1、第九章 钢桁架与屋盖结构,大纲要求:,1.了解单层钢结构厂房的组成与特点；,2.重点了解屋架杆件内力计算及其计算假定，节点荷载计算；,3.了解屋架杆件的截面设计方法。,4.了解钢屋架支撑的类型、布置及截面选择；,5.掌握普通钢屋架设计的方法。,9.1 桁架及屋盖结构的组成及应用,钢屋盖结构由屋面、屋架和支撑三部分组成。钢屋盖结构可分为两类：, 一类为有檩屋盖，是指在屋架上放置檩条，檩条上再铺设石棉瓦、瓦楞铁皮、钢丝网水泥槽形板、压型钢板等轻型屋面材料；, 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。,重屋轻、用料省、运输安装方便，但构件数屋多、
2、构造复杂、吊装次数多，屋盖横向刚度较差。有檩屋盖的屋架间距为檩条跨度，屋架经济间距为4-6m。, 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。,无檩屋盖，构件数屋少、安装简便、施工速度快，易于铺设保暖层，且屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自重大使下部结构用料增多，且对抗震不利。无檩屋盖方案的屋架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。,屋盖结构设计，通常包括屋盖结构布置，屋架形式的选择，支撑布置，屋盖荷载计算，屋架各杆内力计算，屋架杆件截面选择，檩条、拉条和撑杆的计算，节点设计以及绘制施工图。,9.1.1 钢屋架的形式和尺寸,屋架按外形
3、可分为三角形屋架、梯形屋架及平行弦屋架三种形式。,屋架的形式 （a）、（b）、（d）三角形屋架； （e）、（f）、（g）（、h）梯形屋架； （c）下撑式屋架；（i）平行弦屋架,三角形屋架 适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖结构。坡度i=1/21/6；上、下弦交角小，端节点构造复杂；外形与弯矩图差别大，受力不均匀，横向刚度低，只适用于中、小跨度轻屋盖结构。,三角形屋架的腹杆布置可有芬克式、单斜式、人字式三种。芬克式屋架受力合理、便于运输，多被采用；单斜式屋架只适用于下弦设置天棚的屋架，较少采用；人字式屋架只适用于跨度小于18m的屋架。,适用于屋面坡度平缓的无檩屋盖结构。坡度i1/3，且跨度较大时多采用
4、梯形屋架。,梯形屋架,当屋架的上、下弦杆相平行时，称为平行弦屋架。多用于单坡屋整和双坡屋面，或用作托架、支撑体系。腹杆多为人字形或交叉式。平行弦屋架的同类杆件长度一致、节点类型少，符合工业化制造要求，有较好的效果。,平行弦屋架, 满足使用要求，主要是排水坡度、建筑净空、天窗、天棚以及悬挂吊车的需要。,屋架的造型应符合以下原则：, 受力合理。应使屋架的外形与弯矩图相近，杆件受力均匀；短杆受压、长杆受拉；荷载布置在节点上，以减少弦杆局部弯矩，屋架中部有足够高度，以满足刚度要求。, 便于施工。屋架的杆件和节点宜减少数量和品种、构造简单、尺寸划一、夹角在3060度之间。跨度和高度避免超宽、超高。设计时
5、应全面分析、具体处理，从而确定具体的合理形式。,9.1.1.2 屋架的主要尺寸,屋架的主要尺寸是指屋架的跨度和高度，对梯形屋架尚有端部高度；, 屋架的跨度,根据生产工艺和建筑使用要求确定，同时应考虑结构布置的经济合理。通常为18m、2lm、24m、27m、30m、36m等，以3m为模数。,当支座为一般钢筋混凝土柱且柱网为封闭结合时，计算跨度为, 屋架的高度,屋架的高度取决于建筑要求、屋面坡度、运输界限、刚度条件和经济高度等因素。,当坡度,时，,三角形屋架,平行弦屋架和梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定,梯形屋架的端部高度,当屋架与柱刚接时,当屋架与柱铰接时,陡坡梯形屋架的端部高度,平坡梯形屋
