第7章 钢屋盖结构.ppt

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1、第7章钢屋盖结构(3)了解钢屋盖中支撑的布置方法和所起作用；了解钢屋盖中支撑的布置方法和所起作用；(4)掌握普通钢屋架的设计计算方法和构造要求；掌握普通钢屋架的设计计算方法和构造要求；(5)能看懂钢屋架施工图纸，并能绘制简单施工能看懂钢屋架施工图纸，并能绘制简单施工图；图；(6)了解轻钢屋架的基本知识。了解轻钢屋架的基本知识。7.1 钢屋盖结构的组成和分类钢屋盖结构的组成和分类钢屋盖结构钢屋盖结构主要由主要由屋面、屋架和支撑屋面、屋架和支撑三部分组三部分组成，有的还设有托架和天窗架等构件成，有的还设有托架和天窗架等构件(如图如图7.1)。(1)屋面屋面,主要由各种屋面板材组成，平铺于屋架主要由

2、各种屋面板材组成，平铺于屋架上，承受外荷载。上，承受外荷载。(2)屋架屋架，主要由各种钢构件组合连接而成。，主要由各种钢构件组合连接而成。(3)支撑支撑：根据支撑设置的部位和所起的作用不：根据支撑设置的部位和所起的作用不同，支撑分为上弦横向支撑、下弦水平支撑、垂直同，支撑分为上弦横向支撑、下弦水平支撑、垂直支撑和系杆四种。支撑和系杆四种。1 、屋盖组成、屋盖组成(4)托架和天窗架托架和天窗架托托架的跨度和间距取决于柱网布置，而柱网布架的跨度和间距取决于柱网布置，而柱网布置则根据建筑物工艺要求和经济合理等各方面因素置则根据建筑物工艺要求和经济合理等各方面因素而定。而定。天窗的形式有天窗的形式有纵

3、向天窗纵向天窗、横向天窗和井式天窗横向天窗和井式天窗等三种，一般常采用纵向天窗。等三种，一般常采用纵向天窗。纵向天窗则需单独设置天窗架，常见的几种天纵向天窗则需单独设置天窗架，常见的几种天窗架形式窗架形式如图如图7.2。图图7.2天窗架的形式天窗架的形式 2、屋盖分类：、屋盖分类：根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，钢屋盖可分为根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，钢屋盖可分为无檩屋盖无檩屋盖和和有檩屋盖有檩屋盖两种两种(图图7.3)。当屋面材料采用预应力大型屋面板时，屋面荷载可通过大型屋当屋面材料采用预应力大型屋面板时，屋面荷载可通过大型屋面板直接传给屋架，这种屋盖体系称为面板直接传给屋架

4、，这种屋盖体系称为无檩屋盖无檩屋盖；当屋面材料采用瓦楞铁皮、石棉瓦、波形钢板和钢丝网水泥板当屋面材料采用瓦楞铁皮、石棉瓦、波形钢板和钢丝网水泥板等时，屋面荷载要通过檩条传给屋架，这种体系称为等时，屋面荷载要通过檩条传给屋架，这种体系称为有檩屋盖有檩屋盖。(a)有檩屋盖；有檩屋盖；(b)无檩屋盖无檩屋盖 图图7.3两种屋盖体系各有优缺点，具体设计时应根据两种屋盖体系各有优缺点，具体设计时应根据建筑物使用要求、结构特性、材料供应情况和施工建筑物使用要求、结构特性、材料供应情况和施工条件等综合考虑而定。条件等综合考虑而定。一般中型厂房，特别是重型厂房，由于对横向一般中型厂房，特别是重型厂房，由于对横

5、向刚度要求较高，所以宜采用大型屋面板的无檩屋盖；刚度要求较高，所以宜采用大型屋面板的无檩屋盖；而对于中、小型特别是不需要做保温层的房屋，则而对于中、小型特别是不需要做保温层的房屋，则宜采用具有轻型屋面材料的有檩屋盖。宜采用具有轻型屋面材料的有檩屋盖。屋盖支撑作用屋盖支撑作用 (1)保证屋盖结构的几何稳定性保证屋盖结构的几何稳定性(2)保证屋盖的空间刚度和整体性保证屋盖的空间刚度和整体性(3)为受压弦杆提供侧向支承点为受压弦杆提供侧向支承点(4)承受和传递纵向水平力承受和传递纵向水平力(风荷载、悬挂吊车纵风荷载、悬挂吊车纵向制动力、地震荷载等向制动力、地震荷载等)(5)保证结构在安装和架设过程中

