屋架的形式與布置

1、第七章 鋼屋架,1、屋架的形式與布置,鋼屋架由屋面板或檁條、屋架、托架和屋蓋支承系統(tǒng)（水平支承、豎向支承）、大型屋面板等構(gòu)件組成。（圖） 分類： 分為有檁屋蓋結(jié)構(gòu)和無檁屋蓋結(jié)構(gòu)兩種承重結(jié)構(gòu),無檁屋架,1.傳力路線：,無檁屋架 屋面荷載 大型屋面板 屋架（或天窗架）,2、屋面的跨度和間距,屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)的布置 無檁屋架 因受大型屋面板尺寸的限制，屋架的跨度一般取3米的倍數(shù)，常用有15m,18m,21m等屋架的間距為6m。當(dāng)柱距超過屋面板的長(zhǎng)度時(shí)，就必須設(shè)置托架，以支承中間屋架,3.特點(diǎn)：,屋蓋剛度大、整體性好、施工方便，但自重大、抗震性能差?？捎糜谖菁芷露容^小的屋蓋。,有檁屋架,1.

2、形式和布置見 圖,2.組成：,輕質(zhì)屋面板、檁條、拉條、支撐、屋架 輕質(zhì)屋面板： 壓型鋼板、石棉瓦、鋼絲網(wǎng)水泥波形瓦和加氣混凝土屋面板等,3.傳力路線： 屋面荷載 屋面板 檁條 屋架,4.特點(diǎn)： 屋面材料輕，整體性、剛度差些，有拉條（甚至斜拉條、撐桿等）、構(gòu)造較復(fù)雜?？捎糜谖菁芷露容^大的屋蓋。 拉條的作用:減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，一般設(shè)在檁條腹桿受壓區(qū)域。 有檁屋蓋的單層廠房的吊裝過程動(dòng)畫,輕鋼廠房 1.形式和布置見 （圖）,2組成： 輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板）、檁條、隅撐、水平支撐、鋼架 3.傳力路線： 屋面荷載 屋面板 檁條 鋼架 4.特點(diǎn)： 輕質(zhì)、耐火、保溫及防水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、工

3、業(yè)化生產(chǎn)程度高（材料整齊地裝箱，現(xiàn)場(chǎng)猶如搭積木）。 廠房,屋架的形式： 1、屋架的外形 屋架的外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字型等 2、選型的原則 屋架選型是設(shè)計(jì)的第一步，桁架的外形首先取決于建筑物的用途，其次考慮用料的經(jīng)濟(jì)施工方便及結(jié)構(gòu)剛度等問題。 （1）滿足使用要求 （2）受力合理：桁架外形應(yīng)盡可能與彎距圖相近似，桿件受力均勻；短件受壓，長(zhǎng)件受拉；荷載盡量布置在節(jié)點(diǎn)上。 （3）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求簡(jiǎn)單，便于制造 (4)便于運(yùn)輸,（一）常用屋架的結(jié)構(gòu)形式 1、三角性屋架 三角形屋架適用于陡坡屋面(I1/3)的有檁屋蓋體系，受力不均勻，剛度小，坡度大，排水好，用于中、小跨度輕屋面結(jié)構(gòu) 分類：芬克

4、式 人字式(見課本圖7.2b) 單斜式(見課本圖7.2c) 芬克式腹桿雖然較多但 他的壓桿較短，拉桿長(zhǎng)桿 件受力合理，且可以 分為兩個(gè)小桁架制作 與運(yùn)輸，運(yùn)用較廣,2.梯形鋼屋架： （1）外形與受力特點(diǎn) 外形與彎矩圖較接近，受力好，省材料 適用于屋面；坡度較?。↖1/3)的無檁屋蓋結(jié)構(gòu) （2）分類 人字式和再分式 人字式又分為上承式與下承式 一般情況下與柱剛結(jié)時(shí)采用下 承式，與柱鉸結(jié)時(shí)采用上承式與 下承式均可,（3）優(yōu)點(diǎn)： （1）人字型屋架有較好的空間觀感，制作時(shí)可不再起拱，多用于較大的跨度 3、人字型屋架 人字型屋架上、下弦可以是平行的，坡度1/20-1/10節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單多用于較大的跨度，

5、人字型屋架一般易采用上承式，不但安裝方便且可使折線拱的推力與下弦桿的彈性壓縮相抵消，在很大程度上減小了對(duì)柱的不利影響,4、平行弦屋架 平行弦屋架在構(gòu)造方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，弦桿及腹桿分別等長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)形式相同、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式統(tǒng)一，便于制作工業(yè)化。 用途： 單坡屋架和支承構(gòu)件等。,（二）屋架的主要尺寸 1、跨度 據(jù)工藝需要定，一般為3m模數(shù)，12、15、18、21、24、27、30、36m等 （1）計(jì)算跨度 簡(jiǎn)支與于柱頂上的鋼屋架，其計(jì)算跨度取決于屋架支座反力的距離。當(dāng)柱的定位軸線與柱頂中軸線重合，且屋架簡(jiǎn)支于柱頂時(shí)，其計(jì)算跨度取房屋軸線跨度（標(biāo)志跨度）見課本142頁圖7.5。當(dāng)不重合時(shí)，其計(jì)算跨度每端減

