單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計天津大學鋼結(jié)構(gòu)教研室單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容：吊車梁結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置普通鋼屋架設(shè)計橫向框架及框架柱設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(1)框架柱(2)鋼屋架支撐構(gòu)件吊車梁制動梁天窗架托架墻架抗風柱…單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)體系

吊車梁結(jié)構(gòu)體系

橫向平面框架

縱向平面框架

屋蓋結(jié)構(gòu)

支撐系統(tǒng)

墻架結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)由框架柱和橫梁/鋼屋架構(gòu)成承受全部豎向荷載和橫向水平荷載1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

橫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

縱向平面框架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)由橫梁/鋼屋架、屋蓋支撐、天窗架、

天窗支撐、托架和檁條等構(gòu)成承受屋蓋豎向荷載1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

吊車梁結(jié)構(gòu)體系

屋蓋結(jié)構(gòu)由吊車梁和制動系統(tǒng)構(gòu)成承受吊車豎向荷載和吊車水平荷載單層廠房鋼結(jié)構(gòu)由屋蓋支撐、柱間支撐和天窗支撐等構(gòu)成保證結(jié)構(gòu)空間剛度和穩(wěn)定性

支撐系統(tǒng)由墻架/抗風柱等構(gòu)成承受山墻墻體重量和墻面風荷載

墻架結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

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35~80kg/m2中型75~170kg/m2重型200~400kg/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%1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)形式與布置1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置橫向框架形式屋蓋結(jié)構(gòu)型式支撐體系墻架布置吊車梁系統(tǒng)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)橫向框架和縱向框架的柱形成柱網(wǎng)

柱網(wǎng)布置1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置工藝要求地上設(shè)備/地下設(shè)備/功能變動結(jié)構(gòu)要求所有柱列采用相等柱間距/設(shè)置托架(標準化)經(jīng)濟要求縱向柱距6m/方案比選考慮因素單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)溫度變形溫度變形受到約束產(chǎn)生溫度應(yīng)力設(shè)置溫度縫（橫向/縱向）釋放溫度變形減小溫度應(yīng)力1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

柱網(wǎng)布置溫度縫設(shè)置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

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鉸接采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋露天結(jié)構(gòu)

220m120m150m180m100m125m120m----

溫度區(qū)段長度限值表1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)橫向溫度縫在溫度縫兩側(cè)設(shè)置兩榀橫向框架軸線定位縱向溫度縫板鉸支座/活動支座

柱網(wǎng)布置溫度縫做法1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)按連接方式鉸接框架/剛接框架/上剛接下懸臂框架按框架跨數(shù)單跨/雙跨/多跨1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

橫向框架形式橫向框架種類框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成橫向框架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)鉸接框架

柱腳彎矩大；橫向剛度差；受力明確，計算簡單；安裝方便；對基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性強剛接框架

柱腳彎矩小；橫向剛度好；受力復雜；構(gòu)造麻煩；對基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性差1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)在屋架上直接設(shè)置大型鋼筋混凝土屋面板屋架間距=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)形式無檁體系單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋架上設(shè)置檁條，檁條上鋪設(shè)輕型屋面材料屋架間距=檁條跨度檁條間距=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1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

屋蓋結(jié)構(gòu)形式有檁體系單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝/建筑造型/材料供應(yīng)/施工能力/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)采用桁架式，檁條一般為實腹式屋蓋應(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/安裝中采取臨時加固措施結(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)選型與布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支撐和柱間支撐等構(gòu)成支撐體系1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

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)的抗扭剛度單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)平面屋架+檁條+屋面板+屋蓋支撐構(gòu)成具有空間剛度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系兩端相鄰兩榀屋架間設(shè)置支撐，其余屋架通過系桿或檁條與之相連，縱向長度較大時，中間應(yīng)加設(shè)支撐結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

支撐體系屋蓋支撐單層廠房鋼結(jié)構(gòu)上弦橫向支撐下弦橫向支撐下弦縱向支撐豎向支撐（垂直支撐）系桿天窗支撐1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

支撐體系屋蓋支撐種類單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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和端豎桿平面1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

