第二章 单层钢结构工业厂房.pptx

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1、第二章第二章 重型厂房结构与普通钢屋盖重型厂房结构与普通钢屋盖 n2.1 2.1 单层厂房钢结构的组成单层厂房钢结构的组成n2.2 2.2 单层厂房结构的布置单层厂房结构的布置n2.3 2.3 支撑体系支撑体系n2.4 2.4 厂房横向框架的计算厂房横向框架的计算n2.5 2.5 厂房柱的构造和计算厂房柱的构造和计算n2.6 2.6 普通钢屋架普通钢屋架n2.7 2.7 吊车梁设计吊车梁设计n2.8 2.8 墙架体系墙架体系n 思考题思考题1-1-屋架；屋架；2-2-托架；托架；3-3-上弦横向支撑；上弦横向支撑；4-4-制动桁架；制动桁架；5-5-横向平面框架；横向平面框架；6-6-吊车梁；

2、吊车梁；7-7-竖向支撑；竖向支撑；8-8-檩条；檩条；9 9、10-10-柱间支撑；柱间支撑；11-11-框架柱；框架柱；12-12-墙架梁；墙架梁；13-13-山墙墙架柱山墙墙架柱2.1 2.1 钢结构厂房的组成钢结构厂房的组成n n厂房结构的组成：厂房结构的组成：厂房结构的组成：厂房结构的组成：n n屋盖体系：屋盖体系：屋盖体系：屋盖体系：屋面板、檩条、天窗架、屋架、屋面板、檩条、天窗架、屋架、屋面板、檩条、天窗架、屋架、屋面板、檩条、天窗架、屋架、托架、上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直托架、上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直托架、上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直托架、上弦水平支撑、下弦水

3、平支撑、垂直支撑。支撑。支撑。支撑。n n框架体系：框架体系：框架体系：框架体系：横向和纵向框架柱、柱间支撑。横向和纵向框架柱、柱间支撑。横向和纵向框架柱、柱间支撑。横向和纵向框架柱、柱间支撑。n n吊车梁体系：吊车梁体系：吊车梁体系：吊车梁体系：吊车梁、制动梁或制动桁架、吊车梁、制动梁或制动桁架、吊车梁、制动梁或制动桁架、吊车梁、制动梁或制动桁架、辅助桁架。辅助桁架。辅助桁架。辅助桁架。n n墙架体系、墙架体系、墙架体系、墙架体系、抗风柱、墙梁、墙面板或维护抗风柱、墙梁、墙面板或维护抗风柱、墙梁、墙面板或维护抗风柱、墙梁、墙面板或维护墙墙墙墙n n各部分所起的作用各部分所起的作用：n1.横向

4、框架横向框架n横横向向平平面面框框架架：主主要要承承受受厂厂房房结结构构的的全全部部竖竖向向荷荷载载和和横横向向水水平平荷荷载载：全全部部建建筑筑物物重重量量（屋屋盖盖、墙墙、结结构构自自重重等等）、屋屋面面雪雪荷荷载载和和其其他他活活荷荷载载、吊吊车车竖竖向向荷荷载载和和横横向向水水平平制制动动力力、横横向向风风荷荷载载、横横向向地地震震作用等，作用等，n2.2.屋盖结构屋盖结构n由由檩檩条条、天天窗窗架架、屋屋架架、托托架架和和屋屋盖盖支支撑撑所所构构成成，承承受屋面荷受屋面荷载载。n3.支撑体系支撑体系n 包括屋盖支撑和柱间支撑，其作用是将单包括屋盖支撑和柱间支撑，其作用是将单独的平面框

5、架连成空间体系，从而保证了结独的平面框架连成空间体系，从而保证了结构的刚度和稳定，同时也承受构的刚度和稳定，同时也承受纵向纵向风力和吊风力和吊车的车的纵向纵向制动力。制动力。n4.吊车梁和制动梁（制动桁架）吊车梁和制动梁（制动桁架）n吊吊车车竖竖向向和和水水平平荷荷载载由由吊吊车车梁梁承承受受。吊吊车车梁梁两两端端支支撑撑于于柱柱的的变变截截面面平平台台或或牛牛腿腿上上。在在吊吊车车梁梁上上翼翼缘缘平平面面内内，通通常常沿沿水水平平方方向向设设置置制制动动梁梁或或制制动动桁桁架架，以以便便有有效效地地将将吊吊车车的的横横向向水平制动力传递到相邻的柱上。水平制动力传递到相邻的柱上。nn5.墙架墙

6、架n 墙架一般由墙架一般由墙架梁墙架梁和和墙架柱墙架柱（也称抗风（也称抗风柱）等组成，用以柱）等组成，用以承受墙重和墙面风荷载承受墙重和墙面风荷载。当墙为自承重砖墙时只承受墙面风荷载，而当墙为自承重砖墙时只承受墙面风荷载，而全部墙重则传到底部搁置在相邻柱基础的钢全部墙重则传到底部搁置在相邻柱基础的钢筋混凝土基础梁上或专设的墙基础上。筋混凝土基础梁上或专设的墙基础上。n 厂房厂房钢结钢结构的构的钢钢材用量指材用量指标标和各和各类类构件构件所占比重大致如表所占比重大致如表2.12.1。表2.1单层厂房钢结构的钢材用量指标车间类型车间类型轻轻 型型中中 型型重重 型型吊车起重量吊车起重量（t t）0