6、的稳定性保证结构在安装和架设过程中的稳定性3、支撑、支撑 (1)上弦横向支撑上弦横向支撑(2)下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 (3)下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑(4)垂直垂直(竖向竖向)支撑支撑(5)系杆系杆 屋盖支撑布置（屋盖支撑布置（图图7.5）图图7.5无檩屋盖支撑布置示例无檩屋盖支撑布置示例(a)上弦横向水平支撑布置；上弦横向水平支撑布置；(b)下弦横向与纵向水平支撑布置；下弦横向与纵向水平支撑布置；(c)天窗架上弦横向水平支撑；天窗架上弦横向水平支撑；(d)屋架支座与跨中垂直支撑屋架支座与跨中垂直支撑;(e)天窗架侧竖杆垂直支撑天窗架侧竖杆垂直支撑 当荷载反向作用时当荷载反向作

7、用时(如风荷载反向作用如风荷载反向作用)，斜腹杆，斜腹杆受力变更，仍是一根参加受力工作，另一根弯扭屈曲受力变更，仍是一根参加受力工作，另一根弯扭屈曲而退出工作。支撑和刚性系杆按压杆计算，采用双角而退出工作。支撑和刚性系杆按压杆计算，采用双角钢组成十字形或钢组成十字形或T形截面。形截面。屋盖支撑受力通常都较小，一般不必计算，截面屋盖支撑受力通常都较小，一般不必计算，截面尺寸大多根据杆件的容许长细比和构造要求而定。尺寸大多根据杆件的容许长细比和构造要求而定。支撑构件与屋架的连接，应力求构造简单，安装支撑构件与屋架的连接，应力求构造简单，安装方便。方便。支撑的计算和构造支撑的计算和构造钢屋架形式（钢

8、屋架形式（见表见表7.1）4、钢屋架 屋架的外形应与屋面材料所要求的排水坡度相屋架的外形应与屋面材料所要求的排水坡度相适应。适应。屋架的外形尽可能与其弯矩图相适应，使弦杆屋架的外形尽可能与其弯矩图相适应，使弦杆各节间的内力相差不大。各节间的内力相差不大。腹杆的布置要合理，腹杆的总长度要短，数量腹杆的布置要合理，腹杆的总长度要短，数量要少，并应使较长的腹杆受拉、较短的腹杆受压。要少，并应使较长的腹杆受拉、较短的腹杆受压。节点构造要简单合理、易于制造。节点构造要简单合理、易于制造。对于设有天窗或悬挂式起重运输设备的房屋，对于设有天窗或悬挂式起重运输设备的房屋，还要配合天窗的尺寸和悬挂吊点的位置来划

9、分节间和还要配合天窗的尺寸和悬挂吊点的位置来划分节间和布置腹杆。布置腹杆。确定屋架形式的原则确定屋架形式的原则普通钢桁架普通钢桁架当边柱外缘、墙内缘与定位轴线三者相重合时，称封闭式结合的纵向定位轴线。这时屋架上的屋面板与外墙内缘紧紧相靠，可全部采用标准板，不需设非标准的补充构件。当边柱外缘与纵向定位轴线之间有一定的距离，屋架上的屋面板与墙内缘之间有一段空隙时称为非封闭结合。屋架高度确定的主要程序：屋架高度确定的主要程序：根据屋架的形式和设计经验确定出屋架的端部根据屋架的形式和设计经验确定出屋架的端部高度；高度；按屋面材料对屋面坡度的要求确定出屋架的跨按屋面材料对屋面坡度的要求确定出屋架的跨中高

10、度；中高度；综合考虑其他各影响因素，最后确定屋架的高综合考虑其他各影响因素，最后确定屋架的高度。度。当屋架的外形和主要尺寸当屋架的外形和主要尺寸(跨度、高度跨度、高度)都确定之都确定之后，桁架各杆的几何长度即可根据三角函数或投影关后，桁架各杆的几何长度即可根据三角函数或投影关系求得。系求得。1、桁架荷载：作用在桁架节点上的荷载，有檩、桁架荷载：作用在桁架节点上的荷载，有檩屋盖通过檩条，无檩屋盖通过大型屋面板的纵肋传在屋盖通过檩条，无檩屋盖通过大型屋面板的纵肋传在桁架的节点上桁架的节点上(图图7.6所示所示，sd阴影范围内的屋面荷载阴影范围内的屋面荷载)。(1)永久荷载永久荷载包括屋面材料和檩条

