当前位置：文档之家 › 第8章 钢桁架与屋盖结构

第8章 钢桁架与屋盖结构

  • 格式：ppt
  • 大小：12.85 MB
  • 文档页数：94

下载文档原格式

  / 94

合集下载

第八章 轻型门式刚架钢结构

第八章 轻型门式刚架钢结构


8.5 门式刚架构件的截面验算
一、截面有效宽度（仅指受压构件） 概念：把在宽度b上分布不均匀的应力图集中到板的 两侧，应力都是fy，即得到有效宽度be=bσcr/fy 影响有效宽度的因素：板件的约束条件、端部作用 应力及其分布。 板件约束的四种类型： ⑴两边支承板件（加劲板件）； ⑵一边支承一边卷边（边缘加劲板件） ⑶一边支承、一边自由（未加劲板件） ⑷两边支承且中部有中间加劲肋（中间加劲板件） 各类支承方式板的有效宽度计算（自学）
w 参数 w
hw / t w 37 k 235 / f y
2
当a / hw 1时，k 4 5.34 / a / hw 当a / hw 1时，k 5.34 4 / a / hw 式中
2
a 腹板横向加劲肋的间距，可取a hw 2hw k 腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数， 当不设中间加劲肋时取为5.34。
荷载效应组合的原则： ⑴屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者 中的较大值； ⑵积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值 同时考虑； ⑶施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以 外的其他荷载同时考虑； ⑷多台吊车的组合应符合现行国家荷载规范的规定； ⑸风荷载不与地震作用同时考虑。
二、风荷载
8.2 门式刚架计算简图的确定
门式刚架钢结构的尺寸应符合下列规定 ⑴门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离； ⑵门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交 点的高度；
⑶柱的轴线可取通过柱下端（小头）中心的竖向直线， 工业建筑边柱的定位轴线宜取外皮，斜梁的轴线可取 通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。 门式刚架的柱脚多为铰接，通常为平板支座，设一对 或两对地脚螺栓。 当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚 接。 檐口高度，取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度，取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度； 房屋的宽度，取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离； 房屋的长度，取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
【土木建筑】钢屋盖结构

【土木建筑】钢屋盖结构


• 上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以 改善屋架受力情况。
• 跨中高度一般为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。
4.平行弦屋架 • 上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。
• 屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀。
7.2.3
支撑的计算和构造
屋架支撑为平行弦桁架，其弦杆可兼作支撑桁 架的弦杆，斜腹杆一般采用十字交叉式，与弦杆的 交角在30o～60o之间。通常横向水平支撑节点间的 距离为屋架上弦节间距离的2～4倍，纵向水平支撑 的宽度取屋架端节间的长度，一般为6m左右。
支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计， 通常用单角钢做成；非交叉斜杆、弦杆、横杆以及 刚性系杆按压杆设计，宜采用双角钢做成的T形截 面或十字形截面，其中横杆和刚性系杆常用十字形 截面使在两个方向具有等稳定性。
2．下弦横向水平支撑
当屋架间距<12m时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑， 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。 但当屋架跨度比较小（<18m）又无吊车或其他振动设备 时，可不设下弦横向水平支撑。
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。 一般情况可以省掉。 屋架间距 <12m时，通常布置在 屋架下弦平面。 屋架间距≥ 12m 时，宜布置在 屋架的上弦平面内。
（或半跨雪荷载）+半跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。
③ 采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑安装时可能的半 跨荷载：即屋架、支撑和天窗自重+半跨屋面板自重+半 跨屋面活荷载。 • 屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆由①作用时 会引起杆件的最不利内力；
大跨度建筑屋盖结构课件

大跨度建筑屋盖结构课件

固结时，梁截面较小 ，柱为不变截面，基础较大
•大跨度建筑屋盖结构
•22
•大跨度建筑屋盖结构
•23
2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
•大跨度建筑屋盖结构
•24
3.从跨数分：
•大跨度建筑屋盖结构
•25
构造
纵向柱距：６米 横向跨度：３米的倍数，如２４米、２７米 h/L:h减小将使推力增大， 三铰刚架： h＞L 两铰刚架： L稍大于h
•66
第四节 拱结构的建筑实例
湖南一散装盐库
•大跨度建筑屋盖结构
•67
•大跨度建筑屋盖结构
•68
•大跨度建筑屋盖结构
•69
风雨操场
•大跨度建筑屋盖结构
•70
室内采光效果
•大跨度建筑屋盖结构
•71
农贸市场
•大跨度建筑屋盖结构
•72
飞机库
•大跨度建筑屋盖结构
•73
第五章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范 围
•大跨度建筑屋盖结构
•63
第三节 拱结构的形式与主要尺寸
拱结构的形式
按力学结构分： 三铰拱、两铰 拱和无铰拱
按建筑外形分： 半圆拱和抛物 线拱
•大跨度建筑屋盖结构
•64
拱轴形式的选择：
合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩
和荷载有关
均布荷载：二次抛物线
y
4f l2
x(l x)
矢高ｆ的影响：
•大跨度建筑屋盖结构
•37
第三章 桁架结构
第一节 桁架的结构特点与优缺点
•大跨度建筑屋盖结构
•38
受力特点
•大跨度建筑屋盖结构
•39
开封县温泉游泳馆
钢结构基础第九章 桁架及屋盖

