钢结构原理--第九章--钢桁架与屋盖结构
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《钢结构设计原理》第九章单层厂房钢结构1重、中型工业厂房支撑系统有哪些?各有什么作用?(P305、317)答:柱间支撑(上柱支撑、下柱支撑)、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、系杆)柱间支撑的作用:_组成纵向构架,保证单层厂房钢结构的纵向刚度;承受风荷载、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给基础;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。
屋架支撑的作用:—保证屋盖形成空间几何不变体系,增大其空间刚度;—承受屋盖各种纵向、横向水平荷载(如风荷载、吊车制动力、地震力等),并将其传至屋架支座;—为上、下弦提供侧向支撑点,减少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。
2、屋盖支撑系统应如何布置?(P313-315)答;①上线横向水平支撑一般布置在屋盖两端(或每个温度区段的两端)的两榀相邻屋架的上下弦杆之间,位于屋架上弦平面沿屋架全跨布置,形成一平行弦桁架,其节间长度为屋架节间距的2~4倍。
②下弦横向水平支撑布置在与上弦横向水平支撑同一开间,它也形成一个平行桁架,位于屋架下弦平面。
③下弦纵向水平支撑屋架下弦梁端节间处,位于屋架下弦平面,沿房屋全厂布置,也组成一个具有交叉斜杆的平行斜桁架,它的端竖杆就是屋架端节间的下弦。
④垂直支撑位于上、下弦横向水平支撑同一开间内,形成一个跨长为屋架间距的平行弦桁架。
⑤系杆通常在屋架两端,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。
3、檩条有哪些结构型式,是什么受力构件,需要验算哪些项目?常见的强度计算验算截面(P317 - 319, P319 第 2 段)实腹式和桁架式。
双向受弯构件。
强度,整体稳定(如檩条之间设有拉条,则可不验算整体稳定)、刚度、檩条的连接和构造常见的强度计算验算截面为檩条刚度最大面和刚度最小面4、设置檩条拉条有何作用?如何设置檩条拉条(P319倒2段)作用:为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形,减小My以及增加抗扭刚度,设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度。
钢结构钢桁架钢结构在现代建筑中扮演着至关重要的角色,而钢桁架作为钢结构的重要组成部分,更是具有独特的优势和广泛的应用。
钢桁架是一种由钢材制成的桁架结构,通常由直杆组成三角形单元的平面或空间结构。
它具有较高的强度和刚度,能够承受较大的荷载,并且在跨度较大的建筑中表现出色。
从结构形式上来看,钢桁架可以分为多种类型。
比如,常见的有三角形桁架、梯形桁架、平行弦桁架等。
三角形桁架由于其稳定性较好,常在小跨度的建筑中使用;梯形桁架则适用于中等跨度的建筑;平行弦桁架因其制作和安装相对简单,在一些特定场合也有广泛应用。
在实际应用中,钢桁架展现出了众多优点。
首先,它的承载能力强。
由于钢材本身的高强度特性,钢桁架能够支撑起沉重的屋顶、桥梁等结构,确保建筑物的安全性和稳定性。
其次,钢桁架具有良好的抗震性能。
在地震等自然灾害发生时,能够有效地分散和吸收能量,减少建筑物的损坏程度。
再者,钢桁架的施工速度快。
预制好的钢桁架构件可以在现场迅速组装,大大缩短了建筑施工周期,降低了施工成本。
钢桁架的设计是一个复杂而精细的过程。
设计师需要充分考虑建筑物的使用功能、跨度、荷载等因素,以确定钢桁架的形式、尺寸和杆件的截面形状。
在设计过程中,还需要运用力学原理进行精确的计算,确保钢桁架在各种工况下都能安全可靠地工作。
钢桁架的制造过程也需要严格的质量控制。
钢材的选材要符合国家标准和设计要求,确保其质量和性能。
制造过程中,焊接工艺尤为重要。
高质量的焊接能够保证桁架节点的强度和稳定性,避免出现裂缝等质量问题。
此外,还需要对制造好的钢桁架进行严格的检验和测试,确保其符合设计要求和质量标准。
在安装钢桁架时,同样需要高度的技术和经验。
安装人员要根据设计图纸和施工方案,精确地将钢桁架构件组装在一起。
在安装过程中,要注意保证桁架的垂直度、水平度和跨度等参数的准确性,同时还要采取有效的临时支撑措施,确保施工过程中的安全。
钢桁架在建筑领域的应用十分广泛。
在工业厂房中,钢桁架常被用于支撑屋顶结构,为生产提供宽敞的空间;在体育场馆、展览馆等大跨度建筑中,钢桁架能够实现无柱的大空间,提供良好的视野和使用体验;在桥梁建设中,钢桁架桥具有跨度大、自重轻等优点,能够跨越江河湖海等复杂地形。
钢结构钢桁架在现代建筑领域中,钢结构钢桁架以其独特的优势,成为了众多大型建筑结构的重要组成部分。