11、、支撑、屋架、天窗架等结包括屋面材料和檩条、支撑、屋架、天窗架等结构的自重。桁架和自重估算构的自重。桁架和自重估算公式公式9.6.1(2)可变荷载可变荷载包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载，以及悬挂吊车荷载等，其中屋面活荷载和雪荷载载，以及悬挂吊车荷载等，其中屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，取两者中的较大值。不同时考虑，取两者中的较大值。桁架上的荷载桁架上的荷载图图7.6节点荷载汇集简图节点荷载汇集简图 荷载组合：荷载组合：屋架内力应根据使用过程或施工过程屋架内力应根据使用过程或施工过程中可能出现的最不利荷载组合计算。在屋架设计时应中可能出现的

12、最不利荷载组合计算。在屋架设计时应考虑以下三种荷载组合：考虑以下三种荷载组合：永久荷载永久荷载+可变荷载可变荷载 永久荷载永久荷载+半跨可变荷载半跨可变荷载 屋架、支撑和天窗架自重屋架、支撑和天窗架自重+半跨屋面板重半跨屋面板重+半跨半跨屋面活荷载屋面活荷载屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆按第一种荷载屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆按第一种荷载组合计算；而跨中附近的腹杆按第二、三种荷载组合组合计算；而跨中附近的腹杆按第二、三种荷载组合计算，取大值。计算，取大值。(1)屋架的各节点均为理想的铰接。屋架的各节点均为理想的铰接。(2)屋架各杆件的轴线均为直线，都在同一平面屋架各杆件的轴线均为直线，都在同

13、一平面内，且相交于节点的中心。内，且相交于节点的中心。(3)荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。桁架杆件内力计算桁架杆件内力计算1 基本假定基本假定(1)轴向力轴向力屋架各杆件的轴向力可用图解法或数解法屋架各杆件的轴向力可用图解法或数解法(节点法节点法或截面法或截面法)求得。求得。(2)局部弯矩局部弯矩屋架的上弦节间作用有荷载时，除轴向力外，还屋架的上弦节间作用有荷载时，除轴向力外，还要产生局部弯矩。要产生局部弯矩。由于焊缝的约束作用，可以把上弦杆视为弹性支由于焊缝的约束作用，可以把上弦杆视为弹性支座上的连续梁来考虑。但为了简化，可按近似法计算，座上的连

14、续梁来考虑。但为了简化，可按近似法计算，先按简支梁计算出弯矩先按简支梁计算出弯矩M0。内力计算内力计算角钢屋架的杆件由两个角钢组成，截面有两个弯角钢屋架的杆件由两个角钢组成，截面有两个弯曲轴，即曲轴，即x轴和轴和y轴轴(图图7.7)，这样它就有两种弯曲失稳，这样它就有两种弯曲失稳的可能性：的可能性：一种是一种是在屋架平面内屈曲；在屋架平面内屈曲；另一种是另一种是在屋在屋架平面外屈曲。架平面外屈曲。桁架杆件计算长度和容许长细比桁架杆件计算长度和容许长细比图图7.7杆件截面的主轴杆件截面的主轴(1)平面内的计算长度平面内的计算长度 弦杆、支座斜杆和支座竖杆，由于它的截面尺寸弦杆、支座斜杆和支座竖杆

15、，由于它的截面尺寸一般较大，节点板对其影响相对较小，所以其计算长度一般较大，节点板对其影响相对较小，所以其计算长度取取l0 x=l(l为构件几何长度，即节点中心间距离为构件几何长度，即节点中心间距离);其他受压杆，考虑到节点板的牵制作用，其计算其他受压杆，考虑到节点板的牵制作用，其计算长度取长度取l0 x=0.8l。(2)平面外的计算长度平面外的计算长度 弦杆平面外的计算长弦杆平面外的计算长度度l0y等于侧向固定点间的距离等于侧向固定点间的距离l1。当弦杆侧向支撑点之间的当弦杆侧向支撑点之间的距离为节间长度的距离为节间长度的2倍，且两倍，且两个节间的内力不相等，则该个节间的内力不相等，则该弦杆

16、平面外的计算长度，应弦杆平面外的计算长度，应按下式计算：按下式计算：l0y=l1(0.75+0.25N1/N2)斜平面：斜平面：l0=0.9l表表7.2 桁架弦杆和单系腹杆的计算长度桁架弦杆和单系腹杆的计算长度l0 项次项次弯弯 曲曲 方方 向向弦杆弦杆腹杆腹杆 支座斜杆和支座竖杆支座斜杆和支座竖杆其他腹杆其他腹杆 123在桁架平面内在桁架平面内 在桁架平面外在桁架平面外 斜平面斜平面 ll1-lll0.8ll0.9l杆件的容许长细比杆件的容许长细比钢结构设计规范中对压杆和拉杆规定了容许的最钢结构设计规范中对压杆和拉杆规定了容许的最大长细比，称为大长细比，称为容许长细比容许长细比,见表见表7.

