鋼屋架設(shè)計(jì)：桁架與屋蓋

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1、第三章桁架與屋蓋8/9/20211浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室內(nèi)容1.1鋼桁架概述1.2屋蓋的組成及主要平面尺寸1.3屋架1.4屋架的支撐系統(tǒng)1.5實(shí)腹式檁條設(shè)計(jì)1.6桁架桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比1.7桁架桿件的截面形式、節(jié)點(diǎn)板厚度和角鋼間的填板1.8桁架桿件的截面設(shè)計(jì)1.9桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1.10屋架的施工詳圖8/9/20212浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室1.1鋼桁架概述平面桁架與空間桁架8/9/20214浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室構(gòu)件截面與節(jié)點(diǎn)形式8/9/20215浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8/9/20216浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室1.2屋蓋的組成及主要平面尺寸1，屋蓋組成2，屋面系統(tǒng)：有檁體系，無檁體系（屋面材料

2、等等）3，屋架的名義跨度和計(jì)算跨度4，屋架間距5，屋蓋平面尺寸屋蓋的組成屋架，支撐系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)8/9/20218浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8/9/20219浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋面系統(tǒng)有檁體系，無檁體系8/9/202110浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋架的名義跨度和計(jì)算跨度兩相鄰柱列定位軸線間的距離為屋架的名義跨度L屋架左右兩支座中心線間的距離為屋架的計(jì)算跨度l。計(jì)算跨度常取名義跨度減去300mm8/9/202111浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋架間距一般應(yīng)由設(shè)計(jì)人員按經(jīng)濟(jì)要求確定。當(dāng)屋架間距增大，所有縱向構(gòu)件如檁條等因跨度加大而需增大其截面；但在一定建筑面積下，屋架和支柱（包括柱基礎(chǔ)）數(shù)目則可減少，利用求

3、極值的數(shù)學(xué)方法理論上可求得使整個(gè)屋蓋和支柱用鋼量最少或工料最省時(shí)的屋架經(jīng)濟(jì)間距實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)屋架間距l(xiāng)約為屋架跨度的1/3~1/5常用間距：6m，壓型鋼板屋面：6～12m8/9/202112浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋蓋平面尺寸當(dāng)區(qū)段長度超過某規(guī)定值時(shí)，需設(shè)置伸縮縫。最常用的設(shè)置方法是在伸縮縫處設(shè)置雙柱。8/9/202113浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8/9/202114浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室1.3屋架1，平面桁架的外形及主要尺寸2，平面桁架的腹桿體系平面桁架的外形三角形、梯形、平行弦、人字行、多邊形8/9/202116浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室上弦坡度主要由屋面材料確定：1）波形石棉瓦屋面要求屋面坡度，瓦楞鐵屋

4、面要求，若這種屋面的坡度過小，易造成漏雨，因此常需選用三角形屋架。2）油氈防水屋面則要求≤，因此常用的梯形屋架3）近來常被采用的長尺壓型鋼板屋面，則可用于時(shí)，因而常選用梯形屋架和接近于平行弦的屋架。8/9/202117浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋架的適用跨度平面桁架作為兩端簡(jiǎn)支的受彎構(gòu)件在滿跨均布荷載作用下，彎矩圖形為一拋物線，其上、下弦桿主要承受桁架截面上的彎矩，而腹桿則主要承受桁架截面上的剪力。三角形屋架外形與拋物線形差別較大，因而其弦桿各節(jié)間的內(nèi)力很不均勻，屋架端部高度小，該處節(jié)間的內(nèi)力最大，因弦桿截面常按整根弦桿的最大內(nèi)力選用，造成弦桿截面鋼材的增加，故跨度較大時(shí)選用三角形屋架是不經(jīng)濟(jì)

5、的，其常用跨度宜在24～27m以下。梯形屋架因?yàn)橥庑谓咏趻佄锞€形，則弦桿各節(jié)間中的內(nèi)力最為均勻。加之剛度也較好，常用跨度可達(dá)36m左右平行弦屋架弦桿內(nèi)力不及梯形屋架均勻，但其腹桿長度一致，桿件類型少，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造統(tǒng)一，便于制造，是其優(yōu)點(diǎn)。屋架外形圖與彎矩圖的比較8/9/202118浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室屋架的高跨比對(duì)三角形屋架，1/4~1/6。與柱剛接的梯形屋架的端部高度常取跨度的（常用端部高度2m左右），端彎矩愈大，比值可取大；跨度愈大，比值可取小些。高跨比：1/6-1/10。與柱鉸接的梯形屋架的常用端部高度2m左右，保證連續(xù)性。平行弦桁架的經(jīng)濟(jì)高度常為其跨度1/15的左右。8/9/202

6、119浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室平面桁架的腹桿體系布置原則1.提供承受荷載的節(jié)點(diǎn)，盡可能使荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上而使桁架的弦桿都是軸心受力構(gòu)件；2.使荷載傳遞至支座的路線最短，以減少腹桿的總長度和節(jié)點(diǎn)數(shù)目；3.對(duì)非人字形的腹桿體系，應(yīng)使長腹桿受拉，短腹桿受壓。對(duì)人字形腹桿體系，宜使斜腹桿的傾角在35°～55°范圍內(nèi)。目的都是減小腹桿的截面積。8/9/202120浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室1.4屋架的支撐系統(tǒng)1，橫向支撐2，縱向支撐3，垂直支撐4，系桿5，支撐系統(tǒng)與屋架的連接節(jié)點(diǎn)支撐系統(tǒng)圖8/9/202122浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8/9/202123浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8/9/202124浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究

7、室支撐系統(tǒng)作用保證桁架結(jié)構(gòu)的空間幾何穩(wěn)定性，及幾何形狀不變保證桁架結(jié)構(gòu)的空間剛度和空間整體性為桁架弦桿提供必要的側(cè)向支撐點(diǎn)承受并傳遞水平荷載保證結(jié)構(gòu)安裝的穩(wěn)定和方便防止構(gòu)件在動(dòng)力荷載作用下產(chǎn)生較大的振動(dòng)8/9/202125浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室橫向支撐——布置在屋架上下弦和天窗架上弦平面功能:1，對(duì)保證上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性有著重要的作用。2，傳遞作用在房屋山墻上的縱向水平風(fēng)荷載的作用。3，在傳力平面增加屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度橫向支撐一般應(yīng)設(shè)置在