第9章桁架和屋盖

《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。

屋盖结构体系Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】第九章单层厂房钢结构§9-4屋盖结构体系9.4.1钢屋盖结构的形式、组成及布置钢屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等构件组成。

根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可屋盖结构体系和有檩屋盖结构体系。

一、无檩屋盖结构体系无檩屋盖结构体系(图9.1.1,a)中屋面板通常采用钢筋混凝土大型屋面板、钢筋加气混凝土板等。

屋架的间距应的长度配合一致，通常为6m。

这种屋面板上一般采用卷材防水屋面，通常适用于较小屋面坡度，常用坡度为1:8~此常采用梯形屋架做为主要承重构件。

？无檩体系屋盖屋面构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快，且屋盖刚度大，整体性能好；但屋大，常要增大屋架杆件和下部结构的截面，对抗震也不利。

二、有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系（图）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。

屋架为6m；当柱距大于或等于12m时，则用托架支承中间屋架，一般适用于较陡的屋面坡度以便排水，常用坡度为1因此常采用三角形屋架做为主要承重构件。

当采用较好的防水措施用压型钢板做屋面时，屋面坡度也可做到1:12或时也可用H型钢梁做为主要承重构件。

有檩体系屋盖可供选用的屋面材料种类较多，屋架间距和屋面布置较灵活，自重轻，用料省，运输和安装较轻便的种类和数量多，构造较复杂。

在选用屋盖结构体系时，应全面考虑房屋的使用要求、受力特点、材料供应情况以及输条件等，以确定最佳方案。

三、天窗架形式四、托架形式当钢屋盖以平面桁架作为主要承重构件时，各个平面桁架（屋架）要用各种支撑及纵向杆件（系杆）连成一个空变的整体结构，才能承受荷载。

这些支撑及系杆统称为屋盖支撑。

它由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦支撑、垂直支撑及系杆组成（图9.4.3）。

下面分别介绍各类支撑及系杆的位置、组成、形式及计算和构造。

设计60中国建筑金属结构钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点陈卓【摘要】随着建筑设计中对空间和跨度要求越来越高，钢屋盖的应用越来越普遍，常见的结构形式有平面桁架和空间网架,本文针对钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点进行了分析和探讨。

【关键词】桁架结构；网架结构；支座；用钢量1.结构选型常规钢屋盖跨度为30m~60m之间。

一般结构形式为钢网架、钢桁架等。

屋盖结构形式的确定因素，主要是建筑的形状和规则性。

当建筑造型规则性较好时，可以选用钢桁架。

而建筑造型相对复杂时，可以选用钢网架。

桁架结构屋架形式一般有三种：平行弦式，梯形式，三角形式。

各种屋架形式有其适用情况。

无论选用哪种桁架形式，主要原则是：（1）满足建筑功能，主要是净空和排水坡度及造型要求；（2）施工方便，应适当减少杆件和节点的数量和种类；（3）受力合理，使得桁架造型与弯矩图接近。

网架屋架形式也有三种：由四角锥体系组成的正放四角锥网架等，由交叉桁架体系组成的两向正交正放网架，由三角锥体系组成的三角锥网架。

选择的主要原则是平面形状：（1）当平面为圆形，正六边形及近似正六边形时，可选用三角锥体系；（2）当平面为矩形时，边长比大于1.5以上，导荷方式趋于单向受力，宜选用两向正交正放网架；边长比小于1.5时，导荷方式趋于双向受力，宜选用正放四角锥体系[1]。

2.结构尺寸屋架尺寸是屋盖设计中的重要内容，直接决定美观度和经济性。

一般是根据屋架确定的选型，结合经验确定端部尺寸，由屋面坡度和屋面建筑做法（荷载）确定屋架跨中高度，最后综合确定。

3.支座节点支座节点是整个结构中的重要部位，是连接屋盖结构与下部支承结构的纽带。

从概念上讲，受力明确、传力简捷、安全可靠是基本要求，从经济性上讲，构造简单，安装方便。

支座落位于钢筋混凝土柱或砖柱上时，通常设计为铰接。

支座构造包括锚栓、支座底板、节点板、加劲肋等部件，见图1。

鉴于支座的重要性，要保证安全而可靠地传递反力，除了具有足够的强度和刚度之外，还应该满足以下条件：（1）支座节点的构造应与电算模型相符合。

绪论结构选型的原则：选择能够充分发挥其力学性能的结构形式轴心受力能够充分发挥其力学性能，受弯构件不能够充分发挥其力学性能。

合理的选用结构材料 混凝土和砖石砌体抗压性能较好，而抗拉性能很差，抗拉强度只有抗压强度的1/10左右；钢的抗拉和抗压性能都很好；木材的两种力学性能差距不大。

提倡结构形式的优选组合。

平板结构与曲面结构的区别从受力上来说：平板结构这种结构类型，建筑结构水平分系统和竖直分系统中的所 有构件都是典型的受弯为主的结构构件。

对于曲面结构来说，包括拱结构、薄壳结构、悬索结构等，都是典型的轴向受力为主的结构类型。

从外形上来说：平板结构的外部形式以横平竖直的矩形体量居多。

曲面结构的外形是曲线或曲面。

从施工方面来说：平板结构0-4建筑结构选型的原则是什么？选择能够充分发挥其力学性能的结构形式合理的选用结构材料提倡结构形式的优选组合。

第一章 一般平板结构板式结构单向板2L /1L >3，双向板2L /1L 《3（板的长边尺寸1L 和短边尺寸2L ）支承方式：四边支承、三边支承、多点支承和圆形及环形支承等。

梁板式按支承条件分：简支梁、多跨连续梁、静定多跨梁按梁外形分：折线形梁、曲线梁结构悬挑的抗倾覆措施：采取必要的措施以形成抗倾覆力矩与悬挑结构的倾覆力矩产生平衡。

用拉力平衡 用压力平衡 用压力（支撑）平衡 用支撑和拉力相结合的复合平衡用自重平衡用基础形成整体平衡复习思考题：1-2单向板与双向板的区别是什么？板的长边尺寸1L 和短边尺寸2L ，2L /1L >3是单向板，2L /1L 《3是双向板。

板承受和传递荷载的过程中，单向板荷载主要沿短跨方向传递，双向板在两个方向上都传递荷载。

单向板在结构上属于（二维）平面受力和传力，双向板在结构上属于（三维）空间面受力和传力，因此双向板比单向板更为经济合理。

1-4对于楼板来说，设置梁的作用是什么？答：为了减少板的跨度。

1-9结构悬挑的抗倾覆措施有哪些？参照4第二章 桁架与屋架屋架形式的选择原则：跨度、屋顶造型、屋面排水。