钢结构构造与识图（第2版） 课件 单元7 门式刚架次结构构造与识图

复习门式刚架主刚架构成？门式刚架H型钢抗风柱与刚架柱翼缘朝向有何不同？门式刚架梁和柱端板连接三种放置形式？及两种连接方法？单元7门式刚架次结构构造与识图*本节基本内容:

课题1门式刚架次结构组成（掌握）

及冷弯薄壁型钢特点（了解）

课题2屋面檩条构造(重点)

课题3

墙梁构造要求（次重点）7.1.1门式刚架次结构系统:屋面檩条墙面檩条檐口檩条作用有三：支承屋面板和墙面板，

——传递荷载*抵抗部分纵向荷载主结构受压翼缘支撑

课题1门式刚架次结构组成及冷弯薄壁型钢特点檩条、墙梁、檐口檩条带卷边的槽形（C型）和Z型（斜卷边或直卷边）截面的冷弯薄壁型钢，如图7-1所示。图7-1

典型冷弯薄壁型钢构件7.1.1门式刚架次结构系统:相对较少的材料承受较大荷载：通过改变截面形状获得抗压和抗弯性能好，整体刚度大。1.基本特点7.1.2冷弯薄壁型钢的特点板件宽而薄易凸曲变形，局部失稳。

——但可考虑板件屈曲后强度的利用。1.基本特点7.1.2冷弯薄壁型钢的特点

扭转刚度小，存在弯曲和扭转共同作用。

——采用更好的截面形式（双轴对称，闭合构件）——常见构造措施有：支座和跨中处增加侧向支承如端加劲肋，檩托，撑杆，拉条等。1.基本特点7.1.2冷弯薄壁型钢的特点C型和Z型檩条——门式刚架屋、墙面常用两种檩条，

（a）C型檩条（b）Z型檩条图2-29C型和Z型檩条2.典型应用7.1.2冷弯薄壁型钢的特点比较截面特性可以得出：1．C型檩条适用于屋面坡度较小的情况Z型檩条适用于屋面坡度较大的情况

(θ≥20°时)。2.Z型檩条：刚度较大，较经济。3．Z型檩条：制作、安装较麻烦。4.墙面多用C型钢檩条，Z型也可用。图7-3

屋面上用的直卷边Z型钢主惯矩示意图课题2门式刚架屋面檩条构造与识图（重点）檩条应保证其具有足够的强度、刚度和稳定性。——适宜的构造是保证檩条受力合理的前提。7.2.1屋面檩条布置和构造门式刚架屋面檩条常采用C型卷边槽钢和Z型带斜卷边或直卷边的冷弯薄壁型钢。构件高度一般为140~300mm，壁厚1.5~3.0mm。截面表示方式为*：C或Z+高度+宽度+卷边宽度+厚度课题2门式刚架屋面檩条构造与识图（重点）7.2.1屋面檩条布置和构造门式刚架屋面檩条：一般用Q235或Q345，防腐措施：檩条表面涂层采用防锈底漆或镀铝、镀锌。课题2门式刚架屋面檩条构造与识图（重点）1．檩条间距和跨度的布置檩条设计：首先考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、及檩条供货规格影响，以确定檩条间距（檩距）——并根据主刚架间距确定檩条跨度。檩距加大：可减少檩条用量，但引起屋面板用量增加。厚度更大的檩条可降低单位用钢量的价格。所有这些因素需要综合考虑——经验檩距1.5米。7.2.1屋面檩条布置和构造2．简支檩条和连续檩条的构造檩条设计：简支、连续简支檩条和连续檩条的最大区别：搭接方式不同7.2.1屋面檩条布置和构造图7-4Z型檩条的简支搭接方式简支檩条：一般不需搭接：

图7-4Z型檩条简支搭接方式【搭接长度很小（或不搭接）】

原则：中小跨度的檩条常用简支连接。C型檩条可分别连接檩托上，不需要搭接*

。简支搭接构造要求（补充，理解）一般C型檩条搭接接头处留10mm；檩条两端：分别用两个螺栓固定，孔距上、下翼缘约30~60mm（和檩条型号有关）檩条本身在支座处打孔的位置：——应注意和檩托板上的孔位要一致——檩条一般与刚架梁上翼缘留10mm空隙连续檩条的构造采用连续构件：

