學(xué)習(xí)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu)PPT課件

1、 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動梁（或制動桁架）、各種支撐以及墻架等構(gòu)件組成的空間體系。 (1) 橫向框架橫向框架 (2) 屋蓋結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu) (3) 支撐體系支撐體系 (4) 吊車梁和制動梁（或制動桁架）吊車梁和制動梁（或制動桁架）(5) 墻架墻架 承受墻體的自重和風(fēng)荷載。承受墻體的自重和風(fēng)荷載。第1頁/共156頁單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成示例(a) 無檁屋蓋 (b) 有檁屋蓋第2頁/共156頁柱網(wǎng)布置是確定單廠鋼結(jié)構(gòu)承重柱在平面上的排列柱網(wǎng)布置是確定單廠鋼結(jié)構(gòu)承重柱在平面上的排列 進(jìn)行柱網(wǎng)布置時，應(yīng)注意以下幾方面的問題：進(jìn)行柱網(wǎng)布置時，應(yīng)注意以下幾方面的問題：(1) 應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要

2、求應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求(2) 應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的要求應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的要求 (3) 應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則溫度變化引起結(jié)構(gòu)變形，使廠房鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。溫度變化引起結(jié)構(gòu)變形，使廠房鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。溫度伸縮縫的布置。溫度伸縮縫的布置。 溫度伸縮縫最普遍的做法是設(shè)置雙柱。溫度伸縮縫最普遍的做法是設(shè)置雙柱。第3頁/共156頁柱網(wǎng)布置和計算單元T1第4頁/共156頁單層廠房的基本承重結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu)單層廠房的基本承重結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu)體系。體系。橫向框架按其靜力計算模式分，有橫梁與柱橫向框架按其靜力計算模式分，有橫梁與柱鉸接和橫梁與柱剛接兩種情況。鉸接和橫梁與柱剛接兩種情況。按跨度分按

3、跨度分:單跨、雙跨和多跨。單跨、雙跨和多跨。第5頁/共156頁LK橋式吊車的跨度S由吊車梁軸線至上段柱軸線的距離B吊車橋架懸伸長度D吊車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的必要空隙b1上段柱寬度。 H2H1主要尺寸：主要尺寸：第6頁/共156頁柱間支撐與廠房鋼結(jié)構(gòu)框架柱相連接，作用為：柱間支撐與廠房鋼結(jié)構(gòu)框架柱相連接，作用為：(1) 組成縱向構(gòu)架，保證單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向剛度；組成縱向構(gòu)架，保證單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向剛度；(2) 承受單層廠房鋼結(jié)構(gòu)端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水承受單層廠房鋼結(jié)構(gòu)端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，將力傳至基礎(chǔ)。平荷載及溫度應(yīng)力等，將力傳至基礎(chǔ)。(3) 可作為框架柱在框

4、架平面外的支點(diǎn)，減少計算長度。可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少計算長度。 柱間支撐由兩部分組成：上層支撐，下層支撐。柱間支撐由兩部分組成：上層支撐，下層支撐。 柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式、八字式、門架柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式、八字式、門架 式等。式等。第7頁/共156頁柱間支撐下層柱間支撐上層柱間支撐第8頁/共156頁一. 支撐設(shè)計荷載計算 1縱向風(fēng)荷載 2吊車縱向水平荷載 3縱向地震作用 4保證柱子平面外穩(wěn)定的支撐力二. 支撐構(gòu)件內(nèi)力計算假設(shè)各連接節(jié)點(diǎn)均為鉸接按軸心受拉或受壓計算 三. 支撐構(gòu)件截面驗算 1支撐構(gòu)件的長細(xì)比驗算 2支撐構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算第9頁/共15

5、6頁第10頁/共156頁鋼屋架大型屋面板結(jié)構(gòu)體系第11頁/共156頁第12頁/共156頁鋼屋蓋結(jié)構(gòu)由屋面、屋架和支撐三部分組成。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)由屋面、屋架和支撐三部分組成。第13頁/共156頁屋蓋結(jié)構(gòu)布置；屋架形式的選擇；支撐布置；屋蓋荷載計算；屋架各桿內(nèi)力計算；屋架桿件截面選擇；檁條、拉條和撐桿的計算；節(jié)點(diǎn)設(shè)計以及繪制施工圖。第14頁/共156頁第15頁/共156頁第16頁/共156頁適用于屋面坡度較大的有適用于屋面坡度較大的有檁體系，屋面坡度檁體系，屋面坡度i=1/31/2,跨跨度度1824m。外形接近彎矩圖，適用于屋面坡度較小的屋蓋外形接近彎矩圖，適用于屋面坡度較小的屋蓋體系，屋面坡度體系，

6、屋面坡度i=1/161/8,跨度可達(dá)跨度可達(dá)36m。第17頁/共156頁人字式，再分式人字式，再分式用于托架或支撐體系用于托架或支撐體系第18頁/共156頁屋架與柱剛接時的圖形第19頁/共156頁1）保證鋼屋蓋的空間穩(wěn)定性）保證鋼屋蓋的空間穩(wěn)定性2）保證屋架受壓上弦桿在屋架平面外穩(wěn)定）保證屋架受壓上弦桿在屋架平面外穩(wěn)定3）承受并傳遞屋架的縱向水平力）承受并傳遞屋架的縱向水平力4）增加房屋的整體剛度）增加房屋的整體剛度5）保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方便）保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方便1. 屋蓋支撐作用屋蓋支撐作用第20頁/共156頁上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐下弦縱向

7、水平支撐下弦縱向水平支撐垂直支撐垂直支撐系桿系桿2. 屋蓋支撐屋蓋支撐第21頁/共156頁平面屋架在其本身平面內(nèi)由于弦桿與腹桿構(gòu)成了三平面屋架在其本身平面內(nèi)由于弦桿與腹桿構(gòu)成了三角形的幾何不變鉸接體系而具有較大的剛度，但在垂直于角形的幾何不變鉸接體系而具有較大的剛度，但在垂直于屋架平面方向屋架平面方向(通稱屋架平面外通稱屋架平面外)，不設(shè)支撐體系的平面屋架，不設(shè)支撐體系的平面屋架卻不能保持其幾何不變。卻不能保持其幾何不變。3. 屋架支撐布置屋架支撐布置第22頁/共156頁屋架的端視圖，當(dāng)在屋架端部兩屋架間未設(shè)垂直支撐屋架的端視圖，當(dāng)在屋架端部兩屋架間未設(shè)垂直支撐桁架時，雖有檁條和系桿的連系，屋

8、架相互間仍是幾何可桁架時，雖有檁條和系桿的連系，屋架相互間仍是幾何可變的，在側(cè)向力作用下屋架會傾斜；僅當(dāng)設(shè)了垂直支撐桁變的，在側(cè)向力作用下屋架會傾斜；僅當(dāng)設(shè)了垂直支撐桁架和系桿，才能保持各個屋架在平面外的幾何穩(wěn)定性。架和系桿，才能保持各個屋架在平面外的幾何穩(wěn)定性。第23頁/共156頁圖為屋架上弦平面圖，在未設(shè)上弦平面內(nèi)的支撐桁架圖為屋架上弦平面圖，在未設(shè)上弦平面內(nèi)的支撐桁架時，雖有檁條把各個屋架連成一片，但當(dāng)屋架上弦桿因受時，雖有檁條把各個屋架連成一片，但當(dāng)屋架上弦桿因受壓而失穩(wěn)時，整個上弦會屈曲成一個壓而失穩(wěn)時，整個上弦會屈曲成一個“半波半波”。第24頁/共156頁如在房屋兩端的柱間內(nèi)設(shè)置上

