重型厂房和结构设计.ppt

第九章重型厂房和结构设计 重型厂房的显著特点：跨度大、高度大、吨位大.,结构形式和结构布置 计算原理 钢屋架设计 吊车梁设计,第一节 结构形式和结构布置 一、概述 1、结构形式和吊车的工作级别 1）结构形式 重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式，但也有 一部分为多层刚架者。根据屋面材料的不同,屋盖体系 可分为有檩屋盖体系和无檩屋盖体系.,房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。,屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。,一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架上。,常用于轻型屋面材料的情况。,2）吊车的工作级别 划分依据：按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用 次数和荷载大小)，国家标准起重机设计规范 (GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1A8。在相 当多的文献中，习惯将吊车以轻、中、重和特重四个工 作制等级来划分，它们之间的对应关系见表2-1。 2、柱网布置和计算单元 1）、柱网布置 布置原则：厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等诸多因素来确定，同时还应注意符合标准化模数的要求。,生产工艺：柱网布置首先要满足生产工艺流程的要求，包括预期的扩建和工艺设备更新的需求。这些要求往往涉及到设备基础，地下管沟等与柱基础的协调布置. 结构：柱网布置必须满足结构上的要求，在保证厂房具有必需的刚度和强度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以利施工。 经济：柱柜的大小，直接影响着布置在柱距间的构件(如檩条，吊车梁等)的截面大小。加大柱距一般可减少处理地基的费用和基础的造价，但将使布置在柱距间的构件的材料增加。 合理柱网尺寸：合理的柱网布置应使总的经济效应最佳。一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时,柱距取12m较为经济；,参数较小的厂房取6m柱距较为合适。如果采用轻型围 护结构，则取大柱距15m，18m及24m较适宜。位于软 弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 温度收缩缝的设置： 规范要求:在厂房的纵向或横向的尺度较大时,一般应 按表9.1.1在平面布置中设置温度收缩缝，以避免结构 中衍生过大的温度应力。 双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝原则上皆可采 用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。 托梁（架）的设置： 托梁（架）的作用：在拔柱处设置一构件,上承屋架(或 其他屋面结构)，下传柱子，该构件为实腹式时称为托 梁，桁架式时称为托架。,2）、计算单元 单元宽度一般是 相邻柱距的平均值。 对于等柱距且无拔柱 的平面布置，显然只 需取一个计算单元。,3）、吊车外轮廓线与临近构件的净距要求 a:吊车外轮廓与屋架下弦下表面之间的净距; b:吊车大轮的中心线与柱纵向定位轴线之 间的净距离; c:吊车外轮廓与柱体内表面之间的净距离. 4）、横向框架及其截面选择 横向框架结构形式 厂房结构形式的选取不仅要考虑 吊车的起重量,而且要考虑吊车的工作级别及吊钩类型. 柱脚：重型厂房的柱脚通常做成刚接，这不仅可以削减 柱段的弯矩绝对值且可增大横向框架的刚度。,横梁与柱子的连接：可以是铰接(如图2-4c)或刚接(如 图2-4a，b)，相应地，称横向框架为铰接框架或刚接 框架。对一些刚度要求较高的厂房(如设有双层吊车， 装备硬钩吊车等)，尤其是单跨重型厂房，宜采用刚接 框架。在多跨时，特别在吊车起重量不很大和采用轻 型围护结构时，适宜采用铰接框架(如图2-4c)。 横向框架截面形式 实腹式柱：实腹式等截面柱的构造简单，加工制作费用低，较少单独采用，一般用作阶梯形柱的上柱。只有当厂房高度不超过10m且吊车额定起重量不超过20t时采用。 格构式柱：是重型厂房阶形下柱的常见型式，图2-6是其截面的常见类型。,分离式承重柱:厂房高度不 大，但吊车额 定起重量超过 100t，或吊车 吨位不大而厂 房高度较大 (有刚度要求) 时，宜采用分 离式承重柱。,阶梯形柱：阶形柱的上柱截面通常取实腹式等截面焊接 工字形或类型(a)。