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第七章 钢屋盖 7.1 屋盖结构布置 屋盖结构的组成和分类 钢屋盖结构由屋面板或檩条、托架、天窗架或屋架支承系统等构件组成。 分类：有檩屋盖结构和无檩屋盖结构 有檩屋盖体系 7.1.2 常用屋架形式和主要尺寸 常用屋架按外形分为三角形屋架、梯形屋架和平行弦屋架三种形式。 对屋架外形的选择、弦杆节间的划分和腹杆的布置，按以下原则考虑： （1）满足使用要求。 （2）受力合理。 （3）便于施工。 （一）常用屋架形式 三角形屋架 梯形屋架 矩形屋架 （二） 屋架主要尺寸的确定 屋架的跨度：柱网轴线的横向间距 无檩屋盖：以3m为模数 有檩屋盖 计算跨度：屋架两端支座反力的距离，支柱轴线距离-300mm 屋架的高度（经济、建筑、刚度、运输界限、屋面坡度）： 三角形屋架：h=(1/4~1/6)L 梯形屋架： 刚度上弦坡度为1/8~1/12时，跨中高度为(1/6~1/10)L； 端部高度当与柱铰接时取1.6~2.2m，刚接时取1.8~2.4m 运输界限 节间宽度 大型屋面板：1.5m或3m 檩条的间距：0.8~3.0m 7.2 屋盖支撑体系 支撑是为了保证屋架系统稳定工作所设定的一种结构形式。 为什么要加支撑呢？ （图7.6） 钢屋架支承分类：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂向支撑和系杆等五种。 7.2.1 支撑的作用和布置 1. 上弦横向支撑 作用？ 减小屋架上弦处平面的计算长度，提高上弦杆的稳定性，并作为山墙抗风柱的上部支撑点，保证山墙风荷载的可靠传递。 房屋两端或横向伸缩缝区段的两端 温度区段的两端的第一柱间或第二柱间 支撑间距不超过60m 下弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑 3. 下弦纵向水平支撑 3. 下弦纵向水平支撑 4. 垂直支撑 作用：使相邻两屋架形成空间几何不变体系，保证屋架在使用和安装时整体稳定。 设置位置 一般设置在设有横向支撑的开间内 跟跨径有关 5. 系杆 5. 系杆 7.2.2 屋盖支撑的形式、计算和构造 1. 支撑的形式 水平支撑 2. 支撑的计算和构造 1） 交叉斜杆和柔性系杆按拉杆设计。可采用单角钢 2）非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性杆按压杆设计，可采用双角钢组成的十字形或T形截面； 3）杆件截面通常按容许长细比来选择 4）杆件的内力较大时，可按桁架体系计算的内力确定截面 7.3 檩条的设计 7.3.1 实腹式檩条 用于跨度为3~6m的情况 截面形式、截面高度（1/35~1/50） 连接 强度验算 两个方向的弯矩 刚度（挠度）验算 有拉条时，可只验算垂直于屋面坡度的挠度 7.3.2 桁架式檩条 2. 内力分析 1）平面桁架式檩条：一般只需计算跨中上、下弦杆内力和支座处的腹杆内力；上弦节间还应考虑由节间荷载引起的局部弯矩，檩条平面内的弯矩 2）T形桁架式檩条：将上弦两个角钢集中到腹板平面内后按平面桁架计算内力 3）空间桁架式檩条 7.3.3 檩条的拉条 实腹式檩条和平面桁架式檩条需设拉条 拉条和檩条、撑杆和檩条的连接构造 7.4 普通钢屋架设计 7.4.1 屋架形式的选择 基本原则 适用：与屋面材料排水的要求相适应 经济：屋架的外形尽量与弯矩图相近；腹杆的布置应尽可能的使短杆受压，长杆受拉且数量少而总长短，杆件夹角宜在30~60度之间；弦杆内尽量不产生弯矩 制作安装方便：节点简单合理、节点数宜少 屋架的外形 7.4.1 杆件计算长度和长细比 计算长度 屋架平面内 侧向支撑点的距离为节间长度的2倍，且N1≠N2 再分次腹杆中的压杆和K形腹杆中的斜杆 再分主腹杆和K形腹杆中的竖杆 交叉点相互连接的交叉腹杆 压杆： 另一杆受压，均不中断 3）斜平面计算长度（单角钢和双角钢组成的十字型截面） 7.4.2 杆件的截面形式 屋架上弦 与竖向支撑相连的竖腹杆 2. 填板 7.4.3 杆件的截面选择 在保证局部稳定的前提下，尽量增大回转半径 弦杆一般采用等截面，最多改变一次 常用规格：∟45×5， ∟56× 36× 4 7.4.4 屋架的内力分析和承载力验算 荷载 永久荷载：结构自重、支承于屋架上的设备、管道、天棚等自重 可变荷载：屋面均布活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载及悬挂吊车和重物 屋架与柱刚接时，端弯矩和端剪力对屋架内力的影响 荷载组合 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨屋架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 屋架与柱铰接且屋面倾角α≤30度时，可不考虑风荷载的影响； 下列几种情况应考虑风荷载的影响：α ＞30度、瓦楞铁等轻型屋面、开敞式房屋、风荷载≥0.5kN/m2时。 一般钢屋架及支撑的自重可按：0.12+0.011×跨度（m）计算，单位为kN/m2 按结构力学