钢结构基础第九章 桁架及屋盖


第9章 桁架及屋盖
2.桁架平面外 取侧向支承点之间的距离。 上弦：上弦横向水平支撑的节间长度 （1）有檩屋盖如檩条与横向水平支撑的交叉点用节点板焊 牢，可取檩条间距。 （2）无檩屋盖，横向 支撑由屋面板代替时取 两块屋面板的宽度。一 般不大于3.0m。
第9章 桁架及屋盖
下弦：取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的 距离。 腹杆：节点在桁架平面外的刚度很小，取l0y＝l0。 3.斜平面 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件， 斜平面计算长度取l0＝0.9l，支撑斜杆和支座竖杆不 变。
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
4.其他杆件 桁架受压弦杆侧向支承点距离为两倍节间长度且两节 间弦杆内力不等时，则该弦杆在 桁架平面外的计算长度 可按下式计算：
N1——较大的压力，计算时取 正值； N2——较小的压力或拉力，计 算时压力取正值，拉力取负值。
第9章 桁架及屋盖
桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆在桁架平面内的计 算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度按上式 计算。
压力有变化的受压腹杆平面外计算长度
（a）再分式腹杆体系的受压主斜杆 （b）K形腹杆体系的竖杆
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
受拉构件的容许长细比
项 次
承受静力荷载或间接承受动力 荷载的结构
构件名称 一般建筑 结构 桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架以下的柱 间支撑 其他拉杆支撑系杆等（张紧 的圆钢除外） 350 300 400 有重级工作制吊车 的厂房 250 200 350
柱间支撑作用示意图 第9章 桁架及屋盖
柱间 支撑
第9章 桁架及屋盖
柱间支撑布置
形式：十字交叉形；当柱 间要通行或放置设备，或 柱距较大而不宜采用交叉 支撑时，可采用门架式支 撑。
《钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构造》（05SG522）

《钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构造》（05SG522）

《钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构造》（05SG522）
唐晓丽
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2006(36)2
【摘要】图集总结和提炼了我国近十多年来在钢与混凝土组合楼盖结构设计与施工方面的成熟技术和经验，符合国家相关技术标准的规定，解决了钢与混凝土组合结构的连接与构造，对组合楼（屋）盖结构构件及其连接的设计与施工具有指导作用。

适用于一般工业与民用建筑中正常环境下不直接承受动力荷载的钢与混凝土组合楼（屋）盖结构构件及其连接的设计与构造。

图集包括组合梁和组合板的设计与构造两大部分，第一部分包括钢-混凝土（简支、连续）组合梁构造；组合梁与钢筋混凝土筒或墙、钢柱、钢骨钢筋混凝土柱的连接构造；
【总页数】1页(P63-63)
【关键词】钢-混凝土;结构构造;钢筋混凝土柱;结构设计;连接构造;结构构件;组合梁;成熟技术;组合楼盖;技术标准
【作者】唐晓丽
【作者单位】中国建筑标准设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU398.9;TS933.21
【相关文献】
1.三角形截面曲线钢管桁架结构的八个节点设计与构造处理简介——深圳机场1号候机楼钢屋盖设计中的几个节点介绍 [J], 隋庆海;韩晓辉;申豫斌
2.钢桁架-混凝土板组合屋盖结构静力特性研究 [J], 唐蓉琴;黄勇
3.“百年前”我国西洋建筑中几例楼屋盖结构构造简介 [J], 农萍
4.北京大兴国际机场航站楼核心区超大平面复杂空间曲面钢网格结构屋盖综合施工技术 [J], 张晋勋;李建华;段先军;刘宇飞;樊健生;雷素素;李海兵
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第九章钢桁架与屋盖结构

第九章钢桁架与屋盖结构


9.2.2 节点荷载计算
1．屋架上的荷载 作用于屋架上的荷载可有： (1)永久荷载，包括屋面材料、檩条、屋架、天窗架、支 撑以及天棚等结构自重。 屋架和支撑自重可按下列经验公式估算 gk l （9-1） 式中 g k —屋架和支排的自重，kN／m2，按水平投影 面积计算； —系数，当屋面荷载 F 1 K N / m 时， 2 0 .0 1 ； 时 F 1 ~ 2 .5 K N / m ， 0 .0 1 2 ；当 F k 2 .5 K N / m 时， 0 .1 2 / l 0 .0 1 1 ； l —屋架的跨度，m。 当屋架仅作用有上弦节点荷载时，将全部合并为上弦节 点荷载；当屋架尚有下弦荷载时，按上、下弦平均分配。
0 0
0
0
图9-5 上弦杆局部弯矩计算简图
注： 设计钢屋架时，应尽量避免节间荷载布置， 以免因节间荷载作用产生的弯矩而引起截 面增大。 在计算其他各杆内力时，应将节间荷载化 为两个集中荷载作用于两相邻节点上可按 简支梁支座反力分配或按节点所属荷载范 围划分的方法取值。然后，按铰接桁架计 算各杆轴心力。
0 y
0 y 1
0 y
当受压弦杆侧向支承点之间的距离 l 1 为节间长度 的两倍，且两节间弦杆的内力 F 和 F 不等时， 设 F F ，若取 F 值计算弦杆在屋架平面外的稳 l1 定性，宜将计算长度 适当减小，可取为： l 0 l1 0 .7 5 0 .2 5 F 2 / F1 （9-3） 当 l 0 .5 l 时 ，取 l 0 .5 l 。式中 F 1为较大的压力， F F 取正号； 为较小的压力，取正号， 为拉力时， 取负号。
图9-4 节点荷载汇集简图
屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载等可变 荷载，应按全跨和半跨均匀分布两种情况考虑， 因为荷载作用于半跨时对桁架的中间斜腹杆的内 力可能产生不利影响。 桁架内力应根据使用和施工过程中可能遇到的同 时作用的最不利荷载组合情况进行计算。最不利 荷载组合一般考虑下列三种情况： (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载； ( 2)全跨永久荷载+半跨可变荷载； (3)全跨屋架、支撑和天窗自重+半跨屋面板重+半 跨屋面活荷载。
第七章屋盖钢结构