下柱截面类型要依吊车起重量的大 小确定：类型(b)常见于吊车起重量较小的边列柱截面; 吊车起重量不超过50t的中列柱可选取(c)类截面，否则 需做成(d)类截面;显然,截面类型(e)适合于吊车起重量 较大的边列柱;特大型厂房的下柱截面可做成(f)类截面. 阶梯形柱各段连接构造如图27。 3、柱间支撑 目的：柱间支撑与屋盖支撑一起传递并承担作用于厂房 山墙上的风荷载、吊车的纵向水平荷载、纵向地震力等 荷载，提高厂房纵向刚度。,分类：上层柱间支撑和下层柱间支撑 上层柱间支撑:吊车梁上部的柱间支撑. 下层柱间支撑:吊车梁下部的柱间支撑. 设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑，多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆。,下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少 纵向温度应力的影响。当温度区段长度大于150m或抗 震设防烈度为8度、类场地和9度时，应当增设一 道下层柱间支撑，且两道下层柱间支撑的距离不应超过 72m。上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间 设置外，还应当在每个温度区段的两端设置。 形式：柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字 式、门架式等（图9.3.2）.十字交叉支撑的构造简单、 传力直接、用料节省，使用最为普遍，其斜杆倾角宜为 45左右.上层支撑在柱间距较大时可改用斜杆(图d); 下层支撑高而不宽者可以用两个十字形,高而刚度要求 严格者可以占用两个开间(图c).当柱间距较大或十字撑 妨碍生产空间时,可采用门架式支撑(图d).图e的支撑形 式,上层为V形,下层为人字形.,采用角钢时，柱间支撑的截面不宜小于L756;采用槽钢时，不宜小于12。 下层柱间支撑一般设置为双片,分别与吊车肢和屋盖肢相连，双片支撑之间以缀条相连,缀条常采单角钢,控制其长细比不大于200，且不小于L755。 上层柱间支撑一般设置为单片,如果上柱设有人孔或截面高度过大(800mm)，亦应采用双片。 支撑的连接可采用焊缝或高强度螺栓。采用焊缝时，焊脚尺寸不应小于6mm，焊缝长度不应小于80mm,同时要在连接处设安装螺栓,一般不小于M16。,计算：按桁架计算（见后面屋盖支撑计算） 构造要求:除计算要求外,还应在构造上满足以下要求:,满足制造、安装和运输要求 构造简单，杆件夹角3060； 杆件与节点数量少； 分段制造，便于运输与安装；,确定屋架形式的原则： 满足使用要求 屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。,二.屋架的形式及腹杆形式,满足经济要求 屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆 内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小； 腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉； 荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。, 按腹杆布置方式不同有： 芬克式,特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理，应 用广泛。,1三角形屋架,杆件数量少，节点数量少，受压杆较长，但抗震性能优于芬克式屋架，适用于跨度小于18m的屋架。, 单斜式,腹杆和节点数量较多，长腹杆受拉，但夹角小，适用于下弦设置天棚的屋架。,人字式, 适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。, 特点： 外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。 上下弦交角小，端节点构造复杂。, 按腹杆布置方式不同有： 人字式,2梯形屋架,特点：腹杆总长度短，节点少。,按支座斜杆与弦杆组成的支承点在下弦或在上弦又可分为下承式和上承式两种。,上承式,下承式, 再分式,特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。, 单斜杆式 特点：多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，应用少。, 特点 外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经济，应用广泛。 