鋼結(jié)構(gòu)2中重型廠房結(jié)構(gòu)

1、2.1 2.1 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置 2.2 2.2 廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理 2.3 2.3 鋼屋架設(shè)計(jì)鋼屋架設(shè)計(jì)2.42.4吊車梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)吊車梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)1. 1. 熟悉單層廠房結(jié)構(gòu)形式及布置，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算。熟悉單層廠房結(jié)構(gòu)形式及布置，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算。2. 2. 了解吊車梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。了解吊車梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)。第第2章章 中、重型廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中、重型廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本要求基本要求本章目錄本章目錄第第2.12.1節(jié)節(jié) 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置1. 1. 廠房結(jié)構(gòu)的組成廠房結(jié)構(gòu)的組成2. 2. 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步

2、驟3. 3. 柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置1.1.了解廠房結(jié)構(gòu)的組成了解廠房結(jié)構(gòu)的組成2.2.了解廠房的設(shè)計(jì)步驟及柱網(wǎng)伸縮縫的布置了解廠房的設(shè)計(jì)步驟及柱網(wǎng)伸縮縫的布置本節(jié)目錄本節(jié)目錄基本要求基本要求平面鋼屋架平面鋼屋架待裝配的一榀平面桁架 房屋橫向剛度大，整體性、耐久性房屋橫向剛度大，整體性、耐久性 好；屋面板自重大，屋蓋及下部結(jié)構(gòu)好；屋面板自重大，屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料多，對抗震不利。用料多，對抗震不利。 屋架間距靈活，構(gòu)件重量輕、施工、屋架間距靈活，構(gòu)件重量輕、施工、安裝方便；屋蓋構(gòu)件數(shù)量多，整體剛安裝方便；屋蓋構(gòu)件數(shù)量多，整體剛度差。度差。無檁體系：無檁體系：有檁體系：有檁體

3、系：一般用于預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板一般用于預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋等重型屋面，將屋面板直接放在屋架上。架上。 常用于輕型屋面材料的情況。常用于輕型屋面材料的情況。 一、一、 屋蓋結(jié)構(gòu)體系屋蓋結(jié)構(gòu)體系2.1.1 廠房總布置廠房總布置 鋼屋蓋由屋面、屋架鋼屋蓋由屋面、屋架和支撐組成。和支撐組成。 屋蓋組成屋蓋組成屋面板屋面板屋架屋架檁條檁條 其它：托架、天窗、其它：托架、天窗、檁條等。檁條等。 體體系系及及柱柱網(wǎng)網(wǎng)布布置置二、二、 柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置1 1 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置 進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題：進(jìn)行柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)注意以下幾方

4、面的問題： 滿足生產(chǎn)工藝的要求滿足生產(chǎn)工藝的要求 滿足結(jié)構(gòu)的要求滿足結(jié)構(gòu)的要求 盡可能將柱布置在同一的橫向盡可能將柱布置在同一的橫向軸線上。軸線上。 符合經(jīng)濟(jì)合理的要求符合經(jīng)濟(jì)合理的要求 確定方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合比確定方案時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合比較。較。 符合柱距規(guī)定要求符合柱距規(guī)定要求 對廠房橫向，當(dāng)跨度對廠房橫向，當(dāng)跨度L18m時(shí)，其跨度宜采用時(shí)，其跨度宜采用3m的倍數(shù)；當(dāng)廠房跨度的倍數(shù)；當(dāng)廠房跨度L18m時(shí)，其時(shí)，其跨度宜采用跨度宜采用6m的倍數(shù)。對廠房縱向，以前基本柱距一般的倍數(shù)。對廠房縱向，以前基本柱距一般采用采用6m或或12m，現(xiàn)在采用壓型鋼板作屋面和墻面材料的，現(xiàn)在采用壓型鋼板作屋面和墻面材料

5、的廠房日益廣泛，常以廠房日益廣泛，常以18m甚至甚至24m作為基本柱距。多跨作為基本柱距。多跨廠房的中列柱，常因工藝要求需要廠房的中列柱，常因工藝要求需要“拔柱拔柱”。其柱距為。其柱距為基本柱距的倍數(shù)，最大可達(dá)基本柱距的倍數(shù)，最大可達(dá)48m。 圖圖2.1.2 柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫柱網(wǎng)布置和溫度伸縮縫 (a) (a)各列柱距相等各列柱距相等(b)(b)中間柱有拔柱中間柱有拔柱asaaaccc計(jì)算單元計(jì)算單元2aacc計(jì)算單元計(jì)算單元aaaaaaaa插入距插入距(a)(b)2 2 溫度伸縮縫溫度伸縮縫 設(shè)置設(shè)置溫度伸縮縫是溫度伸縮縫是為了避免產(chǎn)生過大的溫度變形和為了避免產(chǎn)生過大的溫度變形和和和溫度

6、應(yīng)力。溫度應(yīng)力。 在縱向，常采用溫度伸縮縫將廠房分成伸縮時(shí)互不影在縱向，常采用溫度伸縮縫將廠房分成伸縮時(shí)互不影響的溫度區(qū)段。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)溫度區(qū)段長度不超過表響的溫度區(qū)段。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)溫度區(qū)段長度不超過表2.12.1時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。時(shí)，可不計(jì)算溫度應(yīng)力。表表2.1 2.1 溫度區(qū)段長度值溫度區(qū)段長度值120120露天結(jié)構(gòu)露天結(jié)構(gòu)125125100100180180熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋屋150150120120220220采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋柱頂為鉸接柱頂為鉸接柱頂為剛接柱頂為剛接橫向溫度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）橫向溫

7、度區(qū)段（沿屋架或構(gòu)架跨度方向）縱向溫度區(qū)段縱向溫度區(qū)段（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）（垂直于屋架或構(gòu)架跨度方向）溫度區(qū)段長度（溫度區(qū)段長度（m m）結(jié)構(gòu)情況結(jié)構(gòu)情況 為節(jié)約鋼材也可采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構(gòu)件為節(jié)約鋼材也可采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構(gòu)件( (如托架、吊車梁等如托架、吊車梁等) )支座處設(shè)置滑動支座，但構(gòu)造復(fù)雜。支座處設(shè)置滑動支座，但構(gòu)造復(fù)雜。 當(dāng)廠房寬度較大時(shí)，也應(yīng)該按規(guī)范規(guī)定布置縱向溫度伸當(dāng)廠房寬度較大時(shí)，也應(yīng)該按規(guī)范規(guī)定布置縱向溫度伸縮縫。縮縫。 溫度伸縮縫最普通的做法是設(shè)置雙柱。即在縫的兩旁布溫度伸縮縫最普通的做法是設(shè)置雙柱。即在縫的兩旁布置兩個(gè)無任何縱向構(gòu)件聯(lián)系的橫

