鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)天津大學鋼結(jié)構(gòu)教研室本章主要內(nèi)容：1. 結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置2. 普通鋼屋架設(shè)計3. 橫向框架及框架柱設(shè)計吊車梁結(jié)構(gòu)體系1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(1(2)鋼屋架-支撐構(gòu)-吊車梁制動梁托架圖單層鋼結(jié)構(gòu)廠房1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)體系橫向平面框架縱向平面框架屋蓋結(jié)構(gòu)吊車梁結(jié)構(gòu)體系墻架結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)橫向平面框架_由扌匡召牙口扌黃鈕，召勾月t一芳受全瞥卩豎向荷載和橫向水平荷載縱向平面框架-由框架柱. 柱間支撐.吊車梁等構(gòu)成-承受全部縱向水平荷載1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置屋蓋結(jié)構(gòu)_由扌黃鋼屋蓋支撐、天r、支撐.托架和標條等構(gòu)成-芳受屋蓋豎向荷載吊車梁結(jié)構(gòu)體系-由吊車梁和制

2、動系統(tǒng)構(gòu)成-承受吊車豎向荷載和吊車水平荷載支撐系統(tǒng)_由屋蓋支撐、柱間支撐和天支撐等構(gòu)成-保證結(jié)構(gòu)空間剛 度弄口穩(wěn)定丿I生墻架結(jié)構(gòu)-由墻架/抗風柱等構(gòu)成承受山墻墻體重量和墻面風荷載單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量-廠房類型（吊車起重量/軌頂標高）輕型 3580kg/m2中型 75170kg/m2重型 200400kg/m2-主要構(gòu)件用鋼量百分比框架柱30%50%鋼屋架10%40%吊車梁15%35%結(jié)構(gòu)形式與布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置屋蓋結(jié)構(gòu)型式墻架布置橫向框架形式支撐體系吊車梁系統(tǒng)布置/橫向框架弄口縱向框架的柱形成柱網(wǎng)柱網(wǎng)布置考慮因素-工藝要求地上設(shè)備/地下設(shè)備/功另皂變動-結(jié)

3、構(gòu)要求所有柱列采用相等柱間距/設(shè)置托架（標準化）-濟要求縱向柱距6m/方案比選- 壬士士 ±6一一一 一一一 一一一Jut w -±6圖22柱網(wǎng)布置但）柱距相等；（b）柱距不等1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置溫度縫設(shè)置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置一結(jié)構(gòu)溫度變形AL = a-AZ-溫度變形受到約束產(chǎn)生溫L度應(yīng)力1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置-設(shè)置溫度縫（橫向/縱向）釋放溫度變形 減小溫度應(yīng)力溫度區(qū)段長度限值表結(jié)構(gòu)情況縱向溫度區(qū)段橫向溫度區(qū)段柱頂為剛接柱頂為較接采暖房屋和非采220111120m150in暖地區(qū)的房屋熱車間和采暖地 區(qū)的非采暖房屋18

4、0m100m125in露天結(jié)構(gòu)120m橫向溫度縫縱向溫度縫圖23橫向與縱向溫度縫的設(shè)置$無$無柱網(wǎng)布置$無$無-橫向溫度縫在溫度纟逢兩狽殳置兩棍橫向框架軸線定位板鐵支座/活動支座(a)溫度縫處單軸線；(b)溫度縫處雙軸線圖24橫向溫度縫處柱的布置02-5板較溫度縫10-121 柱子；2屋架上弦桿；3T形連接件端板圖2-10塑性較頂視圖1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置/和橫梁. 鋼扌勾扌黃向4*橫向框架形式I橫向框架種類-按連接方式* 至交扌妾 4/網(wǎng) iJ 扌妾網(wǎng) i!扌妾-按框架跨數(shù)單跨/雙跨/多跨圖26(a)單跨77T77T(b)多跨餃接框架的計算簡圖(a)(b)圖27剛接框架的計算簡圖(a)單跨;

5、(b)雙跨2-8上剛接下懸臂式框架 計算簡圖1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置橫向框架形式I鐵接框架和剛接框架_ 扌妾柱腳彎矩大；橫向剛度差;受力明確,1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置算簡單；安裝方便；對基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性強_岡ll扌妾41至召呂柱腳彎矩小；橫向剛度好;構(gòu)造麻煩；對基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性差屋蓋結(jié)構(gòu)形式無標體系-在屋架上直接設(shè)置大型鋼 筋混凝土屋面板-屋架間距二屋面板跨度 (6m/12m)-橫向剛度大/整體性好/構(gòu)造簡單/耐久性好/構(gòu)件種類少/工期短-屋面自 重大，結(jié)構(gòu)用鋼量大，抗震不利1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置屋蓋結(jié)構(gòu)形式 有標體系_屋架上設(shè)置標條，標條上鋪設(shè)輕型屋面材料-屋架間 距二標條跨度