适用范围 适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结构。 屋架高度 梯形屋架的中部高度一般为（1/101/8）L，与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/161/12）L，通常取为2.02.5m。 与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度决定。,3平行弦屋架 上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。 屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀。 一般用于托架和支撑体系。,屋架主要尺寸 跨度： 标志跨度l：柱网横向轴线的间距,一般为3m模数. 计算跨度l0：屋架两端支座反力的距离. 封闭结合的屋架简支于钢筋混凝土或砖柱时, 应虑屋架一定的构造尺寸。,高度：指跨中的最大高度，由经济、刚度、建筑要求及 运输界限等几个方面决定，屋架的最小高度取决于刚度 条件。最大高度取决于运输界限，经济高度根据屋架上 下弦及腹杆的总重量最小的条件决定。一般可按下列规 定取值： 三角形： H（1/41/6）L 梯 形： 跨中 H（1/61/10）L 端部 H01.62.2m（铰接时） H01.82.4m（刚接时） 屋架上弦节间：据屋面材料定，尽可能使荷载直接作用 在屋架节点上.,平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。,三 屋盖支撑,上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑 下弦纵向水平支撑 垂直支撑 系杆,组成,檩条屋面板, 保证屋盖的整体性，提高空间刚度 仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。 承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。 保证结构安装时的稳定与方便 屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。,1. 支撑的作用,2.屋盖支撑的布置 1）上弦横向水平支撑 组成： 屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆 布置： 端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。 横向支撑间距大于60m时，中间增设。 屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需布置。 2）下弦横向水平支撑 组成：屋架下弦杆、斜杆、系杆,布置：与上弦横向支撑布置在同一开间： 屋架跨度大于18m时； 屋架下弦设有悬挂吊车时； 抗风柱支承在屋架下弦时； 屋架下弦设通长纵向支撑时,宜设屋架下弦横向支撑. 3）下弦纵向水平支撑 组成：系杆、斜杆 布置： 屋架两边第一节间，与横向支撑形成封闭框。 有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时； 有重级工作制吊车或起重量较大的中轻工作制吊车; 房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑。,4）垂直支撑 组成：系杆、斜杆 布置：设有上弦横向支撑的 开间内，每隔45个开间布 置一道。 垂直支撑联系屋架上、 下弦水平支撑，并和屋架 水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构，是上弦横 向水平支撑的支承点，在屋盖安装过程中保证屋盖稳 定。,布置原则: （1）梯形或平行弦屋架 无天窗，跨度l30m，布置在 屋架两端、跨度l/3处; 有天窗,跨度l30m，布置在 屋架两端、跨度l/3处、天窗架两端,（2）三角形屋架 跨度小于18m时，布置在 屋架中间; 跨度大于18m时，一般视 具体情况布置两道; 5）系杆：系杆分刚性和柔性 作用：系杆能保证无横向水平支撑的所有屋架在上弦杆平面外的稳定和安装时屋架的稳定，第一柱间的刚性系杆能将山墙的风荷载传到横向水平支撑。 布置： 垂直支撑平面内设上下通长系杆； 水平横向支撑在第二开间时，端屋架需与第二榀屋架用刚性系杆连接； 屋脊节点及主要支承点处需设置刚性系杆；,3、形式、计算、构造： 支撑一般呈平行弦桁架，受力较小，按容许长细比 和构造要求是： 拉杆：=400 压杆：=200 当屋架下弦标高大于15m，基本风压大于0.5kN/m2 时，与抗风柱连接的水平支撑承受和传递风荷载。