6第六章钢桁架与门式刚架课案.ppt

第六章 钢桁架与门式刚架;目 录;第一节 概述;一、桁架的特点和应用;二、平面钢桁架的外形和腹杆体系 ;桁架形式;三、门式刚架的特点和应用 ;;1、门式刚架的特点;2、适用范围;四、门式刚架的结构形式 ;3、按截面形式分： 有等截面和变截面刚架。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。 4、节点 横梁与柱为刚接，柱脚多采用铰支。当用于厂房且有吊车时，或水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，宜将柱脚设计为刚接。 5 、围护结构 屋盖常采用压型钢（铝）板屋面板和Z形冷弯薄壁型钢檩条。 外墙宜采用槽形或帽形冷弯薄壁型钢墙梁和双层压型钢板，并在双层压型钢板中间设置玻璃纤维棉等卷材隔热(或保温)层的结构体系。墙梁宜布置在刚架柱的外侧。墙体底部1m高也可采用砌体结构，对保护墙体非常有利，在实际工程中采用较多。 板缝宜采用咬合或扣合式方式。支座若采用可滑动式连接件，可解决温度应力问题。 ;五、结构平面布置 ;1、定位轴线及尺寸 刚架边柱的定位轴线取柱外皮；斜梁轴线取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。檐口高度取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度；最大高度取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；宽度取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；长度取两端山墙墙梁外皮之间的距离。 2、柱网布置 在满足使用要求和经济要求的前提下确定最佳跨度和柱距。门式刚架房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于300m，横向温度区段长度不大于150m。当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔并使该处屋面板在构造上允许胀缩；或者设置双柱。 ;3、山墙结构布置 山墙结构方案（1）由屋面斜梁、两侧角柱、抗风柱、墙梁和墙板组成的结构体系。优点是角柱有利于纵、横两个方向的墙梁连接，缺点是山墙架结构的横向刚度较差，并且不利于房屋的纵向扩建。（2）用横向框架代替斜梁和角柱。这种结构方案的优点是加强了山墙架结构的横向刚度，特别适用于有桥式吊车的厂房和沿纵向需要扩建的房屋。抗风柱的布置应与屋面横向水平支撑的节点位置相配合。 4、墙梁布置 墙梁的间距与墙板的承载能力、房屋??在地区的基本风压及房屋的高度等有关，同时在门、窗框上端、窗台、檐口及室内地面处均应设置墙梁 ;第二节 支撑设计;一、桁架支撑的作用 ;二、桁架支撑的种类和布置;1、 上弦横向水平支撑 ;2、下弦横向水平支撑;3、纵向水平支撑;4、垂直支撑 房屋都应设置垂直支撑。梯形屋架两端都应设置，托架可起垂直支撑作用。垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同一柱间。 5、系杆 无横向支撑的其它桁架上下弦的侧向稳定性由与横向支撑节点相连的系杆来保证。能承受拉力也能承受压力的系杆，叫刚性系杆；只能承受拉力的，叫柔性系杆。 ;三、桁架支撑的计算 ;四、门式刚架支撑设计;1、门式刚架支撑的作用 ;屋面横向水平支撑 ;柱间支撑;隅撑;2、支撑结构布置和计算;（1）屋面横向水平支撑及系杆;（2）柱间支撑和水平系杆;（3）隅撑;第三节 桁架设计;一、桁架的内力计算;二、桁架的计算长度;（一）桁架平面内的计算长度;（二）桁架平面外的计算长度;压杆：与它相交的另一斜杆受拉且二杆皆不中断时，取为0.5l；与它相交另一斜杆受拉，两杆中有一杆中断并以节点板相搭接时取为0.7l；其它情况，如两杆皆受压（此时不宜有杆件中断）时，取为l。 拉杆: 因为压杆不作为它在平面外的支承点，故为l 。 受压弦杆 侧向支承点间距l1为弦杆节间长度的两倍，弦杆两节间的轴心压力N1N2，用N1验算弦杆平面外稳定时如果计算长度取用l1显然过于保守。平面外的计算长度应为 且 loy≥0.5l1 计算时压力取正号，拉力取负号。;（三）斜平面的计算长度;三、桁架杆件的截面形式;薄壁钢管各方向的回转半径相等，比其它型钢回转半径大，抗扭能力强，钢管结构的节点可直接焊接，构造简单，连接方便，钢管结构比其它型钢结构可节约钢材达20%～30% 。圆管绕流条件好，如承受风荷载或波浪压力时，其阻力可降低约2/3左右。钢管端部可以密封，有利于耐大气及海水腐蚀，管截面周长最小，所需油漆等维护费用也小。 ;四、杆件截面设计;五、桁架的节点设计;;;1、节点板的厚度;;2、节点设计的一般要求 ;;4）节点板外边缘与杆件边线间的扩大角宜≥15°～20°，强度用足的杆件宜≥25°。扩大角太小会引起节点板截面过窄，致使强度不足，或引起较大的构造和传力上的偏心。 5）在屋架双角钢截面上弦杆上放置檩条或大型屋面板时，角钢的水平伸出边一般应≥70～90mm。角钢应有一定厚度，以免在集中荷载作用下发生过大的弯曲，可参考表7-3要求选用。当确有困难而不能满足要求时，应设置竖向加劲肋或在集中荷载范围设置