第七章屋盖钢结构

第七章屋盖钢结构第⼋章屋盖钢结构⼀、选择题8.1.1(Ⅰ)如轻型钢屋架上弦杆的节间距为，其平⾯外长细⽐应取。

(A)(B) 0.8(C) 0.9(D)侧向⽀撑点间距8.1.2(Ⅰ)⼗字交叉形柱间⽀撑，采⽤单⾓钢且两杆在交叉点不中断，⽀撑两端节点中⼼间距(交叉点不作为节点)为，按拉杆设计时，⽀撑平⾯外的计算长度应为下列何项所⽰?。

(A) 0.5(B) 0.7(C) 0.9(D) 1.08.1.3(Ⅰ)梯形钢屋架受压杆件，其合理截⾯形式，应使所选截⾯尽量满⾜。

(A)等稳定(B)等刚度(C)等强度(D)计算长度相等8.1.4(Ⅰ)为了保证两个⾓钢组成的T形截⾯共同⼯作，在两个⾓钢肢间应设置垫板，压杆垫板间距应满⾜≤40，式中，为图中单⾓钢对1—1轴的回转半径。

8.1.5(Ⅰ)普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间。

(A)垫板数不宜少于两个(B)垫板数不宜少于⼀个(C)垫板数不宜多于两个(D)可不设垫板8.1.6(Ⅰ)梯形钢屋架节点板的厚度，可根据来选定的。

(A)⽀座竖杆中的内⼒(B)下弦杆中的最⼤内⼒(C)上弦杆中的最⼤内⼒(D)腹杆中的最⼤内⼒8.1.7(Ⅰ)槽钢檩条的每⼀端⼀般⽤下列哪⼀项连于预先焊在屋架上弦的短⾓钢上?。

(A)⼀个普通螺栓(B)两个普通螺栓(C)安装焊缝(D)⼀个⾼强螺栓8.1.8(Ⅰ)屋架下弦纵向⽔平⽀撑⼀般布置在屋架的。

(A)端竖杆处(B)下弦中间(C)下弦端节间(D)斜腹杆处8.1.9(Ⅰ)屋架中杆⼒较⼩的腹杆，其截⾯通常按。

(A)容许长细⽐选择(B)构造要求决定(C)变形要求决定(D)局部稳定决定8.1.10(Ⅰ)屋盖中设置的刚性系杆。

(A)可以受压(B)只能受拉(C)可以受弯(D)可以受压和受弯8.1.11(Ⅰ)桁架弦杆在桁架平⾯外的计算长度应取。

(A)杆件的⼏何长度(B)弦杆节间长度(C)弦杆侧向⽀撑点之间的距离(D)檩条之间的距离8.1.12(Ⅱ)梯形屋架的端斜杆和受较⼤节间荷载作⽤的屋架上弦杆的合理截⾯形式是两个。

第八章 钢结构

第八章 钢结构

验算公式：
N f An
式中， N—荷载引起的轴心拉力或压力 An—净截面面积 f—钢材抗拉或抗压设计强度
二、轴心受力构件的刚度
轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的
l0 i
式中 构件最不利方向的长细比，一般为 两主轴方向长细比的较大值.x = lox/ ix，y = loy/ iy lo-----相应方向的构件计算长度 i -----相应方向的截面回转半径
低合金钢： Q×××质量等级（A～E）
如Q235-A· F、Q345-C
6. 钢材的选择
（1）结构或构件的重要性； （2）荷载的种类（静荷载或动荷载）； （3）连接方法（焊接或非焊接）；
（4）工作条件（温度，腐蚀等）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
压弯构件广泛的用于柱子，如工业建筑中的厂
房框架柱。它们不仅要承受上部结构传下来的 轴向压力，同时还受有弯矩和剪力。
二、结构用钢的种类 1. 化学成分
普通碳素钢 Q235 普通低合金钢 Q345、Q390、Q420
2. 炉种 平炉 氧气顶吹转炉 成本高，质量好（6小时100t左右） 成本低，质量也可（15分钟150t）
3. 脱氧程度 沸腾钢（F） 脱氧较差 镇静钢（Z） 脱氧充分 半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢（TZ）
建筑结构抗震总复习第八章-钢结构房屋抗震设计