8、向框架，使溫度伸縮縫的中置兩個(gè)無任何縱向構(gòu)件聯(lián)系的橫向框架，使溫度伸縮縫的中線和定位軸線重合；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用線和定位軸線重合；在設(shè)備布置條件不允許時(shí)，可采用“插插入距入距”的方式。的方式。三三 橫向框架及其截面選擇橫向框架及其截面選擇1 1 主要尺寸主要尺寸 框架的主要尺寸見圖框架的主要尺寸見圖2.1.32.1.3?？蚣艿目缍龋??？蚣艿目缍?，一般取為上部柱中心線間的般取為上部柱中心線間的橫向距離，可由下式定出：橫向距離，可由下式定出：SLL2k0 橋式吊車的跨度；橋式吊車的跨度；式中式中kL圖圖2.1.3 橫向框架的主要尺寸橫向框架的主要尺寸h2h1h3H2HH1SL0LxD

9、 車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的必要空隙：當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥诒匾障叮寒?dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥?00kN時(shí)，不宜小于時(shí)，不宜小于80mm；當(dāng)?shù)酰划?dāng)?shù)踯嚻鹬亓看笥诨虻扔谲嚻鹬亓看笥诨虻扔?50kN時(shí)，時(shí)，不宜小于不宜小于100mm；當(dāng)在吊車和柱；當(dāng)在吊車和柱之間需要設(shè)置安全走道時(shí)，則之間需要設(shè)置安全走道時(shí)，則D不得小于不得小于400mm；S由吊車梁軸線至上段柱軸由吊車梁軸線至上段柱軸線的距離，應(yīng)滿足下式要求線的距離，應(yīng)滿足下式要求B吊車橋架懸伸長度，可由吊車橋架懸伸長度，可由行車樣本查得；行車樣本查得；2/1bDBS 圖圖2.1.4 柱與吊車梁軸線柱與吊車梁軸線 間的凈距間的凈距 L0L

10、xh1h2BSDb1b1/2b1上段柱寬度。上段柱寬度。 S的取值：對于中型廠房一般采用的取值：對于中型廠房一般采用0.75m或或1m，重，重型廠房則為型廠房則為1.25m甚至達(dá)甚至達(dá)2.0m。 框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離框架由柱腳底面到橫梁下弦底部的距離: :321hhhH 式中式中: :h3地面至柱腳底面的距離。中型車間約為地面至柱腳底面的距離。中型車間約為0.8-1.0，重，重型車間為型車間為1.01.2；h2地面至吊車軌頂?shù)母叨龋晒に囈蠖?；地面至吊車軌頂?shù)母叨?，由工藝要求定?mm2001501001 Ah式中：式中： A為吊車軌道頂面至起重小車頂面之間的距離；為吊車軌道頂

11、面至起重小車頂面之間的距離； 100mm是為制造、安裝誤差留出的空隙；是為制造、安裝誤差留出的空隙； (150200)mm則是考慮屋架的撓度和下弦水平支撐則是考慮屋架的撓度和下弦水平支撐角鋼的下伸等所留的空隙。角鋼的下伸等所留的空隙。 吊車梁的高度可按吊車梁的高度可按(1/51/12)選用，選用，L為吊車梁的為吊車梁的跨度，吊車軌道高度可根據(jù)吊車起重量決定。跨度，吊車軌道高度可根據(jù)吊車起重量決定。h1吊車軌頂至屋架下弦底面的距離：吊車軌頂至屋架下弦底面的距離：2 2 計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖 通常簡化為平面框架計(jì)算。通常簡化為平面框架計(jì)算。 框架計(jì)算單元應(yīng)使縱向每列柱至少有一根柱參加框架計(jì)算單元應(yīng)使縱

12、向每列柱至少有一根柱參加框架工作，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中?？蚣芄ぷ?，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中。 對于各列柱距均相等的廠房，只計(jì)算一個(gè)框架。對于各列柱距均相等的廠房，只計(jì)算一個(gè)框架。對有拔柱的計(jì)算單元，一般以最大柱距作為劃分計(jì)算對有拔柱的計(jì)算單元，一般以最大柱距作為劃分計(jì)算單元的標(biāo)準(zhǔn)，其界限可以采用柱距的中心線，也可以單元的標(biāo)準(zhǔn)，其界限可以采用柱距的中心線，也可以采用柱的軸線，如采用后者，則對計(jì)算單元的邊柱只采用柱的軸線，如采用后者，則對計(jì)算單元的邊柱只應(yīng)計(jì)入柱的一半剛度，作用于該柱的荷載也只計(jì)入一應(yīng)計(jì)入柱的一半剛度，作用于該柱的荷載也只計(jì)入一半。半。圖圖2.1.5 橫向框

13、架的計(jì)算簡圖橫向框架的計(jì)算簡圖 (a) (a)柱頂剛接柱頂剛接(b)(b)柱頂鉸接柱頂鉸接H1H2HL(a)H1H2HL1L2(b) 對于由格構(gòu)式橫梁和階形柱對于由格構(gòu)式橫梁和階形柱( (下部柱為格構(gòu)柱下部柱為格構(gòu)柱) )所組成所組成的橫向框架，需要將慣性矩的橫向框架，需要將慣性矩( (對高度有變化的桁架式橫梁按對高度有變化的桁架式橫梁按平均高度計(jì)算平均高度計(jì)算) )乘以折減系數(shù)乘以折減系數(shù)0.9簡化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹簡化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹式式柱。對柱頂剛接的橫向框架，當(dāng)滿足下式的條件時(shí)，可近柱。對柱頂剛接的橫向框架，當(dāng)滿足下式的條件時(shí)，可近似認(rèn)為橫梁剛度為無窮大：似認(rèn)為橫梁剛度為無窮大：4A

14、CAB KKABK式中式中橫梁在遠(yuǎn)端固定使近端橫梁在遠(yuǎn)端固定使近端A A點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在A點(diǎn)所需施加的力矩值；點(diǎn)所需施加的力矩值；柱在柱在A A點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在點(diǎn)轉(zhuǎn)動單位角時(shí)在A A點(diǎn)所需施加的力點(diǎn)所需施加的力矩值。矩值。ACK 框架的計(jì)算跨度框架的計(jì)算跨度L( (或或L1、L2) )取為兩上柱軸線之間的距取為兩上柱軸線之間的距離。離。 橫向框架的橫向框架的計(jì)算高度計(jì)算高度H：柱頂剛接時(shí)：柱頂剛接時(shí), ,可取為柱腳底面至框可取為柱腳底面至框架下弦軸線的距離架下弦軸線的距離( (橫梁假定為無限剛性橫梁假定為無限剛性) )，或柱腳底面至橫梁，或柱腳底面至橫梁端部形心的距離端部形心的

15、距離( (橫梁為有限剛性橫梁為有限剛性) )；柱頂鉸接時(shí)，應(yīng)取為柱腳；柱頂鉸接時(shí)，應(yīng)取為柱腳底面至橫梁主要支承節(jié)點(diǎn)間距離。對階形柱應(yīng)以肩梁上表面作底面至橫梁主要支承節(jié)點(diǎn)間距離。對階形柱應(yīng)以肩梁上表面作分界線將分界線將H H劃分為上部柱高度劃分為上部柱高度H1和下部柱高度和下部柱高度H2。 圖圖2.1.6 橫向框架的高度取值方法橫向框架的高度取值方法H2HH1H2HH1H2HH1H2HH1長圓孔相連長圓孔相連(a)(b)(c)(d)四、四、 縱向框架的柱間支撐縱向框架的柱間支撐1 1 柱間支撐的作用和布置柱間支撐的作用和布置 柱間支撐的作用為：柱間支撐的作用為： 組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱

16、向剛度；組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度； 承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，并傳至基礎(chǔ)。并傳至基礎(chǔ)。 可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框架平面外的計(jì)算長度。架平面外的計(jì)算長度。 柱間支撐由兩部分組成：在吊車梁以上的部分稱為上柱間支撐由兩部分組成：在吊車梁以上的部分稱為上層支撐。吊車梁以下部分稱為下層支撐，下層柱間支撐與層支撐。吊車梁以下部分稱為下層支撐，下層柱間支撐與柱、吊車梁在縱向組成剛性很

17、大的懸臂桁架。為了使縱向柱、吊車梁在縱向組成剛性很大的懸臂桁架。為了使縱向構(gòu)件在溫度發(fā)生變化時(shí)能較自由地伸縮，下層支撐應(yīng)該設(shè)構(gòu)件在溫度發(fā)生變化時(shí)能較自由地伸縮，下層支撐應(yīng)該設(shè)在溫度區(qū)段中部。只有當(dāng)?shù)踯囄恢酶叨囬g總長度又很短在溫度區(qū)段中部。只有當(dāng)?shù)踯囄恢酶叨囬g總長度又很短( (如混鐵爐車間如混鐵爐車間) )時(shí)，下層支撐設(shè)在兩端才是合理的。時(shí)，下層支撐設(shè)在兩端才是合理的。 當(dāng)溫度區(qū)段小于當(dāng)溫度區(qū)段小于90m時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支撐撐圖圖2.1.7 (a) ；如果溫度區(qū)段長度超過；如果溫度區(qū)段長度超過90m，則在它的，則在它的1/3點(diǎn)處各設(shè)一道支撐點(diǎn)處各設(shè)一道支

18、撐圖圖2.1.7 (b) 。圖圖2.1.7 柱間支撐的布置柱間支撐的布置(b)(a) 上層柱間支撐又分為兩層，第一層在屋架端部高度上層柱間支撐又分為兩層，第一層在屋架端部高度范圍內(nèi)屬于屋蓋垂直支撐。第二層在屋架下弦至吊車梁范圍內(nèi)屬于屋蓋垂直支撐。第二層在屋架下弦至吊車梁上翼緣范圍內(nèi)。上翼緣范圍內(nèi)。 為了傳遞風(fēng)力，上層支撐需要布置在溫度區(qū)段端部。為了傳遞風(fēng)力，上層支撐需要布置在溫度區(qū)段端部。此外，在有下層支撐處也應(yīng)設(shè)置上層支撐。上層柱間支此外，在有下層支撐處也應(yīng)設(shè)置上層支撐。上層柱間支撐宜在柱的兩側(cè)設(shè)置，只有在無人孔而柱截面高度不大撐宜在柱的兩側(cè)設(shè)置，只有在無人孔而柱截面高度不大的情況下才可沿柱

19、中心設(shè)置一道。下層柱間支撐應(yīng)在柱的情況下才可沿柱中心設(shè)置一道。下層柱間支撐應(yīng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置；與外墻墻架有聯(lián)系的邊列的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置；與外墻墻架有聯(lián)系的邊列柱可僅設(shè)在內(nèi)側(cè)，但重級工作制吊車的廠房外側(cè)也同樣柱可僅設(shè)在內(nèi)側(cè)，但重級工作制吊車的廠房外側(cè)也同樣設(shè)置支撐。設(shè)置支撐。2 2 柱間支撐的形式和組成柱間支撐的形式和組成 柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式、八字式、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，如圖門架式等，如圖2.1.82.1.8 。 圖圖2.1.8 柱間支撐的形式柱間支撐的形式(a)(b)(c)(d)(e) 上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間

20、支撐除上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載。在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支撐時(shí)，則全部縱向水平荷載撐時(shí)，則全部縱向水平荷載( (包括風(fēng)力包括風(fēng)力) )由該柱列所有支撐由該柱列所有支撐 十字交叉支撐使用最為普遍，其斜桿傾角宜為十字交叉支撐使用最為普遍，其斜桿傾角宜為4545。左左右。上層支撐在柱間距大時(shí)可改用斜撐桿；下層支撐高而右。上層支撐在柱間距大時(shí)可改用斜撐桿；下層支撐高而不寬者可以用兩個(gè)十字形，高而剛度要求嚴(yán)格者可

21、以占用不寬者可以用兩個(gè)十字形，高而剛度要求嚴(yán)格者可以占用兩個(gè)開間。兩個(gè)開間。 當(dāng)柱間距較大或十字撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門架當(dāng)柱間距較大或十字撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門架式支撐。式支撐。共同承受。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置時(shí)，在吊車共同承受。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對設(shè)置時(shí)，在吊車肢的平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，除承受吊車縱向水平荷載外，肢的平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，除承受吊車縱向水平荷載外，還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來的風(fēng)力；靠還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來的風(fēng)力；靠墻的外肢平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受端墻傳來的風(fēng)力墻的外肢平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受端墻傳來的風(fēng)力與吊車肢下

22、層支撐按軸線距離分配受力。與吊車肢下層支撐按軸線距離分配受力。 交叉桿、上層斜撐桿、門形交叉桿、上層斜撐桿、門形下層支撐下層支撐的主要桿件一般的主要桿件一般按柔性桿按柔性桿( (拉桿拉桿) )設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，交叉桿趨向于受壓的桿件不參與工，交叉桿趨向于受壓的桿件不參與工作，其他的非交叉桿以及水平橫桿按壓桿設(shè)計(jì)。某些重型作，其他的非交叉桿以及水平橫桿按壓桿設(shè)計(jì)。某些重型車間，對下層柱間支撐的剛度要求較高，往往交叉桿的兩車間，對下層柱間支撐的剛度要求較高，往往交叉桿的兩桿均按壓桿設(shè)計(jì)。桿均按壓桿設(shè)計(jì)。3.3.滿足制造、安裝和運(yùn)輸要求滿足制造、安裝和運(yùn)輸要求 構(gòu)造簡單，桿件夾角構(gòu)造簡單，桿件夾角30306

23、060； 桿件與節(jié)點(diǎn)數(shù)量少；桿件與節(jié)點(diǎn)數(shù)量少； 分段制造，便于運(yùn)輸與安裝；分段制造，便于運(yùn)輸與安裝；一、確定屋架形式的原則：一、確定屋架形式的原則：1.1.滿足使用要求滿足使用要求屋架外形應(yīng)與屋架外形應(yīng)與屋面材料的排水要求屋面材料的排水要求相適應(yīng)。相適應(yīng)。2.1.2 屋架的外形及腹桿形式屋架的外形及腹桿形式2 2. .滿足經(jīng)濟(jì)要求滿足經(jīng)濟(jì)要求 屋架外形應(yīng)盡量和屋架外形應(yīng)盡量和彎矩圖接近彎矩圖接近，使上下弦桿，使上下弦桿 內(nèi)力沿跨度方向分布較均勻，腹桿受力較??；內(nèi)力沿跨度方向分布較均勻，腹桿受力較?。?腹桿的布置宜使腹桿的布置宜使短桿受壓，長桿受拉；短桿受壓，長桿受拉； 荷載布置在節(jié)點(diǎn)上，減少弦

