钢桁架(培训资料).ppt

钢桁架 第一节 概述 常用的平面桁架的外形如图 第二节 支撑设计 一、桁架支撑设计 （一）桁架支撑的作用 平面桁架在其本身平面内具有较大的刚度，但在垂直于桁架平面方向（桁架平面外）不能保持其几何不变，即使桁架上弦与檩条或屋面等铰接相连桁架仍会侧向倾倒（如图7-4（(a)中虚线所示）。为了防止桁架侧向倾倒破坏和改善桁架工作性能，对于平面桁架体系，必须设置支撑系统（水工结构中也称为联结系）。 桁架支撑的作用主要是： （1）保证桁架结构的空间几何稳定性即形状不变。 （2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。桁架上弦和下弦的水平支撑与桁架弦杆组成水平桁架，桁架端部和中部的垂直支撑则与桁架竖杆组成垂直桁架，无论竖向或纵、横向水平荷载，都能通过一定的桁架体系把力传向支座，有足够的刚度和整体性。 （3）为桁架弦杆提供侧向支撑点。水平和垂直支撑作为桁架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在桁架平面外的计算长度，提高其整体稳定承载力。 （4）承受并传递水平荷载。 （5）保证结构安装时的稳定且便于安装。 （二）、桁架支撑的种类和布置 * * 一、桁架的特点和应用 桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，材料性能发挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结构。 桁架主要用于空间桁架（网架和塔架）、平面桁架（屋架、吊车桁架、水工结构中的钢栈桥、钢桁架引桥、钢闸门中的桁架等）。 本章主要介绍平面简支桁架的设计。 二、平面桁架的外形和腹杆体系 影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2.受力合理 ；3.便于制做和安装 ；4.综合技术经济效果好。 桁架应具有适当的中部高度H和端部高度H0（三角形桁架端部高度为零）。H取决于运输界限（铁路运输为3.85m）和建筑高度要求的最大限值Hmax、刚度要求的最小限值Hmin、以及使弦杆和腹杆总用钢量最少的经济高度Hec。简支梯形和平行弦桁架，通常H=（1/6 ~ 1/10）L ,简支梯形钢桁架对端部高度H0无特殊要求。当梯形钢桁架与柱刚接时，桁架端部有负弯矩，要求H0具有一定高度。钢屋架中常用H0=（1.8~2.2）m。 如图7-4（b）所示，桁架支撑一般包括下列几种： 1.上弦横向水平支撑 位于相邻两榀桁架上弦杆之间的横向水（斜）平面内。沿厂房的纵向，上弦横向水平支撑应设置在房屋的两端，或当有温度缝时设置在温度缝区段的两端。一般设在第一个柱间（图7-4b）或设在第二个柱间。横向水平支撑的间距L0不宜超过60m。 当温度区段长度Lt超过60m时，还应在温度区段中部布置一道或几道横向水平支撑。 2. 下弦横向水平支撑 布置原则：一般情况均应设置下弦横向水平支撑。只有当桁架跨度比较小（L≤18m），且没有悬挂式吊车，或虽有悬挂吊车但起重吨位不大，厂房内也无较大的振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。 布置位置：与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，以形成空间稳定体。 3. 纵向水平支撑 布置位置：在屋架下弦（三角形屋架可在下弦或上弦）端节间沿厂房纵向水平面内布置。 布置原则：当房屋内设有托架，或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车，或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备，以及房屋较高、跨度较大，空间刚度要求较高时，均应布置纵向水平支撑。 垂直支撑： 所有厂房中均应设置垂直支撑。 布置位置： 梯形屋架在跨度L≤30m、三角形屋架在跨度L≤24m时，仅在屋架跨度中央设置一道垂直支撑，当屋架跨度大于上述数值时，宜在跨度1/3附近或天窗架侧柱处设置两道。 对于梯形屋架，在屋架两端还应各设置一道垂直支撑。 沿厂房纵向，屋架的垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同一柱间。 系杆： 系杆的作用：对于不设横向支撑的其它屋架，屋架上、下弦的侧向稳定性则由与横向支撑节点相连的系杆来保证。 系杆的类型：能承受压力和拉力的系杆称为刚性系杆；只能承受拉力的系杆叫柔性系杆。其长细比分别按压杆和拉杆控制。 布置原则： 在垂直支撑的平面内一般应设置上、下弦系杆；屋脊节点及主要节点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆；当屋架横向支撑设在厂房端部第二柱间时，则第一柱间的所有系杆均布置为刚性系杆。 （三）、桁架支撑的计算 1.计算原则：除系杆外各种桁架支撑均是垂直于屋架平面的平面桁架，由设置的支撑杆件和屋架的弦杆或竖杆组成。 当支撑桁架受力较小时，可不做内力计算，杆件截面按容许长细比选择；交叉斜杆和柔性系杆按拉杆设计，可用单角钢；非交叉斜杆、弦杆、竖杆及刚性系杆按压杆设计，可用双角钢组成T形或十字形截面。 当支撑桁架受力较大时，需