支撐體系屋蓋支撐布置原則單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

支撐體系柱間支撐布置單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支撐一般按簡支平行弦桁架計算柱間支撐可按懸臂平行弦桁架計算支撐受力一般較小，可按剛度要求確定構(gòu)件截面交叉支撐按拉桿設(shè)計常用截面形式：角鋼/圓鋼（張緊裝置）斜腹桿與弦桿夾角30~60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)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)承受墻體自重/墻面風荷載柱距<8m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)，否則設(shè)分布梁端墻墻架不承受屋面豎向荷載，應(yīng)采用板鉸等柔性連接1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置

墻架布置墻架梁/墻架柱/水平抗風桁架等構(gòu)成墻架體系單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)普通鋼屋架為平面桁架，適用跨度18~36m構(gòu)件一般為雙角鋼組成的T形截面，采用節(jié)點板連接優(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2.普通鋼屋架設(shè)計

普通鋼屋架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)2.普通鋼屋架設(shè)計

普通鋼屋架的形式選型原則使用要求屋架外形與排水坡度相適應(yīng)經(jīng)濟要求屋架外形與彎矩圖一致，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30~60度制作安裝要求節(jié)點少/構(gòu)造簡單/便于分段單層廠房鋼結(jié)構(gòu)平行弦屋架三角形屋架梯形屋架曲拱形屋架梭形屋架…2.普通鋼屋架設(shè)計

普通鋼屋架的形式屋架外形單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)腹桿等長/桿件類型少/節(jié)點構(gòu)造相同/標準化/工業(yè)化排水困難/桁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

普通鋼屋架的形式平行弦屋架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架的形式三角形屋架2.普通鋼屋架設(shè)計腹桿受力小/排水坡度大弦桿內(nèi)力不均勻/與柱鉸接，剛度差中小跨度、輕型屋面單層廠房鋼結(jié)構(gòu)受力性能好/腹桿較短/可與柱剛接排水坡度小

普通鋼屋架的形式梯形屋架2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)受力性能好制作加工不方便/可改進為折線形

普通鋼屋架的形式梯形屋架2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)平行弦屋架：單斜式/菱形/K形/十字交叉形三角形屋架：芬克式/單斜式梯形屋架：人字式/再分式曲拱形屋架：新月式

普通鋼屋架的形式腹桿布置2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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/18m/21m/24m/27m/30m/36m

普通鋼屋架主要尺寸屋架跨度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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：（1/6~1/4）L梯形屋架：跨中（1/10~1/6）L；端部1.6~2.2m（鉸接）/1.8~2.4m（剛接）運輸高度：3.85m

普通鋼屋架主要尺寸屋架高度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)上弦節(jié)間尺寸根據(jù)屋面做法確定無檁體系：大型屋面板1.5~1.8m有檁體系：檁條間距0.8~3.0m屋面荷載盡量直接作用在上弦節(jié)點上

普通鋼屋架主要尺寸節(jié)間尺寸2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)鋼屋架的節(jié)點為鉸接節(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)點中心桿件偏心荷載作用在屋架節(jié)點上，且在屋架平面內(nèi)節(jié)間荷載

普通鋼屋架計算分析計算假定2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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

普通鋼屋架計算分析荷載類型2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架計算分析荷載組合2.普通鋼屋架設(shè)計永久荷載+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+半跨屋面活荷單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋面荷載匯集到上弦節(jié)點，可按下式計算屋架結(jié)構(gòu)自重（kN/m2）按經(jīng)驗公式估算并作用在上弦節(jié)點：

普通鋼屋架計算分析荷載計算2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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，屋蓋承受風吸力的作用，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2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)懸掛吊車荷載根據(jù)其與屋架的連接方式具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。

普通鋼屋架計算分析荷載計算2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)上弦桿受節(jié)間荷載時，計算局部彎矩：簡支梁M0，端節(jié)間正彎矩0.8M0，其它節(jié)間正、負彎矩0.6M0屋架與柱剛接時，還應(yīng)計算屋架端彎矩引起的屋架桿件內(nèi)力

普通鋼屋架計算分析內(nèi)力分析2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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外側(cè)向支撐點間距

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件計算長度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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=0.8l；（與下弦連接的節(jié)點嵌固作用較大）下弦桿l0x=l；

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件計算長度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋架平面外上弦桿有檁體系檁條與支撐不連接l0y=l1；檁條與支撐連接l0y=l1/2（檁條間距）；無檁體系屋面板與屋架3點可靠連接時，l0y=2B且<3m；否則，l0y=l1下弦桿l0y=l1腹桿l0y=l（桿件幾何長度）

