屋盖钢结构设计

1、百度文库让每个人平等地捉升口我3一、屋盖结构组成钢屋盖结构组成:屋盖钢结构设汁第一 Y/屋盖结构布置屋而板、楝条、屋架、托架.天窗架、支撑等构件。JTt黑村；8抗艮料：卄甚恥 10-a系禦；u-ises； 12-XKftilf： B-'g5E?5£世问水平文it： 14 一左晏说箱*h支辱；15亠林冋支槽吊午梁无標屋盖托架用架16機条间掾杆用架准直支挣S 父冇標屋盖墙架柱吊车菜H£架柱丿朮架下弦横向支挣人前架喉H支挣天窗架横向支撐用架乘貝支艸柱间支捋;屋架I:荻横向支杪 Q中何屋架14標条 柱筒支捋>瑞架柱尽架上弦橫向支柠泾樂纵向支挣屋架的跨度和间距取决于柱网

2、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，超出屋而板长度：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） 0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 整体稳泄。二、屋盖体系分类两种屋盖：无梯屋盖和有揀屋盖。无標屋盖：屋面荷载直接通过大型屋而板传递给屋架（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，英多用于有桥式吊车的厂房屋盖中。有梯屋盖：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，屋而 荷载要通过梯

3、条再传递给屋架（图3-3） 0优点：构件重疑轻，用料省；缺点：屋盖构件数量较多，构造较复杂，整体刚度较差。系杆屋架/图32无梯屋盖体系百度文邮-让每个人平零地捉升口我第二节屋盖支撑体系一、屋盖支撑作用主要作用：保证屋盖结构的整体稳左：增强屋盖的刚度：增强屋架的侧向稳定;承担并传递屋盖的水平荷载；便于屋盖的安装与施工。屋架一一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。横向支撑一一屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在平而外的计算长度，减小动力荷载 作用下的屋架平而外的受迫振动。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

4、装:首先吊装有横向支撑的两棍屋架，将支撑和揀条与之连系形成稳左体系, 然后再吊装其他屋架与之相连。二、屋盖支撑布苣五种屋盖支撑：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、)6匕XXr><oXXX112XXX0 <、A Ad 2J :6co-W.、垂直支撑7图3-4屋盖支撑布程在屋盖体系中，一般都应设宜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W60 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：

5、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英他振动设备：山墙抗风柱支承于屋架下弦。设置位豊：下弦与上弦横向水平支撑应在同一柱间内，以便形成稳左的空间体系。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。设置位宜：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，提髙 屋盖的整体刚度。4. 垂直支撑垂直支撑作用：使相邻两棍屋架形成空间几何不变体系保证侧向稳定的有效构件。

6、设置位置： 设宜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W30 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处和两端的竖杆平而内各布宜一道垂直支撑，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W24 m时，应在跨中坚杆平而内设宜一道垂直支撑：当跨度24 m时，应根据具体情况布置两逍垂直支撑（图3-5）。屋架安装时，每隔45个柱间设宜一道垂直支撑，以保持安装稳泄。5. 系杆系杆作用：充当屋架上下弦的侧向支撑点，保证无横向支撑的英他屋架的侧向稳泄。系杆：刚

7、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。 设宜位置：上弦平而内，梯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。下弦平而内，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左设置。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） o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） 0 纵向水平支撑桁架的节间，以组成正方形为宜，一般为6mX6m,或长方形，如6mX3m.横 向水平支撑节点距离为屋架上弦节点距离的24倍。垂直支撑的腹杆形式可根据桁架的宽髙比例确左。当

8、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°飞0。百度文库让每个人平等地捉升口我图3-6平行弦桁架§6 000ra)!6000 +b)/56 W1 60006000 .d)图3-7屋盖支撑形式杆件截而：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汁，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形截而。当屋架跨度较大、房屋较高且基本风压也较大时，杆件截而应按桁架体系计算出的内 力确左。可假立在水平桁架节点上的集中风力荷载作用下，交叉

9、斜杆中的压杆退出工作，仅 由拉杆受力，这样，使原来的超静上体系简化为静泄体系（图3-8）.图中W为水平节点 荷载，由风荷载或吊车荷载引起。肖点连接构造：尽虽简单方便。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280mm,焊脚尺寸$6 mnu当采用圆钢作支撑时，应用花篮螺栓预加拉力将圆钢拉紧。9百度文嫁让毎个人平答地捉升门我第三节楝条设讣钢楝条一般采用单跨简支，有实腹式和桁架式两大类。一、实腹式梯条实腹式梯条：构造简单，制造及安装方便，常用于36m的跨度。截而形式：普通工 字钢（因较重、不易安装，用的不多）、角钢（

10、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） o梯条的截而髙度取决于跨度、梯距和荷载大小 等因素，一般取橈条跨度的1/351/50。图39实腹式棣条截而形式实腹式梯条通过梯托与屋架上弦连接，梯托用短角钢做成，先焊在屋架上弦，屋架吊装就位后用螺栓或焊缝与梯条连接（图3-10） o#百度艾邮让毎个人平竽地捉升口我11简支梯条：受力均匀，便于安装。多跨静泄梁或连续梁：使跨中弯矩2支座弯矩，可减少跨中弯矩。百度文w让每个人平竽地捉升门我13图3-10-1梯条铁点布置及较的构造垂宜于屋架坡度放置的梯条，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

