1、第七章第七章 屋蓋結構屋蓋結構 第一節 鋼屋蓋的類型和組成 一 鋼屋蓋結構類型鋼屋架體系：按平面桁架計算空間桁架體系：按空間工作計算網架結構體系：超靜定結構懸索結構體系：按索結構計算 二 鋼屋架體系的組成1 無檁體系屋蓋（重屋面結構） 大型屋面板：1.56m或36m 梯形鋼屋架 ：間距6m，跨度3m倍數，L=1836m支撐體系三角形屋架2 有檁體系屋蓋（輕屋面結構） 優點：剛度大,易設保溫和防水層,構件種類少缺點：自重大,增加下部結構截面,對抗震不利鋼檁條拉條 輕屋面材料 ：壓型鋼板/波形瓦/復合壓型板屋面坡度：1/2.51/12支撐體系優點：間距不受限制,自重輕,用料省缺點：剛度較差,構件數

2、量多,構造復雜3 天窗架（縱向天窗）4 托架縱向天窗橫向天窗井式天窗第二節 屋蓋支撐體系 一 支撐的作用和種類1 支撐的作用保證屋蓋的空間幾何不變性和穩定性屋架弦桿的側向支撐點，減小平面外計算長度，避免壓桿側向失穩 承受和傳遞水平荷載（風、地震等）保證屋蓋結構安裝質量和施工安全2 支持體系（種類）上弦橫向水平支撐：上弦平面，沿跨度全長布置 下弦橫向水平支撐：下弦平面，位于同一開間 垂直支撐：兩相鄰屋架間豎直平面，間隔46個屋架設置一道，凡有橫向支撐的柱間均設系桿：保證未設橫向支撐屋架弦桿的穩定，在安裝中還起架立屋架作用剛性系桿：能傳遞壓力柔性系桿：僅能傳遞拉力下弦縱向水平支撐單跨結構：沿房屋縱

3、向靠近柱列設置在下弦端節間的平行弦桁架(三角形屋架可在上弦)多跨結構：多跨結構，下弦縱向水平支撐須根據具體情況沿部分柱列設置。二 支撐布置 1 上弦橫向水平支撐 3 垂直支撐 有橫向支撐的柱間兩端必須設置垂直支撐 跨中應根據屋架形式和跨度設1道或2道 梯形屋架： L30m, 2道 三角形屋架：L24m, 2道 天窗架：設在兩側，且L12m中部增設1道 每隔46個屋架應設置1道4 系桿 設置在屋架和天窗架兩端，以及垂直支撐和橫向水平支撐的節點處，沿縱向通長布置。 2 下弦橫向水平支撐 當跨度L18m的芬克式三角形 屋架主斜桿與下弦節點處。* 所有系桿必須連于橫向水平支撐節點才能起作用。 三 支撐

4、的截面形式和構造1 截面形式：平行弦桁架屋蓋支撐受力一般很小，可不進行內力計算，截面尺寸由桿件容許長細比和構造要求確定。 當支撐桁架跨度較大且承受較大的風荷載 考慮廠房空間工作須使縱向水平支撐作為柱的彈性支承2 連接構造 桿件兩端用節點板與其它構件栓連 每端至少兩個C級M16M20螺栓安裝后將絲扣打毛或將螺母焊接 第三節 檁條 一 檁條的形式 1 實腹式檁條形式：槽鋼/角鋼/Z形薄壁型鋼, h/l=1/351/50布置：上弦節點或屋檐起沿上弦等距離設置連接：屋架上弦焊接檁托2 桁架式（平面和空間） 平面桁架式：h/l=1/121/20，受力明確，用材省， 但側向剛度差 空間桁架式檁條：整體剛度

5、好，不設拉條，安裝方 便，宜用于跨度6m和荷載、檁 距1.5m的情況二 檁條的拉結、構造和計算1 拉結當l=46m設1道，否則設2道；拉條直徑：1016mm圓鋼2 構造yqxq3 檁條計算 按雙向彎曲型鋼梁選擇受力計算單跨多跨驗算截面選擇：槽鋼、角鋼、Z型鋼等整體穩定：不設拉條且l 5m時強度剛度xyyxEIlqvv43845或1 屋架選型：普通鋼屋架、鋼管鋼屋架和輕鋼鋼屋架第三節 普通鋼屋架設計 一 屋架的形式和尺寸 使用和工藝要求 ：如屋面材料、排水坡度經濟性和受力合理性便于制造、運輸和施工桿件數量和節點數量盡量少盡量避免節間受荷長桿受拉，短桿受壓梯形屋架與柱剛接時，其端部應有足夠高度中部

