单层工业厂房钢结构施工要点

第9章章单单层层厂厂房房钢钢结结构构10/26/202219.1单层层厂厂房房钢钢结结构构的的组组成成及布布置置原则则9.1.1单层层厂房房结结构构的的组组成成厂房房结结构构一一般般是是由由屋屋盖盖结结构构、、柱柱、、吊吊车车梁梁（（或或桁桁架架））、、各各种种支支撑撑以以及及墙墙架架等等构构件件组组成成的的空空间间体体系系，，如如图9.1所示示。。这这些些构构件件按按其其所所起起作作用用可可分分为为下下面面几几类类：横向向框框架架屋盖盖结结构构支撑撑体体系系（（屋屋盖盖部部分分支支撑撑和和柱柱间间支支撑撑作作用用：：承承载载连连系系））吊车车梁梁和和制制动动梁梁（（或或制制动动桁桁架架））墙架架1————屋架架2——托架3——上弦横向支支撑4——制动桁架5——横向平面框框架6——吊车梁7——屋架竖向支支撑8——檩条9、10——柱间支撑11——框架柱12——中间柱13——墙架梁图9.1厂房结构示示例柱屋架吊车梁天窗架柱间支撑1柱网布置满足生产工工艺的要求求满足结构方方面的要求求符合经济合合理的要求求符合柱距规规定要求（（按《厂房建筑统统一化基本本规则》和《建筑统一模模数制》的规定：结结构构件的的统一化和9.1.2柱网和温度度伸缩缝的的布置标准化可降降低制作和和安装的工工作量。对对厂房横向向，当厂房房跨度L≤18m时，其跨度度宜采用3m的倍数；当当厂房跨度度L＞18m时，其跨度度宜采用6m的倍数。只只有在生产产工艺有特特殊要求时时，跨度才才采用21m、27m、33m等。对厂房房纵向，以以前基本柱柱距一般采采用6m或12m；现在采用压压型钢板作作屋面和墙墙面材料的的厂房日益益广泛，常常以18m甚至24m作为基本柱柱距。多跨跨厂房的中中列柱，常常因工艺要要求需要““拔柱”，，其柱距为为基本柱距距的倍数，，最大可达达48m）。图9-2柱网布置计算单元2温度伸缩缝缝厂房平面尺尺寸较大时时，因温度度变化使上上部结构产产生横向和和纵向的变变形，使柱柱内产生弯弯曲应力，，并可能导导致屋面和和墙面破裂裂。因此为为避免产生生过大的温温度变形和和温度应力力，应在厂厂房的横向向或纵向设设置温度伸伸缩缝。布置主要决决定于厂房房的纵向和和横向长度度根据使用用经验和理理论分析，，钢结构设设计规范规规定，当温温度区段长长度不超过过表1.1的数值时，，可不计算算温度应力力。温度伸缩缝缝最普遍的的做法是设设置双柱。。温度区区段长长度值值表表9.1

