单层厂房钢屋盖结构教材

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第7章 单层厂房钢屋盖结构,7.1,单层厂房钢屋,盖,盖结构的组成,与,与布置,7.1.1,屋,屋盖结构体,系,系,钢屋盖结构通,常,常由屋面、檩条、,屋,屋架、托架和,天,天窗等构件组成。,根,根据屋面材料,和,和屋面结构布,置,置情况的不同,，,，可分为无檩屋盖体系和有檩屋盖体系,。,。,1.无檩屋盖,结,结构体系：,一般用于预应,力,力混凝土大型,屋,屋面板等重型,屋,屋面，将屋面,板,板直接放在屋,架,架或天窗架上,。,。,房屋横向刚度,大,大，整体性、,耐,耐久性好；屋,面,面板自重大，,屋,屋盖及下部结,构,构用料多，对,抗,抗震不利。,屋架间距灵活,，,，构件重量轻,、,、施工、安装,方,方便；屋盖构,件,件数量多，整,体,体刚度差。,2.有檩屋盖,结,结构体系：,常用于轻型屋,面,面材料的情况,。,。,7.1.2,屋,屋盖结构布,置,置,7.1.2.1,柱,柱网,布,布置,屋架,的,的跨,度,度和,间,间距,须,须结,合,合柱,网,网的,布,布置,确,确定,，,，而,柱,柱网,布,布置,则,则根,据,据建,筑,筑物使用,要,要求和经济,合,合理等各,方,方面,因,因素,而,而定,。,。,7.1.2.2,天,天窗架设置,为了采光和通风等要求，屋架上,常,常设置天窗。天,窗,窗的形式有纵向天窗、横向天窗和井式天窗3种，一般采用,纵,纵向天窗。,纵向天窗的天窗,架,架形式一般有多竖杆式、三铰拱式和三支点式。,7.2,屋盖结构的支撑,体,体系,平面屋架在屋架,平,平面外的刚度和稳定性很差，不能承受,水,水平荷载。因此,，,，为使屋架结构,有,有足够的空间刚,度,度和稳定性，必,须,须在屋架间设置,支,支撑系统。,7.1.2,屋,屋盖支撑的作用, 保证屋盖的,整,整体性，提高空,间,间刚度,仅由平面桁架、,檩,檩条及屋面材料,组,组成的屋盖结构,，,，是一个不稳定,的,的体系，如果将,某,某些屋架在适当,部,部位用支撑连系,起,起来，成为稳定,的,的空间体系，其,余,余屋架再由檩条,或,或其他构件连接,在,在这个空间稳定,体,体系上，就保证,了,了整个屋盖结构,的,的稳定。, 避免压杆侧,向,向失稳，防止拉,杆,杆产生过大的振,动,动,支撑可作为屋架,弦,弦杆的侧向支撑,点,点，减小弦杆出,平,平面外的计算长,度,度。, 承担和传递,水,水平荷载（如纵,向,向和横向风荷载,、,、悬挂吊车水平,荷,荷载和地震作用,等,等）。, 保证结构安,装,装时的稳定与方,便,便,屋盖的安装首先,用,用支撑将两相邻,屋,屋架连系起来组,成,成一个基本空间,稳,稳定体，在此基,础,础上即可顺序进,行,行其他构件的安,装,装。,7.2.2,屋,屋盖支撑的布置,屋盖支撑系统可,分,分为横向水平支撑、纵向水平支撑、竖向支撑及系杆。,7.2.2.1,横,横向水平支撑,横向水平支撑，,布,布置在屋架上、,下,下弦及天窗架上,弦,弦平面，是沿屋,架,架方向布置的支,撑,撑。,1、 屋架上弦,横,横向水平支撑,上弦横向水平支,撑,撑一般应设置在,房,房屋两端或纵向,温,温度区段两端的,第,第一柱间或第二,柱,柱间，其最大间距为,60m,，否则在中间应,增,增设一道或几道,支,支撑。有时可将,其,其布置在第二个,柱,柱间，但在第一,个,个柱间要设置刚性系杆以支持端屋架和,传,传递端墙风力。,2、 下弦横向,水,水平支撑,当屋架间距12m时，尚应在,屋,屋架下弦设置横,向,向水平支撑，一,般,般和上弦横向水,平,平支撑布置在同,一,一柱间以形成空,间,间稳定体系的基,本,本组成部分。,但当屋架跨度比,较,较小（18m,）,）又无吊车或其,他,他振动设备时，,可,可不设下弦横向,水,水平支撑。,3、 纵向天窗,架,架上弦横向支撑,无论有檩或无檩,屋,屋盖体系，在每,个,个天窗架区段的,两,两端及中部与屋,架,架上弦横向支撑,相,相对应区间内均,应,应设置上弦横向,支,支撑。