单层厂房钢结构设计课件

1第二章单层厂房钢结构设计第一、二节单层厂房钢结构组成与布置第三节支撑体系第四、五节横向框架和框架柱第六节普通钢屋架第七节吊车梁结构体系第八节墙架体系1第二章单层厂房钢结构设计第一、二节单层厂房钢结构组成与2第一节单层厂房钢结构组成2第一节单层厂房钢结构组成3第一节单层厂房钢结构组成3第一节单层厂房钢结构组成4第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成钢结构厂房的特点：承载能力大，整体刚度大，稳定性好，抗震性能好，耐热（但不耐火），制做安装运输方便，因此在重型厂房及大型厂房中应用很普遍。需要抵抗屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。组成：天窗架、屋架、托梁、柱、吊车梁、制动梁（桁架）、各种支撑以及墙架等构件。4第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成5第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成柱＋屋架→平面结构吊车梁→连接两个平面结构支撑体系→屋盖支撑、柱间支撑屋盖→屋架、支撑、檩条、天窗5第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成6第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成横向平面框架→柱＋横梁（屋架）承受横向水平荷载、竖向荷载→基础纵向平面框架→柱＋吊车梁＋柱间支撑保证纵向刚度，承受纵向水平荷载→基础屋盖系统→屋架、支撑、檩条、天窗吊车梁、制动梁承受吊车梁的竖向荷载及水平荷载支撑→屋盖支撑、柱间支撑将单独平面框架连成空间体系，保证其刚度墙架→承受墙体的重量和风力6第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成7第一节单层厂房钢结构体系二、单层厂房钢结构的布置

2.1、柱网

2.2、变形缝－温度缝

2.3、横向框架

2.4、屋盖结构布置7第一节单层厂房钢结构体系二、单层厂房钢结构的布置8第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网——主要取决于工艺要求柱网→横向框架＋纵向框架柱网的布置需要从以下几个方法考虑：（1）从工艺要求方面：柱的位置应与车间设备、机械及起重运输设备等相协调；柱下基础应与地下设备（基础设备）相配合；还需适应生产过程中的可能变动；8第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网——主要取决于工艺要9第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网（2）从结构要求方面：柱列的柱间距均为相等的布置方式柱子设在同一轴线上，形成框架，保证横向刚度；同时，构件重复性大，易于构件最大限度的定型化和标准化柱列的柱间距不相等的情况柱子尽量在同一轴线上，形成框架9第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网10第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网10第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网11第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网（3）从经济要求方面：增大柱距，吊车梁跨度增大，需增设托架，费钢，但柱基础减少，所以应通过比较确定；统一化、标准化：跨度以3m为模数，柱距以6m为模数11第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网12第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝温度变化时厂房将产生温度变形及温度应力按规范要求横向、纵向均应设置温度缝可以设单柱，也可以设双柱来实现温度缝构造12第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝13第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝温度缝设置范围温度缝一般从基础顶面或地面开始缝宽净距≥30～60mm13第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝14第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架厂房结构的基本承重结构按跨度：单跨、双跨和多跨按静力图分为：梁柱铰接不能抵抗弯矩梁柱刚接能够抵抗弯矩框架柱柱脚一般刚性固定于基础上14第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架15第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱铰接与刚接梁柱刚接梁柱铰接15第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱刚接梁柱铰16第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱铰接对基础沉降有较强的适应性安装方便、计算简单、受力明确缺点：下段柱弯矩较大，横向刚度差目前应用广泛16第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架17第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱刚接适应于基础沉降小的厂房结构减少下段柱的弯矩，提高横向刚度下段柱截面可以减小，增加使用面积安装不便、计算受力复杂用于横向刚度较大、单跨重型厂房17第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架18第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架以下几种情况应采用梁柱刚接（1）设有硬钩吊车的厂房；（2）设有两层吊车的厂房；（3）设有软钩重级吊车；（4）高跨比H/L≥1.5，且跨度L≥24m18第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架19第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置可分为：无檩体系和有檩体系（1）无檩体系直接铺设大型钢筋混凝土屋面板有6m、12m两种；其优点是横向刚度大，整体性好，构造简单，施工快；但自重大，抗震性能不如有檩体系多用于对刚度要求较高的中型以上厂房19第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置20第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（2）有檩体系设置檩条，上铺石棉瓦或压型钢板重量轻，用料省，便于运输、安装；但构件数量多，型号多，构造复杂，吊装次数多，横向刚度差多用于刚度要求不高的中、小型厂房20第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置21第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（3）易引发事故的原因：屋面荷载过大：积灰、积雪钢材腐蚀、锈蚀设计选型不当，拉杆变压杆，失稳破坏节点板设计不当21第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置22第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（3）易引发事故的原因：钢材质量不合格未设置屋架支撑，侧向失稳杆件长细比过大，过早变形施工不良，屋面渗漏设计或施工不当，杆件偏心受力过大22第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置23第一节单层厂房钢结构体系三、支撑体系

3.1、支撑体系的作用

3.2、屋盖支撑

3.3、柱间支撑

3.4、支撑的计算和构造23第一节单层厂房钢结构体系三、支撑体系24第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(1)支撑作用：1）保证结构的空间作用；

2）增强屋架的侧向稳定；3）传递屋盖的水平荷载；4）便于屋盖的安装；24第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑25第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑分类：上、下弦横向水平支撑;

下弦纵向水平支撑;