建筑结构抗震总复习第八章-钢结构房屋抗震设计

（1）依据多道防线的概念设计，框架-支撑体系中，支撑 框架是第一道防线，在强烈地震下支撑先屈服，内力重分 布使框架部分承担的地震剪力必需增大，二者之和应该大 于弹性计算的总剪力。
（2）框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以调 整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分 计算最大层剪力1.8倍二者中的较小值。
6
8.2 多高层钢结构民用建筑
8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系 8.2.2 结构体系抗震设计的布置要求 8.2.3 地震作用计算 8.2.4 杆件抗震验算 8.2.5 抗震设计对杆件的构造要求 8.2.6 节点和连接的抗震验算及构造要求
7
8.2.1 多高层钢结构民用建筑的结构体系
1. 框架结构
23
8.3.2 地震作用计算
计算单层钢结构厂房时，一般假定沿厂房横向（跨度 方向）和竖向的地震作用由横向框架承受，沿纵向（柱距 方向）的地震作用由纵向框架承受。 1、结构计算模型的选取 厂房抗震计算时，根据屋盖高差和吊车设置情况，可分别 采用单质点、双质点或多质点的结构计算模型。
24
图8.25 单质点模型
20
5、框架－偏心支撑结构中的消能梁段 消能梁段是偏心支撑框架中耗散能量的主要构件，为此需要考虑与 相连构件的承载能力相匹配、保证其在反复荷载下具有良好的滞回 性能的各项措施。
消能梁段的钢材不应采用高强度钢，而因采用有良好塑性流幅 的钢材。为此，消能梁段钢材的屈服强度不应超过345MPa。
21
8.3 单层钢结构厂房
8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求 8.3.2 地震作用计算 8.3.3 杆件验算和构造措施
22
8.3.1 抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求
桁架(屋架)结构

桁架(屋架)结构

3
桁架结构的发展
掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来
第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
5
桁架结构计算的假定
理想桁架简图假设： 理想光滑铰接； 直杆且过铰心； 力只作用在结点。
只受结点荷载作用的直杆铰接体系
屋架结构的型式
按使用材料：木屋架、钢－木组合屋架、钢屋架、 轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、 钢筋混凝土－钢组合屋架等
按屋架外形：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
按受力特点：桥式屋架、无斜腹杆屋架（刚接桁 架、空腹桁架）、立体桁架等
三角形桁架
三角形屋架一般 用于屋面坡度较大 的屋盖结构中。一 般宜用于中小跨度 的轻屋盖结构。
建筑结构选型
第二章 桁架结构
第一节 桁架结构的受力特点 第二节 屋架结构的型式 第三节 屋架结构的选型与布置 第四节 立体桁架 第五节 张弦结构 第六节 屋架结构的其他型式
教学要求
了解桁架结构的受力特点及其型式， 掌握屋架结构选型与布置
2
第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
2.2 屋架结构的型式
25
木屋架
一般为三角形屋 架，内力支座处大 而跨中小。适用于 跨度在18米以内的 建筑中。
2.2 屋架结构的型式
26
这种屋架型式适用于木屋架。其特点是：
(1)屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力不致突 变太大。因为木材强度较低，这对采用木材作杆件 提供有利条件。
钢桁架及屋盖结构

钢桁架及屋盖结构

截面的杆件，在节点处 以节点板连接。节点板中的应力十分复杂，通常不作 计算，根据工程经验确定其厚度，金属架节点板厚度 取统一值。普通钢屋架节点板厚度可按下表选用。
13
梯形屋架腹杆最
大内力或三角形
屋架弦杆最大内 力 Fmax / kN 中间节点板厚度
/ mm
支座节点板厚度
9
9.3.2 屋架杆件的截面形式
(1) 上弦杆。上弦杆可采用双不等肢角钢短边相并 的T形截面，宽大的翼缘有利于放置檩条或屋面 板；较大的侧向刚度也有利于满足运输和吊装的 稳定要求。
(2) 下弦杆下弦杆可多采用双等肢角钢或两不等肢 角钢短肢相并的T形截面，以提高侧向刚度，利 于满足运输、吊装的刚度要求，且便于与支撑侧 面连接。下弦杆截面主要由强度条件决定，尚应 满足容许长细比的要求。
有檩屋盖质量轻、用料省、运输安装方便，但构件数目多、构造复杂、 吊装次数多，屋盖横向刚度较差。有檩屋盖的屋架间距为檩条跨度， 屋架经济间距为4m～6m。无檩屋盖，构件数目少、安装简便、施工 速度快，易于铺设保暖层，且屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自 重大使下部结构用料增多，且对抗震不利。无檩屋盖方案的屋架间距 为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。屋架的跨度和间距需 结合柱网布置确定。
10
(3) 端斜腹杆。端斜腹杆可采用两不等肢角钢长边 相并的T形截面。其计算长度 l0y l0x l,iy /ix 0.9 。当杆 件短，或内力小时可采用双等肢角钢T形截面。
(4) 其他腹杆。其他腹杆均宜采用双等肢角钢T形截 面；竖杆可采用双等肢十字形截面。以利于与垂 直支撑连接和防止吊装时连接面错位。
(2) 有节间荷载作用时的杆件内力计算。
4
9.3 屋架杆件的截面设计
屋架杆件截面设计是在经过屋架选型、确定钢号、 荷载计算和内力计算后，决定节点板的厚度和尺 寸以及杆件的计算长度等，最后可按轴心受力构 件，或拉弯、压弯杆件进行截面选择。