结构情况温度区段长度（m）

纵向温度区段（垂直于屋架或构架跨度方向）横向温度区段（沿屋架或构架跨度方向）支座斜杆和支座竖杆其他腹杆

采暖房屋和非采暖地区的房屋

220120150热车间和采暖地区的非采暖房屋180100125露天结构120————9.2横向框架结结构类型及及主要尺寸寸9.2.1框架类型厂房的主要要承重结构构通常采用用框架体系系，困为框框架体系的的横向刚度度较大，且且能形成矩矩形的内部部空间，便便于桥式吊吊车运行，，能满足使使用上的要要求。厂房横向框框架的柱脚脚一般与基基础刚接柱顶可分为为铰接和刚刚接两类铰接对基础不均均匀沉陷及及温度影响响敏感性小小，节点点构造容易易处理，，屋架端部部不产生弯弯矩，下下弦杆始终终受拉。。柱顶铰接接时下柱的的弯矩较大大，厂房横横向刚度差差刚接厂房较高，，吊车的起起重量大，，对厂房刚刚度要求较较高时，钢钢结构的单单跨厂房常常采用柱顶顶刚接方案案9.2.2主要尺寸框架的主要要尺寸见图图1.3所示。框架的跨度度，一般取取为上部柱柱中心线间间的横向距距离(9.1)式中Lk—桥式吊车的的跨度；S—由吊车梁轴轴线至上段段柱轴线的的距离（图图1.4），应满足足下式要求求：（（9.2）B—吊车桥架悬悬伸长度，，可由行车车样本查得得；D—吊车外缘和和柱内边缘缘之间的必必要空隙：：当吊车起起重量不大大于500KN时，不宜小小于80mm；当吊车起起重量大于于或等于750KN时，不宜小小于100mm；当在吊车车和柱之间间需要设置置安全走道道时，则D不得小于400mm。—上段柱宽度度。S的取值：对对于中型厂厂房一般采采用0.75m或1m，重型厂房房则为1.25m甚至达2.0m。框架由柱脚脚底面到横横梁下弦底底部的距离离：式中—地面至柱脚脚底面的距距离。—地面至吊车车轨顶的高高度，由工工艺要求决决定；—吊车轨顶至至屋架下弦弦底面的距距离9.3结构纵向传传力系统9.3.1纵向框架柱柱间支撑的的作用和布布置柱间支撑与与厂房框架架柱相连接接，其作用用为：组成坚强的的纵向构架架，保证厂厂房的纵向向刚度；承受厂房端端部山墙的的风荷载、、吊车纵向向水平荷载载及温度应应力等，在在地震区尚尚应承受厂厂房纵向的的地震力，，并传至基基础；可作为框架架柱在框架架平面外的的支点，减减少柱在框框架平面外外的计算长长度。在吊车梁以以上的部分分称为上层层支撑，吊吊车梁以下下部分称为为下层支撑撑。上层支撑上层柱间支支撑又分为为两层，第第一层在屋屋架端部高高度范围内内属于屋盖盖垂直支撑撑。第二层层在屋架下下弦至吊车车梁上翼缘范围围内。为了了传递风力力，上层支支撑需要布布置在温度度区段端部部，有下层层支撑处也也应设置上上层支撑。。下层支撑应应该设在温温度区段中中部（当当吊车位置置高而车间间总长度又又很短时下下层支撑设设在两端不不会产生很很大的温度度应力，而而对厂房纵纵向风度却却能提高很很多）当当温度区段段小于90m时，在它的的中央设置置一道下层层支撑[图1.13(a)]如果温度区区段长度超超过90m，则在它的的1/3点处各设一一道支撑[图1.13(b)]，以免传力力路程太长长下层柱间支支撑：吊车梁下部部的柱间支支撑上层柱间支支撑：吊车梁上部部的柱间支支撑刚性系杆刚性系杆下层柱间支撑上层柱间支撑垂直支撑9.3.2柱间支撑的的形式(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形;(d)双层十字形下层柱间支撑的形式(a)十字形；(b)人字形；(c)V字形上层柱间支撑的形式§9.4屋盖结构体体系9.4.1钢屋盖结构构的形式、、组成及布布置1、屋面板板；2、屋架（（屋面梁））；3、支撑系系统；4、有的根根据具体情情况还设有有檩条、托托架和天窗窗架等构件件等。（一）无檩屋盖体体系1、一般用预预应力大型型屋面板，，屋面板直直接搁置在在屋架上或或天窗架上上，然后在在其上做保保温、防水水等层次。。2、屋架间距距一般为6m。跨度应符合合6m的倍数。3、特点（1）屋盖屋面面构件的种种类和数量量少，构造造简单，安安装方便，，施工速度度快；（2）屋盖刚度度大，整体体性能好；；（3）但自重大大，常要增增大屋架杆杆件的和下下部结构的的截面，对对抗震也不不利。一般般常用于较较小的屋面面坡度1：8~1：12。钢屋盖可以以分为无檩檩屋盖体系系和有檩屋屋盖体系（二）有檩屋盖结结构体系一般用于轻轻型屋面材材料情况，，需搁置在在檩条上，，檩条一般般支承在屋屋架上。应用已有十十多年的历历史。是目目前有檩体体系轻型屋屋面中应用用最广泛的的屋面材料料，采用热热镀锌钢板板或彩色度度锌钢板，，经辊压冷冷弯成各种种波型，具具有轻质、、高强、美美观、耐用用、施工简简便、抗震震、防火等等特点。