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1、第五章普通梯形鋼屋架設計指導§5.1概述鋼屋架是屋蓋結構的一部分，是主要的承重構件。按結構形式可分為三角形屋架、梯形屋架、兩鉸拱屋架、三鉸拱屋架和梭形屋架；按照所采用的鋼材規(guī)格的不同，屋架可分為普通鋼屋架、輕型鋼屋架（桿件為圓鋼和小角鋼）和薄壁型鋼屋架。普通鋼屋架是由普通角鋼和節(jié)點板焊接而成。這種屋架受力性能好，構造簡單，施工方便，廣泛應用于工業(yè)和民用建筑的屋蓋結構中，一般是用于大型鋼筋混凝土屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋架或天窗架上，普通屋架所用的等邊角鋼不小于∠45×4，不等邊角鋼不小于∠56
2、×36×4。屋架鋼材一般采用（3號沸騰鋼）鋼材，冬季計算溫度等于或低于30℃時的屋架宜采用（3號鎮(zhèn)靜鋼），荷載較大的大跨度屋架可采用（16Mn鋼）或（15MnV鋼）?！?.2屋架的形式及主要尺寸一、普通梯形鋼屋架概述屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等幾種，選擇屋架的外形和腹桿形式應該經(jīng)過綜合考慮分析確定。屋架的形式主要取決于房屋的使用要求，屋面材料及需要的屋面坡度，屋架與柱的連接方式（鉸接或剛接），屋蓋的整體剛度等。同時，屋架的外形還考慮在制造簡單的條件下盡量與彎矩圖形相接近，使弦桿的內(nèi)力差別較小
3、。屋面坡度根據(jù)所采用的屋面材料可取為：卷材防水屋面=1/12～1/8長尺壓型鋼板和夾芯板屋面=1/20～1/8波形石棉瓦屋面=1/4～1/2.5瓦楞鐵、短尺壓型鋼板和夾芯板屋面=1/6～1/3普通梯形鋼屋架通常用于屋面坡度較為平緩的大型屋面板或長尺壓型鋼板的屋面，跨度一般為15～36m，柱距6～12m，跨中經(jīng)濟高度為（1/8～1/10）。梯形屋架外形比較接近彎矩圖，因而弦桿內(nèi)力沿跨度分布比較均勻，用料較經(jīng)濟，且可以和柱剛接或鉸接，且剛接可使建筑物橫向剛度提高。與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（1/12
4、～1/16），通常取2.0～2.5m；與柱鉸接的梯形屋架，端部高度1.5～2.0m，此時，跨中高度可根據(jù)端部高度和上弦坡度確定。在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度應盡可能相同。（圖4-1）當采用大型屋面板時，為使荷載作用在節(jié)點上，上弦桿的節(jié)間長度宜等于板的寬度，即1.5m或3.0m。當采用壓型鋼板屋面時，也應使檁條盡量布置在節(jié)點上，以免上弦桿受彎。對于跨度較大的梯形屋架，為了保證荷載作用于節(jié)點，并保持腹桿有適宜的角度和便于節(jié)點構造處理，可沿屋架全長或只在屋架跨中部分布置再分式腹桿。梯形屋架的斜腹桿一般采用
5、人字形，其傾角宜為30°～60°。支座斜腹桿與弦桿組成的支承節(jié)點在下弦時為下承式，在上弦時為上承式。圖5-1——用鋼結構設計手冊139頁二、普通梯形鋼屋架主要尺寸的確定普通梯形鋼屋架的主要尺寸包括屋架的跨度、跨中高度和端部高度。1.屋架跨度。屋架的跨度取決于柱網(wǎng)的布置，柱網(wǎng)縱向軸線的間距就是屋架的標志跨度（公稱跨度），一般以3m為模數(shù)，屋架的計算跨度是兩端支座反力的距離，在大多數(shù)情況下計算跨度比公稱跨度小。對于封閉結合，計算跨度＝標志跨度－2×(150～300)。對于非封閉結合，常取計算跨度＝標志跨度。
6、（圖5-2）圖5-22.跨中高度。屋架的跨中高度由經(jīng)濟要求、剛度要求、運輸界限和屋面坡度等因素來確定，根據(jù)屋架的允許撓度可決定最小高度，最大高度則取決于運輸界限，例如鐵路運輸界限為3.85m；屋架的經(jīng)濟高度是根據(jù)上下弦桿和腹桿的總重量最小的條件確定的。三角形屋架的中部高度主要取決于屋面坡度，當=1/2～1/3時，=(1/4～1/6)。梯形和平行弦屋架的中部高度主要取決于經(jīng)濟要求，一般取為=(1/6~1/10)。3.端部高度，是與中部高度和屋面坡度相關的。一般陡坡梯形屋架取=0.5~1.0m，緩坡梯形屋架
7、取=1.8~2.1m。多跨廠房梯形屋架的端部高度應力求統(tǒng)一。三、屋架的起拱要求跨度≥24m的梯形屋架，當下弦無曲折時，宜起拱，拱度。起拱的方法一般是使下弦成直線彎折而將整個屋架抬高，即上、下弦同時起拱?！?.3屋面系統(tǒng)的支撐布置一、支撐布置的必要性屋架是屋蓋結構中最主要的承重構件，雖然屋架之間有檁條或屋面板聯(lián)系，但仍然是一不穩(wěn)定的空間體系。通過合理設置支撐可以將屋蓋變成幾何不變體系；支撐還保證了屋蓋的剛度和空間的整體性，以減少屋蓋在水平力作用下的變形；支撐為屋架提供了側(cè)向支點，以減少屋架桿件的計算長度，
8、使受壓弦桿保證側(cè)向的穩(wěn)定，使受拉弦桿具有足夠的剛度；支撐還能夠傳遞水平荷載；并能保證屋架在施工安裝時的穩(wěn)定與方便。二、支撐布置的原則1、在設置有縱向支撐的平面內(nèi)必須同時設置橫向支撐，并將二者布置為封閉型。2、所有的橫向支撐、縱向支撐和豎向支撐均應與屋架、托架、天窗架等的桿件或檁條組成幾何不變的桁架形式。3、房屋中每一溫度區(qū)段或分期建設的區(qū)段中，應分別設置能獨立構成空間穩(wěn)定結構的支撐系統(tǒng)。4、傳遞風力、吊車水平力和水平地震作用的支撐，應能使外