第9章-桁架及屋架


➢桁架的主要尺寸土或砌体柱顶, 但在 ✓某些采用钢柱的厂房中, 为了增加排架的侧向刚度, 需将屋架 与柱构成刚接 ✓这对梯形屋架比较简单易行, 而对三角形就必须设置隅撑, ✓势必影响屋架下的有效净空
➢桁架的腹杆体系
桁架中的腹杆主要用以联系上、下弦杆构成节点并传 递节点荷载，布置原则应是:
① 永久荷载: 包括屋面材料、保温材料、檩条 及屋架（包括支撑及天窗）的自重。
其中屋面材料和保温材料的自重, 荷载规范中所给的q （kN/m 2 ）常按屋面的实际面积计算, 需除以屋面倾 角的余弦cosα方得按屋面水平投影面积计算的自重值。 所给估算屋架自重经验公式则是按屋面的水平投影面积 计算, 常用估算公式为
➢屋盖的主要平面尺寸——屋架的平面尺寸
当房屋区段长度超过某规定值时, 需设置伸缩缝。最常用的 设置方法是在伸缩缝处设置双柱。使每一温度区段相互隔开 可以自由伸缩, 否则由于纵向或横向构件的温度变化将使某 些构件如支柱中产生较大的温度应力和变形。
➢屋架的支撑系统
屋架在垂直于屋架平面方向, 不设支撑体系不能是不能保 持其几何不变, 如下图, 虽有檩条和系杆的连系, 但屋架相 互间几何可变, 在侧向力作用下屋架会倾斜
➢桁架的主要尺寸——屋架外形的选用
◆ 受力合理。应使屋架的外形与弯矩图相近, 杆件受力均匀； 短杆受压、长杆受拉；荷载布置在节点上, 以减少弦杆局部 弯矩, 屋架中部有足够高度, 以满足刚度要求。
两端简支的受弯构件在满跨均布荷载作用下, 弯矩图形 为一抛物线, 因此屋架的外形若接近抛物线, 则弦杆各节间 中的内力最为均匀。
式中, So为基本雪压, 随地区不同而异, 系以当地一般空旷 平坦地面上统计所得50年遇的最大积雪自重确定, 规范中给 出了基本雪压的分布图。山区的基本雪压应通过实际调查确 定；在无实际资料时, 可按当地空旷平坦地面的基本雪压乘 以系数1.2采用。雪荷载的组合值系数ɸc, 可取0.7。

混凝土结构原理 第8章 单层厂房结构

牛腿的配筋构造见下图:
8-10 排架柱与屋架和吊车梁是如何连接的？
答：屋架（或屋面梁）与柱顶的连接，是通 过连接钢板与屋架端部预埋件之间焊接连接 实现的。屋架传来的垂直压力由连接垫板传 递至柱顶，水平剪力则由连接焊缝（或锚筋） 传递。吊车梁的竖向压力通过吊车梁梁底支 承板与牛腿顶面预埋件连接的钢板来传递； 吊车梁的水平力则通过吊车梁端顶面预埋件 与上柱侧面预埋件间的连接钢板（或角钢） 来传递。吊车梁与柱间宜用C20～C30细石混 凝土填实。
第8章 单层厂房结构
思考题
思考题
8-1 单层钢筋混凝土排架结构厂房由哪些构件组成？
8-2 作用在单层厂房排架结构上的荷载有答哪案些？其
荷载传递途如何？
8-3 单层厂房的支撑体系包括哪些？其作答用案是什么？
答案
• 8-4 在确定排架结构计算单元和计算简图时作了哪
些假定？
答案
• 8-5 排架柱的控制截面如何确定？
8-4 在确定排架结构计算单元和计算简图时作了哪 些假定？ 答：确定排架计算简图时作以下假定： 柱上端与屋架(或屋面梁)为铰接；⑵.柱下端固接
于基础顶面；⑶.排架横梁为无轴向变形刚性杆；⑷. 柱高度由固定端算至柱顶面铰接结点处，排架柱的 轴线为柱几何中心线。
8-5 排架柱的控制截面如何确定？
答：在一般单阶排架柱中，上柱各截面均相 同，其底截面内力最大，为控制截面；下柱各截 面也相同，牛腿顶面在吊车竖向荷载作用下弯矩 最大，为控制截面，下柱底截面轴力最大，在水 平荷载作用下弯矩最大，亦为控制截面。
• 根据牛腿上竖向力Fv作用线至下柱边缘（牛 腿根部）水平距离a的大小，将牛腿分为两 类：当a＞h0时，为长牛腿，受力特点与悬 臂梁相似；当a≤h0时，为短牛腿(h0为牛腿 与下柱交接处垂直截面的有效高度)