24、桿局部受彎。荷載布置在節(jié)點(diǎn)上，減少弦桿局部受彎。1 1 按腹桿布置方式不同有：按腹桿布置方式不同有： 1）芬克式芬克式 特點(diǎn)：長腹桿受拉，短腹桿受壓，受力合理，應(yīng)特點(diǎn)：長腹桿受拉，短腹桿受壓，受力合理，應(yīng) 用廣泛。用廣泛。二、屋架分類二、屋架分類 桿件數(shù)量少，節(jié)桿件數(shù)量少，節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，受壓桿點(diǎn)數(shù)量少，受壓桿較長，但抗震性能較長，但抗震性能優(yōu)于芬克式屋架，優(yōu)于芬克式屋架，適用于跨度小于適用于跨度小于1818m m的屋架。的屋架。3）單斜式）單斜式 腹桿和節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，長腹腹桿和節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，長腹桿受拉，但夾角小，適用于下弦桿受拉，但夾角小，適用于下弦設(shè)置天棚的屋架。設(shè)置天棚的屋架。 2）人字式人

25、字式適用范圍：跨度小，坡度大、采用輕型屋面材料的適用范圍：跨度小，坡度大、采用輕型屋面材料的有檁體系。有檁體系。2.2. 特點(diǎn)特點(diǎn)1 1）芬克式）芬克式： 外形和彎矩圖不相適應(yīng)，弦桿內(nèi)力分布不均勻，外形和彎矩圖不相適應(yīng)，弦桿內(nèi)力分布不均勻，近支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小。近支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小。 上下弦交角小，端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。可將上弦或下上下弦交角小，端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。可將上弦或下弦改變?yōu)檎劬€形或陡坡梯形，以改善受力和節(jié)點(diǎn)弦改變?yōu)檎劬€形或陡坡梯形，以改善受力和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。構(gòu)造。2）人字式人字式2 2梯形屋架梯形屋架特點(diǎn)：腹桿總長度短，節(jié)點(diǎn)少。特點(diǎn)：腹桿總長度短，節(jié)點(diǎn)少。上、

26、下弦可為平行，坡上、下弦可為平行，坡度為度為1/201/201/101/10，節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為統(tǒng)一；構(gòu)造較為統(tǒng)一； 上、下弦可以具有不同上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力平段，以改善屋架受力情況。情況。 跨中高度一般為跨中高度一般為2.02.02.52.5m m，跨度大于跨度大于3636m m時(shí)可時(shí)可取較大高度但不宜超過取較大高度但不宜超過3 3m m；端部高度一般為跨端部高度一般為跨度的度的1/181/181/121/12。3）梯形式梯形式2 2梯形屋架梯形屋架特點(diǎn)：腹桿總長度短，節(jié)點(diǎn)少。特點(diǎn)：腹桿總長度短，節(jié)點(diǎn)少。按支座斜桿與弦按支座斜桿與弦

27、桿組成的支承點(diǎn)桿組成的支承點(diǎn)在下弦或在上弦在下弦或在上弦又可分為下承式又可分為下承式和上承式兩種。和上承式兩種。上承式上承式下承式下承式外形和彎矩圖比較接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，外形和彎矩圖比較接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，用料經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用廣泛。用料經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用廣泛。適用范圍適用范圍 適用于屋面坡度平緩且跨度較大時(shí)的無檁屋蓋結(jié)適用于屋面坡度平緩且跨度較大時(shí)的無檁屋蓋結(jié)構(gòu)。構(gòu)。屋架高度屋架高度 梯形屋架的中部高度一般為（梯形屋架的中部高度一般為（1/101/101/81/8）L L，與與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（1/161/161/121/12）L

28、L，通常取為通常取為2.02.02.52.5m m。 與柱鉸接的梯形屋架，端部高度可按跨中經(jīng)濟(jì)高與柱鉸接的梯形屋架，端部高度可按跨中經(jīng)濟(jì)高度和上弦坡度決定。度和上弦坡度決定。 再分式再分式上、下弦桿水平，桿件和節(jié)點(diǎn)規(guī)格化、便于制造。上、下弦桿水平，桿件和節(jié)點(diǎn)規(guī)格化、便于制造。 屋架的外形和彎矩圖分布不接近，弦件內(nèi)力分布不均勻。屋架的外形和彎矩圖分布不接近，弦件內(nèi)力分布不均勻。 一般用于托架和支撐體系。一般用于托架和支撐體系。特點(diǎn)：可避免節(jié)間直接受荷（非節(jié)點(diǎn)荷載）。特點(diǎn)：可避免節(jié)間直接受荷（非節(jié)點(diǎn)荷載）。特點(diǎn)：多數(shù)腹桿受壓，桿件數(shù)量多，總長大，特點(diǎn)：多數(shù)腹桿受壓，桿件數(shù)量多，總長大，應(yīng)用少。應(yīng)用

29、少。4）平行弦屋架平行弦屋架 平面屋架在屋架平面外平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差，不的剛度和穩(wěn)定性很差，不能承受水平荷載。因此，能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性，必須在間剛度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。2.1.3 屋蓋支撐屋蓋支撐 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 下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 垂直支撐垂直支撐 系桿系桿 組成組成檁條屋面板檁條屋面板 保證屋蓋的整體性，提高空間剛度保證屋蓋的整體性，提高空間剛度 僅由平面桁架、檁條及屋面材料組成的屋蓋結(jié)構(gòu)，是一個(gè)僅由平面桁架

30、、檁條及屋面材料組成的屋蓋結(jié)構(gòu)，是一個(gè)不穩(wěn)定的體系，如果將某些屋架在適當(dāng)部位用支撐連系起來，不穩(wěn)定的體系，如果將某些屋架在適當(dāng)部位用支撐連系起來，成為穩(wěn)定的空間體系，其余屋架再由檁條或其他構(gòu)件連接在成為穩(wěn)定的空間體系，其余屋架再由檁條或其他構(gòu)件連接在這個(gè)空間穩(wěn)定體系上，就保證了整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。這個(gè)空間穩(wěn)定體系上，就保證了整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動 支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，減小弦桿出平面外的計(jì)算長度。支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，減小弦桿出平面外的計(jì)算長度。 承擔(dān)和傳遞水平荷載（如縱向和橫向風(fēng)荷載、懸承擔(dān)和

31、傳遞水平荷載（如縱向和橫向風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震作用等）。掛吊車水平荷載和地震作用等）。 保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便 屋蓋的安裝首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來組成一個(gè)基本空間穩(wěn)定屋蓋的安裝首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來組成一個(gè)基本空間穩(wěn)定體，在此基礎(chǔ)上即可順序進(jìn)行其他構(gòu)件的安裝。體，在此基礎(chǔ)上即可順序進(jìn)行其他構(gòu)件的安裝。2.1.3.1 支撐的作用支撐的作用2.1.3.2 支撐的布置支撐的布置 上弦橫向水平支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端或上弦橫向水平支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端的第一柱間或第二柱間，其縱向溫度區(qū)段兩端的第一柱間或第二柱間，其最大最大間距為