6、架取,9.2 桁架及屋盖结构的结构分析,9.2.1 计算假定, 各杆件的轴线均居于同一平面内且相交于节点中心；, 各节点均视为铰接，忽略实际节点产生的次应力；, 荷载均作用于桁架平面内的节点上，因此各杆只受轴向力作用。,对于作用于节间处的荷载需按比例分配到相近的左、右节点上，但计算上弦杆时，应考虑局部弯曲影响。,9.2.2 节点荷载计算,1屋架上的荷载,永久荷载：屋面材料、檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚等结构自重。,式中 屋架和支排的自重，kNm2，按水平投影面积计算；,系数，,可变荷载：包括屋面均布使用活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载以及悬挂吊车和重物等项。,时，不考虑雪荷载；,时，除瓦楞
7、铁等轻型屋面外，可不考虑风荷载,以及对瓦楞铁皮等轻型屋面、开敞式房屋和风,荷载大于,屋面均匀活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者之中较大值。,时，均应计算风荷载的作用；,各种均布活荷载汇集成节点荷载的计算式为,沿屋面坡向作用的第i中荷载标准值，对于沿水平投影面分布的荷载,屋面坡度，可取上弦杆与下弦杆的夹角 ；,第i种荷载分项系数。,2荷载的组合：,屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载等可变荷载，应按全跨和半跨均匀分布两种情况考虑,不利荷载组合一般考虑下列三种情况： (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载； 2)全跨永久荷载+半跨可变荷载； (3)全跨屋架、支撑和天窗自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载。,
8、9.2.3 屋架杆件内力计算方法,1节点荷载作用下的杆件内力计算,2有节间荷载作用时杆件内力计算,图解法或数解法节点法或截面法)、有限元位移计算法,使上弦杆节点和跨中节间产生局部弯矩,可采用下列近似法：,对无天窗架的屋架，端节间的跨中正弯矩和节点负弯矩均取0.8M0 ；其他节间正弯矩和节点负弯矩均取为0.M0,对有天窗架的屋架，所有节间的节点和节间弯距均取为0.8M0,9.3屋架杆件的截面设计,在经过屋架选型、确定钢号、荷载计算、内力计算后，决定节点板厚度和尺寸、杆件的计算长度，最后可按轴心受力构件，或拉弯、压弯杆件进行截面选择。,9.3.1 屋架杆件的计算长度,屋架杆件在轴力作用下可能发生桁
9、架平面内的纵向弯曲，也可能发生桁架平面外的纵向弯曲或斜平面的弯曲,取侧向支承点之间的距离 ，即,1在屋架平面内的计算长度,对本身线刚度较大，而两端节点嵌固程度较低的杆件，如弦杆、支座斜杆和支座竖杆，可按两端铰接的杆件考虑，取,对两端或一端嵌固程度较大的杆件，如中间腹杆取,2在屋架平面外的计算长度,有檩屋盖中，取横向支撑点间距离或取与支撑连接的檩条及系杆之间的距离；,无檩屋盖中，当屋面板与屋架三点焊接连接时，可取两块屋面板的宽度，但不大于3.0m；,对下弦杆的计算长度应视有无纵向水平支撑确定，一般取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆间的距离。,腹杆在屋架平面外的计算长度可取其几何长度，即,当受压