—在跨度较大时。檩条连续化构造:

可搭接和拧紧。—斜卷边Z型檩条可叠置搭接；—C型钢檩条可用卷边槽型冷弯型钢套来搭接图7-5连续檩条搭接方法图7-5

檩条布置

（连续檩条，连续搭接）

——关于连续檩条的搭接长度（补充，了解）

连续檩条在中间支座处的搭接总长度——按经验可取单侧跨度10%（或两侧跨度之和的5％）

搭接总长度经验取值：（有的国外公司）

a。单侧跨度6米以下时取600mm，

b。单侧跨度6米~9米时取900mm，

c。单侧跨度9米~12米时取1200mm。我国：根据中间支座处弯矩计算搭接长度和支座螺栓直径连续檩条构造请休息7.2.2侧向支撑的设置及构造外荷载作用下檩条同时产生弯曲和扭转作用。坡屋面的影响，檩条腹板倾斜，扭转问题更突出。——侧向支撑是保证冷弯薄壁型钢檩条稳定性的重要保障。1．屋面板的支撑作用屋面承受平行于屋面方向的荷载（如风、地震作用等）——称为屋面蒙皮效应。考虑蒙皮效应的屋面板：须有合适板型，厚度及连接：

——主要是较厚的直接用自攻螺丝连接的屋面板，可作为檩条侧向支撑。

相反——扣合式或咬合式的屋面板不能对檩条提供很好的侧向支撑！！

——蒙皮效应必须慎重考虑！！直接用自攻螺丝连接扣合式或咬合式的屋面板7.2.2侧向支撑的设置及构造2．檩托（1）檩条端部或搭接处，设置檩托，檩托作用：——防止檩条在支座处倾覆或扭转。檩托构件常用：角钢、矩形钢板、焊接组合钢板等与刚架梁连接7.2.2侧向支撑的设置及构造（2）檩托高度应至少达到檩条高度的3/4，且与檩条以螺栓连接。“孔边距”—满足构造要求

图7-6(c)

檩托“檩托宽度”—应满足两侧檩条固定、螺栓孔边距构造要求2．檩托7.2.2侧向支撑的设置及构造（3）檩条端部至少各留两个螺栓孔:

孔位在檩条腹板上均匀对称开孔，孔距和边距应满足螺栓构造要求。檩条与檩托、隅撑、拉条、撑杆等相连时，连接处应按要求打孔2．檩托7.2.2侧向支撑的设置及构造檩条的支撑及拉条布置和屋脊连接等图7-6

檩条的支撑及拉条布置和屋脊连接等3．拉条和撑杆提高檩条稳定性的重要构造措施:采用拉条或撑杆从檐口一端通长连接到另一端，连接每一根檩条。拉条和撑杆的布置:应根据屋面形式、檩条的跨度、间距、截面形式和屋面坡度等因素来选择。7.2.2侧向支撑的设置及构造可参考下列建议采用：（1）一般情况檩条上翼缘受压——所以拉条常设置在檩条距上翼缘1/3高腹板范围内

——可是，由于需要考虑檩条在风吸力作用下下翼缘受压：需把拉条设置在下翼缘附近。3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造（2）对于有自攻螺丝可靠连接的屋面板考虑蒙皮效应

——考虑上翼缘的侧向稳定性由自攻螺丝连接的屋面板提供，只在下翼缘附近设置拉条。可参考下列建议采用：3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造（3）对非自攻螺丝连接的屋面板，需在檩条上下翼缘附近设置双拉条。可按以下建议采用3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造（3）对C型、Z型钢檩条，因在风吸力作用下自由翼缘将向屋脊变形，因此宜用螺栓加钢套管或角钢截面、方管截面作撑杆。

——合理设置拉条和撑杆非常重要。3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造可按以下建议采用（4）采用拉条应在屋脊两侧、檐口处、天窗架两侧设置斜拉条和撑杆，牢固地与檐口檩条在刚架处的节点连接(图7-7)。