,7.2.2.2 纵,向,向水平,支,支撑,当房屋,较,较高、,跨,跨度较,大,大、空,间,间刚度,要,要求较,高,高时，,设,设有支,承,承中间,屋,屋架的,托,托架，,或,或设有,重,重级或,大,大吨位,的,的中级,工,工作制,桥,桥式吊,车,车等较,大,大振动,设,设备时,，,，均应,在,在屋架,端,端节间,平,平面内,设,设置纵,向,向水平,支,支撑。,一般情,况,况可以,省,省掉。,屋架间,距,距12m时,，,，通常,布,布置在,屋,屋架下,弦,弦平面,。,。,屋架间,距,距12m时,，,，宜布,置,置在屋,架,架的上,弦,弦平面,内,内。,下弦纵向水平支撑,7.2.2.3 竖向,支,支撑,1、屋架竖,向,向支撑,竖向支撑联,系,系屋架上、,下,下弦水平支,撑,撑，并和屋,架,架水平支撑,一,一起形成几,何,何不变的屋,盖,盖空间结构,，,，是上弦横,向,向水平支撑,的,的支承点，,在,在屋盖安装,过,过程中保证,屋,屋盖稳定。,屋架的竖向,支,支撑应与上,、,、下弦横向,水,水平支撑设,置,置在同一柱,间,间。,2、天窗架,竖,竖向支撑,应设在有上,弦,弦横向水平,支,支撑天窗架,区,区段，并沿,天,天窗两侧立,柱,柱水平面内,设,设置竖向支,撑,撑。,当天窗跨度,大,大于或等于12m时，,尚,尚应在中央,竖,竖杆平面内,增,增设一道竖,向,向支撑。,7.2.2.4 系杆,作用：系杆能保证,无,无横向水平,支,支撑的所有,屋,屋架在上弦,杆,杆平面外的,稳,稳定和安装,时,时屋架的稳,定,定，第一柱,间,间的刚性系,杆,杆能将山墙,的,的风荷载传,到,到横向水平,支,支撑。,设置：在横向支撑,或,或竖向支撑,节,节点处应沿,房,房屋通长设,置,置系杆。在,屋,屋架上弦平,面,面内，对无,檩,檩体系屋盖,应,应在屋脊处,和,和屋架端部,处,处设置系杆,；,；对有檩体,系,系只在有纵,向,向天窗下的,屋,屋脊处设置,系,系杆。,系杆分刚性系杆（,既,既能受拉也,能,能受压）和,柔,柔性系杆（,只,只能承受拉,力,力）两种。屋架,主,主要支承节,点,点处的系杆,，,，屋架上弦,脊,脊节点处的,系,系杆均宜用,刚,刚性系杆。,1、屋架系,杆,杆,2、天窗架,系,系杆,在纵向天窗,架,架上弦屋脊,节,节点处设通,长,长刚性系杆,，,，在天窗架,上,上弦两侧端,节,节点处设置,通,通长的水平,柔,柔性系杆。,7.2.3,支,支撑的,形,形式、计算,和,和连接构造,7.2.3.1 支撑,的,的形式,屋架支撑为平行弦桁架，其弦杆可,兼,兼作支撑桁,架,架的弦杆，,斜,斜腹杆一般,采,采用十字交,叉,叉式，与弦,杆,杆的交角在30,o,60,o,之间。通常,横,横向水平支,撑,撑节点间的,距,距离为屋架,上,上弦节间距,离,离的24,倍,倍，纵向水,平,平支撑的宽,度,度取屋架端,节,节间的长度,，,，一般为6m左右。,7.2.3.2 支撑,设,设计计算原,则,则,屋盖支撑因,受,受力较小一,般,般不进行内,力,力计算，其,截,截面尺寸一,般,般由杆件容许,长,长细比和构,造,造要求决定。,支撑中的交,叉,叉斜杆以及,柔,柔性系杆按,拉,拉杆设计，,通,通常用单角,钢,钢做成；非,交,交叉斜杆、,弦,弦杆、横杆,以,以及刚性系,杆,杆按压杆设,计,计，宜采用,双,双角钢做成,的,的T形截面,或,或十字形截,面,面，其中横,杆,杆和刚性系,杆,杆常用十字,形,形截面使在,两,两个方向具,有,有等稳定性,。,。,当屋架跨度,较,较大、房屋,较,较高且基本,风,风压也较大,时,时，杆件截,面,面应按桁架,体,体系计算出,的,的内力确定,。,。可假定在,水,水平桁架节,点,点上的集中,风,风力荷载作,用,用下，交叉,斜,斜杆中的压,杆,杆退出工作,，,，仅由拉杆,受,受力，这样,，,，使原来的,超,超静定体系,简,简化为静定,体,体系，图中W为水平节,点,点荷载，由,风,风荷载或吊,车,车荷载引起,。,。,7.2.3.3 支撑,的,的连接构造,屋架支撑的,构,构造应力求,简,简单、安装,方,方便。