17、3。屋架杆件一般都是由双角钢组成的屋架杆件一般都是由双角钢组成的T形截面，它形截面，它的横截面的两个主轴方向分别在屋架的平面内和平面的横截面的两个主轴方向分别在屋架的平面内和平面外。外。两个主轴的长细比验算：两个主轴的长细比验算：屋架的腹杆为单角钢或双角钢组成的十字形截面屋架的腹杆为单角钢或双角钢组成的十字形截面杆件时，应取截面的最小回转半径杆件时，应取截面的最小回转半径imin计算杆件在斜计算杆件在斜面上的最大长细比，即：面上的最大长细比，即：表表7.3 桁架杆件的容许长细比桁架杆件的容许长细比 杆杆 件件 名名 称称 压压杆杆 拉杆拉杆 承受静力荷承受静力荷载载或或间间接承受接承受动动力荷

18、力荷载载的的结结构构 直接承直接承受受动动力力荷荷载载的的结结构构 无吊无吊车车和有和有轻轻中中级级工作制工作制吊吊车车的厂房的厂房 有重有重级级工作制吊工作制吊车车的厂房的厂房 普通普通钢钢屋架的杆屋架的杆件件 150350250250轻钢轻钢屋架的主要屋架的主要杆件杆件天窗构件天窗构件 屋盖支撑杆件屋盖支撑杆件 200400350轻钢轻钢屋架的其他屋架的其他杆件杆件 3507.4.2.3 杆件的截面选择与构造杆件的截面选择与构造(1)截面形式截面形式表表7.4 钢屋架的杆件截面形式钢屋架的杆件截面形式 2、填板的设置、填板的设置3、节点板的厚度、节点板的厚度在同一榀桁架中，所有的中间节点板

19、均采用同一厚度，在同一榀桁架中，所有的中间节点板均采用同一厚度，支座节点板厚度比中间的增大支座节点板厚度比中间的增大2mm7.4.2.3 杆件的截面选择与构造杆件的截面选择与构造(4)截面选择截面选择 为了便于订货和下料，在同一榀屋架中角钢为了便于订货和下料，在同一榀屋架中角钢的规格不宜过多，一般不宜超过的规格不宜过多，一般不宜超过56种；种；为了防止杆件在运输和安装过程中产生弯曲为了防止杆件在运输和安装过程中产生弯曲和损坏，角钢的尺寸不宜小于和损坏，角钢的尺寸不宜小于454或或56364；应选择肢宽而壁薄的角钢，增大回转半径，应选择肢宽而壁薄的角钢，增大回转半径，对受压更有利；对受压更有利；

20、屋架弦杆一般采用等截面；当采用变截面时，屋架弦杆一般采用等截面；当采用变截面时，半跨内只能改变一次，而且要保持肢厚不变，改变肢半跨内只能改变一次，而且要保持肢厚不变，改变肢宽，以便于拼接处理。宽，以便于拼接处理。(5)截面计算截面计算(表表7.5)轴心压杆：假定绕实轴长细比假定绕实轴长细比60100查整体稳定系数查整体稳定系数所所需需A、ix、iy 附录附录8选择角钢选择角钢根据所选角钢的实际根据所选角钢的实际A、ix、iy 按轴心受压构件进行强度、刚度、稳定性验算按轴心受压构件进行强度、刚度、稳定性验算 拉弯和压弯杆：按第七章拉弯和压弯构件进行计算表表7.5 钢屋架杆件截面计算对照表钢屋架杆

21、件截面计算对照表杆件类型杆件类型强度要求强度要求稳定性要求稳定性要求长细比要求长细比要求所需截面积所需截面积压杆压杆=N/Anf=N/AfAnN/f拉杆拉杆=N/AnfAnN/f(1)节点的构造要求节点的构造要求 屋架各杆件的形心线与屋架的几何轴线重合，屋架各杆件的形心线与屋架的几何轴线重合，并会交于节点中心，使实际受力与计算简图相一致，并会交于节点中心，使实际受力与计算简图相一致，减少附加偏心弯矩。减少附加偏心弯矩。为节省节点板材料，杆件要尽量紧凑，但考虑为节省节点板材料，杆件要尽量紧凑，但考虑下料和焊缝质量，上腹杆与弦杆之间以及腹杆与腹杆下料和焊缝质量，上腹杆与弦杆之间以及腹杆与腹杆之间的

