屋盖钢结构设计
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钢结构课程设计任务书一、题目某厂房总长度90m,跨度为18m,屋盖体系为无檩屋盖。
纵向柱距6m。
1.结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=L/10;L为屋架跨度。
地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,屋架下弦标高为18m。
2.屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件的内力)如附图所示。
屋架采用的钢材、焊条为:Q345钢,焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载(1)无檩体系:采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板(考虑屋面板起系杆作用)荷载:①屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m为单位,q为屋架及支撑自重,以kN/m2为单位;②屋面活荷载:施工活荷载标准值为0.7kN/m2,雪荷载的=0.35kN/m2,施工活荷载与雪荷基本雪压标准值为S载不同时考虑,而是取两者的较大值;积灰荷载为0.7kN/m2③屋面各构造层的荷载标准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.45kN/m2水泥砂浆找平层 0.7kN/m2保温层 0.4 kN/m2(按附表取)预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2附图(a) 18米跨屋架(b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值(c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、设计内容1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆,见下图。
因连接孔和连接零件上有区别,图中给出W1、W2和W3 三种编号(a)上弦横向水平支撑布置图(b)屋架、下弦水平支撑布置图1-1、2-2剖面图2.荷载计算三毡四油防水层0.45 kN/m2水泥砂浆找平层0.7kN/m2保温层0.4kN/m2预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2恒荷载总和 3.318kN/m2活荷载0.7kN/m2积灰荷载0.7kN/m2可变荷载总和 1.4kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予以考虑。
钢结构大跨度屋盖设计与施工随着建筑技术的不断发展,钢结构大跨度屋盖在现代建筑设计与施工中扮演着重要的角色。
钢结构的优势在于其高强度、轻质化和可塑性等特点,使得它成为大跨度屋盖的理想选择。
本文将探讨钢结构大跨度屋盖的设计与施工,从材料选择、结构设计到施工过程中的关键问题进行讨论。
一、材料选择在钢结构大跨度屋盖的设计与施工中,材料选择是决定屋盖性能和质量的关键因素之一。
常用的钢材有普通钢和高强度钢两种,根据实际应用需要选择不同的材料。
一般来说,大跨度屋盖在承载能力上需要使用高强度钢材,通过使用更轻薄的材料,可以减少结构自重,提高整体的抗震性能。
二、结构设计在设计大跨度屋盖的钢结构时,需要考虑多个参数,如最大跨度、荷载要求、施工方法等。
首先,根据屋盖的跨度大小来确定合适的结构形式,如梁、桁架或折皱屋盖等。
梁式结构适用于中小跨度,而大跨度屋盖常采用桁架结构,通过桁架的布置来平衡荷载以及提高整体的稳定性。
其次,在钢结构屋盖的设计中,需要考虑荷载要求,包括永久荷载和可变荷载。
永久荷载主要是屋盖自重以及延伸器件重量,可变荷载则是指人流、雪、风荷载等。