垂直（竖向）支撑和系杆等。25第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑26第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑26第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑27第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）以两榀屋架的上弦杆作为支撑桁架的弦杆，檩条为竖杆，另加交叉斜杆共同组成水平桁架；其将两榀屋架在水平方向联系起来，保证了屋架的侧向刚度；27第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑28第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）1)作用

a.传递山墙风力；b.减少上弦压杆侧向计算长度；c.保证屋架平面外稳定28第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑29第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）2)布置原则a.布置在房屋两侧或温度缝的两侧；b.可布置在房屋两侧或温度缝两侧的第一或第二跨，若布置在第二跨，则应在第一跨设置刚性系杆；c.当长度大于60m时，应增设一道支撑；29第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑30第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）2)布置原则d.屋面板采用三点焊与屋架上弦杆焊牢，原则上可不布置支撑，但考虑到现场施焊的质量不能保证，仍需设置支撑；e.窗架的支撑与屋架上弦横向支撑应设在同一开间，且天窗下的屋架上弦横向支撑不中断30第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑31第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）以两榀屋架的下弦杆作为支撑桁架的弦杆，系杆与交叉斜杆为腹杆，共同组成水平桁架；31第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑32第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）1)作用a.减少下弦平面外计算长度；b.传递悬挂吊车水平力；c.传递水平风力(与抗风柱相连，作为抗风柱的支点)32第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑33第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）2)布置原则a.屋架跨度≥18m时b.屋架下弦设有悬挂吊车，厂房内有吨位较大的桥式吊车或有振动设备时；c.端墙抗风柱支承于屋架下弦时；d.屋架下弦设有通长的纵向支撑时；e.上弦设有横向支撑的开间，下弦也须设置横向支撑33第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑34第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）以系杆为弦杆，屋架下弦杆为竖杆；下弦水平支撑在横向与纵向共同形成封闭体系，增强屋盖结构的空间刚度34第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑35第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）1)作用a.保证空间整体刚度；b.保证托架或托梁平面外稳定；c.传递吊车水平刹车力35第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑36第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）2)布置原则a.厂房内设有重级工作制吊车或起重量较大的中轻级工作制吊车时b.厂房排架计算考虑空间工作时；c.厂房内设有较大的振动设备时；36第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑37第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）2)布置原则d.屋架下弦有纵向或横向吊轨时e.屋架跨度较大，高度较高而空间刚度要求大时；f.设有托架时，在托架处局部加设下弦纵向支撑，由托架两端各延伸一个柱间设置37第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑38第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置垂直（竖向）支撑形成几何不可变体系的必要构件，与上、下横向水平支撑一起形成“盒子”，作为几何不可变基本单元38第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑39第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置系杆作为上下弦杆的侧向支撑点，保证无支撑开间屋架的侧向稳定，传递水平力。刚性系杆：能承受压力柔性系杆：只承受拉力39第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑40第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置支撑布置原则：1）房屋两端必须布置上、下弦横向支撑和竖向支撑；2）屋架两边布置下弦纵向支撑，下弦横向支撑与下弦纵向支撑必须形成封闭体系；3）横向支撑的间距不应该超过60m，当房屋较长时，可在中间增设上下弦横向支撑和相应的竖向支撑40第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑41第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置支撑布置原则：4）竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平面内，当屋架跨度大于30m时，则在跨中1/3处再布置两道竖向支撑；5）系杆的作用：增强屋架侧向稳定，减少弦杆的计算长度，传递水平荷载。41第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑42第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(1)柱间支撑的作用保证厂房纵向刚度承受纵向荷载传递至基础为框架柱提供平面外支撑，减小平面外计算长度42第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑43第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(2)柱间支撑的设置厂房长度≤60m设一道，其形式与屋盖支撑一样要保证交角不小于30°

上层支撑除了在温度区段两端用单斜杆外，其余上层支撑用交叉腹杆或其他形式。当温度区过长，在其中部1/3范围内布置两道

下层支撑用交叉腹杆最为经济，刚度也大上层支撑：吊车梁以上部分下层支撑：吊车梁以下部分43第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑上层支撑：吊车44第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(2)柱间支撑的设置44第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑45第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造(1)屋盖支撑-（桁架）弦杆：屋架的上下弦杆或者刚性系杆腹杆：多用单角钢组成十字交叉形式，斜杆与弦杆间交角为30°～60°；横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦杆节间距离的2～4倍；从向水平支撑的宽度取屋架下弦端节点的长度，约3～6m。45第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造46第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造(2)屋架支撑－（竖向支撑）由节间长宽比确定，采用交叉式或单斜杆式其截面尺寸一般由杆件的容许长细比和构造要求确定；构造尽可能简单方便；刚性－单角钢柔性－圆钢节点板应事先焊好，再与屋架用螺栓连接46第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造47第一节单层厂房钢结构体系3.5墙架结构组成：墙架梁、墙架柱作用：传递作用在墙面上的风载、承受墙身自重；工作方式：将所受荷载传递到墙架柱及主要横向框架中，最后传递到基础。47第一节单层厂房钢结构体系3.5墙架结构48第四节横向框架与框架柱一、横向框架的结构体系二、横向框架的计算三、框架柱48第四节横向框架与框架柱一、横向框架的结构体系49第四节横向框架与框架柱一、横向框架的结构体系1.1横向框架的形式（1）单层单跨厂房的横向框架49第四节横向框架与框架柱一、横向框架的结构体系50第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式（1）单层单跨厂房的横向框架1）铰接框架多用于轻吊厂房，横向刚度差适用于有地基不均匀沉降多采用三角形屋架2）刚接框架常用形式，横向刚度好对地基不均匀沉降敏感多采用梯形桁架50第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式51第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式（1）单层单跨厂房的横向框架对于超大跨度和超高厂房51第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式52第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式（2）单层多跨厂房的横向框架在生产线有横向联系时，多采用此种52第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式53第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式（2）单层多跨厂房的横向框架53第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式54第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式（3）锯齿形厂房的横向框架有采光和通风要求的厂房一面采光或通风，另一面是屋面板框架式或桁架式（4）有横向天窗的横向框架天窗直接放在屋架上天窗与屋架和柱形成横向框架54第四节横向框架与框架柱1.1横向框架的形式55第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸跨度：采用6m的倍数，12m、18m、24m等高度：根据工艺要求确定