建筑结构——钢屋盖结构


（３）纵向水平支撑
当房屋高度较大、跨度大、或设有托架支承中间屋架。为保证托架 侧向稳定，当设有重级或大吨位中级工作制桥式吊车、壁行吊车 可有较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支 撑。
屋架间距<12m时，纵向水平支撑一般设在下弦平面，但三角形屋架 及端斜杆为下降时式
且上承式的梯形屋架和人字形屋架，也可布置在上 弦平面。屋架间距 12m 时，纵向水平支撑一般布置 在上弦平面内。
（４）垂直支撑
垂直支撑一般布置在与上、下弦横向水平支撑同一柱间（图23.6,23.7）。
对于三角形屋架，当屋架跨度
时，仅在跨度中央设置一道；当屋架跨
度＞18m时，宜在两侧的1/3跨度处设置道垂直支撑。
对梯形屋架，人字形屋架，必须在屋架端部设18置m垂直支撑。此外，当屋架
跨度
时，还应在跨度中央竖杆平面内设置一道垂直支撑；当屋架跨
钢屋架常用的标志跨度有18m、21m、24m、 27m、30m、36m等。
２．高度
• 屋架高度主要取决于刚度、屋面坡度、建筑高度、运 输条件、经济等因素。
• 三般较角取小形比屋值架。。的梯l为高形屋度屋架一架跨般端度取部。高跨度l度，~陡越梯l坡形大时4l ，屋~取荷架6l50载的0~跨越1大中000，高m应度m一取， 平坡时取1800~2100mm，一般6不1小0 于l/18。
（图23.2ab）为芬克式屋架，腹杆节点较多，但它们的压 杆短、拉杆长、受力较合理，可分为两个小桁架制作及运 输，施工方便。
（图23.2d）为人字式腹杆布置，它的节点少且均匀，适用 于跨度小（l<18m）情况。人字式屋架抗震性能优于芬克式 屋架。
（图23.2c）为单斜式腹杆屋架，其腹杆均较长，节点较 多，杆件夹角小，制作困难，适用于设置天棚的屋架。

钢桁架与屋盖结构


l0 l 。
（2）屋架高度 一般情况下，设计屋架时，首先根据屋架形式和设计经验先确定屋架的 端部高度，再按照屋面坡度计算跨中高度。
h h0 il0 / 2
人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求，一般情况下可在下
列范围内采用： 梯形和平行弦屋架： h 1 / 10 ~ 1 / 6l0
钢桁架与屋盖结构
1钢桁架与屋盖结构的组成及应用
1.1 钢桁架的组成及应用
钢桁架是指由轴心受力构件（拉杆和压杆）相互连接组成的格构式构件， 用以承受横向荷载和跨越较大的空间。
图1 两向正交正放交叉桁架体系网架
1.2 屋盖的组成及应用
1.常见的屋盖结构形式 常用的钢屋盖结构形式有平面杆系结构、空间杆系结构、 悬索结构、膜结构等。
定的桁架体系把力传向支座，只发生较小的弹性变形，即有足够的刚度 和整体性。
（3）为屋架弦杆提供必要的侧向支承点。水平支撑和垂直支撑桁架的节点 以及由此延伸的支撑系杆都成为屋架弦杆的侧向支承点，从而减小弦杆 在桁架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦不 会在某些动力荷载作用下（如吊车运行时）产生过大的振动。 （4）承受并传递水平荷载。水平荷载包括纵向和横向水平荷载，例如风荷 载、吊车的水平制动力、振动荷载、地震作用等，最后都通过支撑体系 传到屋架支座。 （5）保证结构安装时的稳定且便于安装。屋盖的安装工作一般是从房屋温 度区段的一端开始的，首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本 空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。
（1）平面杆系结构 1）桁架
2）拱 拱在大跨度屋盖中经常采 用，特别是当建筑物要 求墙体与屋顶连成一体 时，落地拱尤为适用。 拱在竖向均布荷载作用 下，基本上处于受压状 态，适合于以钢筋混凝 土之类的材料制成。但 在大跨度时，往往做成 格构式钢拱。

《钢结构设计标准标注GB40017

《钢结构设计标准标注GB40017》根据住房和城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》（建标[2008]105号）的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订了《钢结构设计规范》GB50017-2003。

本标准的主要内容是：1．总则；2．术语和符号；3．基本设计规定；4．材料；5．结构分析与稳定性设计；6．受弯构件；7．轴心受力构件；8．拉弯、压弯构件；9．加劲钢板剪力墙；10．塑性及弯矩调幅设计；11．连接；12．节点；13．钢管连接节点；14．钢与混凝土组合梁；15．钢管混凝土柱及节点；16．疲劳计算及防脆断设计；17．钢结构抗震性能化设计；18．钢结构防护等。