22、间隙不宜小于之间的间隙不宜小于20mm。考虑焊缝质量，节点板一般应伸出弦杆肢背考虑焊缝质量，节点板一般应伸出弦杆肢背1015mm，应尽量使焊缝中心受力，应尽量使焊缝中心受力(图图7.8)。7.4.3 屋架节点设计屋架节点设计图图7.8节点板形状对焊缝受力的影响节点板形状对焊缝受力的影响(a)正确；正确；(b)不妥不妥 节点板的形状应该尽量简单而有规则，最好设节点板的形状应该尽量简单而有规则，最好设计成矩形、梯形或平行四边形等，切忌出现凹角，防计成矩形、梯形或平行四边形等，切忌出现凹角，防止严重的应力集中。止严重的应力集中。(2)节点的计算节点的计算节点设计时，首先要根据连接杆件的内力确定出节点

23、设计时，首先要根据连接杆件的内力确定出焊缝的焊角尺寸和长度，然后再根据节点上各杆件的焊缝的焊角尺寸和长度，然后再根据节点上各杆件的焊缝长度确定节点板的合理形式和平面尺寸。焊缝长度确定节点板的合理形式和平面尺寸。下弦中间节点下弦中间节点(图图7.9)上弦中间节点，无檩上弦中间节点，无檩(图图7.10)与与upi檩檩(图图7.11)不不同，腹杆与节点板的连接与下弦中间节点相同。同，腹杆与节点板的连接与下弦中间节点相同。图图7.9下弦中间节点下弦中间节点 图图7.10无檩屋架上弦中间节点无檩屋架上弦中间节点 图图7.11有檩屋架上弦中间节点有檩屋架上弦中间节点 拼接接点拼接接点屋架的弦杆的拼接有工厂

24、拼接和工地拼接。屋架的弦杆的拼接有工厂拼接和工地拼接。屋架的弦杆的拼接有工厂拼接和工地拼接。工厂拼接屋架的弦杆的拼接有工厂拼接和工地拼接。工厂拼接往往是由于角钢长度不够而设，宜设于杆力较小的节往往是由于角钢长度不够而设，宜设于杆力较小的节间；工地拼接多是由于运输条件或安装条件的限制而间；工地拼接多是由于运输条件或安装条件的限制而做接头，通常放在跨中节点上。做接头，通常放在跨中节点上。弦杆一般用连接角钢拼接，先通过螺栓定位，再弦杆一般用连接角钢拼接，先通过螺栓定位，再进行焊接。进行焊接。弦杆与拼接角钢连接焊缝的计算弦杆与拼接角钢连接焊缝的计算如图如图7.12。下弦杆与节点板的连接焊缝的计算下弦杆

25、与节点板的连接焊缝的计算如图如图7.13。上弦杆与节点板的连接焊缝的计算上弦杆与节点板的连接焊缝的计算如图如图7.14。图图7.12弦杆与拼接角钢连接弦杆与拼接角钢连接 图图7.13下弦杆与节点板连接下弦杆与节点板连接 图图7.14上弦杆与节点板连接上弦杆与节点板连接 支座节点支座节点(图图7.15)屋架和柱子的连接可以做成简支或刚接。支承于屋架和柱子的连接可以做成简支或刚接。支承于钢筋混凝土柱或砖柱上的屋架，一般为钢筋混凝土柱或砖柱上的屋架，一般为简支简支。而支承。而支承于钢柱上的屋架通常为于钢柱上的屋架通常为刚接刚接。支座节点包括支座节点包括节点板、加劲肋、支座底板和锚栓节点板、加劲肋、支

26、座底板和锚栓。加劲肋的作用是加强支座底板刚度，以便均匀传递支加劲肋的作用是加强支座底板刚度，以便均匀传递支座反力并增强节点板的侧向刚度。座反力并增强节点板的侧向刚度。支座节点的传力路线是：支座节点的传力路线是：屋架杆件的内力会交后屋架杆件的内力会交后通过连接焊缝传给节点板，然后经节点板和加劲肋把通过连接焊缝传给节点板，然后经节点板和加劲肋把力传给底板，最后传给柱子。力传给底板，最后传给柱子。图图7.15屋架的支座节点屋架的支座节点 底板计算：底板计算：支座底板所需净面积为：支座底板所需净面积为：An=R/fcc毛面积为：毛面积为：A=An+A0支座底板厚度为：支座底板厚度为：t6M/f 加劲肋