32、間距為6060m m，否則在中間應(yīng)增設(shè)一道或幾道支撐。否則在中間應(yīng)增設(shè)一道或幾道支撐。有時(shí)可將其布置在第二個(gè)柱間，但在第一個(gè)柱間要有時(shí)可將其布置在第二個(gè)柱間，但在第一個(gè)柱間要設(shè)置剛性系桿設(shè)置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端墻風(fēng)力。以支持端屋架和傳遞端墻風(fēng)力。 1 1上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐2 2下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐 當(dāng)屋架間距當(dāng)屋架間距1212m m時(shí)，尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支撐，時(shí)，尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支撐，一般和上弦橫向水平支撐布置在同一柱間以形成空間穩(wěn)定一般和上弦橫向水平支撐布置在同一柱間以形成空間穩(wěn)定體系的基本組成部分。體系的基本組成部分。 但當(dāng)屋架跨度比較小

33、（但當(dāng)屋架跨度比較?。?818m m）又無吊車或其他振動設(shè)備又無吊車或其他振動設(shè)備時(shí)，可不設(shè)下弦橫向水平支撐。時(shí)，可不設(shè)下弦橫向水平支撐。3 3縱向水平支撐縱向水平支撐當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，設(shè)有支承中剛度要求較高時(shí)，設(shè)有支承中間屋架的托架，或設(shè)有重級或間屋架的托架，或設(shè)有重級或大噸位的中級工作制橋式吊車大噸位的中級工作制橋式吊車等較大振動設(shè)備時(shí)，均應(yīng)在屋等較大振動設(shè)備時(shí)，均應(yīng)在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。支撐。 一般情況可以省掉一般情況可以省掉。屋架間距屋架間距1212m m時(shí)，通常布置在時(shí)，通常布置在屋架下弦平面。

34、屋架下弦平面。屋架間距屋架間距1212m m時(shí)，宜布置在時(shí)，宜布置在屋架的上弦平面內(nèi)。屋架的上弦平面內(nèi)。下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐 垂直支撐聯(lián)系屋垂直支撐聯(lián)系屋架上、下弦水平支撐，架上、下弦水平支撐，并和屋架水平支撐一并和屋架水平支撐一起形成幾何不變的屋起形成幾何不變的屋蓋空間結(jié)構(gòu)，是上弦蓋空間結(jié)構(gòu)，是上弦橫向水平支撐的支承橫向水平支撐的支承點(diǎn)，在屋蓋安裝過程點(diǎn)，在屋蓋安裝過程中保證屋蓋穩(wěn)定。中保證屋蓋穩(wěn)定。 屋架的垂直支撐屋架的垂直支撐應(yīng)與上、下弦橫向水應(yīng)與上、下弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱平支撐設(shè)置在同一柱間。間。4 4垂直支撐垂直支撐5 5系桿系桿 作用：作用：系桿能保證無橫向水平支

35、撐的所有屋架系桿能保證無橫向水平支撐的所有屋架在上弦桿平面外的穩(wěn)定和安裝時(shí)屋架的穩(wěn)定，第在上弦桿平面外的穩(wěn)定和安裝時(shí)屋架的穩(wěn)定，第一柱間的剛性系桿能將山墻的風(fēng)荷載傳到橫向水一柱間的剛性系桿能將山墻的風(fēng)荷載傳到橫向水平支撐。平支撐。 設(shè)置：設(shè)置：在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點(diǎn)處應(yīng)沿房屋在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點(diǎn)處應(yīng)沿房屋通長設(shè)置系桿。在屋架上弦平面內(nèi)，對無檁體系通長設(shè)置系桿。在屋架上弦平面內(nèi)，對無檁體系屋蓋應(yīng)在屋脊處和屋架端部處設(shè)置系桿；對有檁屋蓋應(yīng)在屋脊處和屋架端部處設(shè)置系桿；對有檁體系只在有縱向天窗下的屋脊處設(shè)置系桿。體系只在有縱向天窗下的屋脊處設(shè)置系桿。 系桿分系桿分剛性系桿（既能受拉也能受壓）和

36、柔性剛性系桿（既能受拉也能受壓）和柔性系桿（只能承受拉力）系桿（只能承受拉力）兩種。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)兩種。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用剛性處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用剛性系桿。系桿。 屋架支撐為平行弦桁架，其弦桿可兼作支撐桁屋架支撐為平行弦桁架，其弦桿可兼作支撐桁架的弦桿，斜腹桿一般采用十字交叉式，與弦桿的架的弦桿，斜腹桿一般采用十字交叉式，與弦桿的交角在交角在3030o o6060o o之間。通常橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的之間。通常橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的距離為屋架上弦節(jié)間距離的距離為屋架上弦節(jié)間距離的2 24 4倍，縱向水平支撐倍，縱向水平支撐的寬度取屋架端節(jié)間的

37、長度，一般為的寬度取屋架端節(jié)間的長度，一般為6 6m m左右。左右。 支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計(jì)，支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計(jì)，通常用單角鋼做成；非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及通常用單角鋼做成；非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì)，宜采用雙角鋼做成的剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì)，宜采用雙角鋼做成的T T形截形截面或十字形截面，其中橫桿和剛性系桿常用十字形面或十字形截面，其中橫桿和剛性系桿常用十字形截面使在兩個(gè)方向具有等穩(wěn)定性。截面使在兩個(gè)方向具有等穩(wěn)定性。 屋蓋支撐受力較小，截面尺寸一般由桿件容許屋蓋支撐受力較小，截面尺寸一般由桿件容許長細(xì)比和構(gòu)造要求決定。長細(xì)比和構(gòu)造要求決定

38、。 2.1.3.3 支撐的計(jì)算和構(gòu)造支撐的計(jì)算和構(gòu)造2. 2 2. 2 廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理 （1 1）規(guī)劃廠房的建筑和結(jié)構(gòu)）規(guī)劃廠房的建筑和結(jié)構(gòu) （2 2）靜力計(jì)算）靜力計(jì)算 （3 3）構(gòu)件及連接設(shè)計(jì)）構(gòu)件及連接設(shè)計(jì) （4 4）繪制施工圖）繪制施工圖2. 2.1 2. 2.1 廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟2.2.2 2.2.2 橫向框架的荷載和內(nèi)力橫向框架的荷載和內(nèi)力2.2.2.1 2.2.2.1 荷載荷載 作用在橫向框架上的荷載有永久荷載、可變荷載、施工作用在橫向框架上的荷載有永久荷載、可變荷載、施工荷載。荷載。 永久荷載永久荷載：屋蓋系統(tǒng)、柱、吊車梁系統(tǒng)、墻架、墻