9、弦橫向支撐桁架，則屋架上如在房屋兩端的柱間內(nèi)設(shè)置上弦橫向支撐桁架，則屋架上弦將屈曲成多個弦將屈曲成多個“半波半波”，從而提高上弦桿的整體穩(wěn)定性，亦，從而提高上弦桿的整體穩(wěn)定性，亦即提高了承載能力。由此可見平面桁架如無支撐系統(tǒng)從側(cè)面即提高了承載能力。由此可見平面桁架如無支撐系統(tǒng)從側(cè)面“扶持扶持”，將不能發(fā)揮它的承重作用。，將不能發(fā)揮它的承重作用。第25頁/共156頁屋蓋支撐系統(tǒng)做法是：屋蓋支撐系統(tǒng)做法是：首先在屋蓋兩端的兩榀相鄰平面屋架對應(yīng)的上弦桿間、首先在屋蓋兩端的兩榀相鄰平面屋架對應(yīng)的上弦桿間、下弦桿間、端部豎桿下弦桿間、端部豎桿(或斜桿或斜桿)間、以及跨中某些豎桿間、以及跨中某些豎桿(或斜

10、或斜桿）間，用水平、垂直和傾斜方向的支撐桿件互相聯(lián)系；桿）間，用水平、垂直和傾斜方向的支撐桿件互相聯(lián)系；這樣就在垂直于兩相相鄰屋架的側(cè)向形成許多水平和垂直這樣就在垂直于兩相相鄰屋架的側(cè)向形成許多水平和垂直支撐桁架支撐桁架(即圖中的上、下弦橫向水平支撐和端部、跨中垂即圖中的上、下弦橫向水平支撐和端部、跨中垂直支撐直支撐)，并與兩榀相鄰屋架共同組成堅強(qiáng)的空間桁架結(jié)構(gòu)，并與兩榀相鄰屋架共同組成堅強(qiáng)的空間桁架結(jié)構(gòu)體系。體系。第26頁/共156頁11112222上弦平面下弦平面第27頁/共156頁其它的屋架則用較少數(shù)量的上、下弦系桿與上述空間桁其它的屋架則用較少數(shù)量的上、下弦系桿與上述空間桁架架結(jié)構(gòu)體系

11、相連，使整個屋蓋成為具有足夠空間幾何不變架架結(jié)構(gòu)體系相連，使整個屋蓋成為具有足夠空間幾何不變性、穩(wěn)定性和剛度的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。性、穩(wěn)定性和剛度的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。第28頁/共156頁支撐根據(jù)：支撐根據(jù)：房屋跨度房屋跨度高度高度柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置屋蓋結(jié)構(gòu)形式屋蓋結(jié)構(gòu)形式荷載作用情況進(jìn)行布置荷載作用情況進(jìn)行布置第29頁/共156頁 a上弦橫向水平支撐。在相上弦橫向水平支撐。在相鄰兩榀桁架的上弦平面內(nèi)沿跨鄰兩榀桁架的上弦平面內(nèi)沿跨度全長設(shè)置。度全長設(shè)置。 11112222上弦平面第30頁/共156頁無論有檁和無檁體系均應(yīng)在屋架上弦平面內(nèi)設(shè)置橫無論有檁和無檁體系均應(yīng)在屋架上弦平面內(nèi)設(shè)置橫向水平支撐。向水平支撐

12、。 一般設(shè)置房屋兩端或溫度縫區(qū)段兩端的第一柱間，一般設(shè)置房屋兩端或溫度縫區(qū)段兩端的第一柱間，當(dāng)山墻采用封閉結(jié)合或與天窗配合，宜設(shè)在第二柱間。當(dāng)山墻采用封閉結(jié)合或與天窗配合，宜設(shè)在第二柱間。 支撐與屋架用普通螺栓連接支撐與屋架用普通螺栓連接 支撐間距不宜大于支撐間距不宜大于60m，大于，大于60m時應(yīng)在區(qū)段中時應(yīng)在區(qū)段中間增加上弦橫向水平支撐。間增加上弦橫向水平支撐。第31頁/共156頁上弦橫向水平支撐，通常采用單角鋼柔性鉸上弦橫向水平支撐，通常采用單角鋼柔性鉸 。11112222上弦平面叉斜腹桿和雙角鋼十形或叉斜腹桿和雙角鋼十形或T形截面受壓橫腹桿形截面受壓橫腹桿(橫腹桿型式與橫腹桿型式與下面

13、所述剛性系桿完全相同下面所述剛性系桿完全相同)體系。體系。 第32頁/共156頁a 屋架上弦橫向水平支撐屋架上弦橫向水平支撐第33頁/共156頁b下弦橫向水平支撐。在相鄰兩下弦橫向水平支撐。在相鄰兩榀桁架的下弦平面內(nèi)沿跨度全榀桁架的下弦平面內(nèi)沿跨度全長設(shè)置。其桿件形式同上弦橫長設(shè)置。其桿件形式同上弦橫向水平支撐。向水平支撐。下弦平面下弦平面第34頁/共156頁當(dāng)屋架跨度大于當(dāng)屋架跨度大于18m 或屋架跨度雖小于或屋架跨度雖小于18m，但屋架下弦設(shè)有懸掛吊車，但屋架下弦設(shè)有懸掛吊車; 或廠房內(nèi)設(shè)有橋式吊車或廠房內(nèi)設(shè)有橋式吊車 或采用下弦彎折的屋架以及山墻抗風(fēng)柱支承于屋架或采用下弦彎折的屋架以及山

14、墻抗風(fēng)柱支承于屋架下弦時。下弦時。 必須設(shè)下弦橫向水平支撐。必須設(shè)下弦橫向水平支撐。 與上弦橫向水平支撐布置同一柱間。與上弦橫向水平支撐布置同一柱間。 第35頁/共156頁一般房屋的屋蓋不設(shè)縱向水平支撐：當(dāng)房屋設(shè)有托架時，一般房屋的屋蓋不設(shè)縱向水平支撐：當(dāng)房屋設(shè)有托架時，必須在托架范圍及其此端各廷伸一個柱間的下弦端節(jié)間平面必須在托架范圍及其此端各廷伸一個柱間的下弦端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置下弦縱向水平支撐。內(nèi)設(shè)置下弦縱向水平支撐。c下弦縱向水平支撐虛線為柔性桿；實線為剛性桿第36頁/共156頁對三角形屋架或某些特殊情況，縱向水平支撐也可設(shè)對三角形屋架或某些特殊情況，縱向水平支撐也可設(shè)于上弦平面?？v向水平

15、支撐與橫向水平支撐構(gòu)造上相同。于上弦平面?？v向水平支撐與橫向水平支撐構(gòu)造上相同。共同組成封閉的支撐框大大加強(qiáng)了屋蓋的縱、橫向水平共同組成封閉的支撐框大大加強(qiáng)了屋蓋的縱、橫向水平剛度和整體性。剛度和整體性。設(shè)置情況:1. 有硬鉤吊車，抓斗、夾鉗式和剛性料耙等特種吊車。2. 設(shè)有壁行吊車或雙層吊車。3. 設(shè)有5t以上鍛錘的廠房。4. 屋蓋設(shè)有托架和中間屋架。5. 屋架跨度=30m,軌頂標(biāo)高=15m起重噸位較大的橋式吊車（輕、中級工作制Q=30t，重級工作制Q=10t)。第37頁/共156頁垂直支撐即在相鄰兩榀桁架的對應(yīng)豎桿垂直支撐即在相鄰兩榀桁架的對應(yīng)豎桿(或斜桿或斜桿)間平間平面內(nèi)設(shè)置的作為支撐