10、弦杆侧向支承点之间的距离l1为节间长度的两倍，且两节间弦杆的内力 F1,F2不等时，设F1F2，,3在斜平面内的计算长度,单面连接的单角钢腹杆及双角钢组成的十字形截面腹杆，因截面的两主轴均不在屋架平面内，当杆件绕最小主轴失稳时，发生在斜平面内，情形介于屋架平面内和屋架平面外的两者之间，杆件两端的节点具有弱于平面内的嵌固作用；因此，可取腹杆斜平面内的计算长度 。,9.3.2 屋架杆件的截面形式,屋架杆件的截面形式，应根据用料经济、连接构造简单和具有必要的强度、刚度等要求确定。,两主轴方向具有等稳定性,较大的回转半径，采用肢宽壁薄的形式,1上弦杆,上弦杆可采用双不等肢角钢短边相并的T形截面，宽大的
11、翼缘有利放置檩条或屋面板；较大的侧向刚度也有利于满足运输和吊装的稳定要求。,肢角钢或长边相并的两不等肢角钢T形截面,一般支撑布置,为满足,应使,节间荷载时,2下弦杆,下弦杆可多采用双等肢角钢或两不等肢角钢短肢相并T形截面，以提高侧向刚度，利于满足运输、吊装的刚度要求，且便于与支撑侧面连接。下弦杆截面主要由强度条件决定，尚应满足容许长细比要求。,为提高杆件截面平面内抗弯能力，宜采用双等,3端斜腹杆,端斜腹杆可采用两不等肢角钢长边相并的T形截面。其计算长度,当杆件短，或内力小时可采用双等肢角钢T形截面。,4其他腹杆,其他腹杆均宜采用双等肢角钢T形截面；竖杆可采用双等肢十字形截面。以利于与垂直支撑连
12、接和防止吊装时连接面错位。,9.3.3 节点板和垫板,当采用双肢角钢T形或十字形组合截面时，为保证两个角钢整体受力，在两角钢间每隔一定距离应放置垫板，或称填扳。,填板宽度一般取5080mm。 长度:对T形截面应比角钢肢宽大2030mm；对十字形截面应从角钢肢尖缩进1015mm，以便于施焊。角钢与填板常用5mm侧焊缝或围焊缝连接。填板的厚度同节点板。,间距:,，对压杆取,填板数在压杆的两个侧向固定点间不宜少于两块,2、节点板,普通钢屋架双角钢截面的杆件，在节点处以节点般连接。节点板中的应力十分复杂，通常不作计算，根据工程经验确定其厚度，金属架节点板厚度取统一值。,9.3.4 屋架杆件的截面选择,
13、1截面选择的一般要求,应优先选用肢宽壁薄的角钢，角钢规格不宜小于L454或L56364，有螺栓孔的角钢尚应满足角钢上螺栓的最小容许线距的要求；桁架的弦杆一般采用等截面，若采用变截面宜在节点处改变宽度而保持厚度不变，一般只改变一次；同一屋架的角钢规格应尽量统一，不宜超过69种，边宽相同的角钢厚度相差至少2mm，以便识别。,2截面计算,轴心受拉杆件应按强度条件计算杆件需要的净截面面积： ；,轴心受压杆件应按整体稳定性条件计算杆件需要的毛截面面积： ；,当上弦杆或下弦杆受有节间荷载时，杆件同时承受轴心力和局部弯矩作用，应按压弯或拉弯构件计算，通常采用试算法初估截面，然后再验算其强度和刚度，对压弯构件
14、尚应验算弯矩作用平面内和平面外的稳定性。,内力很小或按构造设置的杆件，可按容许长细比选择构件的截面。首先计算截面所需的回转半径，,再根据所需的,查角钢规格表选择角钢，确定截面。,9.3.5 屋架的节点设计,节点设计应做到构件合理、连接可靠、制造简便、节约钢材。,1节点设计的要求,(1)杆件的重心线,原则上应与桁架计算简图中的几何轴线重合，以避免杆件偏心受力，,实际焊接桁架中通常把角钢背外表面到重心线的距离取为5mm的倍数；,当节点板两侧角钢因截面变化引起形心轴线错开时，应取两轴线的中线作为弦杆的共同轴线，以减少偏心影响。,(2)在节点板处弦杆与腹杆，或腹杆与腹杆之间应留有20mm的空隙，以利于
