[PPT]单层厂房结构和普通钢屋盖

1、第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖1. 单层钢结构厂房的组成2. 单层厂房结构的布置3. 支撑体系4.厂房横向框架的计算5. 厂房柱的构造和计算6. 普通钢屋架7. 吊车梁的设计8. 墙架体系7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖1. 单层钢结构厂房的组成横向框架屋盖结构支撑体系吊车梁墙架7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖单层厂房钢结构的钢材用钢材指标轻型：3580kg/m2中型：70200kg/m2重型：170400kg/m27/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖2

2、. 单层厂房钢结构的布置1 柱网布置工艺：生产工艺结构：简单、同一、模数经济：柱距的影响地址条件：山地等7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖2. 单层厂房钢结构的布置2 变形缝1伸缩缝考虑温度影响划分温度区段缝宽：3060mm中距c：1.0m,1.5-2m双排柱单排柱：长圆螺栓孔、滚轴连接7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖2. 单层厂房钢结构的布置3 变形缝2防震缝 考虑抗震要求 平、立面布置复杂 高度、刚度相差大 缝宽：根据抗震设防烈度和建筑物高度确定7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二

3、章 单层厂房结构和普通钢屋盖2. 单层厂房钢结构的布置4 变形缝3沉降缝 地基差别较大 相邻部分高度、荷载和结构形式差别较大 缝两侧结构全部分开 缝宽：根据地基情况和建筑物高度确定7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖屋盖结构的布置和体系 钢屋盖由屋面、屋架和支撑组成。屋盖结构体系 其它：托架、天窗、檩条等。2. 单层厂房钢结构的布置57/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。 屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。无檩体系：有檩

4、体系：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上。 常用于轻型屋面材料的情况。 7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系1 平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。 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 组成檩条屋面板7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系2保证屋盖结构的几何稳定性保证屋盖的整体性，提高空间刚度避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的

5、振动承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）保证结构安装时的稳定与方便 支撑的作用7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系3支撑的布置 上弦横向水平支撑7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系4支撑的布置 下弦横向水平支撑7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系5支撑的布置 纵向水平支撑下弦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

6、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。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系6支撑的布置 屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。 垂直支撑7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系7支撑的布置系杆刚性系杆（既能受拉也能受压）柔性系杆（只能承受拉力）7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖3. 支撑体系8支撑的布置柱间支撑 保证整体稳定和纵向刚度 承受纵向力 提供柱平面外支承点7/22/2022昆明理工大学 建工学

7、院 土木系7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖4. 厂房横向框架1横向框架形式梁与柱 ： 铰接（排架），刚接（刚架）柱与基础：一般刚接7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖4. 厂房横向框架2横梁与框架柱的形式梁： 实腹式，桁架式柱：等截面，阶形柱，分离式柱7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖4. 厂房横向框架3横向框架计算简介计算简图：平面框架荷载：永久荷载，可变荷载内力设计：结构力学应力设计：控制截面最不利内力组合，截面选择，连接计算7/22/2022昆明理工大

8、学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖5. 厂房柱的构造和计算简介柱的截面形式柱身的构造柱截面验算7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖6. 普通钢屋架1屋架的形式和主要尺寸三角形屋架，梯形屋架，平行弦屋架；跨度，跨中高度，端部高度；7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系第二章 单层厂房结构和普通钢屋盖6. 普通钢屋架2屋架杆件的内力计算 屋架上的荷载包括恒载、活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载及悬挂荷载等。 基本假定 通常将荷载集中到节点上，并假定屋架各杆均为理想直杆，各杆轴线在同一平面内且汇交于节点中心，各节点均为理想铰接，忽

9、略实际节点产生的次应力。 7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系内力计算与荷载组合 全跨恒载+全跨活载：即全跨永久荷载+全跨屋面活载或雪荷载（取较大值）+全跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。 全跨恒载+半跨活载：即全跨永久荷载+半跨屋面活载（或半跨雪荷载）+半跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。 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作用时会引起杆件的最不利内力； 跨中附近的腹杆可能由两种荷载组合控制。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系B.中间腹杆：两端或一端嵌固程度较大，视为弹

10、性嵌固。lox= 0.8l(1)在桁架平面内 A.弦杆、支座斜杆、支座竖杆：本身线刚度大，但两端节点嵌固程度较低，视为两端铰接杆件。 lox = l杆件的计算长度和容许长细比杆件的计算长度 7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 下弦杆：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：由于节点在平面外刚度很小，对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视为铰接，则lOy=l在桁架平面外 取决于弦杆侧向支承点间距离。上弦杆无檩方案:有檩方案:能保证大型屋面板三点与上弦杆焊接时:lOy=l1（l13m）l1 两块屋面板宽度。檩条与支撑点交叉不连接时：lOy=l1檩条与支撑点交叉连接时：lOy