(计 算简图如图)假定压杆不起作用， 变为静定桁架，简化计算。 支撑连接的构造力求简单,安 装方便。一般用M20粗制螺栓连接，杆件每端至少2个 螺栓。圆钢作柔性支撑杆件时，采用花篮螺栓，将杆 件张紧。,第二节计算原理 计算简图：将单层房屋结构简化为平面刚架，该刚架承担一个计算单元内的荷载，荷载以集中力方式作用于该刚架上。 一、荷载计算 荷载种类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载 永久荷载：包括屋面恒载、屋架、檩条、墙梁及刚 架自重、围护结构自重等。一般换算为计算单元上的 均布面荷载（水平投影面）。 屋面恒载的标准值可按表2-4取值。 可变荷载：包括屋面活荷载，雪荷载，积灰荷载， 风荷载及吊车荷载。,按照建筑结构荷载规范(GB 5009)中的荷载组合 规则，屋面活荷载不和屋面雪荷载同时考虑，因此只 需在屋面活荷载与雪荷载的标准值中取较大者计算。 二、刚架内力计算 1、手算 为了简化计算，通常引用当量惯性矩将格构式柱和 屋架换算为实腹式构件进行内力分析。当量惯性矩的 一般表达式为： 式中： -分别为格构式柱两肢（或 屋架上下弦）的截面积； -分别为格构式柱两肢(或屋架上 下弦）的截面形心到其中性轴的距离；, 反映剪力影响和几何形状的修正系数； 平行弦情形，可取0.9； 上弦坡度为110时取0.8； 上弦坡度为18时取0.7; 对于屋架，其当量惯性矩可直接表达为： 式中：h上下两弦截面形心之间的距离。 当屋架的几何尺寸未定时，可依下式估算其当量惯 性矩：,根据位移线性结构的叠加原理，内力分析一般只需 针对几种基本类型进行。如对于单跨刚架，只需分别 分析： (1)恒载作用； (2)屋面可变荷载； (3)左(或右)风荷载； (4)吊车左(或右)刹车力； (5)吊车小车靠近左(或右)时的重力。 这些分析均以荷载标准值进行，以便组合。 2、电算 计算机软硬件的普及，使得在绝大多数情况下，平 面刚(框)架的内力分析都用计算机进行。计算机内力分 析应该是结构设计的首选手段。,三、内力组合原则 按照建筑结构荷载规范(GB 5009)的规定，结构 设计应根据使用过程结构上可能同时出现的荷载，按承 载能力极限状态和正常使用极限状态，依照组合规则进 行荷载效应的组合，并取最不利组合进行设计。在钢结 构设计中，承载能力极限状态计算时一般考虑荷载效应 的基本组合(包括由可变荷载效应的组合和由永久荷载 效应控制的组合)，必要时考虑荷载效应的偶然组合。 对于一般的刚(框)架，按承载能力极限状态设计时， 构件和连接可取下列简化公式中的最不利值确定： 当只有一个可变荷载时： 当有多个可变荷载时：,第三节钢屋架设计 一、屋架的内力计算 1、基本假定 屋架的节点为铰接。 所有杆件的轴线平直且都在同一平面内汇交于节点的中心。 荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。 2、屋架上的荷载 永久荷载： 屋面材料、保温层、防水层、吊车顶、檩条、支撑、 屋架、天窗架等结构自重。 屋架及支撑自重经验公式：,可变荷载： 屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载、悬挂吊 车荷载等。屋面活荷载与雪荷载不同时出现，取两者 中较大值计算。 3、杆件内力计算及组合 将屋面荷载化为节点荷载: qk每平方米屋面水平投影 面上的标准荷载，由于屋面构造层的重量沿屋 面分布，应化简为：,杆件内力计算：采用图解法 按比例绘出桁架； 将各荷载（杆力）之间划分区间，作用单位力； 首先作外力平衡； 通过节点平衡推出各杆力； 确定杆力系数大小及方向（拉、压）。 荷载组合：原则组合出可能的最不利的杆件内力。 全跨永久荷载全跨可变荷载 全跨永久荷载半跨可变荷载 屋架、支撑和天窗架自重半跨屋面板重半跨 屋面活荷载 屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆由作用时会引起杆件的最不利内力； 跨中附近的腹杆可能由两种荷载组合控制。,上弦杆局部弯矩计算 取端跨： 中跨： 二、杆件设计 1.钢屋架杆件的计算长度 压杆计算长度见第五章第一节。 2.杆件的刚度要求 受压构件 =150 桁架中压杆 =200 支撑中压杆,受拉构件 =350 无吊车或轻、中级工作制吊车的桁 架中拉杆 =400 支撑中拉杆 =250 直接承受动荷载桁架中拉杆 3.杆件设计 1）杆件截面形式及选择 截面形式：以双角钢拼成一根构件。 选择原则：等稳定 。 杆件截面选择参考表 2）杆件设计的构造要求,由双角钢组成的T形或十字形截面杆件按实腹式杆件进行计算，必须每隔一定距离在两个角钢间加设填板。