27、的计算加劲肋的计算:加劲肋的厚度取与节点板的厚度相同；高度由节加劲肋的厚度取与节点板的厚度相同；高度由节点板尺寸，按构造确定。点板尺寸，按构造确定。加劲肋与节点板的连接焊缝：加劲肋与节点板的连接焊缝：每块加劲肋承受屋架支座反力每块加劲肋承受屋架支座反力R的的1/4，为偏心受，为偏心受力。力。焊缝受剪：焊缝受剪：V=R/4；焊缝受弯：；焊缝受弯：M=Rlw/8 每块加劲肋与支座节点板的连接焊缝按下式计算：每块加劲肋与支座节点板的连接焊缝按下式计算：支座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，支座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，按下式计算：按下式计算：节点板与底板节点板与底板加劲肋与底板加

28、劲肋与底板屋架与柱的刚接构造屋架与柱的刚接构造如图如图7.16所示所示。图图7.16 屋架与柱刚性连接的支座节点屋架与柱刚性连接的支座节点 7.5 钢屋架施工图钢屋架施工图施工图主要包括：施工图主要包括：屋架正面详图、上弦和下弦屋架正面详图、上弦和下弦平面图，必要数量的侧面图和零件图。当屋架为对平面图，必要数量的侧面图和零件图。当屋架为对称时，可绘制半榀屋架。称时，可绘制半榀屋架。图图7.17为某一钢屋架施工图详图。为某一钢屋架施工图详图。钢屋架施工图的绘制的钢屋架施工图的绘制的主要内容和基本要求：主要内容和基本要求：(1)图纸的左上角绘制整榀屋架的简图，左半跨图纸的左上角绘制整榀屋架的简图，

29、左半跨注明屋架的几何尺寸，右半跨注明杆件的设计内力。注明屋架的几何尺寸，右半跨注明杆件的设计内力。(2)图纸的正中为屋架详图及上、下弦平面图，图纸的正中为屋架详图及上、下弦平面图，必要数量的侧面图和零件图。必要数量的侧面图和零件图。(3)右上角绘制材料表，把所有杆件和零件的编右上角绘制材料表，把所有杆件和零件的编号、规格尺寸、数量、重量和整榀屋架的重量填入号、规格尺寸、数量、重量和整榀屋架的重量填入表中。表中。(4)钢屋架施工图可以采用两种比例绘制，屋架钢屋架施工图可以采用两种比例绘制，屋架轴线一般用轴线一般用1 201 30的比例尺，杆件截面和节点的比例尺，杆件截面和节点尺寸采用尺寸采用1

30、101 15的比例尺。的比例尺。(5)施工图上应注明屋架和各构件的主要几何尺施工图上应注明屋架和各构件的主要几何尺寸。寸。(6)在施工图中应全部注明各零件的型号和尺寸。在施工图中应全部注明各零件的型号和尺寸。(7)跨度较大的屋架，在自重及外荷载作用下将跨度较大的屋架，在自重及外荷载作用下将产生较大的挠度，特别当屋架下弦有吊平顶或悬挂产生较大的挠度，特别当屋架下弦有吊平顶或悬挂吊车荷载时，则挠度更大，这将影响结构的使用和吊车荷载时，则挠度更大，这将影响结构的使用和有损建筑的外观。有损建筑的外观。(8)施工图上还应加注必要的文字说明，包括钢施工图上还应加注必要的文字说明，包括钢材的钢号，焊条型号，

31、加工精度和质量要求，图中材的钢号，焊条型号，加工精度和质量要求，图中未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸，以及防锈处理的要未注明的焊缝和螺栓孔的尺寸，以及防锈处理的要求等等。求等等。图图7.17某一钢屋架施工图某一钢屋架施工图7.6 普通钢屋架设计计算实例普通钢屋架设计计算实例建筑跨度为建筑跨度为18m，端部高度，端部高度1.99m，跨中高度，跨中高度2.89m，屋面坡度，屋面坡度i=1/10，屋架间距为，屋架间距为6m，屋架两端，屋架两端支承在钢筋混凝土柱上。支承在钢筋混凝土柱上。屋架上、下弦设有横向支撑和垂直支撑，布置屋架上、下弦设有横向支撑和垂直支撑，布置如图如图7.18所示所示。7.6.1 设计

32、资料（设计一梯形钢屋架）设计资料（设计一梯形钢屋架）图图7.18 屋架支撑布置图屋架支撑布置图(1)永久荷载永久荷载预应力混凝土大型屋面板：预应力混凝土大型屋面板：1.21.4=1.68kN/m2二毡三油防水层加找平层：二毡三油防水层加找平层：1.20.7=0.84kN/m280mm厚泡沫混凝土保温层：厚泡沫混凝土保温层：1.20.5=0.60kN/m2屋架自重和支撑自重按经验公式屋架自重和支撑自重按经验公式(跨度跨度L=18m)：Pw=0.12+0.011L=0.12+0.01118=0.32kN/m21.20.32=0.384kN/m2 7.6.2 荷载计算荷载计算(2)可变荷载可变荷载屋

