鋼屋架設(shè)計：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實腹式檁條設(shè)計1.6桁架桿件的計算長度和容許長細比1.7桁架桿件的截面形式、節(jié)點板厚度和角鋼間的填板1.8桁架桿件的截面設(shè)計1.9桁架的節(jié)點設(shè)計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算跨度l。計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)計人員按經(jīng)濟要求確定。當屋架間距增大，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屋蓋和支柱用鋼量最少或工料最省時的屋架經(jīng)濟間距實際設(shè)計時屋架間距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區(qū)段長度超過某規(guī)定值時，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，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，故跨度較大時選用三角形屋架是不經(jīng)濟

5、的，其常用跨度宜在24～27m以下。梯形屋架因為外形接近于拋物線形，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)點構(gòu)造統(tǒng)一，便于制造，是其優(yōu)點。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，盡可能使荷載都作用在節(jié)點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)點數(shù)目；3.對非人字形的腹桿體系，應(yīng)使長腹桿受拉，短腹桿受壓。對人字形腹桿體系，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)件在動力荷載作用下產(chǎn)生較大的振動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