,支撑与屋架,的,的连接通常用M20的C级螺栓,，,，支撑与天,窗,窗架的连,接,接通常用M16的C级螺栓 。,在,在有重级工作制,吊,吊车或有较大振,动,动设备的厂房，,除,除螺栓外，还应,加,加安装焊缝，焊,缝,缝长度80mm，焊脚尺寸,6 mm。当,采,采用圆钢作支撑,时,时，应用花篮螺,栓,栓预加拉力将圆,钢,钢拉紧。,7.3,屋盖的形式及尺,寸,寸,7.3.1,屋,屋架的形式和选,型,型原则,在确定钢屋架外,形,形时，应满足用,途,途、建筑造型、,屋,屋面排水和制造,安,安装方便的原则,。,。,满足使用要求：屋架的外形应与屋面材料排水的,要,要求相适应，还要考,虑,虑 建筑上净,空,空的需要，以及,有,有无天窗、天棚,和,和悬挂吊车等方,面,面的要求；,受力合理：屋架的外形应尽,量,量与弯矩图相近，以使屋架弦杆,的,的内力沿全长均,匀,匀分布，能充分,发,发挥材料的作用,；,；腹杆的布置应,使,使短杆受压，长杆受拉，且数量少而总,长,长度短，杆件夹,角,角宜在3060之间，最,好,好是45左右,；,；还要使弦杆尽,量,量不产生局部弯,矩,矩；,施工方便：屋架的节点要简单、数目宜少些；应便于制造、,运,运输和安装。,同时满足上述的,要,要求困难，要根,据,据具体情况合理,设,设计，对技术经,济,济进行综合分析,比,比较，以便得到,较,较好的经济效果,。,。,7.3.2,不,不同屋架的适用,范,范围,屋架的外形主要,有,有三角形、梯形,、,、矩形和曲拱形,等,等。,三角形屋架主要,用,用于屋面坡度较,大,大的有檩屋盖结,构,构或中、小跨度,的,的轻型屋面结构,中,中。,7.3.2.1,三,三角形屋架,图7-15 三角形屋架,屋架多与柱子铰,接,接，横向刚度较,小,小。屋架的外形,与,与均布荷载的弯,矩,矩图差别大，使,弦,弦杆的内力变化,大,大，支座弦杆内,力,力大，跨中弦杆,内,内力小。若荷载,和,和跨度较大时，,采,采用三角形屋架,不,不经济。,单斜杆式（图a）中较长,的,的斜杆受拉，较,短,短的竖杆受压，,比,比较经济。,人字式（图b）的腹杆,数,数较少，节点构,造,造简便。,芬克式（图c）的腹杆,受,受力合理较小的,桁,桁架，便于运输,。,。,外形与弯矩图较,接,接近，受力好，,省,省材料，应用广,泛,泛。适,受力情况较三角,形,形好，腹杆较短,，,，与柱子可刚接,，,，也可铰接。一,般,般用于屋面坡度,平,平缓且跨度较大,时,时的无檩屋盖结,构,构，现已成为工,业,业厂房屋盖结构,的,的基本形式。,图7-16 梯形屋架,7.3.2.2,梯,梯形屋架,人字式（图a）,的,的布置不仅可使,受,受压上弦的自由,长,长度比受拉下弦,为,为小，还能使大,型,型屋面板的主肋,搁,搁支在上弦的节,点,点上，避免上弦,产,产生局部弯矩，,特,特点腹杆总长度短，,节,节点少。,若节间长度过长,，,，可采用再分式,腹,腹杆形式（图b,）,），可避免节间直接,受,受荷（非节点荷,载,载）。,屋架的外形和弯,矩,矩图分布不接近,，,，弦件内力分布,不,不均匀。,上、下弦杆水平,，,，腹杆长度一致,，,，杆件类型少，,标,标准化、工业化,程,程度高，主要用,于,于托架、支撑体,系,系 。,L,h,h,L,h,h,0,L,图7-18 平行弦桁架,腹杆体系,桁架中的腹杆主,要,要用以联系上下,弦,弦杆和构成节点,并,并传递节点荷载,。,。常用的腹杆体,系,系人字式、交叉式,、,、再分式。,7.3.2.3,平,平行弦屋架和,人,人字形屋架,跨度：按使用和工艺要,求,求确定，一般以3m为模数。屋,架,架的跨度为3的,倍,倍数，有 12m，15 m,，,，18 m，21m，24 m,，,，27 m，30 m，36m等几种，也有,更,更大的跨度。三,角,角形有檩屋盖结,构,构比较灵活，不,受,受3m模数的限,制,制。屋架计算跨,度,度：屋架两端支,座,座反力的距离，,一,一般取支柱轴线,之,之间的距离减去300 mm,。,。,l,0,(桁架两端支座,反,反力间的距离),l,-（300400mm）,高度：根据经济、刚度,和,和建筑要求，以,及,及屋面坡度，运,输,输条件等确定。