根据荷载要求进行结构分析和计算,确定合适的截面尺寸和材料。
最后,施工方法在大跨度屋盖的设计中也非常重要。
由于钢结构屋盖通常需要在现场焊接和组装,因此合理的施工方法能够提高施工效率和质量。
工程师需要制定详细的施工方案,并根据具体情况进行优化。
同时,还需要注意安全施工,确保工人在高空作业时有必要的防护措施。
三、施工过程中的关键问题在钢结构大跨度屋盖的施工过程中,还存在一些关键问题需要重视。
首先是预制构件的精准度问题。
由于大跨度屋盖中涉及到很多组件的焊接和组装,构件的加工和现场拼装需要非常精确,以确保整体结构的质量和稳定性。
其次是焊接的技术要求。
焊接是钢结构大跨度屋盖施工中非常重要的一环,焊接质量直接影响到结构的可靠性和安全性。
因此,在施工过程中需要严格控制焊接工艺参数,保证焊缝的质量,减少焊接缺陷的出现。
钢结构屋盖工程施工组织设计一、引言钢结构屋盖是现代建筑中常见的一种屋顶结构形式,其强度高、耐久性好、施工速度快等特点使其在工程建设中得到广泛应用。
本文将对钢结构屋盖工程施工组织设计进行探讨,旨在规划和安排施工过程,确保施工质量和安全。
二、工程概况钢结构屋盖工程位于某建筑工地,在总面积约1000平方米。
本工程的施工目标是在预定工期内完成屋盖的组装和安装,确保工程质量达到设计要求。
三、施工组织设计内容1. 施工准备阶段在施工准备阶段,需要进行以下工作:- 确定施工组织设计的总体目标和施工进度计划。
- 制定施工队伍的组织结构和人员配置,明确各个岗位的职责和权限。
- 确定施工现场平面布置和安全区域,保证施工过程中的安全性。
- 进行施工设备和材料的采购和租赁,确保施工所需的物资到位。
- 确定施工现场的水电供应及排水系统,保证施工过程中的正常运行。
2. 施工方案针对钢结构屋盖的施工特点,制定详细的施工方案,包括以下内容:- 钢结构屋盖的组装和安装步骤,确定施工的先后顺序和关键节点。
- 施工所需的机械设备和工具,包括龙门吊、吊篮、脚手架等。
- 安全措施和防护措施,确保施工人员的人身安全。
- 施工现场的交通组织和施工道路的规划,确保施工过程中的通行畅顺。
3. 施工过程管理在施工过程中,需要进行有效的管理以确保工程质量和进度的达标:- 设立专门的施工管理班组,负责对施工过程进行监督和管理。
- 制定施工记录和施工报告,记录施工的过程和各项指标。
- 进行定期会商和检查,及时发现和解决施工中的问题。
- 建立施工进度的监控机制,及时调整施工计划,确保施工进度不受影响。
四、施工安全措施钢结构屋盖的施工存在一定的风险,因此需要采取必要的安全措施来保护施工人员的安全:- 组织专门的安全培训和教育,提高施工人员的安全意识。
- 配备必要的防护设施,如安全帽、安全绳等。
- 实施严格的施工作业许可制度,确保只有经过培训和授权的人员能够进行高空作业。
钢结构屋盖支撑设计详解全套轻钢结构由于施工速度快而广泛应用于工业与民用建筑。
由于主钢架设计的合理与否直接影响结构的安全,因而大家都很重视,而支撑的重要性往往被忽视,部分设计人员对支撑的作用和受力情况了解不够,设计的支撑不合理,使其不能起到应有的作用,对结构安全性造成一定的不良响。
现通过对屋盖支撑受力状况的分析,谈谈屋盖支撑体系的正确设置。
一、屋盖支撑的设置轻钢结构中屋盖支撑的作用主要是:保证结构的空间整体稳定;承担和传递水平风荷载。
不合理的支撑体系影响其作用的正常发挥,不能有效保证结构的安全。
以下对四种常见的错误设计方式加以分析并给出正确的设计。
1、屋盖支撑的内力计算简图如(图1)所示,支撑的斜杆大多设计为张紧的圆钢,压杆多设计为钢管,节点荷载由抗风柱传至,由于斜杆为张紧的圆钢,而圆钢只能承受拉力而不能承受压力。
因此,计算支撑内力时不考虑虚线所示的受压斜杆,只考虑压杆和受拉斜杆的作用。
2、屋盖支撑中的压杆可单独设计,也可由楝条代替,当用楝条代替压杆时,楝条应满足压弯杆件的要求,而且应调整楝条间距使其设在支撑节点处。
(图2)压杆由楝条替代,但没有设在支撑节点处,在节点风荷载作用下圆钢斜杆均受压,支撑不起作用且钢架梁在平面外受到风荷载对它的不利作用。