6、-標條間距二屋面板跨度-結(jié)構(gòu)用 鋼量省/運輸安裝方便-屋蓋體系構(gòu)件較多/構(gòu)造復雜/剛度較差S2-11無楝屋蓋體系圖2-1有擦屋蓋體系結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置屋蓋結(jié)構(gòu)形式屋蓋結(jié)構(gòu)選型與布置-應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝/建筑造型/材料供應(yīng)/施 工身皂力/生產(chǎn)維修等_屋架間距根據(jù)屋面材料確定,屋架結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量統(tǒng)一，可設(shè)托架/中間屋架_屋架/托架應(yīng)采用 看亍架式,標條_般為實腹式-屋蓋應(yīng)設(shè)置支撐，保證結(jié)構(gòu) 剛度和穩(wěn)定性考慮施工要求，方便施工，縮短工期-屋蓋結(jié)構(gòu) 在運輸/安裝 中采取 臨時加措施/屋蓋支撐和柱間支撐等構(gòu)成支撐體系支撐體系支撐的作用-增大結(jié)構(gòu)縱向剛度，承擔縱向水平荷載-增大結(jié)構(gòu)橫向剛度，協(xié)調(diào)橫向框架受

7、力-減小屋架弦桿/框架柱的平面外計算長度-維持托架及中間屋架的穩(wěn)定性-保證安裝過程中 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止傾倒-增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度托架2-13支撐作用分析1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置支撐體系屋蓋支撐平面屋架+標條+屋面板+屋蓋支撐構(gòu)成1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置有空間剛度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系-兩端相鄰兩棍屋架間設(shè)置支撐，其余屋架通過系桿或標條與之木連，縱向長度較大時，中間應(yīng)加設(shè)支撐支撐體系屋蓋支撐種類-上弦橫向支撐-下弦橫向支撐-下弦幼V向支撐-豎向支撐（垂直支撐）-系桿r-天窗支撐支撐體系屋蓋支撐布置原則-廠房兩端設(shè)置上、下弦橫向支撐和豎向支 撐-屋架兩邊布置下弦縱向支

8、撐，形成封閉體 系-橫向及豎向支撐間距不應(yīng)超過60m-豎向支撐一般布置在屋架跨中弄口端豎桿平面>6000042-1梯形屋架支撐的典型位置 圖000寸CMI- 000 窩.CT豎向支撐>60000上弦橫向 支撐 系桿下弦橫向/支抹Xlll U I時豎向支撐圖215三角形屋架的支撐布置1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置支撐體系柱間支撐布置 -廠房較高時可分別設(shè)置上柱支撐/下柱支撐 -溫度區(qū)段不很長時，設(shè)置在溫度區(qū)段中部 -溫度區(qū)段較長時，在溫度區(qū)段中部1/3范 圍內(nèi)設(shè)置兩道柱間支撐 -溫度 區(qū)段兩端設(shè)置上柱支撐傳遞山 墻風荷<0.6/2-164 <60m -4-<0.6/柱間支撐

9、的設(shè)置溫度區(qū)段長度1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置支撐體系支撐構(gòu)件的設(shè)計-屋蓋支撐一般按簡支平行弦看亍架計算-柱間支撐可按懸臂平行弦桁架計算構(gòu)件截面可按剛度要求確定-交叉支撐按拉桿設(shè)計-常用截面形式:瑋鋼/鋼（張緊裝置）-斜腹桿與弦桿夾角3060度(b)02-17屋蓋結(jié)構(gòu)豎向支撐(a)交叉式腹桿體系;(b)單斜桿形式腹桿體系圖2-18橫向水平支撐計算簡圖圖2/9支撐節(jié)點構(gòu)造1 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置墻架布置-承受墻體自重/墻面風荷載-柱距X8m時，可不設(shè)墻架柱-墻架柱設(shè)置應(yīng)與橫向支撐節(jié)點對應(yīng)，否 貝!B殳分布梁-端墻墻架不承受屋面豎向 荷載,應(yīng)采用板鐵等柔性連接IB豎向支撐墻架柱A-A墻面圖2-20端墻架的