39、板及：屋蓋系統(tǒng)、柱、吊車梁系統(tǒng)、墻架、墻板及設(shè)備管道等的自重?？蓞⒖加嘘P(guān)資料、表格、公式進(jìn)行估計(jì)。設(shè)備管道等的自重?？蓞⒖加嘘P(guān)資料、表格、公式進(jìn)行估計(jì)。 可變荷載可變荷載：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、：風(fēng)、雪荷載、積灰荷載、屋面均布活荷載、吊車荷載等?？捎珊奢d規(guī)范和吊車規(guī)格查得。吊車荷載等?？捎珊奢d規(guī)范和吊車規(guī)格查得。 施工荷載施工荷載：考慮在施工中采取臨時(shí)性措施。：考慮在施工中采取臨時(shí)性措施。2.2.2.2 2.2.2.2 內(nèi)力組合分析內(nèi)力組合分析 框架內(nèi)力分析可按框架內(nèi)力分析可按結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行，也可利用的方法進(jìn)行，也可利用計(jì)算計(jì)算圖表圖表或或計(jì)算機(jī)程序計(jì)算機(jī)程序。 對

40、于單跨剛架，分別對于單跨剛架，分別以以荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值分析以下工況分析以下工況： 永久荷載；永久荷載； 屋面活荷載；屋面活荷載； 左（或右）風(fēng)荷載；左（或右）風(fēng)荷載； 吊車左（或右）吊車左（或右） 剎車力；剎車力； 吊車小車靠近左（或右）時(shí)的重力。吊車小車靠近左（或右）時(shí)的重力。然后，按照承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)組合。然后，按照承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)組合。最不利的內(nèi)力組合最不利的內(nèi)力組合受彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：受彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：: : : : : : :max,MNmax,MNmax,VMmax,VM壓彎構(gòu)件最多只需四種內(nèi)力組合：壓彎構(gòu)件最多只需四種

41、內(nèi)力組合：: : : : : : :max,MNmax,MNmax,NMmax,NM 柱與屋架剛接時(shí)，應(yīng)對橫梁的端彎矩和相應(yīng)的剪力進(jìn)行組柱與屋架剛接時(shí)，應(yīng)對橫梁的端彎矩和相應(yīng)的剪力進(jìn)行組合。最不利組合可分為四組：合。最不利組合可分為四組： 使屋架下弦桿產(chǎn)生最大壓力；使屋架下弦桿產(chǎn)生最大壓力； 使屋架上弦桿產(chǎn)生最大壓力，同時(shí)也使下弦桿產(chǎn)生最大使屋架上弦桿產(chǎn)生最大壓力，同時(shí)也使下弦桿產(chǎn)生最大拉力；拉力； 使腹桿產(chǎn)生最大拉力使腹桿產(chǎn)生最大拉力 使腹桿產(chǎn)生最大壓力使腹桿產(chǎn)生最大壓力 組合時(shí)考慮施工情況，只考慮屋面恒載所產(chǎn)生的支座端彎組合時(shí)考慮施工情況，只考慮屋面恒載所產(chǎn)生的支座端彎矩和水平力的不利作用

42、，不考慮它的有利作用。矩和水平力的不利作用，不考慮它的有利作用。(a)MHMH(c)MHMH(b)MHMH(d)MHMH圖圖2.2.12.2.3 2.2.3 框架柱的類型框架柱的類型 框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱、階形柱和分離框架柱按結(jié)構(gòu)形式可分為等截面柱、階形柱和分離式柱三大類。式柱三大類。 等截面柱有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種等截面柱有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種, ,通常采用實(shí)腹式。通常采用實(shí)腹式。等截面柱將吊車梁支于牛腿上，構(gòu)造簡單，但吊車豎向等截面柱將吊車梁支于牛腿上，構(gòu)造簡單，但吊車豎向荷載偏心大，只適用于吊車起重量荷載偏心大，只適用于吊車起重量Q150kN，或無吊車，或無吊車且廠房高度較小的輕型

43、廠房中。且廠房高度較小的輕型廠房中。 階形柱用鋼量比等截面柱節(jié)省。也分為實(shí)腹式和格階形柱用鋼量比等截面柱節(jié)省。也分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。構(gòu)式兩種。 框架柱形式見圖框架柱形式見圖2.2.2 2.2.2 。圖圖2.2.2 框架柱的形框架柱的形式式 (a) (a)等截面實(shí)腹柱；等截面實(shí)腹柱；(b)(b)等截面格構(gòu)柱；等截面格構(gòu)柱； (c) (c)階形實(shí)腹柱；階形實(shí)腹柱；(d)(d)階形格構(gòu)柱；階形格構(gòu)柱； (e) (e)雙階柱雙階柱;(f);(f)分離式柱分離式柱(a)H(b)H(c)室內(nèi)地面標(biāo)高室內(nèi)地面標(biāo)高柱底標(biāo)高柱底標(biāo)高(f)室內(nèi)地面標(biāo)高室內(nèi)地面標(biāo)高柱角底面標(biāo)高柱角底面標(biāo)高(e)H3H2H1(d

44、) 分離式柱：由支承屋蓋結(jié)構(gòu)的屋蓋肢和支承吊車梁或吊車分離式柱：由支承屋蓋結(jié)構(gòu)的屋蓋肢和支承吊車梁或吊車桁架的吊車肢所組成，兩柱肢之間用水平板相連接。桁架的吊車肢所組成，兩柱肢之間用水平板相連接。 屋蓋肢承受屋面荷載、風(fēng)荷載及吊車水平荷載，按壓彎構(gòu)屋蓋肢承受屋面荷載、風(fēng)荷載及吊車水平荷載，按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)；吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在屋蓋肢上的水件設(shè)計(jì)；吊車肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在屋蓋肢上的水平連系板保證。吊車肢僅承受吊車的豎向荷載，當(dāng)?shù)踯嚵翰捎闷竭B系板保證。吊車肢僅承受吊車的豎向荷載，當(dāng)?shù)踯嚵翰捎猛痪壷ё鶗r(shí)，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，當(dāng)采用平板支座時(shí)，仍按突緣支座時(shí)，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，

45、當(dāng)采用平板支座時(shí)，仍按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。 分離式柱構(gòu)造簡單，制作和安裝比較方便，但用鋼量比階分離式柱構(gòu)造簡單，制作和安裝比較方便，但用鋼量比階形柱多，且剛度較差，只宜用于吊車軌頂標(biāo)高低于形柱多，且剛度較差，只宜用于吊車軌頂標(biāo)高低于10m、且吊、且吊車起重量車起重量Q750kN，或者相鄰兩跨吊車的軌頂標(biāo)高相差很懸殊，或者相鄰兩跨吊車的軌頂標(biāo)高相差很懸殊，而低跨吊車起重量而低跨吊車起重量Q500kN。2.3 鋼鋼屋架設(shè)計(jì)屋架設(shè)計(jì)2.3.1 屋架的內(nèi)力分析屋架的內(nèi)力分析 屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、積灰荷載及懸掛荷載等。載、積灰荷

46、載及懸掛荷載等。 （1 1）基本假定）基本假定 通常將荷載集中到節(jié)點(diǎn)上，并假定屋架各桿均為理通常將荷載集中到節(jié)點(diǎn)上，并假定屋架各桿均為理想直桿，各桿軸線在同一平面內(nèi)且匯交于節(jié)點(diǎn)中心，想直桿，各桿軸線在同一平面內(nèi)且匯交于節(jié)點(diǎn)中心，各節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接，忽略實(shí)際節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的次應(yīng)力。各節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接，忽略實(shí)際節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的次應(yīng)力。 （2 2）節(jié)間荷載引起的局部彎矩）節(jié)間荷載引起的局部彎矩節(jié)間荷載作用的屋架，除把節(jié)節(jié)間荷載作用的屋架，除把節(jié)間荷載分配到相鄰節(jié)點(diǎn)外，還應(yīng)間荷載分配到相鄰節(jié)點(diǎn)外，還應(yīng)計(jì)算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。計(jì)算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M