11、=l1/27/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件，受力后有可能斜向失稳，由于两端节点有一定的嵌固作用，故斜平面计算长度略作折减(支座斜杆和支座竖杆除外），l0=0.9l其他 如桁架受压弦杆侧向支承点间的距离为两倍节间长度，且两节间弦杆内力不等时，该弦杆在桁架平面外的计算长度按下式计算： ， 式中：Nl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，拉力取负值但不小于0.5ll腹杆在斜平面内的计算长度7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算长度应按下表规定采用。项 次弯曲方向弦

12、 杆腹 杆支座斜杆和支座竖杆 其他腹杆1在桁架平面内ll0.8 l2在桁架平面外l1ll3斜平面l0.9 ll 构件的几何长度（节点中心间距离）；l1 桁架弦杆侧向支承点间的距离；杆件的容许长细比规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。 7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系杆件的截面形式 对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相近的稳定性，即可使两方向的长细比接近相等。 基本上采用由两个角钢组成的T形截面或十字形截面形式的杆件，也可用H型钢剖开而成的T形钢代替双角钢组成的T形截面。受力较小的次要杆件可采用单角钢。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系当l0 x = l0y 时

13、，可采用两个等边角钢截面或TM截面； 通常采用不等边角钢短肢相连的截面，或TW型截面以满足长细比要求。上弦杆： 有节间荷载时，可采用不等边角钢长肢相连或TN型截面。 无节间荷载时，宜采用不等边角钢短肢相连的截面；下弦杆：7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 受力很小的腹杆（如再分杆等次要杆件），可采用单角钢截面。支座斜杆：其他一般腹杆：宜采用等边角钢相并的截面； 连接垂直支撑的竖腹杆宜采用两个等边角钢组成的十字形截面；当l0 x = l0y 时，宜采用不等边角钢长肢相连或等边角钢的截面。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系由双角钢组成的T形或十字形截面杆件按实腹式杆件进

14、行计算，必须每隔一定距离在两个角钢间加设填板。双角钢杆件的填板： 填板的间距对压杆l140i1，拉杆l180 i1；在T形截面中，i1为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形截面中，填板应沿两个方向交错放置，i1为一个角钢的最小回转半径，在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。填板的宽度一般取5080mm；填板的长度：对T形截面应比角钢肢伸出1020mm，对十字形截面则从角钢肢尖缩进1015mm。填板的厚度与桁架节点板相同。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系杆件的截面选择一般原则应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面，一般板件或肢件的最小厚度为5mm。

15、角钢杆件或T型钢的悬伸肢宽不得小于45mm。直接与支撑或系杆相连的最小肢宽，应根据连接螺栓的直径d而定。屋架节点板（或T型钢弦杆的腹板）的厚度，对单壁式屋架，可根据腹杆的最大内力（对梯形和人字形屋架）或弦杆端节间内力（对三角形屋架），按相关规范选用。跨度较大的桁架（24m）与柱铰接时，弦杆宜根据内力变化改变截面，半跨内一般只改变一次。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系同一屋架的型钢规格不宜太多，以便订货。当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点板边缘距离100mm时，计算杆件强度可不考虑截面的削弱。轴心受拉杆件应验算强度和长细比要求。轴心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、

16、局部稳定和长细比。 单面连接的单角钢杆件，在按轴心构件计算其强度或稳定以及连接时，钢材和连接的强度设计值应乘以相应的折减系数。杆件的截面选择7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系钢桁架的节点设计节点设计的一般要求 以桁架杆件的形心线为轴线并在节点处相交于一点，肢背至轴线的距离为5mm的倍数。 节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的净距，不宜小于10mm，或者杆件之间的空隙不小于1520mm。 角钢端部的切割一般垂直于其轴线。有时允许切去一肢的部分，但不允许将一个肢完全切去而另一肢伸出的斜切。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 节点板的外形应简单而规则，至少宜有两边平行

17、，如矩形、平行四边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15。角钢桁架的节点设计 一般节点一般节点是指无集中荷载和无弦杆拼接的节点 节点板的平面尺寸，一般应根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度画出大样图来确定。7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系肢背焊缝： 腹杆与节点板的连接焊缝按角钢角焊缝承受轴心力方法计算。节点板应伸出弦杆1015mm以便焊接。弦杆与节点板的连接焊缝，应考虑承受弦杆相邻节间内力之差，按下式计算: 通常因N很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，并沿节点板全长满焊。肢尖焊缝： 式中，N=N2-N17/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系为便于大

18、型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢背，缩进距离不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于节点板厚度t。 角钢桁架有集中荷载的节点 角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受屋面集中荷载，按下式计算其强度：式中：Q 节点集中荷载垂直于屋面的分量；hf1焊脚尺寸，取hf1 0.5t；f正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系 计算时应考虑偏心弯矩MNe（e为角钢肢尖至弦杆轴线距离），按下列公式计算： 式中 hf2 肢尖焊缝的焊脚尺寸。 弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受弦杆相邻节间的内力差7/22/2022昆明理工大学 建工学院 土木系当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置，或因相邻弦杆节间内力差N较大，肢尖焊缝不满足强度要求时，可将节点板部分向上伸出或全部向上