10、布置（C）H墻架柱 4屋架下弦桿屋架上弦桿 C一丄-板較分布梁墻架柱' 屋架下弦桿板錢分布梁fS2-21端墻墻架柱與屋面支撐的聯(lián)系心）無分布梁；（b）長板餃十分布梁；（c）短板較+分布梁2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架-普通鋼屋架為平面桁架，適用跨度1836m -構(gòu)件一般為雙角鋼組成的T形截面，采用節(jié)-優(yōu)點：取材容易/構(gòu)造簡單/制造安裝方便/ 剛度好-缺點：型鋼板件較厚，屋架用鋼量較大普通鋼屋架的形式-使用要求選型原貝!J屋架夕卜形與曲E水坡度相適應(yīng)-經(jīng)濟要求屋架夕卜形與彎矩圖一致，弦桿內(nèi)力均勻桿件長拉短壓腹桿：數(shù)量少/總長度短/夾角3060度-制作安裝要求節(jié)點少/構(gòu)造簡單/便于分段普通鋼

11、屋架的形式屋架外形-平行弦屋架三角形屋架_ 扌弟一曲拱形屋架S2-22普通鋼屋架的外形2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架的形式平行弦屋架-腹桿等長/桿件類型少/節(jié)點構(gòu)造相同/標準化/工業(yè)化-對E水困 難/看亍架高度未隨彎 矩變化/弦桿內(nèi)力不均勻2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架的形式三角形屋架-腹桿受力小/須£水坡度大-弦桿內(nèi) 力不均勻/與柱較接，剛度差中小跨度.輕型屋面2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架的形式梯形屋架受力性能好/腹桿較短/可與柱剛接曲E水坡度習、2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架的形式梯形屋架一受力性能好-制 作力口工不方便/可改進為 折線形2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架的形式腹桿布置-平行

12、弦屋架：單斜式/菱 形/K形/十字交叉形 -三角形屋架：芬式/單嗣*式 -梯形屋架：人字式/再分式_曲拱形屋架：新月式(b)圖223平行弦桁架的腹桿形式(a)單斜桿式腹桿；(b)菱形腹桿；(c)K形腹桿；(d)十字交叉形腹桿圖 2-24三角形屋架的腹桿形式圖225梯形屋架的腹桿形武（町桁架與柱剛性連接；（b）再分武腹桿(a)新月形式腹桿(b)三角式上弦桿圖 2-26曲拱形屋架的腹桿形式2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架主要尺寸屋架跨度-根據(jù)工藝/使用要求確定-考慮屋面板寬度模數(shù)-常用跨度：12m/15m/18 m/21 m/24m/27 m/3 Om/3 6m2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架主要尺寸屋架

13、高度-根據(jù)經(jīng)濟/剛度/建筑/屋面坡度/運輸條件 等條件確定-三角形屋架：（1/61/4） L-梯形屋架： 跨中（1/101/6） L;端卩1.622m （牟交接）/1.824m （剛接） -運輸高度：3.85m2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架主要尺寸節(jié)間尺寸-上弦節(jié)間尺寸根據(jù)屋面做法確定-無標體系：大型屋面板1.51.8m-有標體系：標條間距0.83.0m-屋面荷載盡量直接作用在上弦節(jié)點上2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架計算分析I計算假定-鋼屋的節(jié)點為節(jié)點剛度引起次應(yīng)力（彎曲應(yīng)力）-桿件軸線在同一平面內(nèi)，匯;交于節(jié)點中丿 才干1*1丿_荷載作用在屋架節(jié)點上，且在屋架平面內(nèi)節(jié)間荷載2 普通鋼屋架設(shè)計普通

14、鋼屋架計算分析荷載類型-永久荷載：結(jié)構(gòu)及屋面自重-可變荷載：屋面活荷/積灰/雪荷/風荷/懸掛吊 車荷載2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架計算分析荷載組合-永久荷載+可變荷載-永久荷載+半跨可變荷載鋼結(jié)構(gòu)自重+半跨屋面板+半跨屋面活荷2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架計算分析荷載計算-屋面荷載匯集到上弦節(jié)點，可按下式計算P = X 弘sQ/cos理-屋架結(jié)構(gòu)自重（kN/m2）按經(jīng)驗公式估算 并作用在上弦節(jié)點：qk =0.117 + 0.011/2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架計算分析荷載計算-吊頂荷載匯集作用在鋼屋架下弦節(jié)點屋面坡度小于30度時,屋蓋芳受風吸力的作用，對結(jié)構(gòu)有利，一般可不考慮，風荷 載很大時或采