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件計算長度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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：l0y=l1(0.75+0.25N2/N1)且l0y>=0.5l1對雙角鋼十字形截面和單角鋼截面的腹桿，斜平面屈曲，l0x=0.9l；

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件計算長度2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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。

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面形式2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)等邊角鋼T型截面iy≈(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iy≈(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；

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面形式2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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iy≈ix，適用于有豎向支撐連接的豎腹桿；

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面形式2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)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)伸出角鋼肢15-20mm，寬60mm，與節(jié)點板等厚，間距不大于40i（壓桿）和80i（拉桿），且每根桿件至少兩塊，十字型截面墊板沿兩個方向交錯布置。

普通鋼屋架桿件設(shè)計墊板設(shè)置2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)角鋼規(guī)格不宜小于L45×4/L56×36×4；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。

普通鋼屋架桿件設(shè)計截面規(guī)格2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)軸心拉桿：強度剛度

λ<[λ]=250~400

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)軸心壓桿：穩(wěn)定性剛度λ<[λ]=150~200凈截面強度

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)偏心壓桿：強度剛度λ<[λ]=150~200穩(wěn)定性

普通鋼屋架桿件設(shè)計桿件截面驗算2.普通鋼屋架設(shè)計單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則2.普通鋼屋架設(shè)計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，軸線與桿件形心線中線重合。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單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則2.普通鋼屋架設(shè)計b.直接支承大型鋼筋混凝土屋面板的上弦角鋼應(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；單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計原則2.普通鋼屋架設(shè)計e.節(jié)點中桿件邊緣間距：焊接10-20mm，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，同一榀屋架節(jié)點板厚度相同，厚度6-20mm，支座節(jié)點板+2mm。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計

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。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計2.普通鋼屋架設(shè)計*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)力較小，可按構(gòu)造設(shè)置焊縫）節(jié)點構(gòu)造與計算單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計

*有集中荷載的上弦節(jié)點（無檁體系）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：承受弦桿軸力差及集中荷載（坡度較小，集中力對焊縫偏心忽略）集中力：焊縫驗算：弦桿軸力差：單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計

*有集中荷載的上弦節(jié)點（有檁體系）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）單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計

*有集中荷載的上弦節(jié)點（有檁體系）

集中力P由肢背塞焊縫承受

弦桿軸力差及附加彎矩由肢尖焊縫承受單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*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；單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*弦桿拼接節(jié)點拼接角鋼切肢切棱角以保證焊縫質(zhì)量及角鋼密貼，切肢尺寸：

為減小應(yīng)力集中，如弦桿肢寬≥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焊縫長度確定，且不小于40-60mm，被拼接角鋼間應(yīng)留10mm間隙；單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*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P-2N1sinα單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*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。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*支座節(jié)點為便于施焊，下弦桿與支座底板間距離h，應(yīng)不小于下弦水平肢寬及130mm。錨栓按構(gòu)造選用，M20-M25，為便于安裝，底板開大孔，加墊板。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*支座節(jié)點

底板可采用方形或矩形，凈截面積

短邊尺寸≥200mm；底板的厚度根據(jù)底板承受的彎矩確定，且t≥14mm

（兩鄰邊支承）單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

普通鋼屋架節(jié)點設(shè)計節(jié)點構(gòu)造與計算2.普通鋼屋架設(shè)計*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

節(jié)點板、加勁肋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）單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架形式3.橫向框架和框架柱*單層單跨廠房的橫向框架鉸接框架：橫向剛度差/無吊車或有輕型吊車/地基不均勻沉降影響小/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/高度較大框架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架形式3.橫向框架和框架柱*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*帶有橫向天窗的橫向框架：天窗-采光通風/天窗架、屋架與柱形成橫向框架單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架尺寸3.橫向框架和框架柱

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/30m/36mL=Lk+λ1+λ2

其中Lk為吊車梁的跨度；λ為柱軸線到吊車軌道中心的距離λ=A+B+C單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的結(jié)構(gòu)體系框架尺寸3.橫向框架和框架柱

橫向框架的高度：廠房室內(nèi)地坪至屋架下弦的凈空尺寸，

He=Hu+Hr+(200~300mm)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算平面框架假定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，一般情況下，各榀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。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算計算簡圖3.橫向框架和框架柱縱向柱距相等時，僅需取一榀框架計算鋼屋架可簡化為實腹梁，等效慣性矩為