,双角钢杆件的填板：,填板的间距对压杆l140i1，拉杆l180 i1；在T形截面中，i1为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形截面中，填板应沿两个方向交错放置，i1为一个角钢的最小回转半径，在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。,填板的宽度一般取5080mm；填板的长度：对T形截面应比角钢肢伸出1020mm，对十字形截面则从角钢肢尖缩进1015mm。填板的厚度与桁架节点板相同。,材料选择要求 同一榀屋架中规格不宜过多，56种。 角钢尺寸不宜过小,一般不小于L454或L56364 对压杆，选择回转半径大的材料。 屋架弦杆至多变一次截面，变肢宽不变肢厚，跨度小于30m的梯形屋架和跨度小于24m的三角形屋架一般不变截面。 节点板厚度 节点板应力复杂，计算时根据梯形屋架腹杆的最大内力或三角 形屋架弦杆的最大内力查表2-8。中间节点板受力比支座节点板 小，可减薄2mm。 3）杆件的截面计算 轴心受拉杆件应验强度和长细比要求。 轴心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、局部稳定和长细比。 三、节点设计,1.节点设计的一般要求 以桁架杆件的形心线为轴线并在节点处相交于一点，肢背至轴线的距离为5mm的倍数。,节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的净距，不宜小于10mm，或者杆件之间的空隙不小于1520mm。,角钢端部的切割一般垂直于其轴线。有时允许切去一肢的部分，但不允许将一个肢完全切去而另一肢伸出的斜切。,节点板的外形应简单而规则，至少宜有两边平行，如矩形、平行四边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15。,节点板的平面尺寸，一般应根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度画出大样图来确定。,2. 节点设计 （1）节点设计步骤 据屋架几何形式定出节点的轴线关系，杆件按比例画出，弦杆肢尖与腹杆距离满足前述基本要求。 计算腹杆焊缝，一般腹杆焊缝厚度同肢厚，图中作出定位点。 根据构造要求画出节点板，并将各定位点都包括在内。 量出弦杆与节点板间焊缝的计算长度,验算弦杆与节点板的焊缝。 如果验算不满足,适当调整焊缝厚度、长度，重新验算。 （2）节点计算 无集中力的上弦节点,肢背焊缝： ,腹杆与节点板的连接焊缝按角钢角焊缝承受轴心力方法计算。,节点板应伸出弦杆1015mm以便焊接。,弦杆与节点板的连接焊缝，应考虑承受弦杆相邻节间内力之差，按下式计算:,通常因N很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，并沿节点板全长满焊。,肢尖焊缝： ,为便于大型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢背，缩进距离不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于节点板厚度t。,角钢桁架有集中荷载的节点,角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受屋面集中荷载，按下式计算其强度：,式中：Q 节点集中荷载垂直于屋面的分量； 焊脚尺寸，取 0.5t； 正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊,计算时应考虑偏心弯矩MNe（e为角钢肢尖至弦杆轴线距离），按下列公式计算：,式中 肢尖焊缝的焊脚尺寸。,弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受弦杆相邻节间的内力差,当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置，或因相邻弦杆节间内力差N较大，肢尖焊缝不满足强度要求时，可将节点板部分向上伸出或全部向上伸出。,此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计算： 肢背焊缝：,肢尖焊缝：,式中： 、 伸出肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度；,弦杆的拼接节点（工地拼接 ） 拼接角钢型号：同弦杆 拼接角钢切肢： 拼接角钢长度： 其中： 屋脊拼接节点 拼接角钢单边长度计算： 拼接角钢实际长度： (Lw+10)2b,且不小于600mm 上弦与节点板连接焊缝： 集中荷载P由上弦角钢肢背处槽 焊缝承受。