,三角形跨中,h,（1/41/6）,l，,以适应屋架材料,要,要求屋架具有较,大,大的坡度。,梯形屋架坡度较,平,平坦，屋架跨中,高,高度应满足刚度,要,要求，当上弦坡,度,度为181,12时，跨中,高,高度一般为（l6110）,l,，跨度大（或屋,面,面荷载小）时取,小,小值，反之则取,大,大值。,7.3.3,屋,屋架的主要尺寸,端部高度：当屋,架,架与柱铰接时为1622 m，刚接时,为,为 182,4 m；端弯,矩,矩大时取大值，,反,反之取小值。,跨中高度：根据,端,端部高度、屋面,坡,坡度计算，最大,高,高度应小于运输,界,界限，如铁路运,输,输界限为 385 m。,起拱高度：对跨度较大的屋,架,架，在横向荷载,作,作用下将产生较,大,大的挠度，有损,外,外观并可能影响,屋,屋架的正常使用,。,。为此，对跨度,l,15m的三角形屋架和,跨,跨度,l,24m,的梯形、平行弦,屋,屋架，当下弦无,向,向上曲折时，宜,采,采用起拱，即预,先,先给屋架一个向,上,上的反挠度，以,抵,抵消屋架受荷后,产,产生的部分挠度,。,。,起拱挠度一般为,其,其跨度的,1/500,作用。,7.4,屋架的杆件设计,7.4.1,屋,屋架的荷载和内,力,力计算,7.4.1.1,屋,屋架荷载,永久荷载：屋面材料、保温,层,层、防水层、檩,条,条、支撑、屋架,、,、天窗架等结构,自,自重。,可变荷载：屋面活荷载、积,灰,灰荷载、雪荷载,、,、风荷载、悬挂,吊,吊车荷载等。屋,面,面活荷载与雪荷,载,载不同时出现，,取,取两者中较大值,计,计算。,屋架和支撑自重,可,可按经验公式：,q,=(0.12+0.11,l,)kN/m,2,7.4.1.2,节,节点荷载,1. 桁架的荷,载,载计算与荷载组,合,合,（1）桁架荷载,永久荷载：,屋面材料、保温,层,层、防水层、檩,条,条、支撑、屋架,、,、天窗架等结构,自,自重。,可变荷载：,屋面活荷载、积,灰,灰荷载、雪荷载,、,、风荷载、悬挂,吊,吊车荷载等。屋,面,面活荷载与雪荷,载,载不同时出现，,取,取两者中较大值,计,计算。,桁架和支撑自重,可,可按经验公式：,g,Wk,=(0.12+0.11,l,)kN/m,2,（9.6.1）,（2）节点荷载,计,计算,桁架上的荷载通,过,过檩条和大型屋,面,面板肋以集中力,方,方式作用于桁架,节,节点, 永久荷载,可,可变荷载, 永久荷载,半,半跨可变荷载, 屋架、支撑,和,和天窗架自重,半,半跨屋面板重,半,半跨屋面活荷载,（3）荷载组合,7.4,屋架的杆件设计,基本假定,a.,桁架的各节点均,视,视为铰接。,b,. 桁架所有杆,件,件的轴线平直且,都,都在同一平面内,且,且在节点处交汇,。,。,c,. 荷载都作用,在,在节点上，且都,在,在桁架平面内。,2. 桁架杆件,的,的内力计算,局部弯矩,上弦有节间荷载,时,时，除轴心力外,还,还产生局部弯矩,。,。理论上应按弹,性,性支座的连续梁,进,进行计算，一般,偏,偏于安全地简化,取,取端部节间正弯,矩,矩,M,1,0.8,M,0,，其它节间的正,弯,弯矩和节点负弯,矩,矩,M,2,0.6,M,0,，,M,0,是把弦杆节间视,为,为简支梁求得的,最,最大弯矩。,图9.6.6,局,局部弯矩作用,的,的计算简图,内力计算,用数解法或图解,法,法或借助电算，,求,求出节点荷载作,用,用下屋架各杆件,的,的内力,0.8M,0,0.6M,0,0.6M,0,0.6M,0,0.6M,0,0.6M,0,0.6M,0,0.6M,0,9.6.3,桁,桁架杆件的计算,长,长度和容许长细,比,比,弦杆、支座斜杆,、,、支座竖杆,l,0x,=l，,中间腹杆,l,0x,=0.8,l,。,1. 桁架平面,内,内计算长度,l,0,x,图9.6.7a 杆件平面内的计算长度,图9.6.7b 杆件平面外的计算长度,2. 桁架平面,外,外计算长度,l,0,y,取决于弦杆侧向,支,支承点间距离。,上弦杆,无檩方案:,有檩方案:,能保证大型屋面,板,板三点与上弦杆,焊,焊接时:,l,0,y,=,2b,（3m）,b,屋面板宽度。