7、51020305075100125175200350吊车轨顶标吊车轨顶标高（高（m m）6108161016102010201626单位面积单位面积钢材用量钢材用量(Kg/m(Kg/m2 2)353550505050808070701201209090200200170170300300300300400400各各类类构构件件所所占占钢钢材材用用量量比比 重重屋盖及屋盖及其支撑其支撑60%60%20%20%吊车梁吊车梁10%10%40%40%柱柱15%15%35%35%墙架及墙架及柱间支撑柱间支撑5%5%15%15%n 为为了了改改善善厂厂房房结结构构设设计计的的技技术术经经济济指指标标，应该

8、对整个厂房建筑和结构进行合理规划。应该对整个厂房建筑和结构进行合理规划。n 规规划划任任务务：满满足足工工艺艺和和使使用用要要求求，适应今后可能生产过程的变动和发展。适应今后可能生产过程的变动和发展。n 规规划划内内容容：确确定定车车间间的的平平面面和和高高度度方方向向的的主主要要尺尺寸寸和和控控制制标标高高，布布置置柱柱网网，确确定定变变形形缝缝的的位位置置和和做做法法，选选择择主主要要承承重重结结构构（横横向向平平面面框框架架、纵纵向向平平面面框框架架、屋屋盖盖结结构、吊车梁结构等）体系、布置和形式等。构、吊车梁结构等）体系、布置和形式等。n n规划注意事项规划注意事项规划注意事项规划注意

9、事项：考虑考虑设计标准化设计标准化、生产工厂生产工厂化化、施工机械化施工机械化的要求，以提高建筑工业化的要求，以提高建筑工业化的水平。的水平。n 实现方法：实现方法：模数化：模数化：是使结构布置的是使结构布置的主要符合相应的模数尺寸；主要符合相应的模数尺寸；定型化：定型化：是同是同类构件和结构及其连接构造尽量采用相同的类构件和结构及其连接构造尽量采用相同的典型形式；典型形式；统一化统一化则进一步使构件和连接则进一步使构件和连接的某些主要尺寸也统一起来。这样，可以在的某些主要尺寸也统一起来。这样，可以在厂房中更多地利用标准构配件，甚至对同类厂房中更多地利用标准构配件，甚至对同类型厂房做出广泛适用

10、的标准设计。型厂房做出广泛适用的标准设计。n目前，我国已有梯形钢屋架、钢天窗架、钢目前，我国已有梯形钢屋架、钢天窗架、钢托架、钢吊车梁（包括制动梁或桁架）等构托架、钢吊车梁（包括制动梁或桁架）等构件和相应支撑体系和连接构造的标准设计图件和相应支撑体系和连接构造的标准设计图集集。2.2 2.2 单层厂房结构的布置单层厂房结构的布置n2.2.1 2.2.1 柱网布置柱网布置n 厂厂房房柱柱的的纵纵向向和和横横向向定定位位轴轴线线，在在平平面面上上构构成成规规则则的的网网格格，称称为为柱柱网网。柱柱网网应应根根据据工工艺艺、结结构构和和经经济等要求布置。济等要求布置。n 工工艺艺要要求求：厂厂房房的

11、的横横向向柱柱距距（即即跨跨度度）和和纵纵向向柱柱距距应应满满足足生生产产工工艺艺、使使用用和和发发展展的的要要求求；柱柱的的位位置置应应和和厂厂房房的的地地上上设设备备、起起重重和和运运输输通通道道、地地下下设设备备和和设备基础、地下管道的地坑等协调。设备基础、地下管道的地坑等协调。n 结结构构要要求求：柱柱网网布布置置应应尽尽量量简简单单，避避免免在在同同一一区区段段内内设设置置纵纵横横跨跨，尽尽量量采采用用所所有有柱柱列列的的纵纵向向柱柱距距均均为为相等并符合模数的布置方式。相等并符合模数的布置方式。n 通通常常情情况况下下，纵纵向向柱柱距距的的模模数数采采用用6m6m；跨跨度度的的模模

12、数数采采用用3m3m（24m24m时时）或或采采用用6m(246m(24时时，确确实实需需要时仍可按要时仍可按3m)3m)。n 经经济济要要求求：纵纵向向柱柱距距常常对对钢钢材材用用量量和和造造价价有有较较大大的的影影响响。如如增增加加柱柱距距，柱柱和和基基础础的的材材料料用用量量减减少少，而而屋屋盖盖结结构构、吊吊车车梁梁和和墙墙架架的的材材料料用用量量增增加加，并往往需要增设托架和墙架柱。并往往需要增设托架和墙架柱。n 过去我国厂房，尤其是用大型屋面板的厂房，过去我国厂房，尤其是用大型屋面板的厂房，纵向柱距大多采用纵向柱距大多采用6m6m，少数大跨度厂房也采用，少数大跨度厂房也采用9 91

13、2m12m的。对于某些跨度不大而生产布置需要更灵活的。对于某些跨度不大而生产布置需要更灵活的厂房、高度较大而吊车相对较轻的厂房，也常对的厂房、高度较大而吊车相对较轻的厂房，也常对全部柱或某些列内柱采用全部柱或某些列内柱采用12m12m柱距，但屋架间距仍柱距，但屋架间距仍为为6m6m，中间屋架由托架支承（图，中间屋架由托架支承（图2.12.1）。）。n 近近年年来来，随随着着压压型型钢钢板板等等轻轻型型屋屋面面板板的的采采用用，屋屋盖盖结结构构重重量量大大大大减减轻轻，相相应应的的经经济济柱柱距距显显著著增增大大，一一些些大大型型厂厂房房已已采采用用121224m24m柱柱距距，收收到到较较好好