IB=(A1y12+A2y22)K格構(gòu)式框架柱可等效為實腹柱。等效慣性矩為

IC=0.9IC0單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算荷載種類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、天窗、檁條、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）單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算荷載種類3.橫向框架和框架柱風荷載墻面風荷載折算為均布荷載作用在框架柱上；屋架及天窗風荷載按集中力作用在框架柱頂單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算荷載種類3.橫向框架和框架柱吊車荷載豎向荷載/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排運行的最不利情況考慮

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算荷載種類3.橫向框架和框架柱吊車荷載豎向荷載：最大最小輪壓Pkmax/Pkmin：n1(Pkmax+Pkmin)=Q+G橫向水平制動荷載：Tk=K(Q+G)/n單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算荷載種類3.橫向框架和框架柱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：Dmax=1.4PkmaxΣyi；Mmax=DmaxeDmin=1.4PkminΣyi；Mmin=DmineT=1.4TkΣyi單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算橫向框架構(gòu)件剛度比3.橫向框架和框架柱超靜定體系內(nèi)力分布與各構(gòu)件剛度比有關(guān)。設(shè)計時一般可假定：上、下柱截面慣性矩之比為：邊柱I1:I3=4.5~15；中柱I2:I4=8~25；中柱、邊柱下柱慣性矩之比：I2:I1=1.2~12；橫梁與邊柱下柱慣性矩之比：IB:I1=1.2~12；最終選定截面若與初選截面相差較大，應(yīng)按最終選定截面重新進行內(nèi)力分析單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算內(nèi)力分析3.橫向框架和框架柱可采用力學方法：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)力分析單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算內(nèi)力組合3.橫向框架和框架柱內(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?？蚣苤O(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：上柱柱底截面單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算內(nèi)力組合3.橫向框架和框架柱錨拴設(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單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的計算內(nèi)力組合3.橫向框架和框架柱可變荷載組合應(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

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱形式3.橫向框架和框架柱等截面柱：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，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。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱形式3.橫向框架和框架柱框架柱截面應(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)式邊柱外側(cè)平齊便于鋪設(shè)墻面板吊車荷載較大時，可采用箱形截面。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱構(gòu)造3.橫向框架和框架柱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)造與階形柱相同單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱驗算3.橫向框架和框架柱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=μHμ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（k1=IB/L:IC/H）及柱腳剛度（鉸接/剛接k2）查表確定單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱驗算3.橫向框架和框架柱框架柱平面內(nèi)計算長度單階柱：上段柱H01=μ1H1/下段柱H02=μ2H2；μ1/μ2為上/下段柱計算長度系數(shù)，μ1=μ2/η1，μ2=ψsμ；ψs階形柱考慮空間作用計算長度折減系數(shù)；μ上端自由（梁柱鉸接）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（k1=I1/H1:I2/H2）及參數(shù)η1查表確定單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱驗算3.橫向框架和框架柱框架柱平面內(nèi)計算長度雙階柱：…框架柱平面外計算長度：側(cè)（縱）向支撐點間的距離，柱腳/吊車梁/托梁/支撐等單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱驗算3.橫向框架和框架柱吊車梁與框架柱連接節(jié)點不能保證沿柱軸線傳遞反力時，應(yīng)考慮可能的平面外彎矩對格構(gòu)式構(gòu)件，應(yīng)對吊車肢按軸心受壓構(gòu)件進行補充驗算，偏于安全地認為吊車豎向荷載完全由吊車肢承擔，吊車肢受到的總壓力為單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

橫向框架的框架柱框架柱柱腳3.橫向框架和框架柱廠房框架柱一般設(shè)計為剛接柱腳，傳遞軸力、彎矩和剪力。實腹柱柱腳：單臂式靴梁/靴梁上頂板/錨栓/柱腹板水平加勁肋/肋板或隔板格構(gòu)柱柱腳：雙臂式靴梁/靴梁上角鋼/錨栓/加勁肋/隔板剪力由摩擦力或抗剪件傳遞

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車的基本知識吊車利用等級4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系利用等級（U0~U9）