,檩条与支撑点交,叉,叉不连接时：,l,0,y,=,l,1,檩条与支撑点交,叉,叉连接时：,l,0,y,=l,1,下弦杆：取纵向水平支撑,节,节点与系杆或系,杆,杆与系杆之间的,距,距离。,腹杆：由于节点在平面,外,外刚度很小，对,杆,杆件嵌固作用较,小,小，故腹杆两端,视,视为铰接，则,l,0,y,=l,当受压弦杆侧向,支,支承点间距为2,倍,倍节间长度，且,两,两个节间弦杆内,力,力不同，则弦杆,平,平面外的计算长,度,度：,图9.6.8 杆件内力变化时在桁架平面外的计算长度,当,l,0,0.5,l,1,时，取,l,0,=0.5,l,1,，,N,1,为较大的压力，,取,取“”，,N,2,为较小的压力或,拉,拉力，压力取“,”，拉力取“,”。,芬克式屋架、,再,再分式腹杆受,压,压杆件在平面,外,外计算长度同,上,上，平面内计,算,算长度为节点,长,长度。,l,1,屋架弦杆,侧,侧向支承点之,间,间的距离。,（9.6.3,）,）,4.桁架杆件,容,容许长细比（,表9.6.2,）,受压构件,150,受拉构件, ,350无,吊,吊,车,车,或,或,轻,轻,、,、,中,中,级,级,工,工,作,作,制,制,吊,吊,车,车,。,。,300有,重,重,级,级,工,工,作,作,制,制,吊,吊,车,车,。,。,250直,接,接,承,承,受,受,动,动,荷,荷,载,载,。,。,、,分,分,别,别,为,为,杆,杆,件,件,的,的,长,长,细,细,比,比,和,和,允,允,许,许,长,长,细,细,比,比,。,。,杆件长,细,细比过,大,大，在,运,运输和,安,安装过,程,程中容,易,易因刚,度,度不足,而,而产生,弯,弯曲，,在,在动力,荷,荷载作,用,用下振,幅,幅较大,，,，在自,重,重作用,下,下有可,见,见挠度,，,，因,此,此应控,制,制杆件,的,的允许,长,长细比,。,。,3.,斜,斜平面,的,的计算,长,长度,l,0,单面连,接,接的单,角,角钢和,双,双角钢,组,组成的,十,十字形,杆,杆件，,受,受力后,有,有可能,斜,斜向失,稳,稳，由,于,于两端,节,节点有,一,一定的,嵌,嵌固作,用,用，故,斜,斜平面,计,计算长,度,度略作,折,折减(,支,支座斜,杆,杆和支,座,座竖杆,除,除外）,，,，,l,0,=,0.9,l,桁架各,杆,杆件在,平,平面内,和,和平面,外,外的计,算,算长度,l,0,按表9.6.1。,原则：,使两个,主,主轴方,向,向的长,细,细比接,近,近，以,达,达到经,济,济的目,的,的。,9.6.4,桁,桁架杆,件,件的截,面,面选择,和,和计算,1.,截,截面形,式,式（表9.6.3）,普通钢,屋,屋架的,杆,杆件通,常,常采用,双,双角钢,拼,拼成的T形截,面,面或十,字,字形截,面,面。,杆件截,面,面组合,方,方式,二不等,边,边角钢,短,短肢相,并,并,i,y,（2.6,2.9,）,）,i,x,计算长,度,度,l,0y,较大的,上,上、下,弦,弦杆,L,0y,2,l,0x，,i,y,2,i,x,截面形,式,式,用途,二不等,边,边角钢,长,长肢相,并,并,i,y,（0.71.0,）,）,i,x,端斜杆,、,、端竖,杆,杆、受,较,较大弯,矩,矩作用,的,的弦杆,l,0y,l,0x，,i,y,i,x,杆件截,面,面组合,方,方式,截面形,式,式,用途,二等边,角,角钢相,并,并,其余腹杆、,下,下弦杆,二等边角钢,组,组合成的十,字,字形截面,与竖向支撑,相,相连的屋架,竖,竖杆,单角钢,轻型钢屋架,中,中内力较小,的,的杆件,i,y,（1.3,1.5）,i,x,l,0x,0.8,l,0y，,i,y,1.25,i,x,l,0x,l,0y,0.9,l,，,i,y,i,x,i,y,1.0,i,x,2.填板的,设,设置,为了使两个,角,角钢组成的,截,截面能够整,体,体工作，需,在,在角钢相并,肢,肢之间每隔,一,一定间距，,焊,焊一块填板,。,。