从室内地坪算起，到吊车轨顶标高注意：吊车轨顶到屋架下弦的净空高度应由吊车规格确定55第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸56第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸1）跨度L，车间纵向定位轴线间的距离56第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸57第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸注意：柱内边缘与吊车桥之间应有足够空隙C－为空隙尺寸57第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸C－为空隙58第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸2）有效高度：Hu－地坪到吊车轨顶Hr－吊车轨顶算起，吊车所需高度250～300－考虑屋架挠度及安装偏差预留58第四节横向框架与框架柱1.2横向框架的尺寸Hu－地坪59第四节横向框架与框架柱二、横向框架的计算59第四节横向框架与框架柱二、横向框架的计算60第四节横向框架与框架柱二、横向框架的计算2.1横向框架的计算简图60第四节横向框架与框架柱二、横向框架的计算61第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化①横梁简化－－简化为实腹式梁61第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图62第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化①横梁简化－－简化为实腹式梁62第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图63第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化②格构式柱简化－－简化为实腹式柱等效惯性矩：注意：阶段式柱的轴线以上柱轴线为准柱各段荷载偏心矩仍按各段轴线计算63第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图64第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化③横梁进一步简化－－横梁刚度无穷大64第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图65第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化④柱子与基础简化－－刚接地基条件好，基础转角小，可认为刚接；地质条件差，基础转角不可忽略，要考虑基础转角产生的附加内力；65第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图66第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化⑤框架计算跨度L0与高度计算跨度：两柱轴线间距；计算高度：自基础顶面算起，上部需根据横梁与柱相对刚度而定：横梁刚度无穷大时，取到屋架传递支座反力的弦杆截面重心（一般为下弦杆）横梁刚度有限时，取到屋架端部截面的形心66第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图67第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图简化⑤框架计算跨度L0与高度67第四节横向框架与框架柱2.1横向框架的计算简图68第四节横向框架与框架柱2.2作用在横向框架上的荷载68第四节横向框架与框架柱2.2作用在横向框架上的荷载69第四节横向框架与框架柱2.4框架的静力分析可以采用的两种方法：①变形法：针对单跨对称刚架，横梁刚度无穷大只有节点线位移一个未知数

当在屋面荷载作用下，只有角位移69第四节横向框架与框架柱2.4框架的静力分析70第四节横向框架与框架柱2.4框架的静力分析可以采用的两种方法：②变形法与弯矩分配法联合求解：针对横梁刚度非无穷大，荷载不对称既有节点线位移，又有角位移70第四节横向框架与框架柱2.4框架的静力分析71第四节横向框架与框架柱2.5框架内力组合确定计算框架构件截面和框架各部位连接的可能最不利内力，主要有以下几种：①框架柱：可能最不利组合是使各柱段控制截面产生最大压应力，各控制截面要进行以下组合：A）正弯矩最大及相应的轴心力和剪力；B）负弯矩最大及相应的轴心力和剪力；C）轴心力最大及相应的正弯矩和剪力；D）轴心力最大及相应的负弯矩和剪力；注意：变阶处内力组合还用于上下柱连接计算71第四节横向框架与框架柱2.5框架内力组合72第四节横向框架与框架柱2.5框架内力组合②计算柱与基础连接的锚栓时，最不利的内力组合时锚栓受最大拉力，因此应进行4－4截面的最小轴力和相应的最大弯矩和剪力组合③柱与屋架刚接时，为确定连接，应对横梁的端弯矩和剪力进行组合：④参与组合的荷载及组合系数应按规范取值；72第四节横向框架与框架柱2.5框架内力组合73第四节横向框架与框架柱三、框架柱3.1框架柱形式73第四节横向框架与框架柱三、框架柱74第四节横向框架与框架柱3.1框架柱形式等截面柱：－构造简单，适用于无吊车或起重量≤20t的厂房台阶柱：－有单阶和双阶两种－吊车梁支承在柱截面改变处，荷载对截面形心的偏心较小，构造合理，应用广泛分离式柱：－屋盖柱与横梁组成框架，吊车梁柱单独设置，两柱之间用水平板相连。水平板作用是减小两柱肢在框架平面内的计算长度－吊车梁柱只承受吊车荷载，轴心受压74第四节横向框架与框架柱3.1框架柱形式75第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造牛腿：1）等截面实腹柱：牛腿做成工字形截面与牛腿相连的柱腹板用横向加劲肋来加强格构式柱：牛腿用双槽钢做成槽钢夹住柱身，上翼缘用水平板焊接，腹板用竖向加劲肋加强75第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造76第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造牛腿：1）等截面76第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造77第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造牛腿：2）台阶柱：吊车肢柱顶要焊接水平支承板，形成吊车梁平台实腹柱格构式柱上下柱拼接应有必要的强度和刚度实腹柱：一般采用单壁式拼接格构式柱：一般采用双壁式拼接77第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造78第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造牛腿：2）台阶柱：78第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造79第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造牛腿：3）分离式柱：屋盖柱肢与等截面柱一样；承受屋盖、墙架荷载和风载，及吊车的横向制动吊车柱肢上平台构造与台阶柱类似按轴心受压单独计算，有时需要考虑偏心79第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造80第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造3）分离式柱：80第四节横向框架与框架柱3.2框架柱的构造81第四节横向框架与框架柱3.3柱截面验算柱内主要内力轴心力N

框架平面内的弯矩W、剪力V

框架平面外弯矩W

验算要点：框架平面内稳定，应取柱段的最大弯矩M

验算柱在垂直与框架平面稳定时，取柱间支撑点或纵向杆系间的等效弯矩81第四节横向框架与框架柱3.3柱截面验算82第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造