15、用對風荷載較為敏感的輕型屋面時，應(yīng)按荷載規(guī)范計算風荷載普通鋼屋架計算分析荷載計算-懸掛吊車荷載根據(jù)其與屋架的連接方式體計算-地震烈度大于9度時，按抗震規(guī)范采用附 加豎向荷載的方式考慮地震荷載。-j1" CL- Cl 卡a “"十 Cl -Q f (t 42 y-樸匚+S圖 2-27節(jié)點荷載匯集簡圖2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架計算分析內(nèi)力分析-按平面桁架計算桿件軸向力:-靜定結(jié)構(gòu);-數(shù)解法（節(jié)點法，截面法）/圖解法。普通鋼屋架計算分析內(nèi)力分析-上弦桿受節(jié)間荷載日九計算局部彎矩:簡支梁端節(jié)間正彎矩0. 8M0, 其它節(jié) 間正、負彎矩0. 6M0-屋架與柱剛接日寸，還應(yīng)計算屋架端

16、彎矩引起的屋架桿件內(nèi)力q（屋面均布荷載）TTTrrirrTTrr irTrnF屋脊節(jié)點d-rdddS2-28局部彎矩計算簡圖圖229屋架端彎矩的作用2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計 桿件計算長度屋架平面內(nèi)：根據(jù)節(jié)點中心距離確定,考慮節(jié)點剛度：壓桿失穩(wěn)時將受到 拉桿的約束（彈性嵌固），拉桿越多， 拉力越大，拉桿線剛度越大，約束作 用越強-屋架平面夕卜側(cè)向支撐點間産巨普通鋼屋架桿件設(shè)計 桿件計算長度屋架平面內(nèi)-受壓（上）弦桿/支座豎桿/端斜桿l0x=l;-其它腹桿l0x=0.81;（與下弦連接的節(jié)點 嵌固作用較大）-下弦桿lOx=l;2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計 桿件計算長度屋架平面外

17、 上弦桿有標體系標條與支撐不連接l°y二1 j 標條與支撐連接 5二11/2 （標條間距）；無標體系屋面板與屋架3點可靠連接時,loy=2B 且v3ni;否則，loy=L-下弦桿1。戶1-腹桿lOy=l （桿件幾何長度）2.普通鋼屋架設(shè)計2.普通鋼屋架設(shè)計圖 2-30屋架桿件的計算長度4-人-4M(a)屋架上弦平面外的計算長度(b)屋架桿件平面內(nèi)的計算長度2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件計算長度-側(cè)向支撐點間距為桿件節(jié)間長度的2倍時, 取桿件內(nèi)力為此二節(jié)間內(nèi)力較大值，桿 件計算長度：lOy= 11(0.75+0.25%/%)且l0y>=0. 5 k_對雙角鋼十字形截面弄

18、口單角鋼截面的腹 桿，斜平面屈曲，I。%二0.91;圖231二節(jié)間壓力不等時屋架弦桿平面外的計算長度圖 2-32兩段壓力不等時的腹 桿平面外的計算長度圖233十字形截面的主軸2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面形式-截面形式選擇的原則是與桿件兩個方向 的計算長度相配合，使桿件兩個方向的 長細 比接近相等，即達到等穩(wěn)定。2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面形式-等邊角鋼T型截面iyU（1.3-1.5）ix，適用于 鋼屋架腹桿；-不等邊角鋼T型截面短肢相連iyU（2.6 2.9）ix, 適用于鋼屋架上下弦桿，平面外 支撐間距為節(jié)間長度的2-3倍；2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計

19、桿件截面形式-不等邊角鋼 T型截面 長肢相連iy (0. 75-1. 0)ix,適用于鋼屋架端豎桿、 端斜桿及有局部彎矩作用的上弦桿;-等邊角鋼 十字截面 iyQix，適用于有 豎向支撐連接的豎腹桿；2 普通鋼屋架設(shè)計Iyyiyy(a)等邊角鋼相并;(b)不等邊角鋼短肢相并;(c)不等邊角鋼長肢相并；(d)等邊角鋼對角布置0 2-34普通鋼屋架桿件截面選擇普通鋼屋架桿件設(shè)計墊板設(shè)置-為使兩個角鋼成為整體，應(yīng)在兩肢間設(shè) 置墊板，墊板長應(yīng)伸出角鋼M15-20mm, 寬60mm, 與節(jié)點板等厚，間距不大于40i （壓桿）和80i （拉桿），且毎根桿件至 少兩塊，十字型截面墊板沿兩個方向交 錯布置。2

20、-35屋架桿件的墊板布置2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計截面規(guī)格-角鋼規(guī)格不宜小于L45 x4/L56x36x4;-角鋼規(guī)格一般選用5-6種。-弦桿盡量采用一種規(guī)格，跨度24m時可 改變截面一次（等肢厚，變肢寬）-屋架中內(nèi)力較小的桿件一般可按剛度要 求選擇截面。2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算軸心拉桿：強度，ncy =</剛度X< 九=25040042 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算軸心壓桿：N穩(wěn)定性 a = 一 < fcpA剛度 Z< Z=l50-200:爭截面強度N a =普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算偏心壓桿： 強度剛度九 九=1