33、面雪荷载与活荷载不同时出现，取较大者屋面雪荷载与活荷载不同时出现，取较大者1.40.30=0.42kN/m2(3)荷载组合荷载组合永久荷载永久荷载+可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：点荷载为：P=(1.68+0.84+0.60+0.384)+0.421.56=35.316kN另两种荷载组合为永久荷载另两种荷载组合为永久荷载+半跨可变荷载半跨可变荷载;永久永久荷载荷载+半跨屋面重半跨屋面重+半跨施工荷载。半跨施工荷载。桁架杆件的内力在单位力作用下用图解法桁架杆件的内力在单位力作用下用图解法(图图7.19)求得如下：求得如下：屋架各杆件内力屋架各杆件内力

34、如图如图7.20所示所示。7.6.3 内力计算（内力计算（表表7.7）表表7.7 杆件内力计算杆件内力计算 图图7.19 屋架内力图解屋架内力图解 图图7.20 屋架各杆件的内力图屋架各杆件的内力图(单位：单位：kN)(1)上弦杆截面选择上弦杆截面选择(2)下弦杆截面选择下弦杆截面选择(3)支座竖杆截面选择支座竖杆截面选择(4)支座斜杆截面选择支座斜杆截面选择(5)斜杆斜杆截面选择截面选择(6)竖杆竖杆-截面选择截面选择(7)斜杆斜杆-截面选择截面选择(8)斜杆斜杆-截面选择截面选择(9)竖杆竖杆-截面选择截面选择7.6.4 截面选择截面选择(10)斜杆斜杆-截面选择截面选择(11)斜杆斜杆-

35、截面选择截面选择(12)竖杆竖杆-10截面选择截面选择(1)下弦节点下弦节点i设计设计节点节点i如图如图7.21(2)下弦节点下弦节点j设计设计节点节点j如图如图7.22(3)下弦节点下弦节点k设计设计节点节点k如图如图7.23(4)支座节点支座节点h设计设计支节点支节点h如图如图7.24 支座底板计算支座底板计算 加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 下弦杆与支座斜杆和竖杆焊缝计算下弦杆与支座斜杆和竖杆焊缝计算 7.6.5 节点设计节点设计(5)上弦节点上弦节点b设计设计 上弦节点上弦节点b如图如图7.

36、25(6)上弦节点上弦节点d、f设计设计 上弦上弦d、f节点节点如图如图7.26(7)上弦节点上弦节点a、c、e设计设计 上弦节点上弦节点a、c、e如图如图7.27(8)上弦节点上弦节点g设计设计 上弦节点上弦节点g如图如图7.28 图图7.21 节点节点i详图详图 图图7.22 节点节点j详图详图 图图7.23 节点节点k详图详图 图图7.24 支座节点支座节点h详图详图 图图7.25 上弦节点上弦节点b详图详图 图图7.26 上弦上弦d、f节点详图节点详图 图图7.27 上弦节点上弦节点a、c、e详图详图 图图7.28 上弦节点上弦节点g详图详图 屋架各杆件的垫板间距，在受压杆件中不大屋架

37、各杆件的垫板间距，在受压杆件中不大于于40i，在受拉杆件中不大于，在受拉杆件中不大于80i，T形截面中的形截面中的i为为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中为一个角钢的最小回转半径。在十字形截面中为一个角钢的最小回转半径。计算结果计算结果如表如表7.9所示所示。7.6.6 垫板计算垫板计算表表7.9 杆件垫板规格计算杆件垫板规格计算 7.7 轻型钢屋架轻型钢屋架轻型钢屋架常见的有轻型钢屋架常见的有圆钢轻型钢屋架，小角钢圆钢轻型钢屋架，小角钢轻型钢屋架和薄壁型钢屋架轻型钢屋架和薄壁型钢屋架。轻型钢屋架主要有轻型钢屋架主要有三角形屋架、

38、三铰拱屋架和三角形屋架、三铰拱屋架和梭形屋架梭形屋架等三种，其中最常用的是三角形屋架。等三种，其中最常用的是三角形屋架。三角形屋架和三铰拱屋架的屋面坡度较大，通三角形屋架和三铰拱屋架的屋面坡度较大，通常取常取1/21/3。轻型钢屋架适用于跨度轻型钢屋架适用于跨度18m，柱距，柱距46m，设，设置有起重量置有起重量5t的中、轻级工作制桥式吊车的工业建的中、轻级工作制桥式吊车的工业建筑和跨度筑和跨度18m的民用房屋的屋盖结构。的民用房屋的屋盖结构。7.7.1 概述概述常用的三角形轻型钢屋架为常用的三角形轻型钢屋架为芬克式芬克式(图图7.29)，其，其特点为长杆受拉，短杆受压，结构受力比较合理，制特