3、(图3)单独设置了压杆,但支撑节点不在抗风柱节点处,风荷载直接作用于刚架梁,刚架粱受到平面外集中风荷载作用,将对刚架梁产生不利影响。
正确设计应按(图5),支承节点处设置压杆且与抗风柱节点对应,使风荷载直接传至压杆。
4、(图4)是屋盖支撑设在第二开间.但在第一开间没有设置压杆。
抗风柱的荷载不能通过压杆传至第二开问的支撑:支承起不到承担水平风荷载的作用,而刚架梁受到平面外集中风荷载作用。
正确设计应按(图6),在第一开间设置压杆且支撑节点与抗风柱节点相对应,风荷载通过第一开间设置的压杆传至第二开间支撑的节点处,这样支撑才能起作用。
二、屋盖拉条和撑杆的设置拉条主要承受楝条弱轴方向的侧向拉力,并且可作为该方向楝条的支撑点,减小其弱轴方向的计算长度,当橡条兼作屋盖支撑压杆时,如果设置拉条,则楝条弱轴方向的长细比较容易满足压杆长细比的要求。
一、设计资料天津某车间,屋架跨度为18m,房屋总厂为60m,屋架间距6m,屋面坡度i=1/10,屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板(1.4KN/m2),80mm厚泡沫混凝土(0.3KN/m2),20mm厚水泥砂浆(0.3KN/m2),二毡三油铺绿石砂(0.3KN /m2),屋面活荷载0.7KN/m2,雪荷载0.5KN/m2,积灰荷载0.5KN/m2,屋架端高1990mm,两端较之于钢筋混凝土柱上,柱混凝土强度C20。
二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0=l-300=1800-300=17700mm屋架端部高度取h0=1990mm屋架跨中高度h=h0+i×l0/2=1990+0.1×17700/2=2875mm屋架高跨比l0/h=2.875/17.7=1/6.16为使屋架上弦节点受荷,腹杆采用人字式,上弦节点用平间距取1.5m。
三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况,设置三道上下弦横向水平支撑。
由于房间端部为山墙,第一柱间间距小于6m,因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。
设置两道下弦纵向水平支撑。
在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定,下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
在设置水平支撑的柱间,在屋架跨中及两端,两屋架间共设置三道竖向支撑。
屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆,屋架下弦设置一道柔性系杆。
屋架支撑的布置如下图:四、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大雨雪荷载取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式(P10=0.12+0.011×跨度)计算,跨度单位为米。
荷载:永久荷载:防水层(二毡三油铺绿石砂)0.3×1.2=0.36KN/m2找平层(20厚水泥砂浆)0.3×1.2=0.36KN/m2保温层(80厚泡沫混凝土)0.5×1.2=0.6KN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.4×1.2=1.68KN/m2屋架及支撑自重(0.12+0.011×18)×1.2=0.38KN/m2恒载总和∑=3.38KN/m2可变荷载:屋面荷载0.7×1.4=0.98KN/m2积灰荷载0.5×1.4=0.7KN/m2活荷载总和∑=1.68KN/m2计算荷载时应考虑以下三种荷载组合:1、全跨永久荷载+全跨可变荷载P 恒=3.38×1.5×6=30.42KN P 活=1.68×1.5×6=15.12KN2、全跨永久荷载+半跨可变荷载P 恒=3.38×1.5×6=30.42KN P 活=1.68×1.5×6=15.12KN3、 全跨屋架包括自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活载P 恒'=0.38×1.5×6=3.42KN P 活'=(1.68+0.98)×1.5×6=23.94KN1、2为使用阶段和在情况,3为施工阶段荷载情况,经过计算,第二种荷载组合所产生的杆件内力,对本题的杆件不起控制作用,所以不列入以下计算中。