,图9.6.9 桁架,杆,杆件的填板,在,受,受,压,压,杆,杆,件,件,两,两,侧,侧,向,向,支,支,承,承,点,点,之,之,间,间,填,填,板,板,数,数,不,不,得,得,少,少,于,于2,个,个,。,。,4060,3.节点板的,厚,厚度,i,=,i,y,i,=,i,y,0,对于梯形普通,钢,钢桁架按受力,最,最大的腹杆内,力,力确定。见表9.6.4,轴拉杆按强度,确,确定杆件所需,的,的截面面积：,轴压杆按稳定,条,条件计算所需,的,的毛截面面积,：,：,先假定,，弦杆80左,右,右，腹杆100左右，查表,，算出A，选,定,定材料规格，,再,再验算。,4.截面选择,考虑下列基本,要,要求,：,同一榀屋架中,规,规格不宜过多,，,，56种。,角钢尺寸不宜,过,过小，一般不,小,小于L454或L56364。,对压杆，选择,回,回转半径大的,材,材料。,屋架弦杆至多,变,变一次截面，,变,变肢宽不变肢,厚,厚，跨度小于30m的梯形,屋,屋架和跨度小,于,于24m的三,角,角形屋架一般,不,不变。,5.截面计算,轴心,受,受拉,杆,杆件,应,应验,算,算强度,和,和长,细,细比要求,。,。轴,心,心受,压,压杆,件,件和,压,压弯,构,构件,要,要计算,强,强度,、,、整,体,体稳,定,定、,局,局部,稳,稳定,和,和长,细,细比,。,。,9.7,桁架,的,的节,点,点设,计,计,9.7.1,节,节点,设,设计,步,步骤,和,和一,般,般设,计,计原,则,则,（1,）,）节,点,点设,计,计步,骤,骤,据,据屋,架,架几,何,何形,式,式定,出,出节,点,点的,轴,轴线,关,关系,，,，杆,件,件按,比,比例,画,画出,，,，弦,杆,杆肢,尖,尖与,腹,腹杆,距,距离,满,满足,前,前述,基,基本,要,要求,。,。,计,计算,腹,腹杆,焊,焊缝,，,，一,般,般腹,杆,杆焊,缝,缝厚,度,度同,肢,肢厚,，,，图,中,中作,出,出定,位,位点,。,。,计,计算,弦,弦杆,与,与节,点,点板,的,的焊,缝,缝，,假,假定,焊,焊缝,厚,厚度,，,，计,算,算长,度,度，,图,图中,作,作出,定,定位,点,点。,画,画出,节,节点,板,板，,将,将各,定,定位,点,点都,包,包括,在,在内,。,。,适,适当,调,调整,焊,焊缝,厚,厚度,、,、长,度,度，,重,重新,验,验算,。,。,各,杆,杆件,的,的形,心,心线,应,应尽,量,量与,屋,屋架,的,的几,何,何轴,线,线重,合,合，,并,并交,于,于节,点,点中,心,心，,以,以避,免,免由,于,于偏,心,心而,产,产生,节,节点,附,附加,弯,弯矩,。,。,但,但考,虑,虑制,造,造上,的,的方,便,便，,通,通常,把,把角,钢,钢肢,背,背到,屋,屋架,轴,轴线,的,的距,离,离调,整,整为5mm的,倍,倍数,。,。,弦,杆,杆材,料,料规,格,格沿,长,长度,变,变化,时,时，,屋,屋架,轴,轴线,取,取在,两,两种,材,材料,的,的重,心,心线,中,中间,，,，偏,心,心不,超,超过,较,较大,弦,弦杆,截,截面,高,高度,的,的5,。,图9.7.1,弦,弦杆,截,截面,改,改变,时,时的,轴,轴线,位,位置,节,点,点板,形,形式,简,简单,，,，应,优,优先,采,采用,矩,矩形,、,、梯,形,形、,平,平行,四,四边,形,形，,避,避免,凹,凹角,。,。,图9.7.2 节点板的外形,（2,）,）,节,节,点,点,设,设,计,计,原,原,则,则,角,钢,钢,端,端,部,部,的,的,切,切,割,割,一,一,般,般,垂,垂,直,直,于,于,它,它,的,的,轴,轴,线,线,，,，,可,可,切,切,去,去,部,部,分,分,肢,肢,，,，,但,但,绝,绝,不,不,允,允,许,许,垂,垂,直,直,肢,肢,完,完,全,全,切,切,去,去,而,而,留,留,下,下,平,平,行,行,的,的,斜,斜,切,切,肢,肢,。,。,图9.7.3 角钢端部的切割,图9.7.4 节点板焊缝的位置,斜,斜,杆,杆,与,与,弦,弦,杆,杆,连,连,接,接,，,，,尽,尽,可,可,能,能,避,避,免,免,较,较,大,大,的,的,偏,偏,心,心,。