单单层自重为为：当有保温要要求时，可可用双层钢钢板中间夹夹保温层的的做法，屋屋面全部荷荷载不超过过，，已已定型化生生产，有《《国家标准准》和《技技术规程》》。1、压型钢钢板以高强水泥泥发泡工艺艺配以玻璃璃纤维增强强为芯材的的新型复合合材料，具具有刚度好好、强度高高、延性好好等特点，，有良好的的结构性能能和工程应应用前景。。其自重为为：2、太空板板3、水泥石石棉波形瓦瓦传统材料，，具有自重重轻、美观观、施工简简便等特点点，但其脆脆性大、易易开裂破损损，因吸水水而产生收收缩龟裂和和挠曲变形形等缺陷。。产量不多多，质量还还不够高，，正积极研研究，采取取措施提高高质量。传统材料，，具有自重重轻、美观观、施工简简便等特点点，但规格格尚未定型型，工程中中使用多为为自行压制制制作。屋屋面自重：：4、瓦楞铁铁5、加气混混凝土屋面面板自重为，，是一种种承重、保保温、和构构造合一的的板材，一一般可以直直接在板上上做防水，，施工方便便。有檩体系屋屋盖可供选选用的屋面面材料种类类较多，屋屋架间距和和屋面布置置较灵活，，自重轻，，用料省，，运输和安安装较轻便便，但构件件的种类和和数量多，，构造较复复杂。一般适用于于较陡的屋屋面坡度1：2~1：3。两种屋盖体体系各有优优缺点，具具体设计时时应根据建建筑物使用用要求、结结构特性、、材料供应应情况和施施工条件等等综合考虑虑而定。一般中型厂厂房，特别别是重型厂厂房，由于于对横向刚刚度要求较较高，所以以宜采用大大型屋面板板的无檩屋屋盖；而对对于中、小小型特别是是不需要做做保温层的的房屋，则则宜采用具具有轻型屋屋面材料的的有檩屋盖盖。三、天窗架架形式在工业厂房房中，为了了满足采光光和通风等等要求，常常需在屋盖盖上设置天天窗。天窗的形式式有纵向天窗、横向天窗和和井式天窗窗等三种，一一般常采用用纵向天窗窗。图天窗架架的形式支承中间屋屋架的桁架架称为托架架，由于工工艺要求需需扩大柱距距时采用。四、托架§9.4.2钢屋盖支撑撑1、保证屋盖结结构的几何何稳定性；；2、保证证屋屋盖盖的的空空间间刚刚度度和和整整体体性性；；3、为受受压压弦弦杆杆提提供供侧侧向向支支承承点点，，避避免免压压杆杆侧侧向向失失稳稳；；4、承受受和和传传递递纵纵向向水水平平力力(风荷荷载载、、悬悬挂挂吊吊车车纵纵向向制制动动力力、、地地震震荷荷载载等等；；5、保证证结结构构在在安安装装和和架架设设过过程程中中的的稳稳定定性性。。一、、屋屋盖盖支支撑撑作作用用例如如：：三三冶冶八八十十年年代代在在抚抚顺顺施施工工，，发发生生屋屋架架倒倒坍坍事事故故。。屋屋架架安安装装就就位位后后，，没没做做支支撑撑，，当当天天晚晚大大刮刮大大风风，，屋屋架架失失稳稳，，掉掉了了下下来来，，摔摔坏坏。（一））水水平平支支撑撑1、、上上、、下下弦弦横横向向支支撑撑2、、上、、下下弦弦纵纵向向水水平平支支撑撑（二））垂直直(竖向向)支撑撑（三三））系杆杆二、、屋屋盖盖支支撑撑类类型型三、、屋屋盖盖支支撑撑布布置置1、一一般般设设置置在在房房屋屋两两端端或或温温度度区区段段的的两两端端，，一一般般设设在在第第二二个个柱柱距距内内；；2、两两道道横横向向水水平平支支撑撑的的间间距距不不宜宜大大于于60m，当温温度度区区段段长长度度较较大大时时，，尚尚应应在在中中部部增增设设支支撑撑；；3、其其长长度度为为屋屋架架节节间间距距的的2~4倍。（一一））上弦弦横横向向水水平平支支撑撑（二二））下弦弦横横向向水水平平支支撑撑1、、上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑对对应应位位置置；；2、、当当屋屋架架跨跨度度比比较较小小（（小小于于18m时））又又无无吊吊车车或或振振动动设设备备时时，，可可不不设设。。（三三））下弦弦纵纵向向水水平平支支撑撑1、、当当房房屋屋较较高高、、跨跨度度较较大大、、空空间间刚刚度度要要求求较较高高时时，，设设有有中中间间托托架架为为保保证证托托架架的的侧侧向向稳稳定定时时；；设设有有重重级级或或大大吨吨位位的的中中级级工工作作制制桥桥式式吊吊车车、、壁壁行行吊吊车车或或有有锻锻锤锤等等较较大大振振动动设设备备时时应应设设置置；；2、、屋屋架架间间距距小小于于12m时，，纵纵向向水水平平支支撑撑通通常常布布置置在在屋屋架架下下弦弦平平面面。。位于于上上、、下下弦弦水水平平支支撑撑同同一一开开间间内内，，形形成成一一个个跨跨长长为为屋屋架架间间距距的的平平行行弦弦桁桁架架。。（1））跨跨度度小小于于30m的梯梯形形屋屋架架，，通通常常在在屋屋架架两两端端和和跨跨度度中中央央各各设设置置一一道道垂垂直直支支撑撑。。当当跨跨度度大大于于30m时，，则则在在两两端端和和跨跨度度1/3处处分分别别共共设设置置四四道道。。