11、） o按简支梁计算两个方向弯矩为一=_qF cos a8 -8(I弓八#sin a （,2）式中q梯条承受的屋而荷载（包括自重）设计值,qy=qcos a , qx=qsina :梯条跨度;a屋而倾斜角度。橡条受弯曲的强度验算公式:了尹(3-3)式中Wnx> Wny分别为对xx轴和yy轴的净截而模量:Yx, Yy截而塑性发展系数匚图3-11实腹式梯条计算简图百度文库让每个人平等地捉升口我21按弹性方法验算挠度。当有拉条时，可只验算垂直于屋而坡度的挠度，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 截而对X X轴的惯性矩;一一容许挠度，对无积灰的瓦楞铁、石棉瓦等

12、屋而为1 /150；对压型钢板、积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋而为1 / 200：对其他屋而为1 / 200；一一梯条所承担的屋而荷载标准值。一般情况下，梯条截而的眄比Wx小得多，因此My即使很小产生的截而应力很大， 为减小Hy,应沿屋而对揀条设宜拉杆以减少槻条在最小刚度平而内的讣算跨度。若屋而的 连系有足够的保证，梯条的整体稳左不必验算。二、格构梯条当梯条的跨度较大（6 m）时，应考虑格构楝条。格构梯条三种：平面梯条、T形梯条和空间梯条（图3-12）.nr y1!图3-12格构槻条的形式1. 平面格构梯条平而格构梯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 梯条受力明确，用

13、料省。下弦为抛物式梯条，中间节间必须设置斜杆，以防止梯条上弦在不对称荷载作用下产生 过大的局部拱曲。平而格构梯条侧向刚度较差，必须设置拉条以减少侧向弯矩。图3-12-1平而格构梯条2. T形格构梯条T形格构穗条:侧向刚度较大，屋盖可不设拉条。应沿跨度全长设置几道钢T形格构梯条由于上弦杆和腹杆不在同一平而，整体性较差, 箍，跨度为34n）时设3道，跨度为46m时设4道*钢箍直径dlO mm的圆钢。为固左腹杆平而与上弦平而，在上弦平而应设置缀板或斜缀条。1? /上戏腺杆/ /L£P/XZVf -U-240007*图3-12-2 T形格构楝条3. 空间格构梯条空间格构梯条（图3-12c）是

14、由三个平而桁架组成的空间结构，穗条横截而为三角 形。这种梯条侧向刚度好，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。格构梯条的右间划分可根据讣算确定，一般取4060 cm,梯条的髙度一般为跨度的 1/121/18, T形格构揀条和空间格构梯条上弦宽度为截而高度的1/1. 51/2. 0。腹 杆与弦杆交角为40o"60ot 45o最好。图3-12-3空间格构梯条4 格构櫟条的计算平而格构揀条可按静左的平而桁架计算，齐节点均假定为较接。汁算时，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

15、力。上弦节间还应汁算由节间均布荷载引起的局部弯矩：在梯条平面内简化计算:M= 一flji2 =一CL r 10 10(3-5)式中，a为上弦节间长度。在穗条平而外，当有拉条时.拉条处的弯矩为叫嗚"X扣;5(3-6)式中，b为拉条间距。中部节间设置斜杆的下撑式梯条中，上弦轴向力为:(3-6-1)式中，h格构穗条高度。下曲弦中的内力为：Sheas 卩(3-6-2) 式中，B曲弦端部的倾角。平而格构槻条的竖杆和斜杆的内力一般很小，可按允许长细比选择截而。T形格构槻条近似地将上弦两个角钢集中到腹杆平而内后按平面格构汁算内力。(3-7)空间格构穗条将空间桁架分解为高度等于hl和h2的两柿平而桁

16、架进行计算，两棉桁 架的荷载分别为ql和q2,其值可根据总荷载按刚度进行分配（图3-13 ）:图3 13空间格构梯条的讣算简图上弦单肢角钢的弯矩近似汁算为Mx = q =丄qcr sin a10 10My = qxa2(3-10)式中，&为上弦节间长度。下弦内力等于两棍平而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左。下弦按轴心受拉验 算其强度。三、梯条的拉条槻条側向刚度小，为了给梯条提供侧向中间支承.减小梯条沿屋而坡度方向的跨度， 减少揀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標条和T 形桁架式梯条以外，在实腹式橡条和平而格构楝条之间需设置拉条。拉条的布置原则：（1）梯条跨度为46m时，至少在跨中布置一道拉条（图3-14）,跨度大于6m 时宜布置两道拉条（图3-15）。屋架屋架图3-15斜拉条和直撑杆的布置（2）当梯条间距较密时，斜拉条角度偏小，不能保证紧张作用.可改斜拉条为桁架;骨A,'1-V7、 丿 拉条/