本次修订的主要内容是：1．“基本设计规定（第3章）”增加了截面板件宽厚比等级，“材料选用”及“设计指标”内容移入新章节“材料（第4章）”，关于结构计算内容移入新章节“结构分析及稳定性设计（第5章）”，“构造要求（原标准第8章）”中“大跨度屋盖结构”及“制作、运输及安装”的内容并入本章；2．“受弯构件的计算（原规范第4章）”改为“受弯构件（第6章）”，增加了腹板开孔的内容，“构造要求（原规范第8章）”的“结构构件”中与梁设计相关的内容移入本章；3．“轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算（原规范第5章）”改为“轴心受力构件（第7章）”及“拉弯、压弯构件（第8章）”两章，“构造要求（原规范第8章）”中与柱设计相关的内容移入第7章；4．“疲劳计算（原规范第6章）”改为“疲劳计算及防脆断设计（第16章）”，增加了简便快速验算疲劳强度的方法，“构造要求（原规范第8章）”中“对吊车梁和吊车桁架（或类似结构）的要求”及“提高寒冷地区结构抗脆断能力的要求”移入本章，并增加了抗脆断设计的规定；5．“连接计算（原规范第7章）”改为“连接（第11章）”及“节点（第12章）”两章，“构造要求（原规范第8章）”中有关焊接及螺栓连接的内容并入第11章、柱脚内容并入第12章；6．“构造要求（原规范第8章）”中的条文根据其内容，分别并入相关各章，其中“防护和隔热”移入“钢结构防护（第18章）”；7．“塑性设计（原规范第9章）”改为“塑性及弯矩调幅设计（第10章）”，采用了利用钢结构塑性进行内力重分配的思路进行设计；8．“钢管结构（原规范第10章）”改为“钢管连接节点（第13章）”，丰富了计算的节点连接形式，另外，增加了节点刚度判别的内容；9．“钢与混凝土组合梁（原规范第11章，修订后为第14章）”，补充了纵向抗剪设计内容，删除了与弯筋连接件有关的内容。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