（2））跨跨度度小小于于18m的三三角角形形屋屋架架只只需需在在跨跨度度中中央央设设一一道道垂垂直直支支撑撑，，大大于于18m跨时时则则在在1/3跨跨度度处处共共设设两两道道。。（四））垂直直(竖向向)支撑撑1、、为为了了支支持持未未连连支支撑撑的的平平面面屋屋架架和和天天窗窗架架，，保保证证它它们们的的稳稳定定和和传传递递水水平平力力，，应应在在横横向向支支撑撑或或垂垂直直支支撑撑节节点点处处沿沿房房屋屋通通长长设设置置系系杆杆（（屋屋脊脊处处及及屋屋架架端端部部处处））。。2、、系系杆杆分分刚刚性性系系杆杆和和柔柔性性系系杆杆两两种种，，刚刚性性系系杆杆既既能能受受拉拉又又能能受受压压，，柔柔性性系系杆杆只只能能受受拉拉。。刚性性系系杆杆一一般般由由双双角角钢钢组组成成，，柔柔性性系系杆杆一一般般由由单单角角钢钢组组成成。。（五五））系杆杆二、、支支撑撑的的截截面面形形式式屋盖盖支支撑撑受受力力较较小小，，一一般般不不必必计计算算。。截截面面尺尺寸寸一一般般由由杆杆件件允允许许长长细细比比和和构构造造要要求求决决定定。。（一一））对对于于交交叉叉斜斜杆杆，，一一般般按按拉拉杆杆控控制制；；非非交交叉叉斜斜杆杆、、弦弦杆杆等等按按压压杆杆控控制制。。对对于于跨跨度度较较大大且且承承受受墙墙面面传传来来较较大大的的风风力力时时，，应应按按桁桁架架体体系系计计算算内内力力选选择择截截面面，，同同时时亦亦应应控控制制长长细细比比。。（二二））支支撑撑的的连连接接构构造造：：1、上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑的的角角钢钢肢肢尖尖应应向向下下，，背背朝朝上上，，且且连连接接处处适适当当离离开开屋屋架架节节点点，，以以免免影影响响大大型型屋屋面面板板的的或或檩檩条条的的安安放放。。如如图图（（a）所示示。。2、交交叉叉处处的的斜斜杆杆应应有有一一根根杆杆件件切切断断，，另另加加节节点点板板用用焊焊缝缝或或螺螺栓栓连连接接。。如如图图：：（（a）所示；；交叉叉斜杆杆处如如与檩檩条相相连，，则两两根斜斜杆均均应切切断，，用节节点板板相连连。如如图b所示。。3、下弦弦横向向和纵纵向水水平支支撑的的角钢钢肢尖尖允许许向上上，如如图（（c）所示，，其中中交叉叉斜杆杆以肢肢背靠靠肢背背交叉叉放置置，中中间填填以填填板，，杆件件无需需切断断。4、垂直直支撑撑可只只与屋屋架竖竖杆相相连，，如图图（d）所示，，也可可通过过竖向向小钢钢板与与屋架架弦杆杆及屋屋架竖竖杆同同时相相连。。如图图（e）所示。。自学§9.5檩条及及压形形钢板板设计计※§9.6桁架的的形式式的截截面设设计传统作作法采采用两个角角钢组组成的的T形或十十字形形截面面的杆杆件，在杆杆件汇汇交处处（节节点））通过过节点点板用用焊缝缝连接接而成成的普普通钢钢桁架架作为为屋架架，具具有受受力性性能好好，制制作安安装方方便、、取材材容易易、与与支撑撑体系系形成成屋盖盖结构构整体体刚度度好、、工作作可靠靠、适适应性性强等等优点点，因因而在在工业业与民民用建建筑房房屋的的屋盖盖结构构中得得到广广泛应应用。。值得提提出的的是：：热轧轧角钢钢的壁壁厚度度较大大，因因此耗耗钢量量较大大，用用于跨跨度太太小或或屋面面荷载载较轻轻的屋屋盖中中不大大经济济；另另外受受角钢钢最大大规格格限制制，屋屋面荷荷载重重、跨跨度大大的房房屋也也不宜宜采用用，最最适于于18~36m跨度，，再小小或再再大就就不经经济了了。也有采采用剖剖分T形钢截截面。。应根据据房屋屋的用用途、、建筑筑造型型、屋屋架跨跨度、、荷载载大小小、屋屋面材材料的的排水水坡度度等因因素综综合考考虑，，使之之符合合：适适用、、受力力合理理、经经济、、施工工方便便等原原则。。选择桁桁架的的原则则：1、从受受力角角度考考虑：：（1）屋架架外形形应尽尽量与与弯矩矩图相相近，，以使使弦杆杆受力力均匀匀；（2）受力力较合合理的的腹杆杆布置置应使使短杆杆受压压，长长杆受受拉，，腹杆杆数量量少，，总长长度短短；（3）尽可可能使使荷载载作用用于节节点，，避免免弦杆杆因受受节间间荷载载引起起局部部弯矩矩而增增加截截面面面积，，设计计也麻麻烦。。一、桁桁架形形式和和主要要尺寸寸（一））桁架架的形形式2、从施施工角角度考考虑：：（1））屋架架弦杆杆的数数量和和品种种规格格应尽尽可能能少，，在用用钢量量增加加不多多的原原则下下，力力求尺尺寸统统一，，构造造简单单，便便于制制造。。一般上上下弦弦杆角角钢规规格不不变，，统一一，中中间不不做改改变，，主要要从施施工角角度考考虑的的。