16、的垂直桁架。通常情況下，當(dāng)梯形屋面內(nèi)設(shè)置的作為支撐的垂直桁架。通常情況下，當(dāng)梯形屋架跨度架跨度l30m時在兩端和跨度中央共設(shè)三道。時在兩端和跨度中央共設(shè)三道。d. 垂直支撐第38頁/共156頁當(dāng)當(dāng)l30m時在兩端時在兩端以及跨度以及跨度 l3處或天窗處或天窗架側(cè)柱處共設(shè)四道。架側(cè)柱處共設(shè)四道。l /3l /3l /3第39頁/共156頁三角形屋架跨度三角形屋架跨度l18m時在跨度中央設(shè)一道，時在跨度中央設(shè)一道， l18m時在跨度時在跨度13處或天窗架側(cè)柱處設(shè)兩道。垂直支撐的上、處或天窗架側(cè)柱處設(shè)兩道。垂直支撐的上、下弦通常用雙角鋼下弦通常用雙角鋼T形截面。形截面。屋架垂直支撐l /3l /3l

17、 /3第40頁/共156頁垂直支撐的腹桿體系取決于高跨尺寸和比例：中央垂直垂直支撐的腹桿體系取決于高跨尺寸和比例：中央垂直支撐的高跨比例約支撐的高跨比例約0.5，常用雙節(jié)間交叉受拉斜腹桿體系；兩，常用雙節(jié)間交叉受拉斜腹桿體系；兩端垂直支撐的高跨比例約端垂直支撐的高跨比例約0.3，常用，常用W形腹桿體系、腹桿截面形腹桿體系、腹桿截面根據(jù)桿件長度和受力情況根據(jù)桿件長度和受力情況(拉或壓拉或壓)而采用單角鋼或雙角鋼而采用單角鋼或雙角鋼T形形截面。截面。第41頁/共156頁當(dāng)屋蓋有天窗架時，對天窗架也應(yīng)與屋架一樣布置天窗當(dāng)屋蓋有天窗架時，對天窗架也應(yīng)與屋架一樣布置天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐以及相

18、應(yīng)系桿。垂直支撐通架上弦橫向水平支撐和垂直支撐以及相應(yīng)系桿。垂直支撐通常設(shè)于相鄰兩榀天窗架的側(cè)柱間平面內(nèi)，天窗架跨度常設(shè)于相鄰兩榀天窗架的側(cè)柱間平面內(nèi)，天窗架跨度12m時還設(shè)于中央豎桿間平面內(nèi)。時還設(shè)于中央豎桿間平面內(nèi)。e天窗架支撐 g 天窗架垂直支天窗架垂直支撐；撐； d 天窗架上弦橫天窗架上弦橫向水平支撐向水平支撐;第42頁/共156頁末設(shè)水平支撐的桁架，其上、下弦的側(cè)向支承點(diǎn)由系桿末設(shè)水平支撐的桁架，其上、下弦的側(cè)向支承點(diǎn)由系桿來保證。系桿通常設(shè)于屋架兩端以及有垂直支撐位置的上、來保證。系桿通常設(shè)于屋架兩端以及有垂直支撐位置的上、下弦節(jié)點(diǎn)，并設(shè)于屋脊和天窗架側(cè)柱位置的上弦節(jié)點(diǎn)。下弦節(jié)點(diǎn)，

19、并設(shè)于屋脊和天窗架側(cè)柱位置的上弦節(jié)點(diǎn)。f系桿f柔性系桿K 剛性系桿此外，對受壓的此外，對受壓的上弦，必要時也對下上弦，必要時也對下弦，還應(yīng)根據(jù)控制弦弦，還應(yīng)根據(jù)控制弦桿長細(xì)比的要求按一桿長細(xì)比的要求按一定間距增設(shè)中間系桿。定間距增設(shè)中間系桿。第43頁/共156頁系桿的端部應(yīng)可靠地連接到上、下弦橫向水平支撐或系桿的端部應(yīng)可靠地連接到上、下弦橫向水平支撐或垂直支撐的節(jié)點(diǎn)，以便屋蓋水平力能通過系桿的拉力或壓垂直支撐的節(jié)點(diǎn)，以便屋蓋水平力能通過系桿的拉力或壓力最終傳遞到這些節(jié)點(diǎn)。系桿按受力和構(gòu)造要求可設(shè)計成力最終傳遞到這些節(jié)點(diǎn)。系桿按受力和構(gòu)造要求可設(shè)計成柔性系桿或剛性系桿。一般跨度房屋的系桿受力很小

20、，柔性系桿或剛性系桿。一般跨度房屋的系桿受力很小，柔柔性系桿的設(shè)計可按性系桿的設(shè)計可按350，400控制，控制，常用單角鋼截面；常用單角鋼截面；剛性系桿的設(shè)計可按剛性系桿的設(shè)計可按=200控制，控制，常用雙角鋼十形截面。常用雙角鋼十形截面。兩端與屋架可靠連固的檁條，當(dāng)其長細(xì)比滿足要求時，可兩端與屋架可靠連固的檁條，當(dāng)其長細(xì)比滿足要求時，可同時作為上弦系桿。同時作為上弦系桿。第44頁/共156頁在布置屋蓋支撐時尚應(yīng)考慮以下情況： 通常把屋架和天窗架的所有上、下弦橫向水平支撐和各通常把屋架和天窗架的所有上、下弦橫向水平支撐和各垂直支撐盡量都布置在屋蓋同一處的兩榀桁架間。支撐通常垂直支撐盡量都布置在

21、屋蓋同一處的兩榀桁架間。支撐通常在房屋或每個溫度區(qū)段的兩端各設(shè)一道。在房屋或每個溫度區(qū)段的兩端各設(shè)一道。當(dāng)其間凈距超過當(dāng)其間凈距超過60m時再在中間增設(shè)一道或幾道。時再在中間增設(shè)一道或幾道。第45頁/共156頁當(dāng)橫向支撐做在端部第二開間時，端部開間的所有系桿當(dāng)橫向支撐做在端部第二開間時，端部開間的所有系桿在正反水平荷裁下可能受拉或受壓，應(yīng)按剛性系桿設(shè)計。其在正反水平荷裁下可能受拉或受壓，應(yīng)按剛性系桿設(shè)計。其它系桿，即位于兩個橫向支撐間的系桿，原則上可設(shè)計成柔它系桿，即位于兩個橫向支撐間的系桿，原則上可設(shè)計成柔性系桿，水平荷載只向系桿受拉一方傳遞；性系桿，水平荷載只向系桿受拉一方傳遞；但通常把其

22、中的但通常把其中的屋脊上弦系桿、支座下弦系扦和其它較重要系桿設(shè)計成剛性屋脊上弦系桿、支座下弦系扦和其它較重要系桿設(shè)計成剛性系桿。系桿。第46頁/共156頁上、下弦橫向和縱向水平支撐的交叉斜桿通常連于屋架上、上、下弦橫向和縱向水平支撐的交叉斜桿通常連于屋架上、下弦桿，其橫桿則常做成與剛性系桿完全相同，連接也相同。下弦桿，其橫桿則常做成與剛性系桿完全相同，連接也相同。a. 上弦支撐b . 下弦支撐第47頁/共156頁柔性系桿剛性系桿第48頁/共156頁柔性系桿剛性系桿支撐連接板第49頁/共156頁 為了安裝方便，屋蓋支撐通常用M 20C級螺栓與屋架連接。支撐與天窗架的連接螺栓可略減小至M16。對有

23、較大起重量或重級工作制吊車或較大振動設(shè)備的廠房，支撐與屋架下弦的連接除用C級安裝螺栓外還應(yīng)焊接，或改用摩擦型高強(qiáng)度螺栓。剛性系桿、柔性系桿和垂直支撐通常連于上、下弦節(jié)點(diǎn) 處專門焊制的支撐連接板上，連接的做法和尺寸完全統(tǒng)一。第50頁/共156頁 屋架跨度屋架跨度 跨中高度跨中高度 端部高度端部高度 1. 跨度 鉸接 封閉結(jié)合 Lo = L-(300400mm) 鉸接 非封閉結(jié)合 L2. 高度 根據(jù)經(jīng)濟(jì)、剛度、建筑要求 屋面坡度、運(yùn)輸條件第51頁/共156頁三角形桁架高度較大，一般取跨中高度h=(1/41/6)l。梯形桁架的屋面坡度較平坦，當(dāng)上弦坡度為時，跨中高度一般為 ?？缍却螅ɑ蛭菝婧奢d?。r