14、的经济效果。的经济效果。n 厂厂房房端端部部为为山山墙墙时时，为为了了支支承承墙墙重重和和墙墙面面风风荷荷载载，通通常常应应每每隔隔一一定定间间距距（常常用用6m6m）设设置置抗抗风风柱柱。为为使使抗抗风风柱柱和和横横向向框框架架横横梁梁（屋屋架架）的的位位置置略略为为错错开开和和抗抗风风柱柱顶顶部部连连接接的的方方便便，常常把把该该处处横横向向框框架架（柱柱和和屋屋架架）自自定定位位轴轴线线内内移移500mm500mm。在在此此500mm500mm 范范围围内内，檩檩条条、屋屋面面板板、吊吊车车梁梁、墙墙架架梁梁等等纵纵向向构构件件从从相相邻邻开开间间伸伸臂臂挑挑出出，挑挑出出长长度度略略小

15、于小于500mm500mm，以便构成必要的变形缝隙。，以便构成必要的变形缝隙。图图2.2 2.2 变形缝的布置变形缝的布置2.2.2变形缝变变形形缝缝包包括括伸伸缩缩缝缝（温温度度缝缝）、防防震震缝缝和和沉降缝沉降缝（图（图2.22.2）nn1.伸缩缝伸缩缝n 如如果果厂厂房房的的长长度度或或宽宽度度，在在温温度度变变化化时时，纵纵向向或或横横向向框框架架的的上上部部结结构构将将发发生生较较大大的的伸伸缩缩变变形形，而而基基础础以以下下仍仍固固定定于于原原来来位位置置。这这种种变变形形将将使使柱柱、墙墙等等构构件件内内部部产产生生很很大大的的内内力力，严严重重的的可可使使其其断断裂裂或或破破坏

16、坏。因因此此，需需要要用用伸伸缩缩缝缝将将厂厂房房结结构构分分成成几几个个温温度度区区段段（图图2.22.2），以减少每个区段的伸缩量），以减少每个区段的伸缩量。n 根根据据使使用用经经验验和和理理论论分分析析，钢钢结结构构规规范范规规定定当当温温度度区区段段长长度度不不超超过过表表2.22.2的的数数值值时时，可不计算温度应力。可不计算温度应力。n表表2.2 钢结构房屋温度区段长度限值（钢结构房屋温度区段长度限值（m）结构性质结构性质纵向温度区段纵向温度区段（垂直于屋架或构（垂直于屋架或构架跨度方向）架跨度方向）横向温度区段横向温度区段（沿屋架或构架跨度（沿屋架或构架跨度方向）方向）柱顶为柱

17、顶为 刚接刚接柱顶为柱顶为铰接铰接采暖房屋和非采暖采暖房屋和非采暖地区的房屋地区的房屋200200120120150150热车间和采暖地区热车间和采暖地区的非采暖房屋的非采暖房屋180180100125125露天结构露天结构120120n伸缩缝做法：伸缩缝做法：n从从基基础础顶顶面面或或地地面面开开始始，将将相相邻邻区区段段上上部部结结构构的的构构件件完完全全分分开开（基基础础可可不不分分开开）。上部结构采用双柱做法。上部结构采用双柱做法。n 根根据据气气温温差差和和结结构构的的具具体体情情况况，缝缝宽宽净净距距取取303060mm60mm 。这这种种做做法法是是在在横横向向伸伸缩缩缝缝处处，

18、设设置置双双榀榀横横向向平平面面框框架架；在在纵纵向向伸伸缩缩缝缝处处，设设置置双双榀榀纵纵向向平平面面框框架架。后后者者的的双双榀榀纵纵列列柱柱和和框框架架费费钢钢较较多多且且接接缝缝很很长，故规划时应尽量避免纵向伸缩缝。长，故规划时应尽量避免纵向伸缩缝。n 横横向向伸伸缩缩缝缝：增增加加相相邻邻两两榀榀平平面面框框架架的的中中距距c c（图图2.32.3）一一般般采采用用1.2m1.2m（以以保保证证该该处处相相邻邻两两框框架架柱柱的的柱柱脚脚间间有有必必要要缝缝隙隙50mm50mm）。）。n 对对有有很很大大起起重重量量吊吊车车的的厂厂房房，有有时时需需放放大大至至1.51.52m2m，

19、大大型型平平炉炉车车间间中中甚甚至至需需达达3m3m，在在此此22（c/2c/2）范范围围内内，檩檩条条、屋屋面面板板、吊吊车车梁梁、墙墙架架梁梁等等所所有有纵纵向向构构件件都都从从两两侧侧相相邻邻开开间间伸伸臂臂挑挑出出，每每侧侧挑挑出出长长度度略略小小于于c/2c/2，从从而而使使两两侧侧挑挑出出构构件件端端部部间间构成必要的伸构成必要的伸缩缝缩缝隙。隙。n 一一般般情情况况下下取取横横向向伸伸缩缩缝缝的的中中线线与与厂厂房房的的横横向向定定位位轴轴线线相相重重合合，而而相相邻邻横横向向框框架架的的中中线线各各向向两两侧侧移移进进c/2c/2（图图2.3a2.3a）。少少数数情情况况下下，