（2））腹杆杆与弦弦杆的的轴线线间的的夹角角一般般在30度度~60度度之间间，最最好在在45度左左右，，以使使节点点紧凑凑。3、其它它方面面：（1））屋架架上弦弦的坡坡度须须适合合屋面面的排排水要要求；；（2））建筑筑造型型的需需要；；（3））设置置天窗窗的需需要。。上述各各种要要求一一般不不可能能同时时满足足，可可根据据具体体情况况，综综合考考虑各各因素素，得得到一一个经经济、、合理理的方方案。。常用的的钢屋屋架形形式（（见表）1、三角角形钢钢屋架架三角形形屋架架一般般适用用于坡坡度较较大的的有檩檩屋盖盖，坡坡度为为1/2~1/3，，屋架架跨度度通常常为18~24m，屋架高高度H=（（1/4~1/6L）。。三角形形屋架架的外外形与与铰屋屋架的的抛物物线弯弯矩图图形状状相差差较大大，使使屋架架弦杆杆受力力不均均匀，，靠近近支座座内力力较大大，跨跨中内内力较较小。。若弦弦杆采采用同同一截截面杆杆件，，则不不能充充分发发挥材材料的的作用用，不不经济济。三角形形屋架架与柱柱子一一般为为铰接接，房房屋的的横向向刚度度较低低。主要有有以下下几种种形式式：（1））芬克克式屋屋架：：图（（a）、、（b）所示。。（也也有（（b）中间有有腹杆杆的））①其其腹杆杆节点点较多多，但但它们们的压压杆短短、拉拉杆长长、受受力较较合理理；②②可分分为两两个小小桁架架制作作及运运输，，施工工方便便。（2））人字字式屋屋架：：图（（d）所示，，它的的节点点少且且均匀匀，但但受压压杆较较长，，适用用于跨跨度小小（小小于18m）情况。。其抗抗震性性能优优于芬芬克式式屋架架。（3））单斜斜腹杆杆屋架架：图图（c）所示，，其腹腹杆均均较长长，节节点较较多，，杆件件夹角角小，，制作作困难难，适适用于于设置置天棚棚的屋屋架。。应用用较少少。（4））将三三角形形屋架架两端端高度度改为为500mm，，这样改改变以以后，，屋架架支座座处上上、下下弦的的内力力大大大减少少，改改善了了屋架架的工工作情情况。。2、梯形形屋架架适用于于屋面面坡度度较小小的无无檩体体系，，坡度度一般般为（（1/8~1/16），，跨度度可达达36m。梯形屋屋架的的外形形较接接近于于弯矩矩图，，各节节间弦弦杆受受力较较均匀匀，且且腹杆杆较短短。梯形屋屋架与与柱可可铰接接也可可刚接接。刚刚接连连接的的横向向刚度度较大大，是是目前前无檩檩体系系的工工业厂厂房屋屋盖中中应用用最广广的屋屋盖形形式。。主要有有如下下几种种形式式：（1））人字字式：：如图图（a）、、（c）所示。。（2））再分分式：：如图图（b）所示。。屋面面板宽宽度为为1.5m时，可可采用用再分分式腹腹杆，，使节节间为为1.5m，以避免免上弦弦承受受局部部弯矩矩，用用料经经济，，但节节点和和腹杆杆数量量增多多，制制造费费工，，故仍仍有采采用较较大节节间3m使上弦弦承受受节间间的荷荷的做做法，，虽用用钢量量增多多，但但构造造较简简单。。3、平行行弦屋屋架：：它的上上下弦弦平行行，可可用做做单坡坡、双双坡屋屋面，，也可可做成成不同同坡度度。它它的杆杆件规规格、、节点点构造造统一一，便便于制制作。。一般用用作托托架或或支撑撑体系系中。。1、屋架的的跨度度主要是是根据据工艺艺和建建筑要要求来来确定定，普普通钢钢屋架架常见见跨度度为18m、21m、24m、27m、30m、36m等。钢屋架架计算算跨度度的确确定：：简支支于柱柱顶的的钢屋屋架，，其计计算跨跨度取取决于于屋架架支反反力间间的距距离。。（二））屋架架的主主要尺尺寸2、屋架的的高度度（1）屋架架的最最大高高度取取决于于运输输界线线；（2）最小小高度度取决决于屋屋架容容许挠挠度；；（3）经济济高度度则是是根据据屋架架杆件件的总总用钢钢量最最少的的条件件确定定；（4）有时时建筑筑高度度也限限制了了屋架架的最最大高高度。。※3、屋架架起拱拱对跨度度较大大的屋屋架，，在横横向荷荷载作作用下下将产产生较较大的的挠度度，有有损外外观并并可能能影响响屋架架的正正常使使用，，因此此要起起拱，，即预预先给给屋架架一个个向上上的反反挠度度，以以抵消消屋架架受荷荷后产产生的的部分分挠度度，起起拱高高度一一般为为跨度的的1/500。计算时时，当当采用用图解解法求求屋架架杆件件内力力时，，图中中可不不考虑虑起拱拱高度度。需要起起拱的的桁架架：（1）三角角形桁架：大大于等等于15米；（2）梯形形、平平行弦弦桁架：大大于等等于24米。9.6.2桁架的的荷载载及内内力计计算1、屋架的的各节节点均均为理理想的的铰接接。2、屋架各各杆件件的轴轴线均均为直直线，，都在在同一一平面面内，，且相相交于于节点点的中中心。。3、荷载都都作用用在节节点上上，且且都在在屋架架平面面内。。