0-3:不經(jīng)常使用；

4：經(jīng)常清閑地使用；

5：經(jīng)常中等地使用；

6：不經(jīng)常繁忙地使用；

7-9：繁忙地使用單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車的基本知識吊車荷載狀態(tài)4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系荷載狀態(tài)（Q1-Q4）

Q1輕：很少起升額定荷載；

Q2中：有時起升額定荷載；

Q3重：經(jīng)常起升額定荷載；

Q4特重：頻繁起升額定荷載；單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車的基本知識吊車工作級別4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車工作級別（A1~A8）

1-4：輕級工作制；

4-6：中級工作制；

6-7：重級；

8：特重級單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車的基本知識吊車規(guī)格4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系100t及以下吊車規(guī)格：5t；10t；16/3t；20/5t；32/5t；50/10t；75/20t；100/20t*副鉤起重量/主鉤起重量單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車梁體系由吊車梁（或吊車桁架）、制動結(jié)構(gòu)、輔助桁架及支撐等構(gòu)件組成。吊車梁或吊車桁架一般設(shè)計為簡支結(jié)構(gòu)，一般采用焊接結(jié)構(gòu)，也可采用栓焊結(jié)構(gòu)；單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車梁/桁架的形式4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車梁：型鋼梁、組合梁、Y形梁和箱形梁；焊接工字梁最常用吊車桁架：桁架式、撐桿式和托架吊車梁合一式單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁的荷載4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車豎向荷載標準值為吊車最大輪壓；吊車橫向水平荷載可按小車重量和額定最大起重量百分數(shù)確定（軟鉤/硬鉤4-10%），計算重級或特重級工作制吊車梁或桁架及其制動結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定性以及連接的強度時，應(yīng)乘以增大系數(shù)αT；吊車縱向水平荷載按一側(cè)軌道所有剎車輪的最大輪壓之和的10%采用；主要荷載單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁的荷載4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車梁或桁架走道板活荷載2.kN/m2/積灰荷載0.3-1.0kN/m2；結(jié)構(gòu)自重(吊車梁或桁架/軌道/制動系統(tǒng)/連接件等)的影響可通過采用彎矩和剪力的放大系數(shù)βw近似地考慮；吊車梁承受的其它荷載，如懸掛其它設(shè)備、隔熱板、露天棧橋的風、雪荷載及設(shè)備振動引起的荷載動力效應(yīng)等。次要荷載單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁的荷載4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系計算吊車梁或桁架的強度、穩(wěn)定性或連接的強度時，應(yīng)采用荷載設(shè)計值并乘以動力系數(shù)（1.05/1.1）；變形和疲勞計算采用荷載標準值，且不乘動力系數(shù)荷載動力系數(shù)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系一般按兩臺吊車的最大起重量進行設(shè)計，有可靠根據(jù)時按實際情況設(shè)計；設(shè)計應(yīng)根據(jù)工藝提供的資料確定吊車工作級別；吊車梁或桁架的形式應(yīng)根據(jù)吊車起重量大小、吊車梁或桁架跨度及吊車工作級別確定，對重級工作制吊車宜設(shè)置制動結(jié)構(gòu)；吊車梁設(shè)計一般設(shè)計規(guī)定單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁設(shè)計4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系重級和特重級工作制吊車的吊車梁與制動結(jié)構(gòu)及柱的連接、大跨度吊車梁現(xiàn)場拼接應(yīng)優(yōu)先采用高強螺栓；跨度>=24m的吊車梁或桁架，制作時宜按跨度的1/1000起拱；分段制作、工地地面拼裝、整根吊裝。一般設(shè)計規(guī)定單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁設(shè)計4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系吊車荷載為動荷載；首先應(yīng)確定對應(yīng)各內(nèi)力的吊車荷載的最不利位置，再計算吊車梁的最大彎矩和對應(yīng)剪力、支座最大剪力以及橫向荷載作用下的最大彎矩（制動梁）或吊車梁上翼緣的局部彎矩（制動桁架）等吊車梁內(nèi)力計算單層廠房鋼結(jié)構(gòu)吊車梁設(shè)計4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系對簡支吊車梁，最不利荷載位置及對應(yīng)內(nèi)力最大值：最大彎矩：兩個輪子作用在梁上最不利位置a2=a1/4最大彎矩Mcmax=ΣP(L/2-a2)2/L對應(yīng)剪力V