20、由由于于设设备备布布置置确确实实不不容容许许在在伸伸缩缩缝缝处处缩缩小小柱柱距距，则则可可保保持持横横向向框框架架的的原原有有中中距距，而而c c作为一个额外的插入距（图作为一个额外的插入距（图2.3b2.3b）。n图2.3 横向伸缩缝处柱的布置n 纵纵向向伸伸缩缩缝缝：采采用用双双榀榀纵纵列列柱柱框框架架时时，两两排排纵纵列列柱柱轴轴线线间间应应根根据据伸伸缩缩缝缝的的需需要要，留留出出必要的必要的插入距插入距c c1 1（图（图2.22.2）。）。n 单单排排柱柱的的做做法法。适适用用轻轻屋屋面面和和吊吊车车起起重重量不是很大的情况。量不是很大的情况。n 对于横向伸缩缝：对于横向伸缩缝：缝

21、一侧的檩条、吊车缝一侧的檩条、吊车梁、墙架梁等全部纵向构件与柱都采用长圆梁、墙架梁等全部纵向构件与柱都采用长圆螺栓孔或辊轴连接的方法，使缝两侧结构能螺栓孔或辊轴连接的方法，使缝两侧结构能纵向自由变形，互不约束。纵向自由变形，互不约束。n 对于纵向伸缩缝处：缝一侧的屋架与柱对于纵向伸缩缝处：缝一侧的屋架与柱采用辊轴、长圆螺栓孔或钢板铰等连接方法，采用辊轴、长圆螺栓孔或钢板铰等连接方法，使缝两侧结构能横向变形互不约束。使缝两侧结构能横向变形互不约束。n2.2.防震缝防震缝n 地地震震区区的的伸伸缩缩缝缝尚尚应应符符合合防防震震缝缝的的要要求求。当当厂厂房房的的平平、立立面面布布置置复复杂杂时时需需

22、设设防防震震缝缝。由由高高度度或或刚刚度度相相差差很很大大的的部部分分组组成成时时需需设设防防震缝（图震缝（图2.22.2）。）。n 防防震震缝缝的的做做法法和和伸伸缩缩缝缝相相似似，互互相相兼兼任任，但但防防震震缝缝必必须须做做成成地地面面以以上上两两侧侧构构件件完完全全分分开开，缝缝宽宽和和构构造造符符合合防防震震要要求求（保保证证缝缝两两侧侧构构件件在在地地震震振振动动时时不不会会相相互互碰碰撞撞）。防防震震缝缝宽宽度度按按厂厂房房和和地地震震设设计计烈烈度度等等情情况况确确定定，一一般般单单层层厂厂房房取取505090mm90mm，纵横跨交接处取，纵横跨交接处取100100150mm1

23、50mmn3.沉降缝沉降缝n 沉降缝用于厂房相邻部分的高度、荷载、沉降缝用于厂房相邻部分的高度、荷载、吊车起重量或基础体系相差很大，或地基条吊车起重量或基础体系相差很大，或地基条件有严重差异等情况件有严重差异等情况，以防止结构或屋面、，以防止结构或屋面、墙面等在过大的基础不均匀沉降下发生裂缝墙面等在过大的基础不均匀沉降下发生裂缝或破坏。或破坏。n 沉降缝的做法一般是沉降缝的做法一般是把两侧的结构包括把两侧的结构包括基础全部分开基础全部分开，使各自可以独立地自由沉降使各自可以独立地自由沉降。沉降沉降缝缝的做法也的做法也应应符合伸符合伸缩缝缩缝和防震和防震缝缝的要的要求求，兼起兼起这这两种两种缝缝

24、的作用的作用。例如。例如图图2.22.2厂房厂房中，左方横向跨的高度、跨度或吊中，左方横向跨的高度、跨度或吊车车起重量起重量常常显显著著较较大，大，则则可用沉降可用沉降缝缝和右方和右方纵纵向跨部向跨部分分开。分分开。n2.2.3屋盖结构的布置和体系n1.1.钢屋盖支承结构：钢屋盖支承结构：n 支承于钢筋混凝土柱上支承于钢筋混凝土柱上n 支承于砖墙（加墙垛）上支承于砖墙（加墙垛）上n 以以上上两两种种通通常常做做成成简简支支，构构造造简简单单，安安装方便。装方便。n 支支承承于于钢钢柱柱，一一般般用用于于有有较较重重桥桥式式吊吊车车、有有较较大大振振动动设设备备（如如锻锻锤锤等等）或或有有较较高

25、高温温度度的的厂厂房房或或跨跨度度、高高度度较较大大的的房房屋屋中中，这这时时钢钢屋屋架架与与钢钢柱柱常常做做成成刚刚接接，成成为为单单跨跨或或多多跨的刚架结构。跨的刚架结构。n2.2.普通钢屋架的跨度普通钢屋架的跨度n 名义跨度名义跨度名义跨度名义跨度：通常情况取支座所在处房屋或柱：通常情况取支座所在处房屋或柱列轴线间的距离。列轴线间的距离。n 适用范围适用范围适用范围适用范围：名义跨度通常为：名义跨度通常为151536m36m，取，取3m3m的的模数模数。国家有标准图集。国家有标准图集。n 计算跨度计算跨度计算跨度计算跨度：屋架支座中心间的距离；：屋架支座中心间的距离；为名义为名义为名义为