6、應有足夠高度以滿足剛度要求便于工廠分段制造、運輸和現場安裝合理利用現有規格的型材和板材節點構造簡單和便于施工,桿件夾角宜30602 普通鋼屋架的形式和特點三角形，L1824m，i = 1/3-1/2，有檁，鉸接人字式：腹桿較少，但受壓腹桿長芬克式：壓桿短，拉桿長，受力合理吊桿(天棚)梯形，L15m的三角形屋架L24m的梯形屋架二 鋼屋架的桿件設計 1 荷載計算 永久荷載和活荷載上弦節間水平投影長度屋架間距cosqq沿屋面坡向作用的荷載永久荷載（恒載）可變荷載（活載） 單獨匯聚屋面材料重量檁條自重 計算出檁條自重作用于屋架節點屋架和支撐自重（預估）Lq0Lq001. 0mkN12（輕屋蓋），Q0

7、12. 0mkN5 . 212（中屋蓋）， Q011. 012. 0mkN5 . 22lQ（重屋蓋），如有節間荷載，先把節間荷載分配到該節間相鄰的節點上，計算弦桿時再考慮節間荷載引起的局部彎矩。 可變荷載（活載） 單獨匯聚Lq0屋面施工活荷載(使用荷載) : q = 0.7 kN/m2雪荷載： 按荷載規范取用風荷載：無天窗緩坡梯形屋架可不考慮(0.49 kN/m2時必須考慮其對屋蓋的吸力作用。2 桿件的內力計算和組合節點荷載作用下計算假定各桿為理想直桿桿軸位于同一屋架平面，節點處各桿匯于一點各節點為理想鉸接點，忽略次應力影響桿軸力計算方法（略）內力組合使用階段：全跨恒載內力+全跨活載內力圖解法

8、 數值法 查表法 節間荷載的處理：簡化為簡支梁彎矩乘以調整系數使用階段：全跨恒載內力+半跨活載內力 (腹桿內力可能變號) 施工階段：全跨屋架及支撐自重內力+半跨（屋面 板重+屋面活載）內力* 荷載組合時，屋面活載和雪載不會同時出現， 取兩者中較大值。 端節間正彎矩： M1=0.8M0其它節間正負彎矩：M1=0.6M0 以弦桿節間為跨度按簡支梁求得的最大彎矩40aQM當僅有一個節間荷載Q作用在節間中點時3 桿件的計算長度在屋架平面內 l0 x上/下弦桿、端斜/豎桿： l0 x = l，l為幾何長度其它腹桿：l0 x = 0.8l在屋架平面外上弦桿： l0y = l1 l0y =兩塊屋面板寬度且不

9、大于3m l0y = l1 (0.75+0.25N2/N1) 0.5l1， N1N2 腹桿： l0y = l，側向剛度低（節點處僅為一板厚） 再分受拉主斜桿：l0y = l1 再分受壓主斜桿： l0y=l1(0.75+0.25N2/N1) 下弦桿：l0y = l1，l1下弦側向支撐點間距或系桿間距 斜平面(指腹桿)：單面連接單角鋼 雙角鋼十字形截面l0 = 0.9l4 桿件的合理截面形式及其選擇上弦桿(受壓) 當l0y=2l0 x，不等肢角鋼短邊相連。 當上弦有節間荷載時，等肢角鋼(iy /ix =1.31.5) 或不等肢角鋼長邊相連（iy /ix =0.751.0）等穩定性: yx下弦桿(受

10、拉) 下弦桿l0y較大，強度和剛度控制 不等肢角鋼短邊相連，增加側向剛度 當側向支撐點間距較小時，可采用等肢角鋼 端斜桿：iy=ix，不等肢角鋼長邊相連一般腹桿 l0 x=0.8l、l0y=l iy/ix =1.25，等肢角鋼 受力小的腹桿，可采用單角鋼交替單面連接 在屋架平面。 再分小腹桿：等肢單角鋼需連支撐的端豎桿和其它腹桿 墊板(填板) ld40i1，壓桿，且每節間不少于兩塊 ld80i1，拉桿 桿件截面選擇的一般原則節點板厚度 梯形屋架：按腹桿最大內力查表選用 三角形屋架：按端節上弦桿內力* 中間節點板較支座節點板厚度少2mm* 計算iy時，以中間節點板厚為準 5 截面驗算軸心壓桿 壓彎或拉彎構件 軸心拉桿按剛度條件驗算6 屋架節點設計節點分類 下弦一般節點 上弦一般節點：無檁屋架上弦節點， 有檁屋架上弦節點 弦桿拼接節點：上弦脊節點， 下弦拼節點 支座節點 確定比例尺：1:21:5 先畫軸線 再畫弦桿邊線，z取5mm的倍數，c1520mm 畫腹桿邊線 計算腹桿焊逢長度，沿長度方向應多留2hf 畫節點板邊線：節點板外邊緣與斜軸線1:3坡度 板長和寬度宜取10mm倍數節點設計原則及節點板尺寸確定下弦一般節點設計 腹桿與節點板連接焊逢（側焊縫）構造確定 弦桿與節點板焊逢：相鄰節間弦桿內力差上弦一般節點設計無檁屋架有檁屋架 無檁屋架上弦節點 腹桿與節點板焊逢同下弦節點