深圳大运中心主体育场钢屋盖结构设计论文
深圳大运中心主体育场钢屋盖结构设计论文
本文旨在讨论深圳大运中心主体育场建筑物的钢屋盖结构设计。
深圳大运中心主体育场主要由体育活动场地、室内综合休闲利用场所以及前场其他设施建筑组成,其核心就是钢结构大型屋盖和立体室内综合利用场地组成。
本文将针对该建筑的屋盖及其结构特点进行详细介绍,随后针对结构特点分析,总结出深圳大运中心主体育场钢屋盖结构设计的特征。
深圳大运中心主体育场的屋顶采用了剪力墙结构,其结构形式主要有钢结构框架、悬索结构以及复杂桁架结构三类。
钢框架结构由混凝土剪力墙作为外支柱,在混凝土模板定位上嵌入多股钢筋,横向安装钢梁,再用钢柱连接,形成整体框架结构,有利于结构整体调整,并能够抗震和节省材料。
悬索结构的屋顶采取的是悬索梁支撑结构,其中悬索梁由多根大小不同的钢梁连接而成,能够抗震,具有较大的承重力。
复杂桁架结构的屋顶由多排桁架连接而成,桁架的下部采用混凝土模板定位,上部采用木模板定位,通过钢梁连接,形成空间桁架结构,具有良好的空气流通性和抗风抗震能力。
总之,深圳大运中心主体育场钢屋盖结构设计主要依据屋盖采取的结构形式进行设计,即钢框架、悬索结构和复杂桁架结构,以保证其良好的抗震性、节能性和耐久性。
屋盖钢结构设计第一节屋盖结构布置一、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(图3-1)。
图3―1 屋盖结构组成屋架与屋架之间:布置支撑,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、屋盖体系分类两种屋盖: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(图3-2)。
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。
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(图3-3)。
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。
图3-2 无檩屋盖体系图3-3 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.上弦横向水平支撑图3-4 屋盖支撑布置在屋盖体系中,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≤60 m,房屋长度>60 m,还应另加设水平支撑。
2.下弦横向水平支撑设置条件:屋架跨度>18 m;屋架跨度<18 m,但屋架下弦设有悬挂吊车;厂房内设有吨位较大的桥式吊车或其他振动设备;山墙抗风柱支承于屋架下弦。
设置位置:下弦与上弦横向水平支撑应在同一柱间内,以便形成稳定的空间体系。
3.下弦纵向水平支撑设置条件:设有重级工作制吊车或起重吨位较大的中、轻级工作制吊车;设有锻锤等大型振动设备;屋架下弦设有纵向或横向吊轨;设有支承中间屋架的托架和无柱支撑的中间屋架;房屋较高,跨度较大,空间刚度要求高。
设置位置:设在屋架下弦端节间内,与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系,提高屋盖的整体刚度。
4.垂直支撑垂直支撑作用:使相邻两榀屋架形成空间几何不变体系保证侧向稳定的有效构件。
设置位置:设置在设有上弦横向支撑的柱间内;在屋架跨度方向还要根据屋架形式及跨度大小在跨中设置一道或几道。