24、取小值，跨度?。ɑ蛭菝婧奢d大）時取大值。梯形桁架的端部高度：當(dāng)桁架與柱鉸接時為1.62.2m，剛接時為1.82.4m。端彎矩大時取大值，端彎矩小時取小值。第52頁/共156頁 對跨度較大的桁架，在橫向荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，有損外觀并可能影響桁架的正常使用。 對跨度15m的三角形桁架和跨度超過24m的梯形、平行弦桁架，當(dāng)下弦無向上曲折時，宜采用起拱，抵消桁架受荷后產(chǎn)生的部分撓度。 起拱高度一般為其跨度的1/500左右。 當(dāng)采用圖解法求桁架桿件內(nèi)力時，圖解時可不考慮起拱高度。第53頁/共156頁1. 作用于屋架上的荷載有：作用于屋架上的荷載有：屋架屋架(包括支撐包括支撐)自重；自重；屋面恒荷

25、載屋面恒荷載(檁條、屋面板、瓦以及屋面上的保溫層、檁條、屋面板、瓦以及屋面上的保溫層、防水層等屋面做法的重量防水層等屋面做法的重量)；活荷載；活荷載；雪荷載；雪荷載；風(fēng)荷載和積灰荷載等。風(fēng)荷載和積灰荷載等。第54頁/共156頁房屋還有吊頂房屋還有吊頂(棚）重、吊掛管道重、積灰荷載由于位棚）重、吊掛管道重、積灰荷載由于位于水泥廠、高爐、轉(zhuǎn)爐、沖天爐等車間附近的房屋等。于水泥廠、高爐、轉(zhuǎn)爐、沖天爐等車間附近的房屋等。以上荷載通常可看作是均布于屋面傾斜面積或水平投以上荷載通?？煽醋魇蔷加谖菝鎯A斜面積或水平投影面積上的荷載，以影面積上的荷載，以kNm2計，其值可由計，其值可由建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載

26、規(guī)范規(guī)范GB50009-2001或手冊查得，或按材料的厚度或規(guī)格或手冊查得，或按材料的厚度或規(guī)格算得。算得。計算桿件內(nèi)力時應(yīng)按設(shè)計荷載，即荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相計算桿件內(nèi)力時應(yīng)按設(shè)計荷載，即荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)分項系數(shù)。應(yīng)分項系數(shù)。第55頁/共156頁a屋面恒荷載：應(yīng)按屋面實際做法和屋面板、檁條規(guī)格等屋面恒荷載：應(yīng)按屋面實際做法和屋面板、檁條規(guī)格等與與建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或由材料規(guī)格、厚度算得。通或由材料規(guī)格、厚度算得。通常表達(dá)為按屋面傾斜面積計算的均布荷載常表達(dá)為按屋面傾斜面積計算的均布荷載kNm2 b. 屋架自重：屋架自重屋架自重：屋架自重(包括支撐包括支撐)可按下列近似經(jīng)驗公式可按下

27、列近似經(jīng)驗公式(L以以m計）：計）： 屋架自重的一半作用在上弦平面，另一半作用在下弦平面。當(dāng)屋架下弦無其它荷載時，為簡化可假定全部作用在上弦平面。第56頁/共156頁c. 雪荷載或屋面活荷載：屋面水平投影面上的雪荷載設(shè)計雪荷載或屋面活荷載：屋面水平投影面上的雪荷載設(shè)計值值S按下式：按下式： 式中s0為房屋所在地區(qū)的基本雪壓，可由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范查得；為屋面積雪分布系數(shù)，一般在屋面坡度25 時取1，50時取0。中間按直線插值；1.4為雪荷載分項系數(shù)。設(shè)計屋架時還要考慮屋面活荷載，與雪荷載不同時考設(shè)計屋架時還要考慮屋面活荷載，與雪荷載不同時考慮，慮，而取其中的較大者；也考慮全跨或僅左或右半跨情況。

28、而取其中的較大者；也考慮全跨或僅左或右半跨情況。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定不上人屋面的活荷載。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定不上人屋面的活荷載。設(shè)計屋面時，活荷載應(yīng)按上述均布活荷載取。設(shè)計屋面時，活荷載應(yīng)按上述均布活荷載取。第57頁/共156頁d風(fēng)荷載：作用在一般房屋和屋蓋表面上的風(fēng)荷載設(shè)計風(fēng)荷載：作用在一般房屋和屋蓋表面上的風(fēng)荷載設(shè)計值值w按下式：按下式：風(fēng)荷載一般可不予考慮對輕型屋面、開敞式房屋或風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值大時，應(yīng)根據(jù)房屋體形、坡度情況及封閉狀況等，按荷載規(guī)范的規(guī)定計算風(fēng)荷載的作用。第58頁/共156頁2. 各種均布荷各種均布荷載匯集成載匯集成節(jié)點(diǎn)荷載節(jié)點(diǎn)荷載的的計算式為：計算式為：i第第i種荷載分項系

29、數(shù)。種荷載分項系數(shù)。第59頁/共156頁 qi沿屋面坡向作用的第沿屋面坡向作用的第i種荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對于沿水平投種荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對于沿水平投影面分布的荷載影面分布的荷載qigicos；S 屋架的間距；屋架的間距；a 屋架弦桿節(jié)間水平長度；屋架弦桿節(jié)間水平長度；3. 荷載的組合屋面均布活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載等可變荷載，屋面均布活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載等可變荷載，應(yīng)按全跨和半跨均勻分布兩種情況考慮。因為荷載作用于半應(yīng)按全跨和半跨均勻分布兩種情況考慮。因為荷載作用于半跨時對桁架的中間斜腹桿的內(nèi)力可能產(chǎn)生不利影響。跨時對桁架的中間斜腹桿的內(nèi)力可能產(chǎn)生不利影響。 第60頁/共156頁桁架內(nèi)力應(yīng)根據(jù)

30、桁架內(nèi)力應(yīng)根據(jù)使用和施工使用和施工過程中可能遇到的同時作用過程中可能遇到的同時作用的最不利荷載組合情況進(jìn)行計算。不利荷載組合一般考慮下的最不利荷載組合情況進(jìn)行計算。不利荷載組合一般考慮下列三種情況：列三種情況： (1)全跨永久荷載全跨永久荷載+全跨可變荷載；全跨可變荷載；(2)全跨永久荷載全跨永久荷載+半跨可變荷載；半跨可變荷載；(3)全跨屋架、支撐和天窗自重全跨屋架、支撐和天窗自重+半跨屋面板重半跨屋面板重+半跨屋面半跨屋面活荷載；活荷載；第61頁/共156頁1桿件內(nèi)力計算的原則和方法 桁架桿件內(nèi)力一般按節(jié)點(diǎn)荷載作用下的鉸接桁架計算。這時所有桿件為軸心受力，不承受彎矩，具體計算可用圖解法、數(shù)

31、解法、計算機(jī)法等。 第62頁/共156頁實際桁架節(jié)點(diǎn)為焊縫、鉚釘或螺栓連接，具有很大剛性，實際桁架節(jié)點(diǎn)為焊縫、鉚釘或螺栓連接，具有很大剛性，接近于剛接，各桿件將接近于剛接，各桿件將既受軸心力又受彎矩既受軸心力又受彎矩。但是，普通鋼。但是，普通鋼桁架中各桿件截面高度一般都小于其長度的桁架中各桿件截面高度一般都小于其長度的115(對腹桿對腹桿)和和110(對弦桿對弦桿)，抗彎剛度較小，因而在節(jié)點(diǎn)荷載作用下按剛，抗彎剛度較小，因而在節(jié)點(diǎn)荷載作用下按剛接桁架桿算得的桿件彎矩接桁架桿算得的桿件彎矩M常比較小，而軸心力常比較小，而軸心力N與鉸接情與鉸接情況計算結(jié)果相差很小，故一般都按鉸接桁架計算。況計算結(jié)