47、00.6M00.6M0（3 3）內(nèi)力計(jì)算與荷載組合）內(nèi)力計(jì)算與荷載組合 全跨恒載全跨恒載+ +全跨活載：即全跨活載：即全跨永久荷載全跨永久荷載+ +全跨屋面活載或全跨屋面活載或雪荷載（取較大值）雪荷載（取較大值）+ +全跨積灰荷載全跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。懸掛吊車荷載。 全跨恒載全跨恒載+ +半跨活載：即半跨活載：即全跨永久荷載全跨永久荷載+ +半跨屋面活載半跨屋面活載（或半跨雪荷載）（或半跨雪荷載）+ +半跨積灰荷載半跨積灰荷載+ +懸掛吊車荷載。懸掛吊車荷載。 采用大型混凝土屋面板的屋架，尚應(yīng)考慮安裝時(shí)可能的半采用大型混凝土屋面板的屋架，尚應(yīng)考慮安裝時(shí)可能的半跨荷載：即跨荷載：即屋架

48、、支撐和天窗自重屋架、支撐和天窗自重+ +半跨屋面板自重半跨屋面板自重+ +半半跨屋面活荷載?？缥菝婊詈奢d。 屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿由作用時(shí)屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿由作用時(shí)會引起桿件的最不利內(nèi)力；會引起桿件的最不利內(nèi)力； 跨中附近的腹桿可能由兩種荷載組合控制。跨中附近的腹桿可能由兩種荷載組合控制。2.3.2 桿件的截面形式桿件的截面形式 對軸心受壓桿件，宜使桿件對兩個(gè)主軸有相對軸心受壓桿件，宜使桿件對兩個(gè)主軸有相近的穩(wěn)定性，即可使近的穩(wěn)定性，即可使兩方向的長細(xì)比接近相等。兩方向的長細(xì)比接近相等。 基本上采用由兩個(gè)角鋼組成的基本上采用由兩個(gè)角鋼組成的T T形截面或十字形截面或十字形

49、截面形式的桿件，也可用形截面形式的桿件，也可用H H型鋼剖開而成的型鋼剖開而成的T T形鋼形鋼代替雙角鋼組成的代替雙角鋼組成的T T形截面。受力較小的次要桿件形截面。受力較小的次要桿件可采用單角鋼。（表可采用單角鋼。（表2.12.1） 當(dāng)當(dāng) = = 時(shí)時(shí)，可采用兩個(gè)等邊，可采用兩個(gè)等邊角鋼截面或角鋼截面或TMTM截面；截面；yl0 xl0 通常采用不等邊角鋼短通常采用不等邊角鋼短肢相連的截面，或肢相連的截面，或TWTW型截面型截面以滿足長細(xì)比要求。以滿足長細(xì)比要求。v上弦桿：上弦桿： 有節(jié)間荷載時(shí)，可采用不等有節(jié)間荷載時(shí)，可采用不等邊角鋼長肢相連或邊角鋼長肢相連或TNTN型截面。型截面。 無節(jié)

50、間荷載時(shí)，宜采用不等無節(jié)間荷載時(shí)，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面；邊角鋼短肢相連的截面；v下弦桿：下弦桿： 受力很小的腹桿（如受力很小的腹桿（如再分桿等次要桿件），再分桿等次要桿件），可采用單角鋼截面?？刹捎脝谓卿摻孛?。v支座斜桿：支座斜桿：v其他一般腹桿：其他一般腹桿：宜采用等邊角鋼相并的截面；宜采用等邊角鋼相并的截面； 連接垂直支撐的豎腹桿宜采連接垂直支撐的豎腹桿宜采用兩個(gè)等邊角鋼組成的十字形用兩個(gè)等邊角鋼組成的十字形截面；截面；= = 時(shí)，宜采用不等邊角鋼時(shí)，宜采用不等邊角鋼yl0 xl0長肢相連或等邊角鋼的截面。長肢相連或等邊角鋼的截面。由雙角鋼組成的由雙角鋼組成的T T形或十字形截面

51、形或十字形截面桿件按實(shí)腹式桿件進(jìn)行計(jì)算，必須每桿件按實(shí)腹式桿件進(jìn)行計(jì)算，必須每隔一定距離在兩個(gè)角鋼間加設(shè)填板。隔一定距離在兩個(gè)角鋼間加設(shè)填板。v雙角鋼桿件的填板：雙角鋼桿件的填板： 填板的間距對壓桿填板的間距對壓桿l140i1，拉桿拉桿l180 i1；在在T T形截面中，形截面中，i1為一個(gè)角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形為一個(gè)角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形截面中，填板應(yīng)沿兩個(gè)方向交錯(cuò)放置截面中，填板應(yīng)沿兩個(gè)方向交錯(cuò)放置，i1為一個(gè)角鋼的最小回為一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，在壓桿的桁架平面外計(jì)算長度范圍內(nèi)，至少應(yīng)轉(zhuǎn)半徑，在壓桿的桁架平面外計(jì)算長度范圍內(nèi)，至少應(yīng)設(shè)置設(shè)置

52、兩塊填板。兩塊填板。填板的寬度一般取填板的寬度一般取5080mm；填填板的長度：對板的長度：對T T形截面應(yīng)比角鋼肢形截面應(yīng)比角鋼肢伸出伸出1020mm，對十字形截面則對十字形截面則從角鋼肢尖縮進(jìn)從角鋼肢尖縮進(jìn)1015mm。填板填板的厚度與桁架節(jié)點(diǎn)板相同的厚度與桁架節(jié)點(diǎn)板相同。2.3.3 桿件的截面選擇桿件的截面選擇1.1.一般原則一般原則應(yīng)優(yōu)先選用肢寬而薄的板件或肢件組成的截面，應(yīng)優(yōu)先選用肢寬而薄的板件或肢件組成的截面，一般板件或肢件的最小厚度為一般板件或肢件的最小厚度為5 5mmmm。角鋼桿件或角鋼桿件或T T型鋼的懸伸肢寬不得小于型鋼的懸伸肢寬不得小于4545mmmm。直接與支撐或系桿相

53、連的最小肢寬，應(yīng)根據(jù)連接螺直接與支撐或系桿相連的最小肢寬，應(yīng)根據(jù)連接螺栓的直徑栓的直徑d d而定而定。屋架節(jié)點(diǎn)板（或屋架節(jié)點(diǎn)板（或T T型鋼弦桿的腹板）的厚度，型鋼弦桿的腹板）的厚度，對單壁式屋架，可根據(jù)腹桿的最大內(nèi)力（對梯形和對單壁式屋架，可根據(jù)腹桿的最大內(nèi)力（對梯形和人字形屋架）或弦桿端節(jié)間內(nèi)力（對三角形屋架），人字形屋架）或弦桿端節(jié)間內(nèi)力（對三角形屋架），按教材表按教材表7-37-3選用。選用。跨度較大的桁架（跨度較大的桁架（2424m m）與柱鉸接時(shí)，弦桿與柱鉸接時(shí)，弦桿宜根據(jù)內(nèi)力變化改變截面，半跨內(nèi)一般只改變一次宜根據(jù)內(nèi)力變化改變截面，半跨內(nèi)一般只改變一次。同一屋架的型鋼規(guī)格不宜同一