一般设计成刚接形式尽可能节约材料、简化构造、便于施工几种形式：等截面柱脚台阶柱柱脚分离式柱柱脚82第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造83第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造等截面柱脚实腹式格构式83第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造84第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造台阶柱柱脚实腹式格构式84第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造85第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造分离式柱柱脚85第四节横向框架与框架柱3.4柱脚构造86第六节单层厂房的普通钢屋架结构承受横向弯曲荷载，把屋面荷载传递到下部结构当荷载作用于屋架节点时，屋架所有杆件只承受轴心力作用，杆件截面上的应力均匀分布，材料使用充分分类：按受力大小，截面形式可分为三类

1）普通钢屋架（以角钢为主）

2）钢管屋架

3）轻型钢屋架86第六节单层厂房的普通钢屋架结构承受横向弯曲荷载，把屋面87第六节单层厂房的普通钢屋架结构普通钢屋架：①截面形式为双角钢组成的T形或十字形，在杆件汇交处通过节点板相连。②取材容易，构造简单，制造安装方便，与支撑体系形成的结构整体刚度大，工作性能可靠。③采用型钢，故自重大，用钢量多，跨度太大、太小时都不经济，一般适用跨度为18m～36m。87第六节单层厂房的普通钢屋架结构普通钢屋架：88第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸二、钢屋架的计算分析三、钢屋架的杆件设计四、钢屋架的节点设计88第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸89第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸1.1选型和布置原则（1）基本原则：要满足经济，适用，制造、安装方便等原则

从使用角度看：其外形要与屋面材料相适应，如采用瓦类、铁皮等。要求坡度陡一点，利于排水，一般为1/5～1/2，当采用卷材防水屋面时，坡度可小一些，一般为1/12～1/889第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸90第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸1.1选型和布置原则（1）基本原则：

从经济角度看：外形应尽量和弯矩图相似，杆件应使短杆受压、长杆受拉，杆件夹角30～60度，且应使尽可能多的杆件轴心受力

从施工角度看：制造安装方便，构造合理、简单，节点数目少，杆件型号少，在工厂制作部分应以运输能力而定90第六节单层厂房的普通钢屋架结构一、钢屋架的类型和尺寸91第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.2钢屋架外形普通钢屋架的外形主要有四种：91第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.2钢屋架外形92第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式普通矩形钢屋架腹杆形式主要有四种：92第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式93第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式普通三角形腹杆形式主要有两种：芬克式93第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式94第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式普通梯形腹杆形式主要有两种：94第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式95第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式普通曲拱形腹杆形式主要有两种：95第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.3钢屋架的腹杆形式96第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸跨度高度节间宽度96第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸97第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸1）跨度（l）柱网轴线间距为屋架的标志跨度，一般以3m为模数，计算跨度是屋架两端支座反力的距离对于三角形屋架有檩屋盖结构，跨度尺寸灵活，不受3m模数限制。97第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸98第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸2）高度（h）应根据经济、刚度、建筑要求等确定；三角形屋架：一般高度梯形：上弦坡度1/12～1/8，跨中高度：跨端高度：当与柱铰接时为1.6～2.2m，刚接时为1.8～2.4m。注意：桁架高度应小于运输高度3.85m。98第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸99第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸3）节间宽度根据屋面材料来确定的采用大型屋面板时，一般1.5～1.8m；有檩条时，一般0.8～3.0m99第六节单层厂房的普通钢屋架结构1.4钢屋架的主要尺寸100第六节单层厂房的普通钢屋架结构二、钢屋架的计算分析2.1计算假定

钢屋架的节点为铰接；所有杆件的轴线都在同一平面内，且相交与节点的中心；荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内；100第六节单层厂房的普通钢屋架结构二、钢屋架的计算分析101第六节单层厂房的普通钢屋架结构二、钢屋架的计算分析2.2荷载（1）荷载类型和组合荷载可分为永久荷载和可变荷载；永久荷载：屋面材料、檩条、支撑、屋架等的自重；可变荷载：屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载及吊车荷载等101第六节单层厂房的普通钢屋架结构二、钢屋架的计算分析102第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载（1）荷载类型和组合屋架内力应根据使用过程中可能出现的最不利荷载组合计算，一般有三种组合

永久荷载＋可变荷载；

永久荷载＋半跨可变荷载；

屋架、支撑和天窗架自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载。102第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载103第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载（1）荷载类型和组合屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆按第一种组合计算；跨中附近的腹杆采用第二、三种组合中可能内力最大的；103第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载104第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载（2）荷载计算qk－每平方米屋面水平投影上的标准荷载值a－屋架弦杆节间的水平长度；s－屋架的间距；γ－荷载分项系数，永久1.2，可变1.4104第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载qk－每平105第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载（2）荷载计算屋架及支撑自重经验公式：L－屋架的跨度105第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载L－屋架的106第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载（2）荷载计算106第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.2荷载107第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.3内力分析（1）轴向力可用数解法或图解法（2）上弦局部弯矩产生原因：节间荷载当有均布荷载时，可先按简支梁计算弯矩M0，然后再进行系数调整；端节间：其他节间：107第六节单层厂房的普通钢屋架结构2.3内力分析端108第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度什么是计算长度：由于节点具有一定刚度，阻碍杆件屈曲或转动，杆件设计时要考虑其影响，所以提出计算长度。有多长？可以自由转动的两端截面间距嵌固作用：刚性阻碍（转动、失稳）相当于弹性嵌固影响因素：拉杆拉杆越多，拉力和拉杆的线刚度越大，嵌固程度也越大；?108第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计109第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度平面内计算长度：平面外计算长度：μ－计算长度系数，与节点嵌固程度有关L－杆件实际长度109第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计μ110第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度一般情况下，腹杆对弦杆起不了嵌固作用，而弦杆对腹杆起一定嵌固作用，故弦杆值要大于腹杆1)弦杆