26、名义跨度跨度跨度跨度-2X150mm-2X150mm-2X150mm-2X150mm，以便支座外缘能做在轴线范围以内，以便支座外缘能做在轴线范围以内，使相邻屋架间互不妨碍。使相邻屋架间互不妨碍。n在屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列在屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列轴线一般取：轴线一般取：对边柱取柱的外边线，对中列柱取柱对边柱取柱的外边线，对中列柱取柱的中线（阶形柱时取上段柱的中线）的中线（阶形柱时取上段柱的中线）。nn3.3.屋架的间距屋架的间距n 通常两种做法：通常两种做法：q和柱距相同和柱距相同q为柱距的一半，此时需设托架为柱距的一半，此时需设托架n4.4.屋盖结构体系

27、屋盖结构体系：n 无无檩檩体体系系:钢钢屋屋架架上上直直接接铺铺放放屋屋面面板板,常常为大型预应力混凝土屋面板为大型预应力混凝土屋面板n 有有檩檩体体系系：钢钢屋屋架架上上每每隔隔一一定定间间距距放放置置檩条、再在檩条上放置檩条、再在檩条上放置轻型轻型屋面板。屋面板。n.无檩体系无檩体系n 无无檩檩体体系系常常用用坡坡度度为为1:81:81:81:81:121:121:121:12,从从下下到到上上的的做做法如下：法如下：q钢屋架钢屋架q混凝土大型屋面板、加气混凝土板等混凝土大型屋面板、加气混凝土板等q细石混凝土灌缝细石混凝土灌缝q保保温温层层：泡泡沫沫混混凝凝土土、加加气气混混凝凝土土、水水

28、泥泥白白灰灰焦渣、珍珠岩砂浆或沥青珍珠岩焦渣、珍珠岩砂浆或沥青珍珠岩,或保温板材等或保温板材等。q找平层找平层q卷卷材材防防水水屋屋面面（例例如如油油毡毡防防水水屋屋面面，常常用用二二毡毡三油上铺小石子的六层作法），或三油上铺小石子的六层作法），或SBSSBS。n 图2.4 屋盖结构体系 n大型屋面板大型屋面板n 通通常常是是预预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土大大型型屋屋面面板板（槽槽形形板板），其其两两根根边边肋肋起起肋肋梁梁的的作作用用，将将屋屋面面荷荷载载传传到到屋屋面面板板的的四四个个角角点点，角角点点处处下下部部预预埋埋钢钢板板以以便便与与屋屋架架焊焊接接。常常用用大大型型屋屋面面板板

29、的的尺尺寸寸为为1.5m6m1.5m6m1.5m6m1.5m6m，少少数数情情况况也也有有用用3m6m3m6m3m6m3m6m或或1.5m9m1.5m9m1.5m9m1.5m9m、1.5m12m1.5m12m1.5m12m1.5m12m的的。屋屋架架上上弦弦节节间间长长度度通通常常取取等等于于板板宽宽或或略略大大（作作为为板板间间留留缝缝），则则屋屋架架只只受受节节点点荷荷载载；否否则则屋屋架架上上弦弦将将受受局部弯曲。局部弯曲。n钢筋加气混凝土板钢筋加气混凝土板n 兼兼起起承承重重和和保保温温作作用用，通通常常为为等等厚厚度度平平板板，常常用用宽宽度度0.6 0.6 m m，长长度度2.42

30、.46.0m6.0m，厚厚度度125125200mm200mm。相相邻邻板板间间留留适适当当板板缝缝，以以便便加加强强现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土板板带带屋屋面面的的刚刚度度及及其其屋屋架架间间联联系系。板板荷荷载载均均布布于于屋架上弦。屋架上弦。n 此此外外，也也可可采采用用外外表表为为钢钢筋筋混混凝凝土土或或预预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土、中中间间为为保保温温填填充充层层的的夹心板夹心板等。等。n无檩体系的优点无檩体系的优点n 是是屋屋面面构构件件的的种种类类和和数数量量少少，构构造造简简单单，安安装装方方便便，易易于于铺铺设设保保温温层层和和防防水水层层等等，同同时时屋盖的刚度大，整体

31、性好，并较为耐久。屋盖的刚度大，整体性好，并较为耐久。n无檩体系的缺点无檩体系的缺点n 是是屋屋面面自自重重较较大大，使使屋屋架架和和下下部部结结构构的的截截面面和和用用料料都都相相应应增增加加，对对抗抗震震也也不不利利，并并且且吊吊装装时时构构件件较较笨笨重重。因因此此，无无檩檩体体系系常常用用在在刚刚度度要求较高的中型以上厂房和民用、工用建筑中。要求较高的中型以上厂房和民用、工用建筑中。n有檩体系有檩体系n 有有檩檩体体系系中中，常常用用1:21:31:21:3坡坡度度，并并常常采采用用三三角形屋架。其做法如下：角形屋架。其做法如下：n 钢屋架钢屋架钢屋架钢屋架qq檩条檩条檩条檩条qq轻型

