G511屋盖钢结构平面桁架体系的设计及相关标准图的编制和选用.doc

屋盖钢结构平面桁架体系的设计 及相关标准图的编制和选用 先举两个工程实例说明合理选用桁架结构的经济性 1 以某36.8m跨的屋顶花园钢结构设计为例 某工程需要在双向跨度尺寸均为36.8m的屋頂上面设计成一屋顶花园，其屋盖结构采用的是实腹式井式梁方案。梁高2.4米，用钢量为每平米214，究其原因，主要是由于大部分钢材均花在板厚为18mm的梁腹板上。其梁腹板的抗剪承载力得不到充分发挥。再加上又是井式梁，故用钢量大，很不经济。 该工程也曽考虑过用焊接球网架方案,但因其焊接球的直径需要一米,无法实现而放弃。 假如该工程采用单向平行弦桁架，杆件截面用H型钢，或采用井式梁布置的平行弦桁架。其用钢量就可大大降低。最多也不会超过140。 如北京长城饭店宴会厅屋盖结构(系82年由美国人设计的)，单向平行弦桁架，跨度为31.3米。柱间距有7.325m、8.689m和9.929m三种，桁架高3.2米，上下弦杆与腹杆截面均为H型钢（其H型钢的翼缘均垂直于地面）。屋顶为网球场，其屋面荷截与屋顶花园的荷载大致相等。但他们设计的屋架用钢量分别才有16.05t、18.98t和19.74t。36.8米，比31.3米长，假定用钢量与跨度的平方成正比增大，则屋顶花园工程的用钢量可近似为。加上檩条估计最多也不会超过（至少可节省钢材）。 2 又以许昌体育舘的设计为例 我曾在1971年给许昌市体委设计了一幢平面尺寸为3045m的小型体育舘，但在当时，地区体委只有七万元的投资,要完成这样一个每平方米不到50元造价的体育舘，难度相当大。后经多方案比较，便采用了如下图所示的结构方案。 其屋面采用小波石棉瓦（檩距只能用0.75），结构采用格构式轻型门式刚案，刚架间距，刚架横梁和柱的外弦杆均为10# 轻型槽钢, 刚架横梁的内弦杆为10# 和12#号轻型槽钢，刚架柱的内弦杆为14# 轻型槽钢(所有槽钢的槽口均指向桁架截面内)，腹杆用单角钢，有∟45 ∟56 ∟63三种。对为了不超出上级计划下拨的钢材指标，便想出了将刚架柱的柱脚置于看台斜梁的顶面上，刚架的推力通过看台斜梁下端的钢筋砼锚板来承受的方案。以便使刚架柱的外弦杆长度縮短到只有5.5m。同时还不得已采用了预应力混凝土檩条（截面为）,致使屋面荷载标准值分别为：（瓦材），(混凝土檩条)，（彐）。共计屋面荷载设计值为。但整榀刚架的用钢量仅为。折合每平米用钢钢量才1150/()=8.5kg：该工程73年初建成,取得了较好的经济效果）。 如以该格构式门式刚架与目前常用的实腹式门式刚架相比，怎样？结论是前者的用钢量比后者要少很多，如查《轻型钢结构设计指南，实例与图集》中国建筑工业出版社，2000，12，，用钢量为，前者的用钢量只有后者的1/2。由此可以看出不管是重屋面还是轻屋面，在相同荷载情况下，格构式的用钢量都比实腹式要省很多很多。 下面特介绍在屋盖钢结构平面桁架体系统中最具有代表性的设计图，即国家标准图中的梯形钢屋架 05G511（顺便也谈谈轻型屋面梯形钢屋架05SG515）编制的技术条件。 1 适用范围 1.1 两图集内容包括跨度为(15)， ( 取的模数 ) 的梯形屋架及相应的支撑施工图。 1.2 05G511图集适用于采用预应力混凝土屋面板，卷材防水、坡度为 。 05SG515图集的屋面材料为:金属板，发泡水泥复合板（太空板）。分有檩体系和无檩体系。坡度为。 1.3 05G511适用于屋架间距为的单层工业厂房，屋架与柱的连接为铰接支承。当柱距为时, 采用与之配套的托架来支承中间屋架。 05SG515适用于屋架间距为及的单层工业厂房。 1.4 两屋架适用于无天窗，有纵向天窗和有纵向天窗带挡风板三种情况。其中(15m)，18，21屋架配合使用6钢天窗架；24，27，30 屋架配合使用9钢天窗架；33，36屋架配合 使用12钢天窗架。 但在05SG515 间距中的屋架未考虑设天窗架。 1.5 在05G511 18，21，24 的各跨屋架设计中，还考虑了一台起重量分别为1，2，3 的电动葫芦或单梁悬挂吊车。 但在05SG515中未考虑电动葫芦或单梁悬挂吊车。 1.6 两图集的屋架适用于抗震设防烈度小于和等于9度的地区，其支撑只适用于一般工程情况。对于抗震设防烈度为6度，7度。8度及9 度地区时的非一般工程，其支撑应由选用者，可根据《建筑抗震设计规范》的有关规定结合工程具体情况自行处理。 1.7 两图集适用于构件表面温度低于和等150℃的场所，当温度高于150℃时，应采取隔热，防护措施。 1.8 两图集设计未考虑用于较强烈侵蚀介质和湿度较大的车间，如遇上述环境的车间，应由选用者按有关规范成规定处理。 1.9 05G511图集与下列图集配合使用： 1)《预应力混凝土屋面板》04G410 2)《钢天窗架》05