杆件截面选择一般原则:①优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面以增加截面的回转半径,受压构件应满足局部稳定的要求。
②角钢杆件或T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,应根据连接螺栓的直径d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。
③屋架节点板(或T型钢弦杆的腹板)的厚度,对单壁式屋架,可根据腹杆的最大内力(对梯形和人字形屋架)或弦杆端节间内力(对三角形屋架)选用;对双壁式屋架的节点板,则可按上述内力的一半选用。
④跨度较大的桁架(例如≥24m)与柱铰接时,弦杆宜根据内力变化而改变截面,但半跨内一般只改变一次。
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,以便处理弦杆的拼接构造。
⑤同一屋架的型钢规格不宜太多,以便订货。
同时应尽量避免选用相同边长或肢宽而厚度相差很小的型钢,以免施工时产生混料错误。
⑥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≥100mm时,计算杆件强度可不考虑截面的削弱。
⑦单面连接的单角钢
杆件,考虑受力时偏心的影响,在按轴心受拉或轴心受压计算其强度或稳定以及连接时,钢材和连接的强度设计值应乘以相应的折减系数。