21、50200N |僅 M二 f穩(wěn)定性曲兒(1-O.8N/N&) 742 普通鋼屋架設(shè)計42 普通鋼屋架設(shè)計N | 嘰Mx0/ ©%4普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則a桿件形心線應(yīng)與鋼屋架幾何軸線重合，并匯交于節(jié)點中心，避免偏心引起彎矩；弦桿截面變化時，軸線與桿件形丿線中線重合。偏 心小于5%截面高度時，可忽略；偏心較大時, 應(yīng)計算彎矩，并按匯交桿件線剛度分配，M=(N+N2)幺Mi = M £Ki = *1 XK； 1 L屋架軸線軸牛重心線V桿件重心線圖 2-36弦桿截面改變時的軸線位置圖237弦桿軸線的偏移2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則b.直接支芳大

22、型鋼筋混凝土屋面板的上弓玄角鋼應(yīng)予加強;c.節(jié)點板的外形應(yīng)盡量簡單,矩形/梯形/平行四邊形等d.角鋼端部切割一般垂直于軸線，可切去部 分肢，但不允許完全切去垂直肢；t=10-12t=10-12IS 2-38上弦角鋼直接支承大型屋面板時的加強圖239節(jié)點板的外形不允許S 2-40角鋼端部的切割2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則e節(jié)點中桿件邊緣間距：焊接1020mm, 螺栓5-10mm;f.單斜桿與弦桿連接,注意避免偏心彎矩；g節(jié)點板應(yīng)有足夠的強度和剛度，保證弦桿和 腹桿的內(nèi)力傳遞，同一棍屋架節(jié)點板厚度 相同，厚度6-20mm,支座節(jié)點板+2mm。圖241屋架桿件連接邊纟彖的距離圖2

23、皿2節(jié)點板焊縫位置2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算根據(jù)桿件內(nèi)力確定桿件與節(jié)點板連接焊 縫的焊縫高度和長度，根據(jù)連接焊縫在節(jié) 點板上的 焊縫布置確定節(jié)點板大小。2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算水無節(jié)點荷載的下弦節(jié)點 腹桿與節(jié)點板連接焊縫：承受腹桿軸力弦桿與節(jié)點板連接焊縫：承受弦桿軸力差 （內(nèi)力較4、，可按構(gòu)造設(shè)置焊縫）N、=32 N = K、N N2 = N = KNei +e2勺 + 幺2卄NKh工1工打EEgL OLAzELUOCMSK?EEOAH鎖護擔re寸&普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算*有集中荷載的上弦節(jié)點（無標體系）腹桿與節(jié)點板連接焊縫:

24、承受腹桿軸力上弦桿與節(jié)點板連接焊縫：承受弦桿軸力差及集中荷載（坡度較小，集中力對焊縫偏心忽略）弦桿軸力差：% 二/（2認）% = k.NN /（2仏）集中力:焊縫驗算：、/（刁/0于）+忌ff圖2-44無檳的屋架上弦節(jié)點普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點構(gòu)造與計算*有集中荷載的上弦節(jié)點（有標體系）腹桿與節(jié)點板連接焊縫:承受腹桿軸力上弦桿與節(jié)點板連接焊縫：承受弦桿軸力差. 集中荷載及荷載偏心一起的附加彎矩（坡度較大，集中力對焊縫偏心不能忽略）M = Pe + ANeS2-45有標的屋架上弦節(jié)點普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點構(gòu)造與計算*有集中荷載的上弦節(jié)點（有標體系）集中力P由肢背塞焊縫承受r = P/（2hel

25、J < / 瓦=0.7 2弦桿軸力差及附加 彎矩由 肢尖焊縫承受%=山 /（2 也） = 6M /（2 憂）（%/0了+哦 5 耳2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算*弦桿拼接節(jié)點 傳遞內(nèi)力，保證剛度 工廠拼接：軸力較小節(jié)間；工地拼接：設(shè)在節(jié)點； 采用拼接角鋼，一般為同號角鋼，焊接拼接 前采用定位螺栓定位;2.普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點構(gòu)造與計算*弦桿拼接節(jié)點拼接角鋼切肢切棱角以保證焊縫質(zhì)量及角鋼 密貝占，切肢尺寸：A = f + / + 5mm為減小應(yīng)力集中，如弦桿肢130mm, 應(yīng)斜 切拼接角鋼兩肢；拼接角鋼需彎角時，可熱彎或切肢后冷彎； 拼接角鋼長度由所需