梯形屋架:当跨度≤30 m时,应在屋架跨中和两端的竖杆平面内各布置一道垂直支撑;当跨度>30 m时,无天窗时,应在屋架跨度 1/3处和两端的竖杆平面内各布置一道垂直支撑,有天窗时,垂直支撑应布置在天窗架侧柱的两侧。
三角形屋架:当跨度≤24 m时,应在跨中坚杆平面内设置一道垂直支撑;当跨度>24 m时,应根据具体情况布置两道垂直支撑(图3-5)。
图3-5 垂直支撑布置屋架安装时,每隔4~5个柱间设置一道垂直支撑,以保持安装稳定。
5.系杆系杆作用:充当屋架上下弦的侧向支撑点,保证无横向支撑的其他屋架的侧向稳定。
系杆:刚性系杆和柔性系杆。
能承受压力的为刚性系杆,只能承受拉力的为柔性系杆。
设置位置:上弦平面内,檩条和大型屋面板均可起刚性系杆作用,因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置刚性系杆。
下弦平面内,可在屋架下弦的垂直支撑处设置柔性系杆。
地震区应按抗震规范的规定设置。
三、屋盖支撑的形式、计算和构造形式:屋盖支撑一般均为平行弦桁架形式(图3-6)。
腹杆采用十字交叉形式,一般用于上弦横向、下弦横向及下弦纵向水平支撑(图3-7a)。
纵向水平支撑桁架的节间,以组成正方形为宜,一般为6m×6m,或长方形,如6m×3m。
横向水平支撑节点距离为屋架上弦节点距离的2~4倍。
垂直支撑的腹杆形式可根据桁架的宽高比例确定。
当宽高较接近时,可用交叉斜杆(图3-7b);当高度较小时,可用V式及W式斜杆(图3-7c,d),弦杆与斜杆间的交角为30°~60o。
图3-6 平行弦桁架图3-7 屋盖支撑形式杆件截面:屋盖支撑受力较小,通常可按容许长细比来选择。
交叉斜杆和柔性系杆按拉杆设计,可采用单角钢;非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计,可采用双角钢组成十字形或T形截面。
当屋架跨度较大、房屋较高且基本风压也较大时,杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。
可假定在水平桁架节点上的集中风力荷载作用下,交叉斜杆中的压杆退出工作,仅由拉杆受力,这样,使原来的超静定体系简化为静定体系(图3-8)。
图中W为水平节点荷载,由风荷载或吊车荷载引起。
图3-8 水平荷载作用下支撑内力计算简图节点连接构造:尽量简单方便。
角钢支撑与屋架一般用C级螺栓连接,螺栓用M20。
在有重级工作制吊车或有较大振动设备的厂房,除螺栓外,还应加安装焊缝,焊缝长度≥80 mm,焊脚尺寸≥6 mm。
当采用圆钢作支撑时,应用花篮螺栓预加拉力将圆钢拉紧。
第三节檩条设计钢檩条一般采用单跨简支,有实腹式和桁架式两大类。
一、实腹式檩条实腹式檩条:构造简单,制造及安装方便,常用于3~6m的跨度。
截面形式:普通工字钢(因较重、不易安装,用的不多)、角钢(用于荷载跨度小的屋盖)、槽钢(常用)和Z形(为冷弯薄壁型钢、省钢)(图3-9)。
檩条的截面高度取决于跨度、檩距和荷载大小等因素,一般取檩条跨度的1/35~1/50。
图3-9 实腹式檩条截面形式实腹式檩条通过檩托与屋架上弦连接,檩托用短角钢做成,先焊在屋架上弦,屋架吊装就位后用螺栓或焊缝与檩条连接(图3-10)。
图3-10 实腹式檩条与屋架上弦的连接简支檩条:受力均匀,便于安装。
多跨静定梁或连续梁:使跨中弯矩≈支座弯矩,可减少跨中弯矩。
图3-10-1 檩条铰点布置及铰的构造垂直于屋架坡度放置的檩条,在竖向荷载作用下,两个主轴方向分别受到qx和qy 作用(图3-11)。
按简支梁计算,两个方向弯矩为式中 q——檩条承受的屋面荷载(包括自重)设计值,qy=qcosα,qx=qsinα;——檩条跨度;α——屋面倾斜角度。
檩条受弯曲的强度验算公式:(3-3)式中 Wnx,Wny——分别为对x-x轴和y-y轴的净截面模量;γx,γy——截面塑性发展系数。
图3-11 实腹式檩条计算简图按弹性方法验算挠度。
当有拉条时,可只验算垂直于屋面坡度的挠度,当无拉条时,应验算竖向总挠度。