L1－支撑节点间距离；L1/2－檩距；→檩条不与支撑交点相连；→檩条与支撑交点相连110第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计L111第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度2)支撑竖杆和腹杆（端斜杆）3)其它腹杆111第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计112第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度4)中央竖杆（十字形截面，一般用于屋脊竖杆)112第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计113第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.1杆件的计算长度5)特殊情况平面外计算长度屋架弦杆侧向支撑点间的距离为节间长度的两倍，且弦杆内力不等：113第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计114第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.2截面形式组成：等肢或不等肢双角钢组成T型或＋截面选取原则：组合截面的两个主轴回转半径与杆件在屋架平面内和平面外的计算长度相配合，使两个方向的长细比比较接近，可以达到材料经济、连接方便；114第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计115第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.2截面形式1）等边角钢相并：特点：y－y回转半径大于x－x；适用于腹杆，使两个方向的长细比基本相等115第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计116第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.2截面形式2）不等边角钢，短肢相并：特点：y－y回转半径大于x－x；适用于上下弦杆平面外计算长度为平面内计算长度的2～3倍时。iy=（2.6～2.9）ixl0y＝（2～3）l0x116第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计i117第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.2截面形式3）不等边角钢，长肢相并：特点：y－y回转半径小于x－x；适用于端斜杆、端竖杆，长细比基本接近iy=（0.75～1.0）ixl0y＝l0x117第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计i118第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计3.2截面形式4）十字形截面：特点：y－y回转半径等于x－x；适用于中央竖杆iy＝ixl0y＝l0x118第六节单层厂房的普通钢屋架结构三、钢屋架的杆件设计i119第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.2截面形式注意：角钢相并肢间应焊上垫板，其与节点板等厚，宽度一般取60mm，长度应伸出角钢肢15～20mm119第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.2截面形式120第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算选择原则：稳定，具有一定刚度（满足长细比）；强度满足要求；一般原则：

a.选肢宽壁薄的角钢，但须保证局部稳定b.普通屋架不小于L45×4或L56×36×4c.一榀屋架角钢种类不宜过多，一般为5～6种；d.为节约用钢量，对跨度大于的屋架，可根据内力大小，在适当节间处改变弦杆截面，但以改变一次为宜120第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算121第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（1）轴心拉杆强度验算N－轴心拉力；An－杆件的净截面面积；121第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算122第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（2）轴心压杆强度验算同轴心拉杆；稳定验算为N－轴向压力；A－杆件的毛截面面积；φ－轴心压杆稳定系数；122第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算123第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（2）轴心压杆一般步骤：先根据内力和材料强度计算所需截面积；然后选择角钢型号；再进行强度和稳定验算；例如：1）假定长细比（λ）；2）查λ－φ表，带入稳定公式，求面积A；3）再根据回转半径选择角钢型号；4）最后用实际A，回转半径验算稳定性；123第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算124第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（2）轴心压杆所有杆件应满足容许长细比要求：双角钢组成T形截面单角钢或十字形截面124第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算125第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（3）偏心压杆1）存在偏心弯矩，考虑其塑性的发展γ－截面塑性发展系数；M－弦杆中的正弯矩或支座负弯矩；W－弯矩作用平面内最大净截面抵抗矩；注意：此公式只适用于承受静力荷载和间接动力荷载125第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算126第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（3）偏心压杆2）存在偏心弯矩，不考虑其塑性的发展γ－截面塑性发展系数，此时＝1；M－弦杆中的正弯矩或支座负弯矩；W－弯矩作用平面内最大净截面抵抗矩；注意：此公式只适用于直接承受动力荷载126第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算127第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（3）偏心压杆3）稳定验算，需考虑弯矩平面内和平面外W1x－弯矩作用平面内最大受压毛截面抵抗矩；NEx－欧拉临界力；βmx－等效弯矩系数平面内127第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算128第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（3）偏心压杆3）稳定验算，需考虑弯矩平面内和平面外φy

－弯矩作用平面外轴心受压杆件稳定系数；φb－受压构件整体稳定系数；η－调整系数；箱形0.7、其他1.0平面外128第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算129第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算（3）偏心压杆屋架中内力很小的腹杆和按构造需要设置的杆件，一般可按容许长细比来选择截面，不必验算。129第六节单层厂房的普通钢屋架结构3.3截面选择和计算130第六节单层厂房的普通钢屋架结构4钢屋架的节点设计4.1节点设计原则各杆件的重心线应尽量与屋架的几何轴线重合，并交于节点中心，以避免由于偏心而产生节点附加弯矩角钢肢背至屋架轴线的距离取5mm的模数螺栓连接，以靠近杆件重心线的螺栓准线为轴线；弦杆截面变化时，应使两角钢重心线之间的中线与屋架轴心重合，并使肢背平齐；130第六节单层厂房的普通钢屋架结构4钢屋架的节点设计131第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则131第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则132第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则偏心较大时，需计算偏心弯矩，将此弯矩分配于各杆132第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则133第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则上弦杆直接搁置大型钢筋混凝土屋面板时的加强方式133第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则134第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则节点板形式简单，应优先采用矩形、梯形、平行四边形，避免凹角角钢端部的切割一般垂直于它的轴线，可切去部分肢，但绝不允许垂直肢完全切去而留下平行的斜切肢134第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则135第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则焊接或螺栓连接的屋架节点两杆间最小距离要求135第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则136第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则斜杆与弦杆连接，尽可能避免较大的偏心136第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则137第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则节点板应有足够的强度，厚度一般6～20mm，同一榀屋架所有节点板应采用同一厚度（除支座处节点板比其他节点板厚2mm），节点板不能作为主要传力杆件137第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.1节点设计原则138第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造主要内容：确定节点构造；计算焊缝；确定节点板形状和尺寸；138第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的139第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（1）无节点荷载的下弦节点139第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的140第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（1）无节点荷载的下弦节点相邻节间内力差：140第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的141第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（2）有集中荷载的节点无檩屋架上弦节点141第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的142第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（2）有集中荷载的节点无檩屋架上弦节点：△N作用下，肢背与节点板间的剪应力P作用下，上弦杆与节点板间四条焊缝平均受力142第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的143第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（2）有集中荷载的节点有檩屋架上弦节点：假定：K只承受P；A承受△N和偏心弯矩；143第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的144第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（2）有集中荷载的节点有檩屋架上弦节点：