26、焊縫長度確定，且不小 于40-60mni, 被拼接角鋼間應(yīng)留10mm間 隙；2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點構(gòu)造與計算*弦桿拼接節(jié)點 角鋼之間焊縫承受所連接弦桿最大軸力，4條 焊縫均分； 下弦桿與節(jié)點板間焊縫承受15%弦桿最大軸力, 肢尖.肢背焊縫分配； 上弦桿與節(jié)點板間焊縫（屋脊）承受集中荷載P或P2NSin a<c）上弦節(jié)點（d）下弦節(jié)點圖246屋架的拼接節(jié)點普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算*支座節(jié)點 支座節(jié)點由節(jié)點板. 加勁肋. 支座底板及錨 栓構(gòu)成。加勁肋：增強支座節(jié)點側(cè)向剛度和支座底板 剛度，以便更均勻地傳遞支座反力，軸線應(yīng) 與支座反力作用線重合。2.普通鋼屋架設(shè)計普

27、通鋼屋架節(jié)點設(shè)計 節(jié)點構(gòu)造與計算*支座節(jié)點為便于施焊，下弦桿與支座底板間崖巨離h, 應(yīng) 不4、于下弦水平肢寬及130mmo錨栓按構(gòu)造選用，M20-M25,為便于安裝，底 板開大孔，加墊板。2 普通鋼屋架設(shè)計2 普通鋼屋架設(shè)計普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算*支座節(jié)點 底板可采用方形或矩形，：爭截面積q = N/<fcc短邊尺寸N200mm;底板的厚度根據(jù)底板承受的彎矩確定,且 214mmt>M = （3qax （兩鄰邊支承）普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算*支座節(jié)點肋板厚度取節(jié)點板厚度，肋板與節(jié)點板之間 的焊縫按受剪力和彎矩共同作用計算V = NI4; M=Ne/4節(jié)點板. 加勁肋

28、與底板焊縫按均勻傳遞支 座反力計算 （加勁肋切角以便焊縫通過）圖247三角形屋架的支座節(jié)點1節(jié)點板；2底板；3加勁肋；4墊板節(jié)點板;底板;3 橫向框架和框架柱橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架形式*單層單跨廠房的橫向框架-鐵接框架：橫向剛度差/無吊 車或有輕型吊 車/地基不均勻沉降影響4、/三角形屋架 -剛接框架：橫向剛度好/有吊車/對地基不 均勻沉降敏感/梯形屋架跨度較大框架/高度較大框架等高等跨的三跨廠房橫向框架不等跨不等高的三跨廠房橫向框架3 橫向框架和框架柱橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架形式*單層多跨廠房的橫向框架等高多跨/不等高多跨*鋸齒形廠房的橫向框架采光. 通風的玻璃窗+屋面板/框架式和桁架式*帶韋

29、"橫向的橫向框架天-采光通風/天N口屋架與柱形成等高等跨的三跨廠房橫向框架不等跨不等高的三跨廠房橫向框架H2-71(a)框架式鋸齒；(b)桁架式鋸齒鋸齒形廠房橫向框架夭邊柱桁架加強的鋸齒形框架殊li加吧働腳N旦力口 itnnc屋架間距1屋架間距1-1(a)屋架上設(shè)橫向天窗圖 2-74帶有橫向天窗的橫向框架3 橫向框架和框架柱橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架尺寸橫向框架的跨度：-廠房縱向定位軸線間的距離, 一般采用6m 的 倍數(shù)，12m/18m/24m/3 Om/3 6mL = Lk +久+久 2其中£為吊車梁的跨度；久為柱軸線到吊車軌道中心的距離久=A + B + C3 橫向框架和框

30、架柱橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架尺寸橫向:-廠房室內(nèi)地坪至屋架下弓玄的:爭空尺寸,He = Hu + Hr+ (200300mm)(a)o(b)圖275橫向框架尺寸的確定（日）橫向框架總尺寸；（坊上柱尺寸3 橫向框架和框架柱橫向框架的計算平面框架假定3 橫向框架和框架柱3 橫向框架和框架柱橫向框架承受結(jié)構(gòu)的豎向力和橫向 水平力,一舟殳情況下,各棍橫向 框架受力及位移情況基本相同，結(jié)構(gòu)空間作用不明顯，因此，為 計算方便，以平面框架為橫向框架計算的基本單元，忽略結(jié)構(gòu)的空間作用。有必要時, 才對結(jié)構(gòu)進行空間分析。橫向框架的計算計算簡圖-縱向柱崖巨相等時，僅需取一棍框架計算 -鋼屋架可簡化為實腹梁，等效慣性