计算基基本假假定（一））桁架架的荷荷载计计算和和内力力组合合1、屋架架的荷荷载计计算：：本着着实事事求是是的原原则，，有什什么算算什么么，查查荷载载规范范。作作用在在屋架架上的的荷载载：（1））恒载载：屋屋面材材料自自重（（保温温屋、、防水水屋、、屋面面板））、檩檩条、、屋架架、天天窗、、支撑撑、天天棚等等的自自重。。屋架和和支撑撑的自自重经经验公公式：：（2））活载载：屋屋面施施工检检修活活载、、积灰灰荷载载、雪雪荷载载、悬悬挂吊吊车活活载等等。注：风风荷载载一般般不考考虑。。但当当采用用轻型型屋盖盖、开开敞式式房屋屋或风风荷载载标准准值大大于0.49KN/m2时需考考虑。。2、节点点荷载载计算算：屋架所所受的的荷载载一般般通过过檩条条或大大型屋屋面板板肋以以集中中力的的方式式作用用于屋屋架的的节点点上，，负荷荷面如如图中中阴影影部分分的面面积。。用第一一种荷荷载组组合计计算的的屋架架杆件件内力力在多多数情情况下下为最最不利利内力力；第第二种种容易易引起起跨中中部分分的斜斜腹杆杆内力力的变变号；；第三三种如如施工工安装装过程程中两两侧屋屋面板板对称称铺设设，可可不考考虑第第三种种荷载载组合合。3、荷载载组合合：设计时时，应应根据据使用用和施施工过过程中中可能能出现现的最最不利利荷载载组合合计算算屋架架杆件件的内内力，，一般般情况况下存存在下下列三三种组组合最最为不不利：：（1））全跨永永久荷荷载+全跨跨可变变荷载载（使用用阶段段）；；（2））全跨永永久荷荷载+半跨跨可变变荷载载（如雪雪载：：阳面面化了了，阴阴面没没化：：使用用阶段段）（3））全跨屋屋架、、天窗窗架和和支撑撑自重重+半半跨屋屋面板板自重重+半半跨屋屋面活活荷载载。（如施施工安安装过过程中中两侧侧屋面面板的的铺设设）（三））内力力计算算（1）基本本假定定：通通常常将荷荷载集集中到到节点点上，，并假假定屋屋架各各杆均均为理理想直直杆，，各杆杆轴线线在同同一平平面内内且汇汇交于于节点点中心心，各各节点点均为为理想想铰接接，忽忽略实实际节节点产产生的的次应应力。。（2）节间间荷载载引起起的局局部弯弯矩：：节间间荷载载作用用的屋屋架，，除把把节间间荷载载分配配到相相邻节节点外外，还还应计计算节节间荷荷载引引起的的局部部弯矩矩。根据上上面的的假定定，采采用数数解法法、图图解法法（计计算误误差较较大））或借借助电电算求求得，，对于于常用用形式式的屋屋架，，各种种建筑筑结构构设计计手册册中无无有单单位节节点荷荷载作作用下下的杆杆件内内力计计算系系数表表。设设计时时只要要将屋屋架节节点截截载值值乘以以相应应杆件件的内内力系系数，，即求求得该该杆件件的内内力（（轴向向力））。即：杆件内内力=表中中系数数×节节点集集中荷荷载（拉为为正，，压为为负））角钢屋屋架的的杆件件由两两个角角钢组组成，，截面面有两两个弯弯曲轴轴，即即x轴和y轴，这这样它它就有有两种种弯曲曲失稳稳的可可能性性：一一种是是在屋屋架平平面内内屈曲曲；另另一种种是在在屋架架平面面外屈屈曲。。9.6.3桁架杆杆件的的计算算长度度和容容许长长细比比1、、弦杆杆、支支座斜斜杆和和支座座竖杆杆由于杆杆件重重要、、内力力和截截面大大、节节点连连接杆杆件少少，约约束作作用小小，可可偏于于安全全地视视为铰铰接，，计算算长度度取几几何长长度l0x=l(l为构件件几何何长度度，即即节点点中心心间距距离);2、其其他受受压杆杆节点本本身有有一定定的刚刚度，，节点点板有有多个个板件件连接接，相相邻杆杆件约约束该该杆端端部的的转动动，从从而提提高其其整体体稳定定，因因而考考虑折折减。。l0x=0.8l。（一））在桁架架平面面内的的计算算长度度1、弦杆杆平面面外的的计算算长度度l0y等于侧向向固定点点间的距距离。（1）对于上上弦杆：：①有檩体体系：檩檩条与屋屋架支撑撑交叉点点不相连连时，取取水平支支撑与屋屋架上弦弦交叉点点之间的的距离；；檩条与与支撑交交叉点用用节点板板焊牢时时，取檩檩条之间间的距离离。②无檩体体系：若若能保证证屋面板板与上弦弦三点可可靠焊接接，使大大型屋面面板起支支撑作用用，可取取两块大大型屋面面板宽度度，即：：l=2b若不能保保证三点点可靠焊焊接，则则认为大大型屋面面板只能能起到刚刚性系杆杆作用，，计算长长度仍取取支撑点点间的距距离。(二)在桁架平面外的的计算长长度平面内和和平面外外计算长长度图形形（2）对对于下弦弦杆：取下弦侧侧向支撑撑点间的的距离，，该距离离由下弦弦的支撑撑体系或或系杆的的设置确确定。2、腹腹杆平面面外的计计算长度度取节点点中心间间的距离离。3、当弦杆侧侧向支撑撑点之间间的距离离为节间间长度的的2倍，且两两个节间间的内力力不相等等，则该该弦杆平平面外的的计算长长度，应应按下式式计算：：桁架弦杆杆和单系系腹杆的的计算长长度表表9.2项次