15、拼接和施焊，且避免因焊缝过于密集而导致节点板钢材变脆。,(3)角钢端部的切割一般应与轴线垂直，为了减小节点板尺寸，可将其一肢斜切；但不得采用将一肢完全切割的斜切。,(4)节点板的形状应力求简单规整，尽屋减小切割边数，宜用矩形、有两个直角的梯形或平行四边形。节点板不许有凹角，以防产生严重的应力集中。节点板边缘与杆件轴线间的夹角不宜小于15，且节点板的外形应尽量使连接焊缝中心受力。节点板应伸出上弦杆角钢肢背1015mm，以利施焊；也可将节点板缩进弦杆角钢肢背510mm，称为塞焊缝连接。,2节点的构造和计算,1.一般节点,无集中荷载和无弦杆拼接的用角焊缝连接的节点；如屋架下弦中间节点，各杆件通过角焊
16、缝将内力,和 传给节点板，并互相平衡。,先按比例尺画出各杆件在节点处的轴线；然后，按定位尺寸画出各托件免钢轮廓线i根据杆件间净距c：20mm的要求确定杆端到交点的距离,节点板夹在各杆两角钢之间，下边伸出肢背1015mm。用直角焊缝与下弦杆焊接，故一般按构造要求将焊缝沿节点板全长满焊即可。,腹杆与节点板连接焊缝长度较短，可先假定较小的焊脚尺寸：肢尖处小于肢厚；肢背处可等于肢厚。再计算出一个角钢肢背焊缝长度 和肢尖焊缝长度 ：,2.有集中荷载的节点,有集中荷载的上弦节点，可有两种情况：无檩屋盖的屋架上弦节点和有檩屋盖的屋架上弦节点。,1)无檩屋架的上弦节点,一般情况下，焊缝长且偏心小，故的偏心影响
17、可忽略。,肢背焊缝长度：,肢尖焊缝长度：,一般坡度较大，节点板与弦杆焊缝受有内力差 ，集中荷载 ，且受有偏心弯矩 ；为放置檩条，常将节点板缩进弦杆角钢肢背内约0.6 ， 为节点板厚度，这种塞焊缝“A”不易施焊，质量难以保证。弦杆角钢肢尖处仍采用一般侧面角焊缝。,2）有檩屋架的上弦节点,焊缝计算可采用以下近似方法： 图9-12有檩屋架上弦节点 塞焊缝可视为两条焊角尺寸为 的角焊缝，且令其仅均匀地承受力 的作用，可按下式计算：（9-6） 由于内力较小， 总能满足要求，实际设计中，将赛焊缝沿节点板全长满焊后，常可不作验算。 角钢肢尖焊缝“B”承受茁杆内力差和偏心弯矩 ， 式中 为弦杆轴线到角钢肢尖的
18、距离； 为集中荷载与焊缝“B”的偏心距。 在焊缝“B”中产生平均切应力，“ ”在焊缝“B”中产生弯曲应力，焊缝两端综合应力值最大，故该焊缝可按下式计算：（9-7）,（3）弦杆的拼接节点(图9-13)。 屋架弦杆的拼接有工厂拼接和工地拼接两种。 工厂拼接节点是在角钢长度不足或截面改变时而设置的杆件接头，接头应设在内力较小的节间，并使接头处保持相同的强度和制度。 工地拼接节点是在屋架分段制造和运输时的安装接头，遣常设在节点处。,图9-13 屋架弦杆拼接节点 （a）脊节点；（b）下弦中央节点,弦杆的拼接一般用连接角钢。拼接时，通过安装螺栓定位和夹紧所连接的弦杆，然后再施焊。连接角钢，为便于施焊需铲去
19、角钢肢背棱角，并采用与被被连接件相同的截面，连接角钢的竖肢应切去宽度为 ， 为连接角钢的厚度， 为拼接角焊缝厚度，5mm为裕量。割棱切肢引起的截面削弱不宜超过原截面的15，并由节点板和填板补偿。,钢屋架一般在工厂制成两半，运到工地拼接后再予以安装就位。工厂制造时节点板和中央竖杆属于左半桁架，焊缝在车间施焊；节点板与右方杆件的焊缝为工地施焊，亦称为安装焊缝。拼接角钢为独立零件，左、右两半屋架工地拼接后，再将拼接角钢与左右两半榀屋架的弦杆角焊接。为便于安装就位，节点板与右方腹杆间应设一个安装螺栓连接；拼接角钢应与左、右弦杆间至少设2个安装螺栓固定夹紧。屋脊节点处的拼接角钢，一般应采用热弯成型，当屋
20、面坡度较大时，可将竖肢切口后冷弯成型，切口处应采用对焊连接。拼接角钢的长度可按所需连接焊缝的长度确定。,1)弦杆与连接角钢连接焊缝的计算。弦杆与连接角钢的连接焊缝的计算按等强度原则，取两侧弦杆内力的较小值，或者偏于安全地取弦杆截面承载能力 ，并假定该内力平均分配于拼接角钢肢尖的四条焊缝上，则弦杆拼接焊缝一侧的每条焊缝所需长度为（9-8）,2)下弦杆与节点板间连接焊缝的计算。节点板与每侧下弦杆角钢间的焊缝计算，内力较大一侧弦杆与节点板的连接，按节点两侧弦杆内力差 计算；当两侧弦杆内力相等时，按两弦杆较大内力的15，即 计算 ： （9-9a）（9-9b） 式中 K为角钢背或角钢尖内力分配系数或 。