31、矩為IB = (Aiyi2 + A2y22)K-格構(gòu)式框架柱可等效為實腹柱。等效慣性 矩為【c =O.9Ico(a)計算模型(b)有限剛度oO(c)無限剛度圖2-78橫梁剛度的確定3 橫向框架和框架柱3 橫向框架和框架柱橫向框架的計算荷載種類3 橫向框架和框架柱3 橫向框架和框架柱-屋面荷載：匯集為線荷載均布在框架橫梁上永久荷載（屋架.支撐.天、標條、懸掛吊車等自重/屋面板/設(shè)備管道等）；可變荷載（懸掛吊車/積灰/施工） -下部荷載：永久荷載（柱、吊車梁系統(tǒng)、墻架等結(jié)構(gòu) 自重/墻板）橫向框架的計算荷載種類_風荷載墻面風荷載折算為均布荷載作用在框架柱上； 柱頂屋架及天風荷載按集中力作用在框架橫向

32、框架的計算-吊車荷載荷載種類豎向荷載/橫向 水平制 動荷載/縱向 水平制動荷載（由支撐系統(tǒng)承受） 一般按兩臺滿載吊 車并曲E運行的最不利情況考慮3.橫向框架和框架柱橫向框架的計算|荷載種類-吊車荷載豎向荷載：-最大最小輪壓Pkmax/Pkmin: nl(Pkmax+Pkmin)二 Q+G橫向水平制動荷載：Tk=K (Q+G) /n橫向框架的計算|荷載種類-吊車荷載吊車梁一般簡支于框架柱上，作用在框 架柱上的最大、最小豎向吊車荷載及橫 向水平力設(shè)計值可根據(jù)吊車梁支反力影 響線計算：-T=1.4TkZYiS2-79吊車荷載的計算佃）輪壓圖；（b）支反力感應(yīng)線橫向框架的計算| 橫向框架構(gòu)件剛度比超靜

33、定體系內(nèi)力分布與各構(gòu)件剛度匕匕有 關(guān)。設(shè)計時一般可1限定：上、下柱截面慣性矩之比為：邊柱11:13=4. 515;中柱 12:14=825;中柱、邊柱下柱慣性矩之比：12:11=1. 212; 橫梁與邊柱下柱慣性矩之比：IB:I1=1. 212 ;-最纟冬選定截面若與初選截面相差較大， 應(yīng)按最纟冬選定截面重新進行內(nèi)力分析/b73/4112-80上下柱截面慣性矩橫向框架的計算內(nèi)力分析-可采用力學方法：力法/位移法/彎矩分 配/法/矩陣位移法/有限元法/簡化計算方 法-為便于組合，應(yīng)對各種荷載作用分別進 行內(nèi)力分析橫向框架的計算內(nèi)力組合-內(nèi)力組合的 目 的是確定各構(gòu)件截面及連接 可能的最不利內(nèi)力。

34、-框架柱設(shè)計：考慮控制截面的最大正彎矩及相應(yīng)的軸力和剪力;最大負彎矩及相應(yīng)的軸力和剪力;最大軸力及相應(yīng)的負彎矩和剪力;最大軸力及相應(yīng)的正彎矩和剪力;-上下柱連接設(shè)計：上柱柱底截面橫向框架的計算內(nèi)力組合-錨拴設(shè)計:錨拴最大拉力/柱底截面的小軸力. 大彎矩及相應(yīng)的剪力組合-柱與屋架剛 接時，屋架桿件及屋架與柱 連接設(shè)計:屋架上弦最大拉力、下弦最大壓力；屋架上弦最大壓力、下弦最大拉力；屋架腹桿最大拉力或壓力z-Mmax-Mmax x+Mmax-MmaxV(a)+Mmax+Mmax.-Mmax(b)+Mmax. w* ! WV w w> v£zSZSZ3Zslv vlZSZSZ3ZSi

35、Lv(C)(d)圖283屋架端彎矩及剪力的不利組合(a)上弦最大拉力；(b)上弦最大壓力；(c)腹桿最大拉力;但)腹桿最大壓力橫向框架的計算內(nèi)力組合可變荷載組合應(yīng)按規(guī)范選用組合系數(shù);-兩臺或以上吊車荷載參與組合時應(yīng)根據(jù)吊車臺數(shù)和吊車工作制，乘以折減系數(shù), 如兩臺，輕、中，0. 9;重，0. 95;-任何組合應(yīng)包括永久荷載，其它荷載當其對所設(shè)計構(gòu)件或連接不利 時才加 以考慮3.橫向框架和框架柱橫向框架的框架柱|框架柱形式-等截面柱：構(gòu)造簡單，無吊車或吊車起重量20t -階形柱：根據(jù)吊車層數(shù)分為單階柱和雙階柱，吊 車梁支承在截面改變處，偏心小，構(gòu)造合理，應(yīng) 用廣泛；-分離式柱：由屋蓋肢和吊車肢構(gòu)成