弯曲方向

弦杆

腹杆

支座斜杆和支座竖杆

其他腹杆

1在桁架平面内

2在桁架平面外

3斜平面

——构件的几几何长度度（节点点中心间间距离））；—桁架弦杆杆侧向支支承点间间的距离离；钢结构设设计规范范中对压压杆和拉拉杆规定定了容许许的最大大长细比比，称为为容许长细细比,见表所示。屋架杆件件一般都都是由双双角钢组组成的T形截面，，它的横横截面的的两个主主轴方向向分别在在屋架的的平面内内和平面面外。两个主轴轴的长细细比验算算：3、杆件的的容许长长细比屋架的腹腹杆为单单角钢或或双角钢钢组成的的十字形形截面杆杆件时，，应取截截面的最最小回转转半径imin计算杆件件在斜面面上的最最大长细细比，即即：表桁桁架架杆件的的容许长长细比杆件名称压杆

拉杆

承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构

直接承受动力荷载的结构

无吊车和有轻中级工作制吊车的厂房

有重级工作制吊车的厂房

普通钢屋架的杆件

150350250250轻钢屋架的主要杆件－－天窗构件

－屋盖支撑杆件

200400350－轻钢屋架的其他杆件

350（一）截截面形式式1、用两个个角钢组组成的T形或十字字形的截截面，杆杆件由夹夹在一对对角钢之之间的节节点板连连接。通通过不同同角钢的的截面组组合，近近似地满满足等稳稳定性的的要求。。这种连接接方式经经济合理理，构造造简单，，施工方方便，得得到广泛泛的应用用。2、屋架弦弦杆一般般采用等等截面；；当采用用变截面面时，半半跨内只只能改变变一次，，而且要要保持肢肢厚不变变，改变变肢宽，，以便于于拼接处处理。9.6.4桁架杆件件的截面面选择和和计算表钢屋架的的杆件截截面形式式（二）填填板的设设置如图所示示。1、填板的的尺寸：：厚度同同节点板板的厚度度，宽度度一般为为40~60mm，长度取为为：T形截面比比角钢肢肢大10~15mm，十字形截截面比角角钢肢缩缩进10~15mm。2、数量：受受压构件件两侧向向支承点点之间的的填板数数不少于于2个。。3、填板间间距：（1）压压杆：（2）拉拉杆：图节节点点板及填填板图图形（三）节节点板的的厚度节点板内内应力大大小与所所连构件件内力大大小有关关，设计计时一般般不作计计算。在在同一榀榀屋架中中，所有有中间节节点板均均采用同同一种厚厚度，支支座节点点板由于于受力大大且很重重要，厚厚度比中中间的增增大2mm。梯形屋架架根据腹腹杆最大大内力，，三角形形屋架根根据弦杆杆最大内内力来确确定。（四）截截面选择择的一般般原则选择截面面时应考考虑下列列要求：：1、尽量先先用肢宽宽而壁薄薄的构件件，以增增大回转转半径。。但肢厚厚不小于于4mm，注意压杆杆应满足足局部稳稳定的要要求。2、角钢规规格不宜宜小于45×4或56×36×4。放置屋屋面板时时，上弦弦角钢水水平肢宽宽须满足足搁置尺尺寸要求求。3、同一榀榀屋架的的角钢规规格应尽尽量统一一，一般般不宜超超过5~6种，同时时应尽量量避免使使用同一一肢宽而而厚度相相差不大大的角钢钢，同一一种规格格的厚度度之差不不宜小于于2mm，以便施工工时辩认认。4、屋架弦弦杆一般般沿全跨跨采用等等截面，，但对跨跨度大于于24m的三角形形屋架和和跨度大大于30m的梯形屋屋架，可可根据内内力变化化改变弦弦杆截面面，但在在半跨内内只宜改改变一次次，且只只变肢宽宽而保持持厚度不不变，以以便拼接接的构造造处理。。（五）截截面计算算按轴心受受压和受受拉构件件的截面面设计的的步骤进进行。表钢屋架杆杆件截面面计算对对照表杆件类型强度要求稳定性要求长细比要求所需截面积压杆σ=N/An≤fσ=N/φA≤fλ≤［λ］An≥N/f拉杆σ=N/An≤f—λ≤［λ］An≥N/f§9.7桁架节点点设计桁架的杆杆件是采采用节点点板互相相连接，，各杆件件内力通通过各自自的杆端端焊缝传传至节点点板，并并汇交于于节点中中心而取取得平衡衡。节点的设设计应做做到传力力明确、、可靠、、构造简简单、制制造和安安装方便便等。（一）轴轴线的确确定桁架杆件件应以截截面形心心线为轴轴线，以以避免杆杆件偏心心受力（（角钢的的形心位位置Z0可直接从从角钢表表中查出出）。但但因角钢钢的形心心与边部部的距离离不是整整数，为为了制造造上的方方便，将将此距离离调整成成5mm的倍数。。如果弦杆杆截面有有变化时时，使角角钢背平平齐，取取两条形形心线的的中线为为桁架轴轴线，并并调整为为5mm的倍数。。（二）弦杆、腹腹杆等各各杆之间间的间距距屋架各节节点处，，腹杆杆杆端与弦弦杆应尽尽量靠近近，以增增加屋架架的刚度度。但各各杆件之之间仍需需留出一一定的空空隙c，焊缝净距距≥10mm，以便施焊焊。关于c的取值：：（1）直直接承受受动力荷荷载：50mm；（2）不直接承承受动力力荷载：：20mm；（（以避免因因焊缝过过分密集集而使该该处节点点板过热热而变脆脆）（3）非非焊接屋屋架中，，5~10mm，以便于安安装。（三）角角钢的切切削一般采用用垂直杆杆件轴线线的直切切，但有有时为了了减小节节点板尺尺寸，也也可采用用斜切的的方法，，但不允允许切割割角钢背背，如图图（c）、（（d）所示的切切割。（四）节点板（1）节节点板的的形状应应大致规规整，尽尽量有两两边平行行。最好好设计成成矩形、、平行四四边形或或直角梯梯形，其其长和宽宽宜取为为10mm的倍数。。（2）在在确定节节点板的的外形时时，要注注意沿焊焊缝长度度方向应应多留约约为2hf的长度以以考虑施施焊时的的焊口，，垂直于于焊缝长长度方向向应留出出10~20mm的焊缝位位置，如如图所示示。（3）节节点板的的边缘与与轴线的的夹角不不小于15°（（或1：：3的坡坡度），，使杆内内力在节节点板中中有良好好的扩散散，以改改善节点点板的受受力情况况。（4）节节点板可可伸出上上弦角钢钢肢背10~15mm进行贴角角焊，也也可缩进进5~10mm进行槽焊焊。当有有檩屋盖盖在檩条条处需设设短角钢钢以支托托檩条，，就应采采用槽焊焊。(a)正确；(b)不妥（五）绘制节点点大样（比例为为1/5~1/10）），确定定每一节节点必要要的数据据。（对简单单节点可可不绘大大样，而而由计算算得到所所需尺寸寸），节节点所需需标注尺尺寸如下下：（1）每每一腹杆杆端部到到节点中中心的距距离：如如图中的的l1、l2、l3，主要可计计算每一一腹杆的的实际长长度。（2）节节点板的的平面尺尺寸：应应从节点点中心分分两边分分别注明明其宽度度和高度度，主要要用于制制造时节节点板的的定位。。（3）各各杆件轴轴线至角角钢背的的距离。。（4）角角钢连接接边的边边长：只只有当杆杆件截面面为不等等边角钢钢时需注注明。（5）每每条角焊焊缝的焊焊脚尺寸寸和焊缝缝长度。。图21.9下弦中间间节点图21.10无檩屋架架上弦中中间节点点9.7.2节点计算算和构造造节点设计计时，首首先要根根据连接接杆件的的内力确确定出焊焊缝的焊焊角尺寸寸和长度度，然后后再根据据节点上上各杆件件的焊缝缝长度确确定节点点板的合合理形式式和平面面尺寸。。1、下弦弦中间节节点2、上弦弦中间节节点，有有檩与无无檩不同同，腹杆杆与节点点板的连连接与下下弦中间间节点相相同。3、拼接接接点屋架的弦弦杆的拼拼接有工工厂拼接接和工地地拼接。角钢桁架架的节点点设计（1）一般节节点：一般节点点是指无无集中荷荷载和无无弦杆拼拼接的节节点肢背焊缝：