注意斜拉条倒向应正确。3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造可按以下建议采用图7-7

檩间拉条（撑杆）布置示意图1-刚架;2-檩条;3-拉条;4-斜拉条;5-撑杆;6-承重天沟或墙顶梁;(a)4m＜L≤6m(b)L＞6m

(c)4m＜L≤6m有天窗

(d)L＞6m有天窗（7）当檩距较密时(s/l<0.2),可根据檩条跨度、参照图7-8设置拉条及撑杆,以使斜拉条和檩条的交角不致过小,确保斜拉条拉紧。

图7-8檩间拉条（撑杆）布置示意图（s/L<0.2及双坡对称屋面）1-刚架;2-檩条;3-拉条;4-斜拉条;5-撑杆;6-承重天沟或墙顶梁;（8）拉条和撑杆截面靠计算确定—圆钢拉条直径：工程常取12mm及以上。

—撑杆由外套筒和内拉条组成，按合适直径配套使用。撑杆长细比不得大于200。可按下列建议采用：3．拉条和撑杆7.2.2侧向支撑的设置及构造课题3门式刚架墙面檩条构造与识图墙梁应保证其具有足够的强度、刚度和稳定性。——适宜的构造和布置

是保证墙梁受力合理的前提。7.3.1墙梁的布置墙梁布置与屋面檩条布置类似；应考虑门窗、挑檐、遮雨蓬等构件和围护材料要求，综合考虑板型和规格，以确定墙梁间距墙梁跨度：刚架柱距。可适当设置墙架柱；墙梁放置：与门窗匹配墙梁与主刚架柱的相对位置一般有两种图7-9穿越式（常用）

——墙梁翼缘与柱外翼缘螺栓连接或檩托连接

——根据墙梁搭接长度来确定墙梁是连续（a）还是简支（b）

(a)穿越式连续墙梁(b)穿越式简支墙梁图7-9穿越式墙梁7.3.1墙梁的布置墙梁与主刚架柱平齐式连接图7-10平齐式通过连接角钢：将墙梁与柱腹板相连，墙梁外翼缘基本与柱子外翼缘平齐。墙梁与刚架柱：节点板铰接图7-10平齐式墙梁7.3.1墙梁的布置7.3.2墙梁的构造与受力1.墙梁与檩条的设计方法相似，但也有不同点。墙梁承受的荷载与其布置有关：墙面板自承重体系：

墙梁一般只承受少量自身重量和风荷载墙面板重量由墙梁支承（多数工程）

——应按双向弯曲设计。7.3.2墙梁的构造与受力2.墙托（3）墙托：常用角钢、矩形钢板、焊接组合钢板等与刚架梁连接。7.3.2墙梁的构造与受力2.墙托（1）与檩托做法基本相同，墙托宽度：应至少与墙梁截面高度一致；

墙托长度：应满足墙梁支承长度及螺栓孔边距、中距等构造要求。

墙托厚度：6mm~8mm

墙托作用：支承固定墙梁7.3.2墙梁的构造与受力2.墙托（2）墙梁两端至少应各采用两个螺栓与墙托连接（一般两端各留两个螺栓孔）

孔径根据螺栓直径来定；

孔位在檩条腹板上均匀对称

孔距和边距应满足螺栓构造要求墙梁与隅撑、拉条连接处应打孔7.3.2墙梁的构造与受力3．墙面拉条和撑杆提高墙梁稳定性的重要构造措施是用拉条或撑杆从檐口一端通长连接到底端，连接每根墙梁。拉条和撑杆布置：根据墙梁跨度、间距、截面形式等因素选择7.3.2墙梁的构造与受力3．墙面拉条和撑杆拉条分为直拉条和斜拉条。拉条常用两端带丝扣的圆钢（同屋面拉条）可参考下列建议采用：（1）拉条常设在墙梁翼缘1/3高的受压侧腹板范围内（常靠墙面板外侧1/3处设置）7.3.2墙梁的构造与受力3．墙面拉条和撑杆可参考下列建议采用：（2）对于有自攻螺丝可靠连接的墙面板考虑到蒙皮效应，只在内翼缘附近设置拉条7.3.2墙梁的构造与受力3．墙面拉条和撑杆（3）除设置直拉条通长拉结墙梁外：

应在檐口处、天窗架两侧加置斜拉条和撑杆