32、屋面板轻型屋面板轻型屋面板轻型屋面板n 不不不不保保保保温温温温屋屋屋屋面面面面板板板板：波波形形石石棉棉瓦瓦，瓦瓦楞楞铁铁，预预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土槽槽瓦瓦，钢钢丝丝网网水水泥泥折折板板瓦瓦等等；也也可可在在檩檩条条上上，铺铺放放木木望望板板再再放放置置粘粘土土瓦瓦、水水泥泥瓦瓦；近近年年来来发展的彩色涂层压形钢板屋面等发展的彩色涂层压形钢板屋面等n 保保保保温温温温屋屋屋屋面面面面板板板板：岩岩岩岩棉棉棉棉、聚聚苯苯乙乙烯烯或或聚聚氨氨酯酯夹夹芯芯保保温温板板，常常用用50250mm50250mm。当当用用压压形形钢钢板板时时最最小小屋屋面面坡坡度可达度可达1 1：8181：202

33、0。n檩条间距檩条间距n 根根据据屋屋面面板板的的强强度度要要求求确确定定，一一般般可可尽尽量量做做成成屋屋架架上上弦弦每每个个节节点点处处放放一一根根檩檩条条；但但一一些些较较弱弱屋屋面面板板要要求求较较密密檩檩条条而而屋屋架架上上弦弦节节间间又又不不便便做做得得过过小小时时，则则一一部部分分檩檩条将放在上弦节间内而使上弦杆局部受弯条将放在上弦节间内而使上弦杆局部受弯。n有檩体系的优点有檩体系的优点n 可可供供选选用用的的屋屋面面材材料料种种类类较较多多，屋屋架架间间距距和和屋屋面面布布置比较灵活，构件重量轻、用料省、运输和安装较轻便；置比较灵活，构件重量轻、用料省、运输和安装较轻便；n有檩

34、体系的缺点有檩体系的缺点n 屋屋面面构构件件的的种种类类和和数数量量较较多多，构构件件较较复复杂杂，吊吊装装安安装次数多，檩条用钢量较多，并且屋盖的整体刚度较差。装次数多，檩条用钢量较多，并且屋盖的整体刚度较差。2.3 2.3 支撑体系支撑体系n 主主主主要要要要作作作作用用用用：使使厂厂房房具具有有足足够够整整体体刚刚度度和和稳稳定定性性，减少构件平面外的计算长度和传递纵向水平荷载。减少构件平面外的计算长度和传递纵向水平荷载。n 厂厂房房支支撑撑体体系系可可分分为为屋屋盖盖支支撑撑和和柱柱间间支支撑撑两两部部分：分：n2.3.1 2.3.1 屋盖支撑屋盖支撑n1.1.屋盖支撑的作用屋盖支撑的

35、作用n 屋屋盖盖支支撑撑可可分分为为上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦纵纵向向水水平平支支撑撑、竖竖向向支支撑撑和和系系杆杆等，它们具有下列作用：等，它们具有下列作用：nn保证屋盖结构的几何稳定性保证屋盖结构的几何稳定性n在在屋屋盖盖体体系系中中，仅仅用用檩檩条条或或大大型型屋屋面面板板连连接接各各榀榀屋屋架架构构成成的的体体系系是是几几何何可可变变体体系系。其其在在纵纵向向荷荷载载作作用用下下，各各个个屋屋架架就就会会向向一一侧侧倾倾倒倒（图图2.5a2.5a）。如如果果将将两两榀榀相相邻邻的的屋屋架架用用适适当当的的支支撑撑体体系系联联系系起起来来

36、，使使其其首首先先构构成成稳稳定定的的空空间间体体系系（图图2.5b2.5b），然然后后再再将将其其余余屋屋架架用用檩檩条条或或其其他他构构件件连连接接在在这这个个空空间间稳稳定定体体系系上上，则则可可形形成成稳稳定定的的屋屋盖结构体系。盖结构体系。(a)(b)图 2.5 屋盖的几何稳定问题n保证屋架结构的空间刚度和空间整体性保证屋架结构的空间刚度和空间整体性。n屋屋架架上上弦弦和和下下弦弦的的水水平平支支撑撑与与屋屋架架弦弦杆杆组组成成水水平平桁桁架架，屋屋架架端端部部和和中中央央的的垂垂直直支支撑撑则则与与屋屋架架竖竖杆杆组组成成桁桁架架，都都有有一一定定的的侧侧向向抗抗弯弯刚刚度度。因因

37、而而，无无论论屋屋架架结结构构承承受受竖竖向向或或纵纵、横横向向水水平平荷荷载载，都都能能通通过过一一定定的的桁桁架架体体系系把把力力传传向向支支座座，只只发发生生较较小小的的弹弹性性变变形形，即有足够的刚度和整体性。即有足够的刚度和整体性。n为弦杆提供适当的侧向支承点为弦杆提供适当的侧向支承点。n支撑可作为弦杆的侧向支承点（图支撑可作为弦杆的侧向支承点（图2.62.6），减小弦杆），减小弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦的侧向稳在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦的侧向稳定，并使受拉下弦不会在某些动力作用下产生过大定，并使受拉下弦不会在某些动力作用下产生过大的振动。当下弦杆为折线形时，

38、在转折点处布置侧的振动。当下弦杆为折线形时，在转折点处布置侧向支撑，是保证下弦杆平面外稳定必不可少的措施。向支撑，是保证下弦杆平面外稳定必不可少的措施。n承承受受和和传传递递屋屋盖盖的的纵纵向向水水平平荷荷载载。作作用用于于山山墙墙的的风风荷荷载载、悬悬挂挂吊吊车车的的纵纵向向刹刹车车力力及及纵纵向向地地震震作作用用将通过屋盖支撑体系传给厂房的下部支将通过屋盖支撑体系传给厂房的下部支承承结构。结构。n保证结构安装时的稳定与方便。保证结构安装时的稳定与方便。n2.2.屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置n（1 1）上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑。在在有有檩檩体体系系或或仅仅采采用用大大型型屋屋面面板板