32、果相差很小，故一般都按鉸接桁架計算。 由于存在彎曲應(yīng)力，按剛接桁架計算的桿件應(yīng)力將比鉸由于存在彎曲應(yīng)力，按剛接桁架計算的桿件應(yīng)力將比鉸接桁架有所增加，加大部分稱為次應(yīng)力。接桁架有所增加，加大部分稱為次應(yīng)力。對于少數(shù)荷載較重對于少數(shù)荷載較重的桁架，當(dāng)桿件截面高度超過其長度的的桁架，當(dāng)桿件截面高度超過其長度的110時，次應(yīng)力常時，次應(yīng)力?？蛇_(dá)主應(yīng)力的可達(dá)主應(yīng)力的1030%。必要時可作計算。必要時可作計算。第63頁/共156頁 (1)各桿件的軸線均居于同一平面內(nèi)且相交于節(jié)點(diǎn)中心各桿件的軸線均居于同一平面內(nèi)且相交于節(jié)點(diǎn)中心； (2)各節(jié)點(diǎn)均視為鉸接各節(jié)點(diǎn)均視為鉸接，忽略實際節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的次應(yīng)力；，忽略實際

33、節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的次應(yīng)力； (3)荷載均作用于桁架平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)上，因此各桿只受軸荷載均作用于桁架平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)上，因此各桿只受軸向力作用向力作用。對作用于節(jié)間處的荷載需按比例分配到相近。對作用于節(jié)間處的荷載需按比例分配到相近的左、右節(jié)點(diǎn)上，但計算上弦桿時，應(yīng)考慮局部彎曲影的左、右節(jié)點(diǎn)上，但計算上弦桿時，應(yīng)考慮局部彎曲影響；響；第64頁/共156頁計算內(nèi)力系數(shù)1/21111/2計算出圖示半跨單位荷載作用下的內(nèi)力，稱為各桿件計算出圖示半跨單位荷載作用下的內(nèi)力，稱為各桿件的的內(nèi)力系數(shù)內(nèi)力系數(shù)。利用內(nèi)力系數(shù)可以求出實際荷載作用下的內(nèi)。利用內(nèi)力系數(shù)可以求出實際荷載作用下的內(nèi)力。力。ABCD第65頁/共156頁11

34、111/21111/21111/21/21/21111/2第66頁/共156頁11111/21111/21111/21/21/21111/2ABCDA1B1C1D1A2B2C2D2NAB=NA1B1+NA2B2NC1D1=NA2B2NAB=NA1B1+NC1D1第67頁/共156頁1. 桁架平面內(nèi)的計算長度lox 桁架按理想鉸接節(jié)點(diǎn)考慮時，各桿件兩端接近不動餃接，桁架按理想鉸接節(jié)點(diǎn)考慮時，各桿件兩端接近不動餃接，桿件在衍架平面內(nèi)的計算長度大致為桿件在衍架平面內(nèi)的計算長度大致為loxl， l為桿件幾何長為桿件幾何長度，即節(jié)點(diǎn)中心間距離。度，即節(jié)點(diǎn)中心間距離。第68頁/共156頁實際桁架的節(jié)點(diǎn)按近

35、于剛接，桿件受壓失穩(wěn)將受到相鄰實際桁架的節(jié)點(diǎn)按近于剛接，桿件受壓失穩(wěn)將受到相鄰桿件的影響和制約。如相鄰桿件中有較多拉桿，尤其是截面桿件的影響和制約。如相鄰桿件中有較多拉桿，尤其是截面粗、拉力大的拉桿時，將約束該桿失穩(wěn)時的端部轉(zhuǎn)動粗、拉力大的拉桿時，將約束該桿失穩(wěn)時的端部轉(zhuǎn)動(稱為嵌稱為嵌固作用固作用)，從而提高其整體穩(wěn)定性而可將，從而提高其整體穩(wěn)定性而可將l 乘以乘以1的計算長度的計算長度系數(shù)作折減。系數(shù)作折減。第69頁/共156頁 梯形桁架的弦桿、支座豎桿和支座斜桿，兩端相對約束較小，可偏安全地視為鉸接，在桁架平面內(nèi)的計算長度可取節(jié)點(diǎn)間的軸線長度，即：其它腹桿，雖然在上弦節(jié)點(diǎn)處因拉桿少，嵌固

36、作用不大，但下弦節(jié)點(diǎn)處相連拉桿較多;且拉力大，拉桿的剛度亦大，嵌固作用較大，因此其桁架平面內(nèi)的計算長度可?。?第70頁/共156頁a弦桿：弦桿在桁架平面外的計算長度，應(yīng)取弦桿側(cè)向支弦桿：弦桿在桁架平面外的計算長度，應(yīng)取弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離承點(diǎn)間的距離l1，即，即loyl1。弦桿側(cè)向支承點(diǎn)一般是指。弦桿側(cè)向支承點(diǎn)一般是指桁架水平支撐或垂直支撐的連接節(jié)點(diǎn)，或由這些節(jié)點(diǎn)靠桁架水平支撐或垂直支撐的連接節(jié)點(diǎn)，或由這些節(jié)點(diǎn)靠系桿或檁條延伸的連接節(jié)點(diǎn)。系桿或檁條延伸的連接節(jié)點(diǎn)。2. 桁架平面外的計算長度loy第71頁/共156頁 無檁體系屋蓋中的上弦桿上直接放置鋼筋混凝土大型屋面板時，保證大型屋面板與上弦

37、三點(diǎn)可靠焊接，使大型屋面板能起支撐作用，可取兩塊大型屋面板的寬度，即 ； 若不能保證三點(diǎn)可靠焊接，則認(rèn)為大型屋面板只能起到剛性系桿作用，計算長度 仍取支撐點(diǎn)間的距離;第72頁/共156頁平面外的計算長度loy桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離距離l1通?？蛇_(dá)桁架平面內(nèi)節(jié)通常可達(dá)桁架平面內(nèi)節(jié)間長度間長度l的的2倍，各節(jié)間的軸心倍，各節(jié)間的軸心力常不相等。對各節(jié)間軸心壓力常不相等。對各節(jié)間軸心壓力不相等的受壓弦桿，桁架平力不相等的受壓弦桿，桁架平面外的計算長度可對面外的計算長度可對l1略作折略作折減，按下式：減，按下式：取0.5l1第73頁/共156頁 較大的壓力，計算時取正值； 較

38、小的壓力或拉力,計算時壓力取正值,拉力取負(fù)值; 第74頁/共156頁b一般腹桿：一般腹桿： 一般腹桿在兩端與其它桿件相連，由于節(jié)點(diǎn)板一般腹桿在兩端與其它桿件相連，由于節(jié)點(diǎn)板(有時不用有時不用節(jié)點(diǎn)板節(jié)點(diǎn)板)在桁架平面外幾乎沒有剛性，近乎鉸接，故取在桁架平面外幾乎沒有剛性，近乎鉸接，故取loyl。第75頁/共156頁3. 斜平面計算長度lo 對于雙角鋼組成的十字形截面和單角鋼截面腹桿,截面主軸不在桁架平面內(nèi)，桿件可能繞截面較小主軸發(fā)生斜平面內(nèi)失穩(wěn)。此時，在桁架下弦節(jié)點(diǎn)處尚可起到一定的嵌固作用，故取腹桿斜平面的計算長度。第76頁/共156頁4. 交叉腹桿計算長度 a. 平面內(nèi)計算長度 其平面外的計算