21、 内力较小一侧弦杆与节点板连接焊缝不受力，应按构造满焊。,3)上弦杆与节点板间连接焊缝的计算。由于上弦杆截面由稳定计算确定，拼接角钢的削弱并不影响它的承载能力。 对一般上弦拼接节点 ，上弦杆与节点板间的连接焊缝可根据集中力 计 算；对于脊节点处，则需承受接头两侧弦杆的竖向分力及节点荷载 的合力，节点处上弦杆与节点板间的连接焊缝共有8条焊缝，每条焊缝的长度可按下式计算上弦杆的水平夹角；（9-10）式中 上弦杆水平夹角；节点集中荷载。,由屋脊节点上内力平衡条件可知， ，为竖杆中内力，故式(7-10)按内力计算更为简便。 上弦杆有水平分力，应由拼接角钢传递。 连接角钢的长度应为 ，10mm为空隙尺寸
22、。考虑到拼按节点刚度要求， 尚不小于400600mm。如果连接角钢截面的削弱超过受拉下弦截面的15，宜采用比受拉弦杆厚一级的连接角钢，以免增加节点板的负担。,(4)支座节点(图7-14)。支座节点包括节点板、加劲肋、支座底板和锚栓等部件。加劲肋设在支座节点中心处，用来加强支座底板刚度，减小底板弯矩，均匀传递支座反力并增强支座节点板的侧向刚度；支座底板的作用是增加支座节点与混凝土柱顶的接触面积，把节点板和加劲肋传来的支座反力均匀地传递到柱顶上；锚栓应预埋于柱顶，一般取直径d=2025mm，为了安装时便于调整屋架支座位置，底板上的锚栓孔直径取锚栓直径的2.02.5倍，并开成椭圆豁孔，垫板厚度与底板
23、相同，孔径稍大于锚栓直径，屋架安装就位，并经调整正确后，将垫板与底板焊牢。 节点板及与其垂直焊接的加劲肋均焊于底板上，并将底板分隔为四个相同的两邻边支承的区格。 支座节点的传力路线是：屋架杆件的内力通过连接焊缝传给节点板，然后经节点板和加劲肋又传给底板，底板最后传给柱子。因此，支座节点的计算应包括底板计算、加劲肋及其焊缝计算和底板焊缝计算。,支座底板所需净面积为（9-11） 式中 屋架支座反力；混凝土的抗压强度设计值；底板所需净截面积，当锚栓孔实际面积为 时，则底板所需的毛面积为 。 考虑到开锚栓孔的构造需要，底板的短边尺寸不得小于200mm。,底板的厚度按下式计算：（9-12） 式中 两边为
24、直角支承板时，单位板宽的最大弯矩为 ；底板单位板宽承受的计算线荷载；为自由边长度，见图9-14示； 系数。 底板不宜过薄，一般不小于16mm。 ,支承加劲肋的计算，加劲肋的厚度可取与节点板相同，高度对梯形屋架由节点板尺寸决定，对三角形屋架支座节点加劲肋，应紧靠上弦杆角钢水平肢并焊接。 加劲肋可视为支承于节点板的悬臂梁，每个加劲助近似按承受14支座反力考虑，偏心距可近似取支承加劲肋下端b/2宽度，则每条加劲肋与节点板的连接焊缝承受的剪力为 ，弯矩为 ，按角焊缝强度条件验算，为下式（9-13）,加劲肋的强度验算按悬臂梁，内力为 、 。 节点板、加劲肋和底板连接的水平焊缝按全部支承反力 计算总焊缝长
25、度应足下列强度条件（9-14）式中 水平焊缝总长度，应考虑加劲肋切角及每条焊缝从实际长度中减去10mm。 屋架和钢柱的连接多采用刚接形式，其构造如图9-14所示，刚接连接除传递屋架的支座反力 外，还传递弯矩 ，其计算方法可参考梁与柱的刚性连接计算。,图9-14屋架支座节点,9.4钢屋架的支撑,简支于柱顶的钢屋架仅用大型屋面板或檩条联系起来是一种不稳定的几何可变体系，在荷载作用下或在安装过程中，屋架可能向侧向倾倒，屋架上弦侧向支承点间距过大，也容易侧向失稳破坏，为使屋架形成稳定的空间结构体系，则需在相邻两屋架之间设置上弦横向支撑、下弦横向支撑和垂直支撑，其余屋架则由檩条、大型屋面板和系杆在纵向相