成垂直桁架，无论桁架结构承受竖向或纵、横向水平荷载，都能通过一
定的桁架体系把力传向支座，只发生较小的弹性变形，即有足够的刚度 和整体性。
Steel Structure
（3）为屋架弦杆提供必要的侧向支承点。水平支撑和垂直支撑桁架的节点 以及由此延伸的支撑系杆都成为屋架弦杆的侧向支承点，从而减小弦杆 在桁架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦不 会在某些动力荷载作用下（如吊车运行时）产生过大的振动。 （4）承受并传递水平荷载。水平荷载包括纵向和横向水平荷载，例如风荷 载、吊车的水平制动力、振动荷载、地震作用等，最后都通过支撑体系 传到屋架支座。 （5）保证结构安装时的稳定且便于安装。屋盖的安装工作一般是从房屋温 度区段的一端开始的，首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本 空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。
局部弯矩。
Steel Structure
3.屋架内力 （1）基本假定 ① 所有荷载都作用在节点上（屋架作用有节间荷载时，可将其分配到 相邻的两个节点）； ② 节点处所有杆件轴线在同一平面内且相交于一点（节点中心）； ③ 各节点均为理想铰接； ④ 各杆件均为等截面直杆。 （2）内力计算 按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用的内力分析方法有图 解法、解析法、电算。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点 荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。
3.屋盖支撑的连接构造 （1）上弦平面支撑与屋架的连接节点
Steel Structure
（2）下弦平面支撑与屋架的连接节点
Steel Structure
（3）垂直支撑与屋架的连接节点
Steel Structure
8.2.4 檩条、拉条和撑杆
1.檩条
Steel Structure
2.拉条和撑杆
Steel Structure
4.垂直支撑---垂直于地面并垂直于屋架平面的支撑体系称为垂直支撑。 所有房屋中均应设置垂直支撑。梯形屋架在跨度L≤30m，三角形屋架在 跨度L≤18m时，可仅在跨度中央设置一道垂直支撑，当跨度大于上述数 值时宜在跨度1/3附近或天窗架侧柱处设置两道。屋架的垂直支撑与上、 下弦横向水平支撑应尽量布置在同一柱间，以确保屋盖结构为几何不变 体系。
第8章 钢桁架与屋盖结构
本章导学
『导学提示』
本章着重讲述屋盖结构的形式；屋盖支撑的作用、构造与布置；屋架选型
的原则；屋架的荷载清理和荷载效应（内力）组合；屋架杆件的截面设计； 屋架的节点设计和屋架施工图的绘制方法。
Steel Structure
『关键知识』 『本章要求』 1.了解钢桁架及屋盖结构的组成及应用 2.掌握屋盖支撑的种类和布置； 3.掌握钢屋架的设计步骤； 4.掌握普通钢屋架的设计实例。 1.屋盖支撑的种类和布置；
拱在竖向均布荷载作用
下，基本上处于受压状 态，适合于以钢筋混凝
土之类的材料制成。但
在大跨度时，往往做成 格构式钢拱。
Steel Structure
3）门式钢架 大跨度的门式刚架大多采用 钢结构，当跨度达50～60m 时，可以做成实腹式，跨度 更大时，就应做成格构式。
Steel Structure
（2）空间杆系结构 1）网架结构
8.2.3 屋盖支撑的形式 和连接构造
1.屋盖支撑的形式
（1）横向和纵向水平支撑的形式
Steel Structure
（2）屋架垂直支撑
Steel Structure
（3）系杆 通常刚性系杆采用由双角钢组成的十字形截面，柔性系杆可采用单角钢截面。
Steel Structure
2.屋盖支撑计算 屋盖支撑受力较小，截面尺寸大多由杆件的容许长细比和构造要求而定，
悬臂桁架计算。对于带有交叉腹杆的支撑可按拉杆体系设计，也可按压杆设计。
时，可假设两杆内力的绝对值相同，以简化计算。在内力分析时，必须考虑荷
载方向的可变性。 当同一柱列设有多道纵向柱间支撑时，纵向力在各支撑间可按平均分布考虑。
Steel Structure
Steel Structure
Steel Structure
（3）悬索结构
Steel Structure
（4）膜结构
Steel Structure
2.平面桁架钢屋盖的组成及应用
根据屋盖结构有无檩条，可将屋盖结构分为无檩屋盖和有檩屋盖。
（1）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。
Steel Structure
Steel Structure
4.屋架杆件的内力组合 （1）全跨荷载：所有屋架都应进行全跨满载时的内力计算。即全跨永久荷载+全 跨屋面活荷载或雪荷载（取两者的较大值）+全跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。 有纵向天窗时，应分别计算中间天窗处和天窗端壁处的屋架杆件内力。 （2）半跨荷载：对梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架等的少数斜腹杆（一般 为跨中每侧各两根斜腹杆）可能在半跨荷载作用下产生最大内力或引起内力 变号，所以对这些屋架还应根据使用和施工过程的分布情况考虑半跨荷载的 作用。即全跨永久荷载+半跨屋面活荷载（或半跨雪荷载）+半跨积灰荷载+悬 挂吊车荷载。 （3）采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑施工阶段安装时可能的半跨荷载 作用情况，即屋架及天窗架（半跨支撑）自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷 载。
Steel Structure
8.2 屋盖支撑
8.2.1 屋盖支撑的作用
（1）保证屋盖结构的空间几何稳定性即几何形状不变。平面桁架能平面外的几何稳定性。
（2）保证屋盖结构的空间刚度和空间整体性。屋架上弦和下弦的水平支撑 与屋架弦杆组成水平桁架，屋架端部和中部的垂直支撑则与屋架竖杆组
Steel Structure
2.屋架的形式--三角形、梯形、人字形和平行弦等。 （1）三角形桁架--适用于陡坡屋面的有檩体系屋盖。
Steel Structure
（2）梯形屋架--梯形屋架适用于屋面坡度较为平缓的无檩体系屋盖，它与简
支受弯构件的弯矩图形比较接近，弦杆受力比较均匀，用料比较经济。
Steel Structure
图8.1 两向正交正放交叉桁架体系网架
Steel Structure
8.1.2 屋盖的组成及应用
1.常见的屋盖结构形式 常用的钢屋盖结构形式有平面杆系结构、空间杆系结构、
悬索结构、膜结构等。
（1）平面杆系结构
1）桁架
Steel Structure
2）拱 拱在大跨度屋盖中经常采 用，特别是当建筑物要 求墙体与屋顶连成一体 时，落地拱尤为适用。
上而柱网采用非封闭结合时，计算跨度取标志跨度
l0 l
。
Steel Structure
（2）屋架高度 一般情况下，设计屋架时，首先根据屋架形式和设计经验先确定屋架的 端部高度，再按照屋面坡度计算跨中高度。
h h0 il0 / 2
人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求，一般情况下可在下
Steel Structure
支撑构件内力计算： 计算各支撑杆件的内力时，假设各连接节点均为铰接，并忽略各杆件的偏 心影响，即各杆件均可按轴心受拉或轴心受压构件计算。 柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载按支承于柱脚基础上的竖向 所谓按拉杆设计，是假定交叉腹杆只承受拉力，一旦受压即失去稳定而退出工 作，如图中的虚线所示，体系变为静定结构。所谓按压杆设计，是假定所有杆 件均可受压，此时应按超静定结构计算支撑体系的内力。当交叉腹杆截面相同
gk 0.12 0.011l
（2）屋面均布可变荷载（屋面可变荷载） （3）雪荷载 屋面水平投影面上的雪荷载标准值为： （4）风荷载 风荷载的标准值为： （5）其他荷载
sk r s0
wk z s z wo
Steel Structure
2.节点荷载汇集
作用于屋架上弦节点的集中力可按下式计算：
Steel Structure
5.系杆---不设横向支撑的其它屋架，其上下弦的侧向稳定性由与横向支撑节 点相连的系杆来保证。能承受拉力也能承受压力的系杆称为刚性系杆；只能 承受拉力的系杆称为柔性系杆。它们的长细比分别按压杆和拉杆控制。
Steel Structure
纵向框架的柱间支撑 1、柱间支撑的作用 ①组成坚强的纵向框架，保证厂房的纵向刚度； ②承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚 应承受厂房纵向的地震力，并传至基础。 ③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。 2、柱间支撑的形式－十字交叉式、八字式、门架式。
Steel Structure
8.2.2 屋盖支撑的类型和布置
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。
Steel Structure
1.上弦横向水平支撑
在各屋架上弦杆所在平面沿房屋横向设置的支撑称为上弦横向水平支撑。
Steel Structure
2.下弦横向水平支撑---在各屋架下弦杆所在平面沿房屋横向设置的支撑称
（2）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。
Steel Structure
补充 屋面材料
敷设钢筋法是钢结构屋面板安装的基本方法，它通过每块板板端接合处焊
在钢梁或钢檩条上的穿筋压片限定板位，且通过板缝灌浆固定板材的拉结 钢筋，从而可靠地将屋面板安装在钢梁或钢檩条上。
列范围内采用： 梯形和平行弦屋架： h 1 / 10 ~ 1 / 6l0
三角形屋架：
h 1/ 6 ~ 1/ 4l0
Steel Structure
8.3.2 屋架的荷载和 荷载效应（内力）组合
1.屋架的荷载
（1）永久荷载