≥腹杆与节节点板的的连接焊焊缝按角角钢角焊焊缝承受受轴心力力方法计计算。节点板应应伸出弦弦杆10～15mm以便焊接接。弦杆与节节点板的的连接焊焊缝，应应考虑承承受弦杆杆相邻节节间内力力之差，，按下式式计算:通常因ΔN很小，实实际所需需的焊脚脚尺寸可可由构造造要求确确定，并并沿节点点板全长长满焊。。肢尖焊缝：≥为便于大大型屋面面板或檩檩条的放放置，常常将节点点板缩进进上弦角角钢背，，缩进距距离不宜宜小于(0.5t+2)mm，不宜大于于节点板板厚度t。（2）角钢钢桁架有有集中荷荷载的节节点角钢背凹凹槽的塞塞焊缝可可假定只只承受屋屋面集中中荷载，，按下式式计算其其强度：：式中：Q—节点集中荷载垂直于屋面的分量；——焊脚尺寸，取＝0.5t；——正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊计算时应应考虑偏偏心弯矩矩M＝ΔN·e（e为角钢肢肢尖至弦弦杆轴线线距离）），按下下列公式式计算：：式中——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当节点板板向上伸伸出不妨妨碍屋面面构件的的放置，，或因相相邻弦杆杆节间内内力差ΔN较大，肢肢尖焊缝缝不满足足强度要要求时，，可将节节点板部部分向上上伸出或或全部向向上伸出出。此时弦杆杆与节点点板的连连接焊缝缝应按下下列公式式计算：：肢背焊缝缝：肢尖焊缝：式中：、——伸出肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度；屋架的弦弦杆的拼拼接有工工厂拼接接和工地地拼接。。工厂拼拼接往往往是由于于角钢长长度不够够而设，，宜设于于杆力较较小的节节间；工工地拼接接多是由由于运输输条件或或安装条条件的限限制而做做接头，，通常放放在跨中中节点上上。弦杆一般般用连接接角钢拼拼接，先先通过螺螺栓定位位，再进进行焊接接。弦杆与拼拼接角钢钢连接焊焊缝的计计算下弦杆与与节点板板的连接接焊缝的的计算上弦杆与与节点板板的连接接焊缝的的计算（3）角钢桁桁架弦杆杆的拼接接及拼接接节点4、支座节点点屋架和柱柱子的连连接可以以做成简简支或刚刚接。支支承于钢钢筋混凝凝土柱或或砖柱上上的屋架架，一般般为简支。而支承承于钢柱柱上的屋屋架通常常为刚接。支座节点点包括节点板、、加劲肋肋、支座座底板和和锚栓。加劲肋肋的作用用是加强强支座底底板刚度度，以便便均匀传传递支座座反力并并增强节节点板的的侧向刚刚度。支座节点点的传力力路线是是：屋架杆件件的内力力会交后后通过连连接焊缝缝传给节节点板，，然后经经节点板板和加劲劲肋把力力传给底底板，最最后传给给柱子。。底板计算算：支座底板板所需净净面积为为：An=R/fcc毛面积为为：A=An+A0支座底板板厚度为为：t≥√6M/f加劲肋的的计算:加劲肋的的厚度取取与节点点板的厚厚度相同同；高度度由节点点板尺寸寸，按构构造确定定。加劲肋与与节点板板的连接接焊缝：：每块加劲劲肋承受受屋架支支座反力力R的1/4，为偏心心受力。。焊缝受剪剪：V=R/4；焊缝受受弯：M=Rlw/8每块加劲劲肋与支支座节点点板的连连接焊缝缝按下式式计算：：支座节点点板、加加劲肋与与支座底底板的水水平连接接焊缝，，按下式式计算：：节点板与与底板加劲肋与与底板图21.11有檩屋架架上弦中中间节点点图21.12弦杆与拼拼接角钢钢连接图21.13下弦杆与与节点板板连接图21.14上弦杆与与节点板板连接图21.15屋架的支支座节点点图21.16屋架与柱柱刚性连连接的支支座节点点9.7.3桁架施工工图施工图主要要包括：屋架正面详详图、上弦弦和下弦平平面图，必必要数量的的侧面图和和零件图。。当屋架为为对称时，，可绘制半半榀屋架。。钢屋架施工工图的绘制制的主要内容和和基