26、连接，从而构成稳定的几何不变体系。如图915示。,图9-15 屋盖支撑作用示意图 (a)无支撑时；（b）有支撑时 1屋架；2檩条；3横向支撑；4纵向支撑,9.4.1 屋盖支排的类型和布置,屋盖支撑的主要作用是：承受屋盖在安装和使用过程中可出现的纵向水平力，如山墙的水平风力、悬挂吊车的纵向水平制动力、安装时可能产生的垂直于屋架平面的水平力，以及纵向地震作用等；作为屋架弦杆的侧向支承点，减少上弦杆在屋架平面外的计算长度，以提高上弦杆的稳定性；防止受拉下弦杆因某些动力设备运转时产生过大的水平振幅；保证屋架安装质量和安全施工；保证屋盖结构的空间整体性能是屋盖支撑最为重要的性能。 支排的布置及类型如图9
27、-16示。,图9-16 屋盖支撑布置示意图 （a）上弦横向水平支撑及上弦纵向系杆平面布置；（b）下弦横向和纵向水平支撑平面布置；（c）屋架竖向支撑剖面图,1上弦横向水平支撑,上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端或横向温度伸缩缝区段两端的第一或第二个柱间，一般设在第一个柱间，有时为考虑与天窗架支撑配合，可以设在第二个柱间内，横向支撑的间距不宜大于60m，所以，当温度区段较长时，在区段中间尚应增设支撑。大型屋面板本应起横向支排作用，但因工地施焊条件不能保证焊缝质屋，故认为只起系杆作用，檩条也作系杆考虑。,2下弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑一般和上弦横向水平支撑对应地布置在同一柱间距内，以形成稳定空
28、间体系。它的主要作用是作为山墙抗风柱的上支点，以承受由山墙传来的纵向风荷载。如设在第二柱间时，第一柱间内应设置刚性水平系杆，以传递抗风柱水平风荷载到下弦横向支撑节点上。,3下弦纵向水平支撑,下弦纵向水平支撑一般沿纵向设置在屋架下弦两端节间内，和下弦横向水平支撑形成封闭体系，用以加强房屋的整体刚度，将局部荷载分散至相邻框架，如吊车横向制动力。纵向水平支撑一般在设有托架、大吨位吊车、有较大振动设备以及房屋较高、跨度较大时采用，以满足侧向稳定和侧向刚度的要求。,4垂直支撑,在相邻两屋架间和天窗架间设置与上、下弦横向水平支撑相对应的垂直支撑，以确保屋盖结构为几何不变体系。垂直支撑一般设置在上、下弦横向
29、支撑的柱间内，在屋架两端及跨中的竖直面内；当梯形屋架跨度 30m、三角形屋架跨度 24m时，可仅在屋架跨中设置一道垂直支撑。当梯形屋架 30m、三角形屋架 24m时，宜在跨中13处，或天窗架侧柱处设置两道垂直支撑；对梯形屋架两侧边应各增设一道垂直支撑；天窗架垂直支撑设于两侧，当宽度12m，还应在中央增设一道垂直支撑。,5系杆,对未设置横向支撑的屋架，均应在有垂直支撑的位置，沿房屋纵向通长设置系杆，以保证不设横向支撑的屋架的侧向稳定。系杆有两种：承受压力的截面较大的系杆称刚性系杆，多由双角钢组成；只承受拉力的截面较小的系杆称为柔性系杆，多由单角钢组成。,上弦系杆；对有檩体系，檩条可兼作柔性系杆；
30、对无檩体系，大型屋面板可兼作系杆，仅需在屋脊及屋架两端设置刚性系杆，当无天窗时，应在设置垂直支撑的位置设置通长的柔性系杆。 下弦系杆：在设置垂直支撑的平面内，均应设置通长的柔性系杆；在梯形屋架及三角形屋架的支座处应设置通长的刚性系杆，若为混合结构，与屋架或柱顶拉结的圈梁可代替该系杆；芬克式屋架，当跨度18m时，宜在主斜杆与下弦连接的节点处设置水平柔性系杆；有弯折下弦的屋架，宜在弯折点处设置通长系杆。 系杆应与横向支撑的节点相连。当横向水平支撑设在温度区段第二柱间时，第一柱间的所有系杆，包括檩条均应为刚性系杆。,9.4.2 支撑的截面选择和连接构造,屋架的横向支撑和纵向支撑均由平行弦桁架组成。其