39、長度，當(dāng)按拉桿設(shè)計時，取節(jié)點(diǎn)中心間的距離l(交叉點(diǎn)不作為節(jié)點(diǎn))，當(dāng)按壓桿設(shè)計時，應(yīng)按表取用。十字交叉支撐斜桿的平面內(nèi)計算長度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心到交叉點(diǎn)間的距離；b. 平面外計算長度第77頁/共156頁交叉腹桿平面外的計算長度：相交的另一桿受拉，此拉桿在交叉點(diǎn)中斷，但以節(jié)點(diǎn)板搭接桿件相交情況計算長度桿件類別相交的另一桿受壓，兩桿在交叉點(diǎn)均不中斷壓桿相交的另一桿受壓，此另一桿在交叉點(diǎn)中斷，但以節(jié)點(diǎn)板搭接相交的另一桿受拉，兩桿在交叉點(diǎn)均不中斷第78頁/共156頁 N為所計算桿的內(nèi)力，N0為相交另一桿的內(nèi)力，均為絕對值。兩桿均受壓時，取N0 N，兩桿截面應(yīng)相同。5. 施工階段不對稱吊裝屋面板 6. 桿件容許

40、長細(xì)比 屋架上弦桿平面外計算長度N2最小設(shè)計桿力 N1最大設(shè)計桿力 壓為正半跨長度第79頁/共156頁桁架桿件截面型式應(yīng)根據(jù)用料經(jīng)濟(jì)、連接構(gòu)造簡單和桁架桿件截面型式應(yīng)根據(jù)用料經(jīng)濟(jì)、連接構(gòu)造簡單和具有必要的強(qiáng)度、剛度等要求確定。一般桁架中全部或多具有必要的強(qiáng)度、剛度等要求確定。一般桁架中全部或多數(shù)桿件為軸心受力桿件，應(yīng)盡量使桿件在桁架平面內(nèi)和平數(shù)桿件為軸心受力桿件，應(yīng)盡量使桿件在桁架平面內(nèi)和平面外的長細(xì)比相接近，這樣剛度和穩(wěn)定好而鋼材省。面外的長細(xì)比相接近，這樣剛度和穩(wěn)定好而鋼材省。等穩(wěn)等穩(wěn)定原則定原則第80頁/共156頁常用截面型式見圖；普通鋼桁架中主要用雙等邊或不常用截面型式見圖；普通鋼桁架

41、中主要用雙等邊或不等邊角鋼等邊角鋼T形截面，個別桿件用雙等邊角鋼十形截面，支撐形截面，個別桿件用雙等邊角鋼十形截面，支撐和輕型桁架的某些桿件可用單角鋼截面。雙角鋼和輕型桁架的某些桿件可用單角鋼截面。雙角鋼T形截面的形截面的回轉(zhuǎn)半徑約為回轉(zhuǎn)半徑約為ix0.3h，iy0.21b；不等邊角鋼的邊長比約為；不等邊角鋼的邊長比約為1.551.6，由此得截面，由此得截面iy / ix比值大致如圖。比值大致如圖。iy / ix =1.31.7iy / ix =2.63.0iy / ix =0.751.1 iy / ix =1.0第81頁/共156頁1. 桿件的截面形式上弦桿上弦桿可采用雙不等肢角鋼短邊相并可

42、采用雙不等肢角鋼短邊相并的的T形截面，形截面，寬大的翼緣有利放置檁條或屋面板；較大的側(cè)向剛度也有寬大的翼緣有利放置檁條或屋面板；較大的側(cè)向剛度也有利于運(yùn)輸和吊裝的穩(wěn)定要求。利于運(yùn)輸和吊裝的穩(wěn)定要求。1）上弦桿墊板第82頁/共156頁在一般支撐布置下，在一般支撐布置下，loy2lox；為滿足；為滿足xy；應(yīng)使；應(yīng)使iy2ix，當(dāng)有節(jié)間荷載時當(dāng)有節(jié)間荷載時，為提高桿件截面平面內(nèi)抗彎能力，宜采用，為提高桿件截面平面內(nèi)抗彎能力，宜采用雙等肢角鋼或長邊相并的兩不等肢角鋼雙等肢角鋼或長邊相并的兩不等肢角鋼T形截面。形截面。墊板第83頁/共156頁 下弦桿可采用雙等肢角鋼或兩不等肢角鋼短肢相并的下弦桿可采用

43、雙等肢角鋼或兩不等肢角鋼短肢相并的T形截面，以提高側(cè)向剛度，利于滿足運(yùn)輸、吊裝的剛度形截面，以提高側(cè)向剛度，利于滿足運(yùn)輸、吊裝的剛度要求，且便于與支撐側(cè)面連接。下弦桿截面主要由強(qiáng)度條要求，且便于與支撐側(cè)面連接。下弦桿截面主要由強(qiáng)度條件決定，尚應(yīng)滿容許長細(xì)比要求。件決定，尚應(yīng)滿容許長細(xì)比要求。2）下弦桿墊板第84頁/共156頁端斜腹桿可采用端斜腹桿可采用兩不等肢角鋼長邊相并兩不等肢角鋼長邊相并的的T形截面，形截面，其計算長度其計算長度loy=lox=l；iy / ix=1.0。當(dāng)桿件短或內(nèi)力小時。當(dāng)桿件短或內(nèi)力小時可采用雙等肢角鋼可采用雙等肢角鋼T形截面。形截面。 4）其它腹桿其它腹桿均其它腹桿

44、均宜采用雙等邊角宜采用雙等邊角鋼鋼T形截面；形截面；豎桿可采用雙等肢豎桿可采用雙等肢十字形截面十字形截面，以利于與垂直支，以利于與垂直支撐連接和防止吊裝時連接面錯撐連接和防止吊裝時連接面錯位。位。3）端斜腹桿第85頁/共156頁2. 節(jié)點(diǎn)板和填板普通鋼板中的應(yīng)力十分復(fù)雜，通常不作屋架雙角鋼截普通鋼板中的應(yīng)力十分復(fù)雜，通常不作屋架雙角鋼截面的桿件，在節(jié)點(diǎn)處以節(jié)點(diǎn)扳連接。節(jié)點(diǎn)計算，根據(jù)工程面的桿件，在節(jié)點(diǎn)處以節(jié)點(diǎn)扳連接。節(jié)點(diǎn)計算，根據(jù)工程經(jīng)驗查表確定其厚度。經(jīng)驗查表確定其厚度。填板厚度同節(jié)點(diǎn)板厚度。填板厚度同節(jié)點(diǎn)板厚度。填板厚度同節(jié)點(diǎn)板厚，寬度一般取4060mm,長度?。篢形截面比角鋼肢寬大101

45、5mm;十字形截面則由角鋼肢尖兩側(cè)各縮進(jìn)1015mm。 第86頁/共156頁中間節(jié)點(diǎn)板均采用一種厚度，支座節(jié)點(diǎn)板由于受力大很重要，厚度比中間的增大2mm。節(jié)點(diǎn)板的厚度對于梯形普通鋼桁架等可按受力最大的腹桿內(nèi)力確定，對于三角形普通鋼桁架則按其弦桿最大內(nèi)力確定。Q235第87頁/共156頁填板間距填板間距l(xiāng)d，對壓桿取對壓桿取ld40i；對拉桿?。粚瓧U取ld80i，對對T形形截面截面i為為一個角鋼一個角鋼對平行于墊板的自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；對十對平行于墊板的自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；對十字形截面字形截面i為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。墊板數(shù)在壓桿的兩個為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。墊板數(shù)在壓桿的兩個側(cè)向固定

