1、建筑结构设计第六章 钢屋盖,6.1 屋盖结构布置,屋盖结构的组成和分类,有檩屋盖体系,无檩屋盖体系,6.2 屋盖支撑体系,6.2.1 支撑的作用和布置1. 上弦横向支撑,房屋两端温度区段的两端的第一柱间或第二柱间间距不超过60m,下弦纵向水平支撑,要求设置情况设置的位置：与上弦横向水平支撑相同,3. 下弦纵向水平支撑,要求设置情况设置的位置：屋架下弦端节间内，与下弦水平支撑组成封闭的体系,4. 垂直支撑,5. 系杆,刚性系杆和柔性系杆上弦在屋脊和支座节点处设刚性系杆下弦可在屋架下弦的垂直支撑处设柔性系杆,6.2.2 屋盖支撑的形式、计算和构造,1. 支撑的形式 水平支撑,垂直支撑,2. 支撑的
2、计算和构造,1） 交叉斜杆和柔性系杆按拉杆设计。可采用单角钢2）非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性杆按压杆设计，可采用双角钢组成的十字形或T形截面；3）杆件截面通常按容许长细比来选择4）杆件的内力较大时，可按桁架体系计算的内力确定截面,6.3 檩条的设计,6.3.1 实腹式檩条用于跨度为36m的情况截面形式、截面高度（1/351/50）,连接,强度验算两个方向的弯矩,受弯强度验算公式,挠度验算有拉条时，可只验算垂直于屋面坡度的挠度,无拉条时，应验算竖向总挠度,6.3.2 桁架式檩条,1. 类型,2. 内力分析,1）平面桁架式檩条：一般只需计算跨中上、下弦杆内力和支座处的腹杆内力；上弦节间还应考虑由
3、节间荷载引起的局部弯矩，檩条平面内的弯矩,檩条平面外的弯矩,2）T形桁架式檩条：将上弦两个角钢集中到腹板平面内后按平面桁架计算内力3）空间桁架式檩条,6.3.3 檩条的拉条,实腹式檩条和平面桁架式檩条需设拉条,檩条跨度为46m,檩条跨度大于6m 有天窗时,拉条和檩条、撑杆和檩条的连接构造,6.4 普通钢屋架设计,6.4.1 屋架形式的选择基本原则适用：与屋面材料排水的要求相适应经济：屋架的外形尽量与弯矩图相近；腹杆的布置应尽可能的使短杆受压，长杆受拉且数量少而总长短，杆件夹角宜在3060度之间；弦杆内尽量不产生弯矩制作安装方便：节点简单合理、节点数宜少,屋架的外形,屋面坡度较大的有檩屋盖结构或
4、中、小跨度的轻型屋面结构,屋面坡度较小的屋盖结构，受力比前者好,杆件类型少、节点构造统一，便于制造，一半用于单坡屋面的屋架,受力最合理，但制作费工，一般用于有特殊要求的房屋,6.4.2 腹杆体系,三角形屋架,单斜式,人字式,芬克式,梯形屋架,人字式,再分式,矩形屋架,人字式,交叉式，可用于承受反复荷载的桁架,K形，桁架高度较高时，减小竖杆的长度,曲拱形屋架（单斜杆式）,6.4.3 屋架主要尺寸的确定,屋架的跨度：柱网轴线的横向间距无檩屋盖：以3m为模数有檩屋盖计算跨度：屋架两端支座反力的距离，支柱轴线距离-300mm,屋架的高度（经济、建筑、刚度、运输界限、屋面坡度）：三角形屋架：h=(1/4
5、1/6)L梯形屋架：刚度上弦坡度为1/81/12时，跨中高度为(1/61/10)L；端部高度当与柱铰接时取1.62.2m，刚接时取1.82.4m运输界限节间宽度大型屋面板：1.5m或3m檩条的间距：0.83.0m,6.4.4 杆件计算长度和长细比,计算长度屋架平面内,2）屋架平面外上下弦杆,l1为侧向支撑点之间的距离,水平、垂直支撑及系杆节点,（有檩屋盖和无檩屋盖，上弦和下弦）,侧向支撑点的距离为节间长度的2倍，且N1N2,一般腹杆（一端为上弦节点，一端为下弦节点）,再分次腹杆中的压杆和K形腹杆中的斜杆,再分主腹杆和K形腹杆中的竖杆,交叉点相互连接的交叉腹杆压杆：另一杆受压，均不中断,另一杆受