,肢尖与节点板的连接焊缝承受上弦内力的15（按经 验），并考虑附加弯矩作用M0.15Ne。 上述计算基于屋架上弦坡度较小的基础。坡度较大 时，拼接角钢与上弦杆之间的连接焊缝按上弦内力的水 平分力计算。上弦杆与节点板之间的连接焊缝，取上弦 内力的竖向分力与节点荷载的合力,和上弦内力的15 两者中的较大值来计算。,下弦拼接节点 a）中拼接角钢端部直切，下弦内力传递时，由于力线转折引起较大的应力集中。 b）中角钢肢宽大于125mm，将拼接角钢的肢端斜切，使内力均匀传递。 拼接角钢与下弦连接 焊缝长度： 下弦与节点板的连接 焊缝计算时，荷载N为：,支座节点 支座节点有铰接和刚接两大类。 铰接:连接于砖或钢筋混凝土柱顶； 刚接:连接于钢柱上。 底板面积： 底板厚度： 加劲肋与支座节点板的连接焊缝： 支座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝：,四、屋架施工图绘制 施工图需明确：屋架几何尺寸，各部分详图，相关尺寸，构件所用钢材的钢号、材料规格，连接材料的强度指标、规格，焊条型号，焊缝长度、厚度，防腐处理等。 比例：轴线图与节点图可取不同比例，如轴线可用1:301:20，杆件截面和节点尺寸可用1:151:10，以使节点画清楚些。 起拱：跨度较大的屋架，特别是荷载较大时，中间挠度较大，因此为确保安全使用和外部美观，一般跨度大于等于24m的梯形屋架和跨度大于等于15m的三角形屋架，中间起拱约为跨度的1/500。,第四节吊车梁设计 一、吊车梁荷载及工作性能 吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，吊 车竖向荷载P,吊车横向水平荷载（刹车力及卡轨力）T 和纵向水平荷载（刹车力）TL.其中TL沿吊车轨道方向, 通过吊车梁传给柱间支撑，对吊车梁的截面受力影响 很小,可不考虑。因此,吊车梁按双向受弯杆件设计。 1.吊车最大轮压 吊车竖最大轮压标准值； 动力系数,2.吊车横向水平荷载 吊车横向水平荷载可取小车重量g与额定最大起重能 力Q的总和乘以重力加速度g，并乘以下列规定的百分 数 ： 软钩吊车：额定起重量Q不大于10t,取 额定起重量Q为1550t,取 额定起重量Q不小于75t,取 硬钩吊车：取 每个车轮上的横向水平力为： GB50017规定：吊车工作级别为A6A8时，吊车运行 时摆动引起的水平力比刹车力更不利，此时作用于每 个轮压处的水平力标准值应改为：,二、吊车梁的截面组成 分为实腹式和桁架式。其中实腹式又分为加强受压 翼缘型和设置制动结构的截面。 1、加强受压翼缘型：（图a） 用于吊车起重能力Q30t，跨度l6m，工作级别为 A1A5的吊车梁。 2、设有制动结构的吊车梁： 当吊车起重能力Q30t或跨度l6m时常在吊车梁 的上翼缘设置制动梁(图b)或制动桁架(图c),用于承受 横向水平荷载。 制动梁:由吊车梁的上翼缘、钢板和槽钢组成，主要 承受横向水平荷载，吊车梁则主要承担竖向荷载作用。,制动桁架：由两角钢和吊车梁的上翼缘构成制动桁架 的二弦杆，中间连于角钢腹杆。 制动结构不仅用于承受横向水平荷载，保证吊车梁 的整体稳定，同时还作为人行走道和检修平台。其宽度 应根据吊车起重量、柱宽以及刚度要求确定，一般不小 于0.75m。当宽度 1.2m时，常用制 动梁，超过1.2m时 宜采用制动桁架.但 对于硬钩吊车的吊车 梁,因动力荷载较大， 均宜采用制动梁。,1、吊车梁 2、制动梁 3、制动桁架 4、辅 助桁架 5、水平支撑 6、垂直支撑,三、吊车梁的连接 原则：吊车梁上翼缘的连接应以能够可靠地与柱传递水 平力，而又不改变吊车梁简支条件。 构造：左侧连接方式称为高强螺栓连接，右侧连接方式 称为板铰连接。板铰连接较好地体现了不改变吊车梁简 支条件的设 计思想。,四、焊接实腹吊车梁的截面验算 焊接实腹吊车梁初选截面的方法与普通焊接梁相似， 但吊车梁为双向弯曲。初选截面时，可只按吊车竖向荷 载计算，但把钢材的强度设计值乘以0.9，然后按实际 的截面尺寸进行验算。 1强度验算 作强度和稳定计算时， 按两台吊车满载的最大 竖向，横向荷载设计值， 作竖向挠度计算，采用 上述荷载标准值。,1）加强受压翼缘型 受压翼缘： 受拉翼缘： 2）设有制动梁的吊车梁 3）设有制动桁架的吊车梁 2、整体稳定验算 对设有制动结构的吊车梁不用验算整体稳定，对加强 受压翼缘型的吊车梁，按下式验算整体稳定：,3、刚度验算 验算吊车梁的刚度时，应按荷载标准值计算，且不需 乘以动力系数。 竖向刚度： 对重级工作制吊车梁除计算竖向的刚度外，还应按下 式验算其水平方向的刚度： 4、疲劳验算 计算疲劳和水平挠度，按起重量最大的吊车（一台） 荷载的标准值。 验算公式：,验算部位： 受拉翼缘的连接焊缝处； 受拉区加劲肋的端部和受拉翼缘与支撑连接处的主 体金属与角焊缝。,