K承受P作用A承受△N作用144第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的145第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（2）有集中荷载的节点有檩屋架上弦节点：除了承受△N、P作用外，还要承受偏心弯矩Pe的作用。145第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的146第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点两种拼接方式：1）工厂拼接：接头不大、受力较小2）工地拼接：接头较大、运输困难拼接位置一般在节点处146第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的147第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点147第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的148第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点连接角钢：作用：传递弦杆的内力；保证弦杆拼接处的刚度；先用螺栓夹紧固定，再施焊；选取截面应等于被连弦杆的截面；需将连接角钢的棱角切去其尺寸如何确定？148第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的149第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点连接角钢与弦杆之间的杆力由焊缝传递每条焊缝长度为：Nmax－拼接弦杆中的最大杆力149第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的150第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点除了连接角钢与弦杆间有传力焊缝，弦杆与节点板间还有连接焊缝对于下弦受拉，其作用是承担由于连接角钢被切角后降低的承载力（约15%）k1－下弦角钢肢背上的内力分配系数150第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的151第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点计算完焊缝长度可以确定连接角钢尺寸连接角钢长度为考虑节点刚度，连接角钢L不应小于40～60cm151第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的152第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的计算和构造（3）弦杆的拼接节点下弦受拉节点，连接角钢宜厚于弦杆，减小节点板的受力；连接角钢需要弯成某一角度时，可以采用热弯或先切肢再冷弯。152第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.2上、下弦节点的153第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点支撑在柱上的支座节点153第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点154第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点组成：节点板支座底板锚栓加劲肋加强支座底板刚度，传递支座反力，增强节点侧向刚度设置在支座节点中心处，使其轴线与支座反力作用线重合154第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点155第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点构造要求：下弦杆与支座底板间应留有一定距离，不应小于130mm

底板螺栓应预埋（或预焊）柱顶，直径20～25mm

底板螺栓孔直径一般为螺栓直径的2～2.5倍155第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点156第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点传力路线：杆件内力节点板支座底板柱子焊缝加劲肋所以应计算：

底板加劲肋及其焊缝底板焊缝156第六节单层厂房的普通钢屋架结构4.3支座节点杆件内

⑴在图纸左上部绘制索引图。对称桁架，一半注明杆件几何长度，另一半注明杆件内力。梯形屋架L≥24m，三角形L≥15m,应予起拱f=L/500。⑵施工祥图中，主要图面用以绘制屋架的正立面图，上下弦的平面图，侧面图，安装节点及特殊零件大样图，材料表。比例尺：杆件轴线为

1：20～1：30，节点为1：10～1：15。⑶定位尺寸：轴线至肢背的距离，节点中心至腹杆等杆件近端的距离，节点中心至节点板上、下、左、右的距离。螺孔位置要符合型钢线距表和螺栓排列规定距离要求，焊缝应注明尺寸。