,。,绘,制,制,大,大,样,样,（,（1:10,1:5,）,）,腹,杆,杆,与,与,节,节,点,点,板,板,的,的,连,连,接,接,焊,焊,缝,缝,按,按,角,角,钢,钢,角,角,焊,焊,缝,缝,承,承,受,受,轴,轴,心,心,力,力,方,方,法,法,计,计,算,算,。,。,节点板,应,应伸出,弦,弦杆1015mm,以,以便焊,接,接。,弦杆与,节,节点板,的,的连接,焊,焊缝，,应,应考虑,承,承受弦,杆,杆相邻,节,节间内,力,力之差,，,，按下,式,式计算:,1.上,弦,弦节点,上弦节,点,点常有,大,大型屋,面,面板或,檩,檩条传,来,来的集,中,中荷载,，,，在计,算,算时需,考,考虑上,弦,弦杆节,间,间的内,力,力差,N,与集中,荷,荷载,F,的共同,作,作用。,假定集,中,中荷载,为,为,F,，对梯,形,形屋,架上弦,节,节点计,算,算时，,忽,忽略坡,度,度的影,响，认,为,为,F,垂直于,上,上弦。,因,因上弦,节,节,点上搁,置,置屋面,板,板或檩,条,条，节,点,点板需,缩进角,钢,钢肢背,，,，缩进,的,的距离,（0.61.0）,t,，节点,板,板缩进,后,后用槽,焊缝连,接,接，计,算,算时槽,焊,焊缝可,作,作为两,条焊缝(,h,f,t/,2)，强度设计值,乘以0.8的,折,折减系数。,图9.7.7 屋架上弦节点,F,9.7.2,节点计算和构,造,造,节点设计时，,根,根据腹杆截面,和,和内力确定连,接,接焊缝的焊脚,尺,尺寸和长度，,然,然后再根据焊,缝,缝长度和施工,误,误差确定节点,板,板的形状和尺,寸,寸。,上弦杆可按下述的近,似,似方法进行计,算,算：集中荷载,F,由肢背槽焊缝,承,承受，上弦节,点,点相邻节间的,内,内力差,N,1,N,2,由角钢肢尖与,节,节点板的角焊,缝,缝承受，考虑,偏,偏心力矩,M,Ne,的作用。,肢背:,（9.7.4）,肢尖:,（9.7.5）,肢尖:,上弦节点的腹杆与节点的的连接焊缝长度,（9.7.1）,肢背:,（9.7.2）,2.下弦节点,腹杆与节点板,的,的连接按肢尖,、,、肢背分配力,后,后计算焊缝长,度,度和焊缝厚度,。,。弦杆与节点,板,板的连接，无,节,节点荷载时，,按,按相邻节间内,力,力差,N,N,1,N2,，在肢尖、肢,背,背上分配力计,算,算，往往,N,较小，所以按,构,构造确定焊缝,。,。,图9.7.8,屋,屋架下弦,节,节点,有节点荷载作,用,用时弦杆与节,点,点板的连接焊,缝,缝应按下列公,式,式计算：,肢背焊缝：,肢尖焊缝：,式中:,N,相邻上弦,节,节间中较大的,内,内力。,拼接角钢实,际,际长度L2(,l,w,+10)+,b,，,b,是两弦杆端,的,的空隙，,3.屋脊节,点,点,注意施工顺,序,序，拼接角,钢,钢的型号与,弦,弦杆相同，,需,需刨角切肢,。,。,拼接角钢与,弦,弦杆的连接,焊,焊缝通常按,被,被连接弦杆,的,的最大内力,计,计算，每条,焊,焊缝的计算,长,长度：,图9-22 屋脊节点,a,) 无天窗,b,) 有天窗,（9.7.8）,肢尖与节点,板,板的连接焊,缝,缝承受上弦,内,内力的15,（按经验,）,），并考虑,附,附加弯矩作,用,用,M,0.15,Ne,。,上弦与节点,板,板连接焊缝,：,：集中荷载,F,由上弦角钢,肢,肢背处槽焊,缝,缝承受。,（9.7.4）,（9.7.10）,（9.7.11）,（9.7.12）,（4）下弦,拼,拼接节点,下弦拼接角,钢,钢与下弦连,接,接焊缝长度,计,计算：,（9.7.13）,Af,下弦杆,最,最大抗拉承,载,载力，节点,焊,焊缝计算时,与,与杆件等强,度,度设计。,图9-23 下弦拼接节点,图,a,）中拼接角,钢,钢端部直切,，,，下弦内力,传,传递时，由,于,于力线转折,引,引起较大的,应,应力集中。,图,b,）中角钢肢,宽,宽大于125mm，将,拼,拼接角钢的,肢,肢端斜切，,使,使内力均匀,传,传递。,N,1,，,N,2,为节点两侧,杆,杆件的内力,。,。,当下弦节点,有,有竖向荷载,P,作用时，同,时,时考虑,P、N,的作用。