第七章钢桁架与门式刚架.ppt

第七章 钢桁架与门式刚架 第一节 概述 常用的平面桁架的外形如图 三．门式刚架的特点和应用 2．门式刚架的特点 (1)结构自重轻, 基础造价低。 (2) 外形简洁、美观。 (3) 对抗震非常有利。 (4) 建造速度快，装拆方便。 3．适用范围 门式刚架通常用于跨度为9～36m（我国单跨门式刚架的跨度已达到72m）；柱距为4.5～12m；柱高为4.5～9m；设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑。 四．门式刚架的结构形式 门式刚架的结构形式可按不同的考虑划分： 1. 按刚架的构件体系：可分为实腹式和格构式刚架。 2. 按结构选材分 ：有普通型钢截面、薄壁型钢截面和钢管截面刚架等 ； 3．按跨度分为 单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架。 6．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。 三．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、房屋所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 2、有集中荷载作用的接点 ①② 确定各腹杆与节点板的连接焊缝及节点板形状和尺寸的步骤、方法同一般节点。 ③ 弦杆与节点板的连接焊缝计算：为了放置上部构件（檩条或大型屋面板），节点板须缩入上弦角钢肢背不小于（0.5δ+2mm),且不大于δ(δ为节点板厚度)的深度,并用塞焊缝连接.常采用近似方法计算,即假定塞焊缝相当于两条焊脚尺寸各为hf1=δ/2、长度为LW1（即节点板长度）的角焊缝，且仅承受P力的作用。计算时忽略屋架坡度的影响，设P力垂直于焊缝，故焊缝强度应满足： σf = P/(βf×2×0.7hf1Lw1)≤ffw （7-2） 通常P力不大，按上式算出的σf很小，一般可不做计算。 角钢肢尖焊缝承受相邻节间弦杆的内力差△N=N1-N2和由其产生的偏心弯矩 M=（N1-N2）e(e为角钢肢尖至弦杆轴线的距离）。焊缝的强度应满足式（7-3）的要求。 当△N较大，按式（7-3）计算的肢尖焊缝强度