节点施工图⑴在图纸左上部绘制索引图。对称桁架，一半注节点施工图⑷各零件要进行详细编号，按主次、上下、左右顺序进行。⑸施工图中的文字说明应包括不易用图表达以及为了简化图面而易于用文字集中说明的内容，如：钢材标号、焊条型号、焊缝形式和质量等级、图中未注明的焊缝和螺栓孔尺寸以及防腐、运输和加工要求。⑷各零件要进行详细编号，按主次、上下、左右顺序进行。159钢管桁架钢管桁架结构是以钢管为主要构件的桁架结构，其中钢管包括无缝钢管和焊接钢管，把钢管用作受力杆件比较合理钢管桁架梁结构钢管桁架拱结构钢管刚架结构杂交结构159钢管桁架钢管桁架结构是以钢管为主要构件的桁架结构，其中160钢管桁架160钢管桁架161钢管桁架特点截面材料绕中和轴较均匀分布不用节点板，构造简单具有较大的侧向刚度封闭截面，耐腐蚀性能良好对误差及缺陷较敏感161钢管桁架特点162钢管桁架特点截面材料绕中和轴较均匀分布不用节点板，构造简单具有较大的侧向刚度封闭截面，耐腐蚀性能良好对误差及缺陷较敏感162钢管桁架特点163预应力钢管桁架适用于大跨度、重荷载及超高层的结构适用于修复、加固设计时应考虑失稳163预应力钢管桁架适用于大跨度、重荷载及超高层的结构164预应力钢管桁架适用于大跨度、重荷载及超高层的结构适用于修复、加固设计时应考虑失稳164预应力钢管桁架适用于大跨度、重荷载及超高层的结构165预应力钢管桁架成都世纪城新国际会展中心九个主展馆、八个连接体和正面一个环形大雨蓬（悬挑27m）组成半圆形辐射状的建筑群11榀空间倒三角形桁架组成，最小跨度57m，最大跨度90m，平均跨度70.83m柱子采用钢管混凝土柱，钢管规格为Φ700×14，其中抗风柱规格为Φ650×10，混凝土标号为C40165预应力钢管桁架成都世纪城新国际会展中心166预应力钢管桁架成都世纪城新国际会展中心主要节点用ANSYS软件模拟分析用Xsteel或AUTOCAD软件建立三维线框模型，然后经过数据转换，用六轴数控相贯面切割机进行切割加工166预应力钢管桁架成都世纪城新国际会展中心167预应力钢管桁架167预应力钢管桁架168预应力钢管桁架168预应力钢管桁架169第七节吊车梁设计与普通梁相比，吊车梁除承受永久荷载以外，主要承受吊车移动时产生的动载验算部分：强度验算整体稳定验算刚度验算翼缘与腹板的连接焊接焊缝及腹板局部稳定验算疲劳验算169第七节吊车梁设计与普通梁相比，吊车梁除承受永久荷载以170第二章单层厂房钢结构设计第一、二节单层厂房钢结构组成与布置第三节支撑体系第四、五节横向框架和框架柱第六节普通钢屋架第七节吊车梁结构体系第八节墙架体系1第二章单层厂房钢结构设计第一、二节单层厂房钢结构组成与171第一节单层厂房钢结构组成2第一节单层厂房钢结构组成172第一节单层厂房钢结构组成3第一节单层厂房钢结构组成173第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成钢结构厂房的特点：承载能力大，整体刚度大，稳定性好，抗震性能好，耐热（但不耐火），制做安装运输方便，因此在重型厂房及大型厂房中应用很普遍。需要抵抗屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。组成：天窗架、屋架、托梁、柱、吊车梁、制动梁（桁架）、各种支撑以及墙架等构件。4第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成174第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成柱＋屋架→平面结构吊车梁→连接两个平面结构支撑体系→屋盖支撑、柱间支撑屋盖→屋架、支撑、檩条、天窗5第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成175第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成横向平面框架→柱＋横梁（屋架）承受横向水平荷载、竖向荷载→基础纵向平面框架→柱＋吊车梁＋柱间支撑保证纵向刚度，承受纵向水平荷载→基础屋盖系统→屋架、支撑、檩条、天窗吊车梁、制动梁承受吊车梁的竖向荷载及水平荷载支撑→屋盖支撑、柱间支撑将单独平面框架连成空间体系，保证其刚度墙架→承受墙体的重量和风力6第一节单层厂房钢结构体系1.1、结构组成176第一节单层厂房钢结构体系二、单层厂房钢结构的布置

2.1、柱网

2.2、变形缝－温度缝

2.3、横向框架

2.4、屋盖结构布置7第一节单层厂房钢结构体系二、单层厂房钢结构的布置177第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网——主要取决于工艺要求柱网→横向框架＋纵向框架柱网的布置需要从以下几个方法考虑：（1）从工艺要求方面：柱的位置应与车间设备、机械及起重运输设备等相协调；柱下基础应与地下设备（基础设备）相配合；还需适应生产过程中的可能变动；8第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网——主要取决于工艺要178第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网（2）从结构要求方面：柱列的柱间距均为相等的布置方式柱子设在同一轴线上，形成框架，保证横向刚度；同时，构件重复性大，易于构件最大限度的定型化和标准化柱列的柱间距不相等的情况柱子尽量在同一轴线上，形成框架9第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网179第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网10第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网180第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网（3）从经济要求方面：增大柱距，吊车梁跨度增大，需增设托架，费钢，但柱基础减少，所以应通过比较确定；统一化、标准化：跨度以3m为模数，柱距以6m为模数11第一节单层厂房钢结构体系2.1、柱网181第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝温度变化时厂房将产生温度变形及温度应力按规范要求横向、纵向均应设置温度缝可以设单柱，也可以设双柱来实现温度缝构造12第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝182第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝温度缝设置范围温度缝一般从基础顶面或地面开始缝宽净距≥30～60mm13第一节单层厂房钢结构体系2.2、温度缝183第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架厂房结构的基本承重结构按跨度：单跨、双跨和多跨按静力图分为：梁柱铰接不能抵抗弯矩梁柱刚接能够抵抗弯矩框架柱柱脚一般刚性固定于基础上14第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架184第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱铰接与刚接梁柱刚接梁柱铰接15第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱刚接梁柱铰185第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱铰接对基础沉降有较强的适应性安装方便、计算简单、受力明确缺点：下段柱弯矩较大，横向刚度差目前应用广泛16第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架186第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架梁柱刚接适应于基础沉降小的厂房结构减少下段柱的弯矩，提高横向刚度下段柱截面可以减小，增加使用面积安装不便、计算受力复杂用于横向刚度较大、单跨重型厂房17第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架187第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架以下几种情况应采用梁柱刚接（1）设有硬钩吊车的厂房；（2）设有两层吊车的厂房；（3）设有软钩重级吊车；（4）高跨比H/L≥1.5，且跨度L≥24m18第一节单层厂房钢结构体系2.3、横向框架188第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置可分为：无檩体系和有檩体系（1）无檩体系直接铺设大型钢筋混凝土屋面板有6m、12m两种；其优点是横向刚度大，整体性好，构造简单，施工快；但自重大，抗震性能不如有檩体系多用于对刚度要求较高的中型以上厂房19第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置189第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（2）有檩体系设置檩条，上铺石棉瓦或压型钢板重量轻，用料省，便于运输、安装；但构件数量多，型号多，构造复杂，吊装次数多，横向刚度差多用于刚度要求不高的中、小型厂房20第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置190第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（3）易引发事故的原因：屋面荷载过大：积灰、积雪钢材腐蚀、锈蚀设计选型不当，拉杆变压杆，失稳破坏节点板设计不当21第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置191第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置（3）易引发事故的原因：钢材质量不合格未设置屋架支撑，侧向失稳杆件长细比过大，过早变形施工不良，屋面渗漏设计或施工不当，杆件偏心受力过大22第一节单层厂房钢结构体系2.4、屋盖结构布置192第一节单层厂房钢结构体系三、支撑体系