46、點(diǎn)間側(cè)向固定點(diǎn)間不宜少于兩塊不宜少于兩塊。T形截面比角鋼肢寬大形截面比角鋼肢寬大1015mm;十字形截面則由角鋼肢尖兩側(cè)各縮進(jìn)十字形截面則由角鋼肢尖兩側(cè)各縮進(jìn)1015mm。 ldld第88頁/共156頁3. 桿件截面選擇 選擇截面應(yīng)考慮要求：(1) 應(yīng)選用相同截面積下寬肢薄壁角鋼，增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，這對壓桿尤為重要。(2) 角鋼規(guī)格不宜小于L454或 L56 36 4。 有螺栓孔時，角鋼的肢寬須滿足 附錄10的要求。放置屋面板時，上弦角鋼水平肢寬須滿足擱置尺寸要求 。(3) 一榀桁架的角鋼規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，宜調(diào)整到不超過57種。 同時應(yīng)盡量避免使用同一肢寬而厚度相差不大的角鋼，同一種規(guī)格的厚度

47、之差不宜小于2mm，以便施工時辨認(rèn)。第89頁/共156頁軸心受拉桿件應(yīng)按強(qiáng)度條件計算桿件需要的凈截面面積：軸心受拉桿件應(yīng)按強(qiáng)度條件計算桿件需要的凈截面面積：AnNf；軸心受壓桿件應(yīng)按整體穩(wěn)定性條件計算桿件需要的毛截軸心受壓桿件應(yīng)按整體穩(wěn)定性條件計算桿件需要的毛截面面積：面面積：AN(A)； 壓彎或拉彎桿件，當(dāng)上弦桿或下弦壓彎或拉彎桿件，當(dāng)上弦桿或下弦桿受節(jié)間荷載時，桿件同時承受軸心力和局部彎矩作用，應(yīng)桿受節(jié)間荷載時，桿件同時承受軸心力和局部彎矩作用，應(yīng)按壓彎或拉彎構(gòu)件計算、通常采用試算法初步估算截面，然按壓彎或拉彎構(gòu)件計算、通常采用試算法初步估算截面，然后再驗算其強(qiáng)度和剛度，對壓彎構(gòu)件尚應(yīng)驗算

48、彎矩作用平面后再驗算其強(qiáng)度和剛度，對壓彎構(gòu)件尚應(yīng)驗算彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性。內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性。 4. 桿件截面計算(4) 桁架弦桿一般沿全跨采用等截面，但對跨度大于24m的三角形桁架和跨度大于30m的梯形桁架，可根據(jù)內(nèi)力變化改變弦桿截面，但在半跨內(nèi)只宜改變一次，且只改變肢寬而保持厚度不變，以便拼接的構(gòu)造處理。第90頁/共156頁軸心壓桿可由穩(wěn)定條件確定所需的截面面積。 先假定長細(xì)此(弦桿一般取=60100，腹桿一般取=80120)，由查 ，A，同時計算，選擇角鋼，根據(jù)所選用角鋼的實際截面積A，回轉(zhuǎn)半徑 ，按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗算。不滿足，可重新計算或在原選擇的截面的基

49、礎(chǔ)上改選角鋼驗算。第91頁/共156頁內(nèi)力很小或按構(gòu)造設(shè)置的桿件，可按容許長細(xì)比選擇構(gòu)內(nèi)力很小或按構(gòu)造設(shè)置的桿件，可按容許長細(xì)比選擇構(gòu)件的截面。首先計算截面所需的回轉(zhuǎn)半徑：件的截面。首先計算截面所需的回轉(zhuǎn)半徑：ixlox ，iyloy ，或，或iminlo 。yz再根據(jù)所需的再根據(jù)所需的ix、iy 、 imin，查角鋼規(guī)格表選角鋼，確，查角鋼規(guī)格表選角鋼，確定截面。定截面。第92頁/共156頁節(jié)點(diǎn)的設(shè)計傳力明確、可靠構(gòu)造簡單制造、安裝方便等第93頁/共156頁 (1) 桿件的重心線，原則上應(yīng)與桁架計算簡圖中的幾何軸線重合，以避免桿件偏心受力，但為制作方便，實際焊接桁架中通常把角鋼背外表面到重心

50、線的距離取為5mm的倍數(shù)；當(dāng)弦桿截面改變時，應(yīng)使角鋼的肢背齊平，以便于拼接和放置屋面構(gòu)件；當(dāng)節(jié)點(diǎn)板兩側(cè)角鋼因截面變化引起形心軸線錯開時，應(yīng)取兩軸線的中線作為弦桿的共同軸線以減少偏心影響。第94頁/共156頁(2)在節(jié)點(diǎn)板處弦桿與腹桿，或腹桿與腹桿之間應(yīng)留有在節(jié)點(diǎn)板處弦桿與腹桿，或腹桿與腹桿之間應(yīng)留有20mm的空隙，動載時的空隙，動載時50mm以利于拼接和施焊，且避免以利于拼接和施焊，且避免因焊縫過于密集而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)板鋼材變脆。因焊縫過于密集而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)板鋼材變脆。 第95頁/共156頁角鋼端部的切割一般應(yīng)與軸線垂直，為了減小節(jié)點(diǎn)板尺角鋼端部的切割一般應(yīng)與軸線垂直，為了減小節(jié)點(diǎn)板尺寸，可將其一肢斜切

51、，但不得采用將一肢完全切割的斜切。寸，可將其一肢斜切，但不得采用將一肢完全切割的斜切。（3）節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)力求簡單規(guī)整，盡量減小切割邊）節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)力求簡單規(guī)整，盡量減小切割邊數(shù)數(shù)宜用矩形、有兩個直角的梯形或平行四邊形宜用矩形、有兩個直角的梯形或平行四邊形。節(jié)點(diǎn)板。節(jié)點(diǎn)板不許有凹角，以防產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。不許有凹角，以防產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。第96頁/共156頁計算好的各腹桿與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫尺寸，進(jìn)行焊縫布置并繪于圖上，而后定出節(jié)點(diǎn)板的外形。 確定節(jié)點(diǎn)板外形時，要注意沿焊縫長度方向應(yīng)多留約 2hf的長度以考慮施焊時的焊口，垂直于焊縫長度方向應(yīng)留出1015mm的焊縫位置第97頁/共156頁節(jié)點(diǎn)

52、板邊緣與桿件軸線間的夾角。不宜小于節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線間的夾角。不宜小于15，且節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)盡量使連接焊縫中心受力。節(jié)點(diǎn)板且節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)盡量使連接焊縫中心受力。節(jié)點(diǎn)板應(yīng)伸出上弦桿角鋼肢背應(yīng)伸出上弦桿角鋼肢背1015mm，以利施焊；也可將，以利施焊；也可將節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)弦桿角鋼背，稱為塞焊縫連接。節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)弦桿角鋼背，稱為塞焊縫連接。第98頁/共156頁(4)根據(jù)已有節(jié)點(diǎn)板的尺寸，布置弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫。當(dāng)弦桿在節(jié)點(diǎn)處改變截面，則還應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處設(shè)計弦桿拼接。 (5)繪制節(jié)點(diǎn)大樣，確定節(jié)點(diǎn)上需標(biāo)明的尺寸，為繪制施工詳圖時提供必要的數(shù)據(jù)。第99頁/共156頁 節(jié)點(diǎn)設(shè)計首先應(yīng)按各桿件的截面形式確定

53、節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式，節(jié)點(diǎn)設(shè)計首先應(yīng)按各桿件的截面形式確定節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式，根據(jù)腹板內(nèi)力確定連接焊縫的根據(jù)腹板內(nèi)力確定連接焊縫的焊腳尺寸和焊縫長度焊腳尺寸和焊縫長度，然后按所，然后按所需的焊縫長度和桿件之間的空隙，適當(dāng)考慮制造裝配誤差，確需的焊縫長度和桿件之間的空隙，適當(dāng)考慮制造裝配誤差，確定節(jié)點(diǎn)板的合理形狀和尺寸。最后驗算弦桿和節(jié)點(diǎn)板的連接焊定節(jié)點(diǎn)板的合理形狀和尺寸。最后驗算弦桿和節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫?？p。 桁架桿件與節(jié)點(diǎn)板間的連接，通常采用角焊縫連接形式，桁架桿件與節(jié)點(diǎn)板間的連接，通常采用角焊縫連接形式，對角鋼桿件一般采用角鋼背和角鋼尖部位的側(cè)焊縫連接對角鋼桿件一般采用角鋼背和角鋼尖部位的側(cè)焊縫連接；