39、的的无无檩檩体体系系屋屋盖盖中中均均均均应应应应设设置置屋屋架架上上弦弦横横向水平支撑。向水平支撑。n如如果果能能保保证证大大型型屋屋面面板板有有三三个个角角与与屋屋架架焊焊接接牢牢固固，则则可可考考虑虑大大型型屋屋面面板板起起支支撑撑作作用用，但但由由于于施施工工条条件件的的限限制制，焊焊接接质质量量不不易易保保证证，故故一一般般只只考考虑虑大大型屋面板起系杆作用。型屋面板起系杆作用。n n上弦横向水平支撑设置：上弦横向水平支撑设置：n 可可在在房房屋屋的的两两端端或或横横向向温温度度伸伸缩缩缝缝间区段两端的第一个柱间（图间区段两端的第一个柱间（图2.72.7）.n 也也可可布布置置在在第第

40、二二柱柱间间，但但第第一一柱柱间间必必须须用用刚刚性性系系杆杆与与端端屋屋架架上上弦弦牢牢固固连连接接（图（图2.62.6）n 两两道道横横向向水水平平支支撑撑的的距距离离不不宜宜大大于于60m60m，故故当当房房屋屋较较长长（60m60m）时时，尚尚应应在在中间柱间设横向水平支撑。中间柱间设横向水平支撑。n 图 2.6 无天窗时屋盖支撑布置图 2.7 有天窗时支撑的布置 n （2 2）下弦横向水平支撑）下弦横向水平支撑n 一般和上弦横向水平支撑布置在同一开间。一般和上弦横向水平支撑布置在同一开间。n 下弦横向水平支撑设置下弦横向水平支撑设置n 一般情况下，应设置下弦横向水平支撑。一般情况下，

41、应设置下弦横向水平支撑。n 但但当当房房屋屋跨跨度度18m18m且且未未设设悬悬挂挂起起重重运运输输设设备备和和吊吊车车，或或者者虽虽有有吊吊车车但但吨吨位位不不大大，也也没没有有较大振动设备，较大振动设备，可不设置可不设置。n（3 3）下弦纵向水平支撑）下弦纵向水平支撑n 设置条件设置条件设置条件设置条件n 当当房房屋屋内内设设有有较较大大吨吨位位的的重重级级、中中级级工工作作制制桥桥式式吊吊车、壁行式吊车或有锻锤等较大振动设备时车、壁行式吊车或有锻锤等较大振动设备时。n 房屋较高，跨度较大、空间刚度要求较高时。房屋较高，跨度较大、空间刚度要求较高时。n 有有托托架架处处的的房房屋屋（图图2

42、.82.8），为为了了保保证证托托架架的的侧侧向向稳定，在有托架处也应设置纵向水平支撑。稳定，在有托架处也应设置纵向水平支撑。n 设置位置设置位置设置位置设置位置n 沿纵向柱列在屋架下弦端节间内设置：沿纵向柱列在屋架下弦端节间内设置：n 单跨厂房一般沿两纵向柱列设置单跨厂房一般沿两纵向柱列设置n 多多跨跨厂厂房房则则根根据据具具体体情情况况沿沿全全部部或或部部分分纵纵向向柱柱列列设设置。置。图图 2.8 2.8 托架处纵向支撑布置托架处纵向支撑布置n（4)4)竖向支撑竖向支撑n所有房屋均应设置竖向支撑。所有房屋均应设置竖向支撑。n 在在设设置置横横向向支支撑撑的的开开间间内内，均均应应设设置置

43、竖竖向向支支撑撑。梯梯梯梯形形形形屋屋屋屋架架架架，当当跨跨度度30m30m时时，一一般般只只需需在在屋屋架架两两 端端 及及 跨跨 中中 竖竖 杆杆 平平 面面 内内 布布 置置 三三 道道 竖竖 向向 支支 撑撑（2.9a2.9a），当当屋屋架架跨跨度度30m30m时时，应应在在两两端端和和在在跨跨度度/3/3处处或或天天窗窗架架处处各各布布置置一一道道竖竖向向支支撑撑（图图2.9b2.9b）。三三三三角角角角形形形形屋屋屋屋架架架架，当当跨跨度度18m18m时时，仅仅在在跨跨中中设设置置一一道道竖竖向向支支撑撑（图图2.9c2.9c）；当当跨跨度度18m18m时时可可根根据据具具体体情情

44、况况设设置置两两道道（图图2.9d2.9d）。天天天天窗窗窗窗架架架架的的的的竖竖竖竖向向向向支支支支撑撑撑撑，一一般般在在天天窗窗架架的的两两侧侧布布置置，当当天天窗窗的的宽宽度度大大于于12m12m时时，还还应应在在天天窗窗中中央央设设置置一一道道（图图2.9b2.9b）。）。图 2.9 n（5)5)系杆系杆n 系系杆杆有有刚刚刚刚性性性性系系系系杆杆杆杆和和和和柔柔柔柔性性性性系系系系杆杆杆杆之之分分，能能承承受受压压力力的的为为刚刚性性系系杆杆，一一般般由由两两个个角角钢钢组组成成十十字字形形截截面面；只能承受拉力的称为柔性系杆只能承受拉力的称为柔性系杆，一般采用单角钢。，一般采用单角