有拉条时挠度验算公式为(3-4)式中 I x——截面对x-x轴的惯性矩;[ω]——容许挠度,对无积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l /150;对压型钢板、积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l/200;对其他屋面为l/200;——檩条所承担的屋面荷载标准值。
一般情况下,檩条截面的Wy比Wx小得多,因此My即使很小产生的截面应力很大,为减小My,应沿屋面对檩条设置拉杆以减少檩条在最小刚度平面内的计算跨度。
若屋面的连系有足够的保证,檩条的整体稳定不必验算。
二、格构檩条当檩条的跨度较大(>6 m)时,应考虑格构檩条。
格构檩条三种:平面檩条、T形檩条和空间檩条(图3-12)。
图3-12 格构檩条的形式1.平面格构檩条平面格构檩条的上弦采用小角钢或槽钢,下弦用小角钢或圆钢,腹杆用圆钢组成。
这种檩条受力明确,用料省。
下弦为抛物式檩条,中间节间必须设置斜杆,以防止檩条上弦在不对称荷载作用下产生过大的局部拱曲。
平面格构檩条侧向刚度较差,必须设置拉条以减少侧向弯矩。
图3-12-1 平面格构檩条2.T形格构檩条T形格构檩条:侧向刚度较大,屋盖可不设拉条。
T形格构檩条由于上弦杆和腹杆不在同一平面,整体性较差,应沿跨度全长设置几道钢箍,跨度为3~4m时设3道,跨度为4~6m时设4道。
钢箍直径d≥10 mm的圆钢。
为固定腹杆平面与上弦平面,在上弦平面应设置缀板或斜缀条。
图3-12-2 T形格构檩条3.空间格构檩条空间格构檩条(图3-12c)是由三个平面桁架组成的空间结构,檩条横截面为三角形。
这种檩条侧向刚度好,不必设置拉条,安装方便,但费工费时,适用于跨度较大和荷载较大的情况。
格构檩条的节间划分可根据计算确定,一般取 40~60 cm,檩条的高度一般为跨度的1/12~1/18,T形格构檩条和空间格构檩条上弦宽度为截面高度的1/l.5~1/2.0。
腹杆与弦杆交角为40o~60o,45o最好。
图3-12-3空间格构檩条4.格构檩条的计算平面格构檩条可按静定的平面桁架计算,各节点均假定为铰接。
计算时,将上弦的均布荷载换算成节点荷载,结构力学方法计算杆件轴力,一般只需计算最大内力,即跨中上、下弦杆内力和支座处的腹杆内力。
上弦节间还应计算由节间均布荷载引起的局部弯矩:在檩条平面内简化计算:(3-5)式中,a为上弦节间长度。
在檩条平面外,当有拉条时,拉条处的弯矩为(3-6)式中,为拉条间距。
中部节间设置斜杆的下撑式檩条中,上弦轴向力为:(3-6-1)式中,h——格构檩条高度。
下曲弦中的内力为:(3-6-2)式中,β——曲弦端部的倾角。
平面格构檩条的竖杆和斜杆的内力一般很小,可按允许长细比选择截面。
T形格构檩条近似地将上弦两个角钢集中到腹杆平面内后按平面格构计算内力。
空间格构檩条将空间桁架分解为高度等于h1和h2的两榀平面桁架进行计算,两榀桁架的荷载分别为q1和q2,其值可根据总荷载按刚度进行分配(图3-13):(3-7)(3-8)图3-13 空间格构檩条的计算简图上弦单肢角钢的弯矩近似计算为式中,a为上弦节间长度。
下弦内力等于两榀平面桁架算得的下弦内力之和。
上弦按双向压弯验算其强度,同时按双向压弯构件公式验算其整体稳定。
下弦按轴心受拉验算其强度。
三、檩条的拉条檩条侧向刚度小,为了给檩条提供侧向中间支承,减小檩条沿屋面坡度方向的跨度,减少檩条在施工和使用阶段的侧向变形和扭转,除了侧向刚度较大的空间桁架式檩条和T形桁架式檩条以外,在实腹式檩条和平面格构檩条之间需设置拉条。
拉条的布置原则:(l)檩条跨度为 4~6 m时,至少在跨中布置一道拉条(图 3-14),跨度大于6 m 时宜布置两道拉条(图3-15)。
图3-14 拉条的布置图3-15 斜拉条和直撑杆的布置(2)当檩条间距较密时,斜拉条角度偏小,不能保证紧张作用,可改斜拉条为桁架;(3)当屋盖有天窗时,应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆(图3-15)。