第八章 钢屋盖结构.ppt

第八章 钢屋盖结构 §8.1 概 述 钢屋盖的类别： 平面钢屋架 图8-1平面钢屋盖 空间桁架 空间网架 §8.2 钢屋盖的结构形式、组成、及布置 组成 钢屋盖结构主要由屋面、屋架和支撑三部分组成，有的还设有托架和天窗架等构件。 　　(1) 屋面：主要由各种屋面板材组成，平铺于屋架上，承受外荷载。 　　(2) 屋架：主要由各种钢构件组合连接而成。 　　(3) 支撑：根据支撑设置的部位和所起的作用不同，支撑分为上弦横向支撑、下弦水平支撑、垂直支撑和系杆四种。 (4) 托架和天窗架 　　屋架的跨度和间距取决于柱网布置，而柱网布置则根据建筑物工艺要求和经济合理等各方面因素而定。 　　天窗的形式有纵向天窗、横向天窗和井式天窗等三种，一般常采用纵向天窗。 　　纵向天窗则需单独设置天窗架，常见的几种天窗架形式如图8-4。 图8-4　天窗架的形式 形式 根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，钢屋盖可分为无檩屋盖和有檩屋盖两种(图8-1)。 　　 当屋面材料采用预应力大型屋面板时，屋面荷载可通过大型屋面板直接传给屋架，这种屋盖体系称为无檩屋盖(图8-1a) ； 　　当屋面材料采用瓦楞铁皮、石棉瓦、波形钢板和钢丝网水泥板等时，屋面荷载要通过檩条传给屋架，这种体系称为(图8-1b)有檩屋盖。 §8.1 钢屋盖的支撑 屋盖支撑作用 (1) 保证屋盖结构的几何稳定性 (2) 保证屋盖的空间刚度和整体性 (3) 为受压弦杆提供侧向支承点 (4) 承受和传递纵向水平力(风荷载、悬挂吊车纵向制动力、地震荷载等) (5) 保证结构在安装和架设过程中的稳定性 屋盖支撑布置（图8-5） (1) 上弦横向支撑 (2) 下弦横向水平支撑 (3) 下弦纵向水平支撑 (4) 垂直(竖向)支撑 (5) 系杆 图8-6　无檩屋盖支撑布置示例 (a)上弦横向水平支撑布置；(b) 下弦横向与纵向水平支撑布置； (c) 天窗架上弦横向水平支撑；(d) 屋架支座与跨中垂直支撑; (e)天窗架侧竖杆垂直支撑 支撑的计算和构造 当荷载反向作用时(如风荷载反向作用)，斜腹杆受力变更，仍是一根参加受力工作，另一根弯扭屈曲而退出工作。支撑和刚性系杆按压杆计算，采用双角钢组成十字形或T形截面。　　 屋盖支撑受力通常都较小，一般不必计算，截面尺寸大多根据杆件的容许长细比和构造要求而定。 　　 支撑构件与屋架的连接，应力求构造简单，安装方便。 §8.4 钢 檩 条 设 计 檩条的形式 檩条通常是双向弯曲构件，分实腹式和桁架式两大类。后者制造费工，应用较少。实腹式檩条常采用槽钢、角钢以及Z形和槽形冷弯薄壁型钢（如图8-8）。 檩条的计算 1.强 度 檩条承受双向弯曲时，按下列公式计算强度： 檩条仅承受单向弯曲时，应按下式计算强度： 2. 整体稳定 当檩条之间未设置拉条且屋面材料材料刚性较差 应按下面公式 验算檩条的整体稳定； 如檩条之间设有拉条，则可不验算整体稳定。 3. 刚 度 单跨简支檩条（当有拉条时）： 当不设拉条时，应分别计算沿两个主轴方向的分挠度、，然后验算总挠度，即： 注意：计算挠度时，荷载应取其标准值。 §8.5 钢屋架设计 一、钢屋架的形式和尺寸 常用的钢屋架形式 确定屋架形式的原则 ① 屋架的外形应与屋面材料所要求的排水坡度相适应。 ② 屋架的外形尽可能与其弯矩图相适应，使弦杆各节间的内力相差不大。 　③ 腹杆的布置要合理，腹杆的总长度要短，数量要少，并应使较长的腹杆受拉、较短的腹杆受压。 　④ 节点构造要简单合理、易于制造。 　⑤ 对于设有天窗或悬挂式起重运输设备的房屋，还要配合天窗的尺寸和悬挂吊点的位置来划分节间和布置腹杆。 屋架的主要尺寸 (1) 屋架的跨度主要是根据工艺和建筑要求来确定，普通钢屋架常见跨度为18m、21m、24m、27m、30m、36m等。 　　钢屋架计算跨度的确定：简支于柱顶的钢屋架，其计算跨度取决于屋架支反力间的距离。如图8-10所示。 　　(2) 屋架的高度取决于