39、点为长杆受拉，短杆受压，结构受力比较合理，制作亦方便，可以分为两个运输单元。作亦方便，可以分为两个运输单元。三铰拱屋架由两根斜梁和一根拉杆组成，斜梁有三铰拱屋架由两根斜梁和一根拉杆组成，斜梁有平面桁架式平面桁架式和和空间桁架式空间桁架式两种两种(图图7.30)，拉杆可用圆，拉杆可用圆钢或角钢，这种屋架的特点是杆件受力合理，斜梁腹钢或角钢，这种屋架的特点是杆件受力合理，斜梁腹杆短，取材方便，经济效果好。杆短，取材方便，经济效果好。梭形屋架有梭形屋架有平面桁架式平面桁架式和和空间桁架式空间桁架式两种，适用两种，适用于跨度为于跨度为915m，间距为，间距为34.2m的屋盖体系。屋架的屋盖体系。屋架的

40、高跨比为的高跨比为1/91/12(图图7.31)。7.7.2 轻型钢屋架的特点轻型钢屋架的特点图图7.29 芬克式屋架的形式芬克式屋架的形式 图图7.30 三铰拱屋架的形式三铰拱屋架的形式 图图7.31梭形屋架的形式梭形屋架的形式 轻型钢屋架各杆件内力可以按结构力学中的图解轻型钢屋架各杆件内力可以按结构力学中的图解法或数解法求得。对于三铰拱屋架的空间桁架式斜梁法或数解法求得。对于三铰拱屋架的空间桁架式斜梁和空间桁架式梭形屋架各杆件的内力，可将空间桁架和空间桁架式梭形屋架各杆件的内力，可将空间桁架简化为假想的平面桁架来进行计算。简化为假想的平面桁架来进行计算。轻型钢屋架的计算强度应按规定乘以相应

41、的调整轻型钢屋架的计算强度应按规定乘以相应的调整系数。系数。轻型钢屋架的节点常有偏心，当节点偏心距轻型钢屋架的节点常有偏心，当节点偏心距20mm时，偏心弯矩的影响可不考虑，而在杆件计算时，将时，偏心弯矩的影响可不考虑，而在杆件计算时，将强度设计值再降低强度设计值再降低15%。7.7.3 轻型钢屋架杆件内力计算和设计特点轻型钢屋架杆件内力计算和设计特点当节点偏心距当节点偏心距20mm时，应考虑节点偏心的影时，应考虑节点偏心的影响，将偏心弯矩按汇交于节点上各杆件的刚度比例分响，将偏心弯矩按汇交于节点上各杆件的刚度比例分配，杆件分别按偏心受压和偏心受拉杆件计算。配，杆件分别按偏心受压和偏心受拉杆件计

42、算。轻型钢屋架应进行杆件强度、整体稳定和刚度的轻型钢屋架应进行杆件强度、整体稳定和刚度的验算。对于屋架的上弦杆尚应满足檩条或屋面板的搁验算。对于屋架的上弦杆尚应满足檩条或屋面板的搁置长度要求。置长度要求。轻型钢屋架各杆件之间可以直接连接，也可以通轻型钢屋架各杆件之间可以直接连接，也可以通过节点板连接。当采用节点板连接时，节点板厚度通过节点板连接。当采用节点板连接时，节点板厚度通常为常为68m。支座节点底板厚度为。支座节点底板厚度为1214mm。三角形屋架的节点构造比较简单。如采用双角钢三角形屋架的节点构造比较简单。如采用双角钢截面，则与普通钢屋架相同。如采用单角钢截面时，截面，则与普通钢屋架相

43、同。如采用单角钢截面时，其节点构造其节点构造见图见图7.32。三铰拱屋架的支座节点与三角形屋架的支座节点三铰拱屋架的支座节点与三角形屋架的支座节点相似，由支座节点板，加劲肋和底板组成相似，由支座节点板，加劲肋和底板组成(图图7.33)，但在上弦两角钢上加设一块水平盖板，水平盖板与支但在上弦两角钢上加设一块水平盖板，水平盖板与支座节点板用焊缝连接。座节点板用焊缝连接。7.7.4 轻型钢屋架节点构造轻型钢屋架节点构造图图7.32单角钢杆件的节点单角钢杆件的节点 图图7.33三铰拱屋架节点构造三铰拱屋架节点构造 此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!