3.1、支撑体系的作用

3.2、屋盖支撑

3.3、柱间支撑

3.4、支撑的计算和构造23第一节单层厂房钢结构体系三、支撑体系193第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(1)支撑作用：1）保证结构的空间作用；

2）增强屋架的侧向稳定；3）传递屋盖的水平荷载；4）便于屋盖的安装；24第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑194第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑分类：上、下弦横向水平支撑;

下弦纵向水平支撑;

垂直（竖向）支撑和系杆等。25第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑195第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑26第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑196第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）以两榀屋架的上弦杆作为支撑桁架的弦杆，檩条为竖杆，另加交叉斜杆共同组成水平桁架；其将两榀屋架在水平方向联系起来，保证了屋架的侧向刚度；27第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑197第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）1)作用

a.传递山墙风力；b.减少上弦压杆侧向计算长度；c.保证屋架平面外稳定28第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑198第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）2)布置原则a.布置在房屋两侧或温度缝的两侧；b.可布置在房屋两侧或温度缝两侧的第一或第二跨，若布置在第二跨，则应在第一跨设置刚性系杆；c.当长度大于60m时，应增设一道支撑；29第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑199第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置上弦横向水平支撑（体系）2)布置原则d.屋面板采用三点焊与屋架上弦杆焊牢，原则上可不布置支撑，但考虑到现场施焊的质量不能保证，仍需设置支撑；e.窗架的支撑与屋架上弦横向支撑应设在同一开间，且天窗下的屋架上弦横向支撑不中断30第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑200第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）以两榀屋架的下弦杆作为支撑桁架的弦杆，系杆与交叉斜杆为腹杆，共同组成水平桁架；31第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑201第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）1)作用a.减少下弦平面外计算长度；b.传递悬挂吊车水平力；c.传递水平风力(与抗风柱相连，作为抗风柱的支点)32第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑202第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦横向水平支撑（体系）2)布置原则a.屋架跨度≥18m时b.屋架下弦设有悬挂吊车，厂房内有吨位较大的桥式吊车或有振动设备时；c.端墙抗风柱支承于屋架下弦时；d.屋架下弦设有通长的纵向支撑时；e.上弦设有横向支撑的开间，下弦也须设置横向支撑33第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑203第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）以系杆为弦杆，屋架下弦杆为竖杆；下弦水平支撑在横向与纵向共同形成封闭体系，增强屋盖结构的空间刚度34第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑204第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）1)作用a.保证空间整体刚度；b.保证托架或托梁平面外稳定；c.传递吊车水平刹车力35第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑205第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）2)布置原则a.厂房内设有重级工作制吊车或起重量较大的中轻级工作制吊车时b.厂房排架计算考虑空间工作时；c.厂房内设有较大的振动设备时；36第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑206第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置下弦纵向水平支撑（体系）2)布置原则d.屋架下弦有纵向或横向吊轨时e.屋架跨度较大，高度较高而空间刚度要求大时；f.设有托架时，在托架处局部加设下弦纵向支撑，由托架两端各延伸一个柱间设置37第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑207第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置垂直（竖向）支撑形成几何不可变体系的必要构件，与上、下横向水平支撑一起形成“盒子”，作为几何不可变基本单元38第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑208第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置系杆作为上下弦杆的侧向支撑点，保证无支撑开间屋架的侧向稳定，传递水平力。刚性系杆：能承受压力柔性系杆：只承受拉力39第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑209第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置支撑布置原则：1）房屋两端必须布置上、下弦横向支撑和竖向支撑；2）屋架两边布置下弦纵向支撑，下弦横向支撑与下弦纵向支撑必须形成封闭体系；3）横向支撑的间距不应该超过60m，当房屋较长时，可在中间增设上下弦横向支撑和相应的竖向支撑40第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑210第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑(2)屋盖支撑布置支撑布置原则：4）竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平面内，当屋架跨度大于30m时，则在跨中1/3处再布置两道竖向支撑；5）系杆的作用：增强屋架侧向稳定，减少弦杆的计算长度，传递水平荷载。41第一节单层厂房钢结构体系3.2、屋盖支撑211第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(1)柱间支撑的作用保证厂房纵向刚度承受纵向荷载传递至基础为框架柱提供平面外支撑，减小平面外计算长度42第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑212第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(2)柱间支撑的设置厂房长度≤60m设一道，其形式与屋盖支撑一样要保证交角不小于30°

上层支撑除了在温度区段两端用单斜杆外，其余上层支撑用交叉腹杆或其他形式。当温度区过长，在其中部1/3范围内布置两道

下层支撑用交叉腹杆最为经济，刚度也大上层支撑：吊车梁以上部分下层支撑：吊车梁以下部分43第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑上层支撑：吊车213第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑(2)柱间支撑的设置44第一节单层厂房钢结构体系3.3、柱间支撑214第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造(1)屋盖支撑-（桁架）弦杆：屋架的上下弦杆或者刚性系杆腹杆：多用单角钢组成十字交叉形式，斜杆与弦杆间交角为30°～60°；横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦杆节间距离的2～4倍；从向水平支撑的宽度取屋架下弦端节点的长度，约3～6m。45第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造215第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造(2)屋架支撑－（竖向支撑）由节间长宽比确定，采用交叉式或单斜杆式其截面尺寸一般由杆件的容许长细比和构造要求确定；构造尽可能简单方便；刚性－单角钢柔性－圆钢节点板应事先焊好，再与屋架用螺栓连接46第一节单层厂房钢结构体系3.4支撑的计算和构造216第一节单层厂房钢结构体系3.