钢结构钢桁架不仅具备出色的承载能力,还能够为建筑提供美观而独特的外观效果。
钢结构钢桁架,简单来说,就是由钢材制成的桁架结构。
它通常由一系列的杆件按照一定的几何形状组合而成,通过节点连接形成一个整体。
这些杆件可以是钢梁、钢柱或者各种形状的型钢,而节点则通常采用焊接、螺栓连接等方式进行固定。
钢桁架的形式多种多样,常见的有三角形桁架、梯形桁架、平行弦桁架等。
不同的形式在受力特点和适用场景上有所差异。
例如,三角形桁架具有稳定性好、内力分布均匀的特点,常用于跨度较小的建筑;而平行弦桁架则便于制作和安装,适用于较大跨度的屋架结构。
在设计钢结构钢桁架时,需要充分考虑多种因素。
首先是荷载的情况,包括恒载、活载、风载、雪载等。
这些荷载会对桁架的杆件产生内力,设计时必须确保杆件能够承受这些内力而不发生破坏。
其次是桁架的跨度和高度,这两个参数直接影响着桁架的受力性能和建筑空间的利用效率。
此外,还需要考虑建筑的使用功能、外观要求以及施工条件等因素。
为了保证钢结构钢桁架的质量和安全性,在制造和施工过程中需要严格控制各个环节。
在制造阶段,钢材的选材必须符合设计要求,其质量和性能要经过严格的检验。
杆件的加工精度也至关重要,包括尺寸精度、形状精度和表面质量等。
在焊接和螺栓连接时,要确保焊缝质量和连接强度符合标准。
施工过程同样需要精细管理。
在安装钢桁架时,要保证安装的精度和准确性,避免出现偏差导致结构受力不均。
同时,施工过程中的安全措施也不能忽视,要确保施工人员的人身安全。
钢结构钢桁架在实际应用中有着广泛的场景。
在工业厂房中,它可以作为屋架结构,为厂房提供大跨度的无柱空间,便于设备的布置和生产流程的进行。
在体育场馆、展览馆等大型公共建筑中,钢桁架可以打造出独特的建筑造型,同时满足大跨度的空间需求。
在桥梁建设中,钢桁架桥也具有较高的强度和稳定性,能够承受车辆和行人的荷载。
桁架结构体系在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围;桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。
桁架结构组成:一般由竖杆,水平杆和斜杆组成(图1-23)。
图1-23 桁架结构在房屋建筑中,桁架常用来作为屋盖承重结构,这时常称为屋架。
用于屋盖的桁架体系有两类:(1)平面桁架,用于平面屋架;(2)空间桁架,用于空间网架。
这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。
作为桁架结构的整体来说,它们在荷载作用下受弯、受剪;但作为桁架结构中的杆件来说,只承受轴向力,不承受弯矩、剪力和扭矩。
桁架结构的最大特点是,把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉,从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。
桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强,对支座没有横向推力,因而在结构工程中得到了广泛的应用。
屋架的主要缺点是结构高度大,侧向刚度小。
结构高度大,增加了屋面及围护墙的用料,同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷,并给音响控制带来困难。
侧向刚度小,对于钢屋架特别明显,受压的上弦平面外稳定性差,也难以抵抗房屋纵向的侧向力,这就需要设置支撑。
桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。
在一般情况下,当房屋的跨度大于18m时,屋盖结构采用桁架比梁经济。
屋架按其所采用的材料区分,有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。
钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时,称为预应力钢筋混凝土屋架。
目前,我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米,钢屋架的跨度已做到70多米。
一、桁架结构的型式与受力特点屋架结构的型式很多:(1)按屋架外形的不同,有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。
(2)根据结构受力的特点及材料性能的不同,也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。
我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式,见图1-24。
图1-24常用的屋架型式(a)三角形屋架(b)平行弦屋架(矩形)(c)梯形屋架(再分式)(d)拱形屋架(e)下撑式屋架(f)无斜腹杆屋架尽管桁架结构中以轴力为主,其构件的受力状态比梁的结构合理,但在桁架结构各杆件单元中,内力的分布是不均匀的。