6、压，有一杆中断,另一杆受拉，均不中断,另一杆受拉，有一杆中断,3）斜平面计算长度（单角钢和双角钢组成的十字型截面）,长细比验算,6.4.5 杆件的截面形式,屋架上弦,有节间荷载,1. 杆件的截面形式,屋架下弦,支座斜杆及竖杆,与竖向支撑相连的竖腹杆,其他腹杆,支座斜杆及竖杆,弦杆,2. 填板,杆件计算长度范围内至少设两块,6.4.6 杆件的截面选择,在保证局部稳定的前提下，尽量增大回转半径弦杆一般采用等截面，最多改变一次常用规格：455， 56 36 4,6.4.7 屋架的内力分析和承载力验算,荷载永久荷载：结构自重、支承于屋架上的设备、管道、天棚等自重可变荷载：屋面均布活荷载、雪荷载、风荷载
7、、积灰荷载及悬挂吊车和重物屋架与柱刚接时，端弯矩和端剪力对屋架内力的影响荷载组合全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨屋架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载,确定弦杆内力和部分腹杆内力,确定跨中斜腹杆内力变号及增大,屋架与柱铰接且屋面倾角30度时，可不考虑风荷载的影响； 下列几种情况应考虑风荷载的影响： 30度、瓦楞铁等轻型屋面、开敞式房屋、风荷载0.5kN/m2时。一般钢屋架及支撑的自重可按：0.12+0.011跨度（m）计算，单位为kN/m2按结构力学方法计算杆件内力，根据受力性质对各杆件进行承载力验算,6.4.8 屋架节点设计,节点设计的一般要求各杆件的
8、重心线应尽量与屋架的几何轴线重合，在节点处应交于一点。,5mm的倍数,弦杆沿长度改变截面时,公共轴线,如轴线变动不超过较大弦杆截面高度的5%，在计算中可不考虑由此的弯矩,不符合上述要求或节点处有较大的偏心弯矩时,按偏心受力构件计算各杆的强度和稳定,3）屋架杆件用节点板连接时，弦杆与腹板、腹板与腹板之间的净距，不宜小于20mm或510mm。,4）直接支承大型钢筋混凝土屋面板而角钢肢的上弦角钢可按下列方法加强,5）屋架杆件端部切割宜与其轴线垂直，也可采用斜切,不能采用,6）节点板的形状和尺寸,7）节点板的尺寸应尽量使连接焊缝中心受力,8）节点板应有足够的强度,节点计算与构造节点设计包括节点构造、计
9、算连接焊缝长度和焊脚尺寸以及确定节点板的形状和尺寸1）上弦节点,腹杆与节点板的连接焊缝按各腹杆的内力计算,肢背：,肢尖：,上弦杆与节点板的连接焊缝计算,节点荷载由塞焊缝承受弦杆的内力差由肢尖角焊缝承受，并考虑由此产生的偏心矩,上弦肢背塞焊缝：,肢尖角焊缝：,上弦肢背塞焊缝：,肢尖角焊缝：,2）下弦节点,腹杆的连接与上弦杆相同,弦杆连接按构造要求在节点板范围内满焊,3）弦杆拼接节点,热弯成型,连接角钢的长度由焊缝长度计算确定,连接角钢长度不小于600mm,计算弦杆与节点板的连接焊缝时，假定节点荷载由上弦角钢肢背处的塞焊缝承受,上弦角钢肢尖与节点板的连接计算则按上弦内力的15%计算且考虑该力产生的弯矩,拼接角钢与下弦的连接焊缝按下弦截面面积等强度计算,下弦与节点板的连接焊缝,4）支座节点加劲肋的作用和构造锚栓的构造节点传力途径及计算内容,节点板,节点板,底板计算底板净面积,底板毛面积,底板短边尺寸不得小于200mm,底板厚度,底板厚度和面积的构造要求,加劲肋计算加劲肋与节点板的垂直连接焊缝假定按传递支座反力的1/4计算，且为偏心受力焊缝所受剪力,焊缝所受弯矩,每块加劲肋与支座节点板的连接焊缝的计算公式,节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝的计算公式,刚接构造,