36、，前者和橫梁 形成框架，后者僅承受吊 車豎向荷載，按軸心受 壓構(gòu)件設(shè)計，構(gòu)造、制作及安裝簡單方便，但剛 度較差，用鋼量大，通常在擴建廠房中采用。3.橫向框架和框架柱3.橫向框架和框架柱1臺階柱圖284格構(gòu)臺 階邊柱格構(gòu)臺階柱框架柱的形式分離柱3.橫向框架和框架柱橫向框架的框架柱|框架柱形式-框架柱截面應(yīng)根據(jù)所承受荷載大小確定：等截面柱/階形柱上柱：H型鋼截面階形柱下柱：組合截面，實腹或格構(gòu)式邊柱夕卜詼U平齊便于宅甫設(shè)墻面板吊車荷載較大時，可采用箱形截面。橫向框架的框架柱I框架柱構(gòu)造-等截面柱牛腿連接構(gòu)造：實腹柱/格構(gòu)柱;-階形柱上下柱連接：實腹柱/格構(gòu)柱；-階形柱與吊車梁的連接：平臺板-分離式

37、柱：屋蓋肢與等截面柱相同；吊車肢 平臺構(gòu)造與階形柱相同圖285等截面柱的構(gòu)造(a)實腹柱；(b)格構(gòu)柱圖2-8臺階柱的構(gòu)造4(b)格構(gòu)柱4-4圖287分離式柱的構(gòu)造表D2有側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)卩3.橫向框架和框架柱橫向框架的框架柱框架柱驗算-框架柱一般按雙向 受彎的壓彎構(gòu)件設(shè)計強度、剛度和穩(wěn)定性-框架柱平面內(nèi)計算長度等截面柱：H0=|iH有側(cè)移框架柱平面內(nèi)計算長度系數(shù)，根據(jù)橫 梁與框架柱線剛 度之比（匕二川幾尢陽）及 柱腳剛度（較接/剛接k?）查表確定表D2有側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)卩表D2有側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)卩X°0. 050. 10. 20. 30. 406.02t 4

38、 613.421.01d 780.056. 02L 163.472.R62. 582.420. 14.463. 473.012. 562. 332.200.23. 422.8S2. 562.232.051.940. 33. 012.582. 332. 051. 901.800. -12. 782.422Z01.94L 801. 71:0. 526-12.312. 111.87L741. 65I !2. 332.071. 901.70L581.50,22. 171.941. 791.60L 491.4232. 111.901.75L 57L 461.39t2.081.871.731.551.45

39、! 1.372.071.«61.721. 541.44! 1.37P】o2.03L S31. 701. 321.42!L350. 5i23l21()2. 612. 332. 7'2. 1J2. 082.0?l2. 312” 071.941,901.87U:Lfi32. 111. *)01. 791. 75L 731. 72!. 7011. 87L701. 601. 57L 55L 51h52J. 74J.5S1, 491, 46L 451. 441.421. 65L 501.42I. 391. 371. 371.351. 591. 451. 37L 311.321.321.5

40、0L 451.321. 24L 211.20L 191. )7L 37j I. 24L 16*I. 11. 12l. 121. 101.34L21L HL 11L 10L 09L07L 32! 1. 20L 121, 10L03I. 08L061.321. 19L 12L 091.081.0751.301. 17L lo1.07L 061,051.03表D2有側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)卩3.橫向框架和框架柱橫向框架的框架柱|框架柱驗算-框架柱平面內(nèi)計算長度單階柱：上段柱H。沖H/下段柱H°2沖2比； 山他為上/下段柱計算長度系數(shù)，卩1沖2加1，；屮$階形柱考慮空間作用計算長度折減 系數(shù)； 哇端自由（梁柱較接）或可移動但不 轉(zhuǎn)動（梁柱剛接）單階柱平面內(nèi)計算長度系 數(shù)，根據(jù)上下段柱線剛度之比（匕二 及參數(shù)r（i查表確定表D3 柱上端為自由的單階柱下.簡圖X0.060. 080. 10().20. 140. 160. 1H0. 22.002.012tO32,012.012.012,01r032.012. 022,224 022.032. 032.03 (0.42.022. 032. 012. 042.052. 062.07? 4!0