45、钢。n 设设设设置置置置原原原原则则则则：在在上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑或或竖竖向向支支撑撑的的节节点点处处，应应沿沿房房屋屋纵纵向向通通长长设设置置柔柔性性系系杆杆；在在有有天天窗窗时时，应应沿沿屋屋脊脊设设置置刚刚性性系系杆杆；上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑布布置置在在第第二二柱柱间间时时，第第一一柱柱间间必必须须布布置置刚刚性性系系杆杆；在在屋屋架架下下弦弦中中部部，一一般般设设一一道道或或两道柔性系杆两道柔性系杆；支承节点处应设置刚性系杆支承节点处应设置刚性系杆。n 在屋架上弦平面内，大型屋面板可起系杆作用，在屋架上弦平面内，大型屋面板可起系杆作用，所以一般只在屋脊及两端设系杆

46、，当采用檩条时，所以一般只在屋脊及两端设系杆，当采用檩条时，连接可靠的檩条可代替系杆。连接可靠的檩条可代替系杆。n 3.3.支撑的形式及杆件截面选择支撑的形式及杆件截面选择n 屋盖的横向和纵向水平支撑均为平行弦桁架屋盖的横向和纵向水平支撑均为平行弦桁架屋盖的横向和纵向水平支撑均为平行弦桁架屋盖的横向和纵向水平支撑均为平行弦桁架。腹杆通常采用交叉斜杆体系，屋架的弦杆兼作横向腹杆通常采用交叉斜杆体系，屋架的弦杆兼作横向水平支撑的弦杆，横向水平支撑节点间的距离为屋水平支撑的弦杆，横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦节间距离的架上弦节间距离的2 24 4倍；纵向水平支撑的宽度取倍；纵向水平支撑的宽度取屋

47、架下弦端节间的长度，一般为屋架下弦端节间的长度，一般为3 36m6m。n 竖向支撑也是一个平行弦桁架竖向支撑也是一个平行弦桁架竖向支撑也是一个平行弦桁架竖向支撑也是一个平行弦桁架。其腹杆形式应。其腹杆形式应根据它的宽度和高度两个方面的尺寸比例来确定。根据它的宽度和高度两个方面的尺寸比例来确定。当宽度和高度相近时，宜采用交叉斜杆，当二者相当宽度和高度相近时，宜采用交叉斜杆，当二者相差较大时可采用差较大时可采用V V形或形或W W形（图形（图2.102.10）。）。图 2.10 n 屋屋盖盖支支撑撑受受力力很很小小，一一般般不不必必计计算算，可可按构造要求和容许长细比选择截面按构造要求和容许长细比

48、选择截面。n 凡凡是是交交叉叉斜斜杆杆按按拉拉杆杆设设计计，容容许许长长细比取细比取400400，可用单角钢；，可用单角钢；n纵纵向向水水平平支支撑撑和和竖竖向向支支撑撑的的弦弦杆杆及及竖竖杆杆，V V形形和和W W形形的的腹腹杆杆，均均按按压压杆杆设设计计，容容许许长长细细比比取取200200，采采取取两两个个角角钢钢组组成成的的T T形截面形截面。n 当当支支撑撑桁桁架架受受力力较较大大时时，支支撑撑桁桁架架杆杆件件除除满满足足长长细细比比限限值值的的要要求求外外，尚尚应应按按桁桁架架体体系系计计算算内内力力和选择截面和选择截面。n 交叉斜腹杆体系的支撑桁架属静不定体系。交叉斜腹杆体系的支

49、撑桁架属静不定体系。计计计计算时可近似地采用图算时可近似地采用图算时可近似地采用图算时可近似地采用图2.112.112.112.11所示的简化计算简图，所示的简化计算简图，所示的简化计算简图，所示的简化计算简图，把所有斜腹杆设计成只能受拉不能抗压的柔性杆把所有斜腹杆设计成只能受拉不能抗压的柔性杆把所有斜腹杆设计成只能受拉不能抗压的柔性杆把所有斜腹杆设计成只能受拉不能抗压的柔性杆件件件件。在图示方向的节点荷载作用下，实线斜杆受在图示方向的节点荷载作用下，实线斜杆受在图示方向的节点荷载作用下，实线斜杆受在图示方向的节点荷载作用下，实线斜杆受拉，虚线的斜杆受压而退出工作。在相反方向的拉，虚线的斜杆受

50、压而退出工作。在相反方向的拉，虚线的斜杆受压而退出工作。在相反方向的拉，虚线的斜杆受压而退出工作。在相反方向的荷载作用下，则虚线斜杆受拉，实线斜杆退出工荷载作用下，则虚线斜杆受拉，实线斜杆退出工荷载作用下，则虚线斜杆受拉，实线斜杆退出工荷载作用下，则虚线斜杆受拉，实线斜杆退出工作作作作。图 2.11 支撑桁架计算简图支撑桁架计算简图n2.3.2 2.3.2 柱间支撑柱间支撑n 1.1.柱间支撑的作用柱间支撑的作用n1)1)保证厂房骨架的整体稳定和纵向刚度保证厂房骨架的整体稳定和纵向刚度。n 厂厂房房柱柱在在框框架架平平面面外外的的刚刚度度远远低低于于在在框框架架平平面面内内的的刚刚度度 ，且且