,下弦与节点,板,板的连接焊,缝,缝计算时，,荷,荷载,N,为：,（5） 支,座,座节点（计,算,算方法见8.4）,支座节点由,节,节点板、加,劲,劲肋、支座,底,底板和锚栓,等,等部分组成,。,。分铰接和,刚,刚接两大类,。,。,铰接：连接于砖或,钢,钢筋混凝土,柱,柱顶；,刚接：连接于钢柱,上,上。,铰接屋架支,座,座,a）,底板所需的,净,净截面面积,：,：,式中：,R,屋架支,座,座反力；,f,c,混凝土,轴,轴心抗压强,度,度设计值；,A,n,支座底,板,板净面积。,底板所需的,毛,毛截面面积,A,锚栓孔,的,的面积。,连接锚栓的,直,直径一般取2025mm，为便,于,于安装，锚,栓,栓孔的直径,取,取（22.5）,d，,通常取40 60mm。,b,）底板,厚,厚度,两,相邻边,支,支承矩,形,形板的,弯,弯矩系,数,数,式中,M,两,相,相邻支,承,承边支,座,座底板,单,单位宽,度,度上的,最,最大弯,矩,矩；,系,数,数，按,下,下表选,用,用；,q,底,板,板单位,面,面积的,压,压力；,a,1,两,相,相邻支,承,承边对,角,角线长,度,度；,b,1,支,承,承边交,点,点至对,角,角线的,垂,垂直距,离,离。,l,w,节,点,点板、,加,加劲肋,与,与支座,底,底板的,水,水平焊,缝,缝总长,度,度。,c,）加劲,肋,肋与节,点,点板的,连,连接焊,缝,缝,焊缝受,剪,剪力,焊缝受,弯,弯矩,加劲肋,与,与支座,节,节点板,的,的焊缝,支座节,点,点板、,加,加劲肋,与,与支座,底,底板的,水,水平连,接,接焊缝,施工图,需,需明确屋架几,何,何尺寸,，,，各部,分,分详图,，,，相关,尺,尺寸，,构,构件所,用,用钢材,的,的钢号,、,、材料,规,规格，,连,连接材,料,料的强,度,度指标,、,、规格,，,，焊条,型,型号，,焊,焊缝长,度,度、厚,度,度，防,腐,腐处理,等,等。,9.7.3,桁架施,工,工图,起拱：跨度较,大,大的屋,架,架，特,别,别是荷,载,载较大,时,时，中,间,间挠度,较,较大，,因,因此为,确,确保安,全,全使用,和,和外部,美,美观，,一,一般跨,度,度24m的,梯,梯形屋,架,架和跨,度,度15m的,三,三角形,屋,屋架，,中,中间起,拱,拱约为,跨,跨度的1/500。,施工图,的,的内容,1.通,常,常在图,纸,纸的左,上,上角用,合,合适的,比,比例画,以,以屋架,简,简图。,一,一半标,出,出几何,长,长度，,另,另一半,杆,杆件的,计,计算内,力,力值。,2.屋,架,架的正,面,面图。,其,其轴线,图,图与节,点,点图可,取,取不同,比,比例，,如,如轴线,可,可用1:30,1:20，,杆,杆件截,面,面和节,点,点尺寸,可,可用1:15,1:10，,以,以使节,点,点画清,楚,楚些。,3.屋,架,架上下,弦,弦杆的,平,平面图,、,、屋架,端,端部和,跨,跨中的,侧,侧面图,及,及必要,的,的剖面,图,图。,4.标,注,注尺寸,，,，要全,部,部注明,各,各杆件,和,和板件,的,的的定,位,位尺寸,和,和孔洞,位,位置等,。,。,5.编,制,制材料,表,表，对,所,所有零,件,件应进,行,行详细,编,编号，,编,编号应,按,按零件,的,的主词,、,、上下,，,，左右,一,一定的,顺,顺序逐,一,一进行,。,。,6.文,字,字说明,包,包括所,用,用钢材,的,的钢号,及,及保证,项,项目；,焊,焊条型,号,号，焊,接,接方法,和,和质量,要,要求；,图,图纸上,未,未注明,的,的焊缝,和,和栓孔,尺,尺寸要,求,求；油,漆,漆、加,工,工和运,输,输要求,等,等。,施工图,的,的内容,绘图步,骤,骤,1.,左,左上,角,角：,屋,屋架,简,简图,一半,标,标几,何,何长,度,度，,一,一半,内,内力,由于,外,外荷,载,载较,大,大产,生,生较,大,大挠,度,度,，,起拱l/500,简,简图,标,标明,杆件,编,编号,、,、屋,脊,脊细,部,部图,演讲,完,完毕,，,，谢,谢,谢观,看,看！,