54、必必要時也可采用三面圍焊縫連接。要時也可采用三面圍焊縫連接。節(jié)點(diǎn)板的尺寸應(yīng)能保證所需節(jié)點(diǎn)板的尺寸應(yīng)能保證所需角焊縫的布置要求。角焊縫的布置要求。第100頁/共156頁1. 上弦節(jié)點(diǎn)1）上弦節(jié)點(diǎn)中腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長度肢背 肢尖 第101頁/共156頁2）有檁屋蓋中的桁架上弦節(jié)點(diǎn) 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫除承受弦桿節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)間的內(nèi)力差 外， 還承受由檁條傳給上弦桿節(jié)點(diǎn)荷載。檁托的存在，節(jié)點(diǎn)板無法伸出角鋼背，縮進(jìn) 在計算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時，考慮上弦桿內(nèi)力差與集中荷載的共同作用。對焊縫的計算：第102頁/共156頁(a) 肢背的焊縫承受節(jié)點(diǎn)荷載P。焊縫按兩條 為節(jié)點(diǎn)板厚度）的角焊縫計算，屋面

55、傾角為 ，角焊縫的下列計算公式得出： 第103頁/共156頁第104頁/共156頁式中， 是豎向節(jié)點(diǎn)荷載對焊縫長度中點(diǎn)的偏心距所引起的力矩, 是考慮到焊縫的質(zhì)量不易保證，而將角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值降低20%。當(dāng)荷載P對槽焊縫長度中點(diǎn)的偏心距較小可略去不計時；當(dāng)為梯形桁架、屋面坡度為1/12時，簡化為第105頁/共156頁(b) 肢尖的焊縫弦桿角鋼肢尖的兩條角焊縫承擔(dān) 和由于 與肢尖焊縫的偏心距e而產(chǎn)生的 。由此可確定肢尖焊縫所需的焊腳尺寸 ，計算公式為 第106頁/共156頁上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫除承受弦桿節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)間的內(nèi)力差，還承受節(jié)點(diǎn)荷載。在計算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時，考慮上弦桿內(nèi)力差與集中

56、荷載的共同作用。無檁屋架的上弦節(jié)點(diǎn)。無檁屋架上弦桿一般坡度較小，節(jié)點(diǎn)承受大型屋面板傳來的集中荷載Q和弦桿的內(nèi)力差N的作用，且Q與N接近垂直作用，因一般情況下，焊縫長且偏心小，故Q的偏心影響可忽略。3）大型屋面板屋蓋上弦節(jié)點(diǎn)（坡度小）第107頁/共156頁節(jié)點(diǎn)板伸出弦桿角鋼背節(jié)點(diǎn)板伸出弦桿角鋼背1015mm。第108頁/共156頁2. 下弦節(jié)點(diǎn)1）下弦節(jié)點(diǎn)腹桿與節(jié)點(diǎn)板 的連接焊縫計算 與上弦節(jié)點(diǎn)相同 2）弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫, a)當(dāng)節(jié)點(diǎn)上無外荷載時,僅承受下弦相鄰節(jié)間的 內(nèi)力差,一般較小,焊腳尺寸由構(gòu)造要求而定。 第109頁/共156頁b)當(dāng)節(jié)點(diǎn)上有集中荷載作用時,下弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫

57、按下式計算 下弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按下式計算第110頁/共156頁3. 屋脊拼接節(jié)點(diǎn) 屋架一般在工廠制成兩半，工地拼接后再安裝就位。工屋架一般在工廠制成兩半，工地拼接后再安裝就位。工廠制造時節(jié)點(diǎn)板和中央豎桿屬于左半桁架，焊縫在車間施焊；廠制造時節(jié)點(diǎn)板和中央豎桿屬于左半桁架，焊縫在車間施焊；節(jié)點(diǎn)板與右方桿件的焊縫為工地施焊，稱為節(jié)點(diǎn)板與右方桿件的焊縫為工地施焊，稱為安裝焊縫安裝焊縫。第111頁/共156頁屋架弦桿的拼接有工廠拼接和工地拼接兩種。屋架弦桿的拼接有工廠拼接和工地拼接兩種。弦桿的拼接一般用連接角鋼。拼接時通過安裝螺栓定位弦桿的拼接一般用連接角鋼。拼接時通過安裝螺栓定位和夾緊所連接的

58、弦桿然后再施焊。和夾緊所連接的弦桿然后再施焊。thf5mm第112頁/共156頁連接角鋼為便于施焊須鏟去角鋼背棱角，連接角鋼為便于施焊須鏟去角鋼背棱角，并采用與被并采用與被連接件相同的截面連接件相同的截面，連接角鋼的豎肢應(yīng)切去寬度為，連接角鋼的豎肢應(yīng)切去寬度為thf5mm，t為連接角鋼的厚度為連接角鋼的厚度hf為拼接角焊縫厚度。為拼接角焊縫厚度。割棱切肢引起的截面削弱不宜超過原截面的割棱切肢引起的截面削弱不宜超過原截面的15，并，并由節(jié)點(diǎn)板和填板補(bǔ)償。由節(jié)點(diǎn)板和填板補(bǔ)償。thf5mm第113頁/共156頁1）上弦桿與拼接角鋼連接的計算:拼接角鋼為獨(dú)立零件，左、右兩半屋架工地拼接后，拼接角鋼為獨(dú)

59、立零件，左、右兩半屋架工地拼接后，再將拼接角鋼與左右兩半榀屋架的弦桿焊接。為便于安裝再將拼接角鋼與左右兩半榀屋架的弦桿焊接。為便于安裝就位節(jié)點(diǎn)板與右方腹桿間應(yīng)設(shè)一個安裝螺接連接；拼接就位節(jié)點(diǎn)板與右方腹桿間應(yīng)設(shè)一個安裝螺接連接；拼接角鋼應(yīng)與左、右弦桿間設(shè)角鋼應(yīng)與左、右弦桿間設(shè)2個安裝螺栓固定夾緊。個安裝螺栓固定夾緊。第114頁/共156頁2）上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接計算 對一般上弦拼接節(jié)點(diǎn)，上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫對一般上弦拼接節(jié)點(diǎn)，上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫可根據(jù)集中力可根據(jù)集中力Q計算；計算；對于脊節(jié)點(diǎn)處，則需承受接頭兩側(cè)弦對于脊節(jié)點(diǎn)處，則需承受接頭兩側(cè)弦桿的豎向分力及節(jié)點(diǎn)荷裁桿的豎向分力及節(jié)

60、點(diǎn)荷裁Q的合力。的合力。第115頁/共156頁計算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時。 假定節(jié)點(diǎn)荷載由上弦角鋼肢背處的焊縫承受,按 計算。 上弦角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按上弦內(nèi)力的15%計算,并考慮此力產(chǎn)生的彎矩。第116頁/共156頁 第117頁/共156頁上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫的計算 節(jié)點(diǎn)處上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫共有節(jié)點(diǎn)處上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫共有8條焊縫，條焊縫，每條焊縫的長度可按下式計算：每條焊縫的長度可按下式計算： 上弦桿的水平分力，應(yīng)由拼接角鋼傳遞D = Q 2Nsin為豎桿中內(nèi)力第118頁/共156頁4.下弦桿的拼接節(jié)點(diǎn) 下弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)下弦桿的拼接節(jié)點(diǎn) 的連接與工作原理同上弦