54、屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，以便訂貨。太多，以便訂貨。當(dāng)連接支撐等的螺栓孔在當(dāng)連接支撐等的螺栓孔在節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)且距節(jié)點(diǎn)板邊緣節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)且距節(jié)點(diǎn)板邊緣距離距離100100mmmm時(shí)，計(jì)算桿件強(qiáng)時(shí)，計(jì)算桿件強(qiáng)度可不考慮截面的削弱。度可不考慮截面的削弱。軸心受拉桿件應(yīng)驗(yàn)算軸心受拉桿件應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度和長細(xì)比要求。強(qiáng)度和長細(xì)比要求。軸心受軸心受壓桿件和壓彎構(gòu)件要計(jì)算壓桿件和壓彎構(gòu)件要計(jì)算強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長細(xì)比。穩(wěn)定和長細(xì)比。 單面連接的單角鋼桿件，在按軸心構(gòu)件計(jì)算其單面連接的單角鋼桿件，在按軸心構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度或穩(wěn)定以及連接時(shí)，鋼材和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度或穩(wěn)定以及連接時(shí)，鋼材和連接

55、的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。2. 桿件的截面選擇桿件的截面選擇B.B.中間腹桿：兩端中間腹桿：兩端或一端嵌固程度較或一端嵌固程度較大，視為彈性嵌固。大，視為彈性嵌固。lox= 0.8l(1)(1)在桁架平面內(nèi)在桁架平面內(nèi) A.A.弦桿、支座斜桿、支座豎桿：本身線剛度大，弦桿、支座斜桿、支座豎桿：本身線剛度大，但兩端節(jié)點(diǎn)嵌固程度較低，視為兩端鉸接桿件。但兩端節(jié)點(diǎn)嵌固程度較低，視為兩端鉸接桿件。 lox = l2.3.4 桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比 1. 1. 桿件的計(jì)算長度桿件的計(jì)算長度 下弦桿：下弦桿：取縱向水平支撐節(jié)點(diǎn)與系取縱向水平支撐節(jié)

56、點(diǎn)與系桿或系桿與系桿之間的距離。桿或系桿與系桿之間的距離。 腹桿：腹桿：由于節(jié)點(diǎn)在平面外剛度很小，由于節(jié)點(diǎn)在平面外剛度很小，對桿件嵌固作用較小，故腹桿兩端視對桿件嵌固作用較小，故腹桿兩端視為鉸接，則為鉸接，則lOy=l(2)(2)在桁架平面外在桁架平面外 取決于弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間距離。取決于弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間距離。上弦桿上弦桿無檁方案無檁方案: :有檁方案有檁方案: :能保證大型屋面板三點(diǎn)與上弦桿焊接時(shí)能保證大型屋面板三點(diǎn)與上弦桿焊接時(shí): :lOy= =l1 1（l13m3m） l1 兩塊屋面板寬度。兩塊屋面板寬度。檁條與支撐點(diǎn)交叉不連接時(shí)：檁條與支撐點(diǎn)交叉不連接時(shí)：lOy=l1檁條與支撐點(diǎn)交叉連

57、接時(shí)：檁條與支撐點(diǎn)交叉連接時(shí)：lOy=l1/2 單面連接的單角鋼和雙角鋼組成單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，受力后有可能斜向失的十字形桿件，受力后有可能斜向失穩(wěn)，由于兩端節(jié)點(diǎn)有一定的嵌固作用，穩(wěn)，由于兩端節(jié)點(diǎn)有一定的嵌固作用，故斜平面計(jì)算長度略作折減故斜平面計(jì)算長度略作折減( (支座斜支座斜桿和支座豎桿除外），桿和支座豎桿除外），l0=0.9l(4)(4)其他（表其他（表2.32.3） 如桁架受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的如桁架受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離為兩倍節(jié)間長度，且兩節(jié)間弦桿距離為兩倍節(jié)間長度，且兩節(jié)間弦桿內(nèi)力不等時(shí)，該弦桿在桁架平面外的內(nèi)力不等時(shí)，該弦桿在桁架平面外的計(jì)算長度按下式計(jì)

58、算：計(jì)算長度按下式計(jì)算： ， )25. 075. 0(1210NNll 式中：式中：N Nl l較大的壓力，計(jì)算時(shí)取正值；較大的壓力，計(jì)算時(shí)取正值；N N2 2較小的壓力或拉力，計(jì)算時(shí)壓力取正值，拉力取負(fù)值較小的壓力或拉力，計(jì)算時(shí)壓力取正值，拉力取負(fù)值但不小于但不小于0.50.5l ll l(3)(3)腹桿在斜平面內(nèi)的計(jì)算長度腹桿在斜平面內(nèi)的計(jì)算長度 確定桁架弦桿和單系腹桿的長細(xì)比時(shí)，其計(jì)算確定桁架弦桿和單系腹桿的長細(xì)比時(shí)，其計(jì)算長度應(yīng)按下表規(guī)定采用。（表長度應(yīng)按下表規(guī)定采用。（表2.22.2）項(xiàng)項(xiàng) 次次彎曲方向彎曲方向弦弦 桿桿腹腹 桿桿支座斜桿和支座支座斜桿和支座豎桿豎桿 其他腹桿其他腹桿

59、1 1在桁架平面內(nèi)在桁架平面內(nèi)ll0.8 l2 2在桁架平面外在桁架平面外l1ll3 3斜平面斜平面l0.9 ll 構(gòu)件的幾何長度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）；構(gòu)件的幾何長度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）；l1 桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；2. 桿件的容許長細(xì)比桿件的容許長細(xì)比規(guī)范中對拉桿和壓桿都規(guī)定了容許長細(xì)比。（表規(guī)范中對拉桿和壓桿都規(guī)定了容許長細(xì)比。（表4.14.1、4.24.2） 2.3.5 鋼桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造鋼桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造一一.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般要求節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般要求 以桁架桿件的形心線以桁架桿件的形心線為軸線并在節(jié)點(diǎn)處相交于為軸線并在節(jié)點(diǎn)處相交于一點(diǎn)，肢背至軸線的距離

60、一點(diǎn)，肢背至軸線的距離為為5 5mmmm的倍數(shù)。的倍數(shù)。 節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的凈距，不宜小于凈距，不宜小于1010mmmm，或者桿件之間的空隙不小于或者桿件之間的空隙不小于15152020mmmm。 角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時(shí)允許角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時(shí)允許切去一肢的部分，但不允許將一個(gè)肢完全切去而另切去一肢的部分，但不允許將一個(gè)肢完全切去而另一肢伸出的斜切。一肢伸出的斜切。 節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)簡單而規(guī)節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)簡單而規(guī)則，至少宜有兩邊平行，如矩則，至少宜有兩邊平行，如矩形、平行四邊形和直角梯形等。形、平行四邊形