31、腹杆通常采用十字交叉斜杆；屋架的弦杆兼为横向支撑桁架的弦杆；屋架的下弦杆又可视为纵向支撑桁架的竖杆；斜杆和弦杆的交角宜在3060之间，横向支撑节间距为屋架弦杆节间距的24倍；纵向水平支撑的宽度取屋架下弦端节间宽度。 屋盖垂直支撑也视为一平行弦桁架，可采用交叉腹杆或V形、W形腹杆。 支撑和系杆一般采用角钢，交叉斜杆或柔性系杆可用单角钢，按受拉构件设计；纵向支撑的弦杆、非交叉斜杆、垂直支撑的弦杆和竖杆，以及刚性系杆，可采用双角钢组成T形或十字形截面，按受压构件设计。,屋盖支撑的受力很小，一般不必计算。截面选择可根据构造要求和容许长细比确定。通常，凡十字交叉斜杆，按单角钢受拉设计，取容许长细比为40
32、0，重级工作制吊车厂房时，取容许长细比为350；两角钢组成的T形截面受压杆件，取容许长细比为200；十字形或T形截面受压刚性系杆，取容许长细比为200；单角钢受拉柔性系杆，取容许长细比为400。 当支撑桁架跨度较大、且承受较大的墙面风荷载，或垂直支撑兼作檩条， 或纵向水平支撑视为柱的弹性支承时，支撑杆件除应满足容许长细比要求外，尚应按桁架计算内力，选择截面。交叉斜腹杆支撑桁架系超静定体系，在节点荷载作用下，可作为单斜杆桁架体系分析，当荷载反向时，两组杆件的受力情况将交替。 角钢支撑通常采用节点板用M16M20普通螺栓与屋架或天窗架连接，每杆两端不得少于两个螺栓。重级工作制吊车或有较大动力设备的
33、房屋，屋架下弦支撑和系杆宜采用高强度螺桂连接，亦可采用双螈母等防止螺栓松动的措施。,9.4.3 檩条、拉条和撑杆,有檩体系屋盖中檩条设置在屋架上弦节点处或沿屋架上弦等距设置，檩条间距由屋面基层材料的规格和容许跨度以及屋架上弦节间长度等因素决定。檩条的截面形式常用槽钢、角钢和S形薄壁型钢，角钢檩条适用于跨度和荷载较小的情况；槽钢檩条制造和装运简便，应用普遍，但用钢量较大；S形薄壁型钢檩条省钢，宜优先采用，但应注意防锈。 檩条应与屋架上的檩托可靠连接，檩托是焊接在屋架上的短角钢制成，檩条与檩托一般用普通螺栓连接，槽钢檩条的槽口宜朝向屋脊以利于安装；角钢和S形薄壁型钢檩条的肢尖均应朝向屋脊。,拉条是
34、设置在檩条之间的钢拉杆，拉条可作为檩条的侧向支承点，用以减少檩条平行屋面方向的跨度，防止侧向变形和扭屈。拉杆的设置数量n，取决于檩条的跨度 ，当 m时，宜取n =1.0；当 6m时，宜取n=2。对有天窗屋盖，尚应在天窗侧边两檩条间设置斜拉条和刚性撑杆；对采用S形薄壁型钢檩条的屋盖，需在槽口处增设斜拉条和撑杆；当无天窗时，与拉条相连接的两脊檩应在连接处互相联系。总之，应使拉条与其连接杆件形成一几何不变的稳定体系。拉条可采用直径为812mm的圆钢，撑杆应采用角钢按容许长细比为200选用截面。拉条的位置应靠近檩条的上翼缘约3040mm，并用腹板两侧的螺母固定在檩条上；撑杆则用普通螺栓和焊在檩条上的角
35、钢固定(图717)。,在屋面荷载 作用下，檩条截面分别受到 和 沿两主轴方向的分力作用，即檩条截面在两个主平面内产生双向弯曲和扭转，由于屋面和拉条的约束作用，可不考虑扭矩的影响，也不作整体稳定性验算。在檩条的强度计算中抗剪强度和局部承压强度一般也不必验算。檩条的抗弯强度计算应按双向弯曲梁考虑；其计算如前所述，即按下式计算（9-15）符号意义同前。,图 9-17 屋盖的檩条、拉条和撑杆的布置与构造 1屋架；2檩条；3屋脊；4屋梁；5直拉条；6斜拉条；7撑杆,为保证屋面平整，檩条应有足够的刚度。檀条的刚度计算，一般只考虑垂直屋面方向的最大挠度。不超过容许挠度值 ，对单跨简支槽钢檩条（9-16） 对单跨简支S形薄壁型钢檩条，近似为：（9-17）式中 截面对垂直于腹板的 轴的惯性矩；容许挠度；屋面坡度。,