6、去150200mm 2、屋架的高度 三角形 h（1/41/6）L 梯形 跨中 h（1/61/10）L 端部 h1.62.2m（鉸接時(shí)） h1.82.4m（剛接時(shí)）,屋蓋支承 由屋架、檁條和屋面材料等構(gòu)件組成的有檁屋蓋是幾何可變體系。屋架的受壓上弦雖然與檁條連接，但所有屋架的上弦有可能向同一方向以半波的形式鼓曲 （圖），使得上弦的計(jì)算長(zhǎng)度為屋架的跨度，承載力下降。其次，屋架下弦雖是拉桿，但側(cè)向無聯(lián)系時(shí)，會(huì)引起較大的水平振動(dòng)和變位，增加桿件和連接中的受力。此外端墻傳來的風(fēng)荷載，僅靠屋架的弦桿承受和傳遞是不夠的。,故支撐設(shè)置有下列的作用： （1）保證結(jié)構(gòu)的空間作用 (2)增強(qiáng)屋架的側(cè)向穩(wěn)定 (3)傳

7、遞屋蓋的水平荷載 (4)便于屋蓋的安全施工,1.上弦橫向支撐 （1）組成 屋架上弦、斜向桿件、檁條、系桿 （見課本圖7.7 144ye) （2）作用： 保證屋架側(cè)向剛度和屋蓋的空間剛度，減小上弦在平面外計(jì)算長(zhǎng)度，承受和傳遞端墻的風(fēng)荷載。 （3）布置 端部第一或第二開間。當(dāng)布置在第二開間時(shí)，端屋架需與橫向支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩(wěn)定和風(fēng)荷載傳遞。（有時(shí)因天窗架從第二開間起設(shè)。） 橫向支撐間距大于60m時(shí)，中間增設(shè)。 屋面為大型屋面板，且屋面板有三點(diǎn)與屋架上弦牢固連接時(shí)，可不設(shè)。但一般高空作業(yè)較難保證，還是設(shè)上弦橫向支撐，大型屋面板起系桿的作用。有天窗架時(shí)，上弦橫向支撐仍需布置。,2.下弦

8、支撐 下弦支撐包括下弦橫向支撐和下弦縱向支撐 下弦橫向支撐 下弦縱向支撐 組成：系桿、斜桿 作用：增加屋蓋空間剛度，承受和傳遞吊車橫向水平制動(dòng)力。 布置：屋架兩邊，與橫向支撐形成封閉框。 有重級(jí)工作制吊車或起重量較大的中、輕工作制吊車時(shí)， 有振動(dòng)設(shè)備、屋架下弦有吊軌、有托架時(shí)， 房屋跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，均需設(shè)置下弦縱向水平支撐。,3.豎向支撐 組成：系桿、斜桿 作用：使相鄰屋架形成幾何不變的空間體系，保證側(cè)向穩(wěn)定。 布置位置：設(shè)有上弦橫向支撐的開間內(nèi)，每隔45個(gè)開間布置一道。,布置原則: （1）梯形或平行弦屋架 無天窗，跨度l30m，布置在屋架兩端、跨中 （圖）。,無天窗，跨度l30

9、m，布置在屋架兩端、跨度l/3處 （圖）。,有天窗、跨度l30m，布置在屋架兩端、跨中、天窗架兩端 （圖）,有天窗、跨度l30m，布置在屋架兩端、跨度l/3處、天窗架兩端,（2）三角形屋架 跨度小于18m時(shí)，布置在屋架中間 （圖）。,跨度大于18m時(shí)，一般視具體情況布置兩道 （圖）。,4.系桿 作用：在無支撐的開間處，保證屋架的側(cè)向穩(wěn)定，減小弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度，傳遞水平荷載。 系桿分剛性和柔性 剛性系桿一般由兩個(gè)角鋼組成，能承受壓力和拉力。 柔性系桿則常由單角鋼或圓鋼組成，只能承受拉力。 布置： 豎向支撐平面內(nèi)設(shè)通長(zhǎng)系桿。 水平橫向支撐設(shè)在第二開間時(shí)，端屋架需與第二榀屋架用剛性系桿連接，其余設(shè)置剛性或柔性系桿均可。 屋脊節(jié)點(diǎn)、屋架支座節(jié)點(diǎn)設(shè)置剛性系桿。,支承的截面選擇及連接構(gòu)造