本讲主要讲述钢屋盖结构的组成与分类.ppt

21.1 钢屋盖结构的组成和分类 　　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(如图21.1)。 　　(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。  　　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21.3)。 　　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； 　　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，这种体系称为有檩屋盖。 21.2 钢屋架的形式和尺寸 21.3 钢屋盖的支撑系统 　　(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 21.4 钢屋架的设计计算 　　(1) 屋架的各节点均为理想的铰接。 　　(2) 屋架各杆件的轴线均为直线，都在同一平面内，且相交于节点的中心。 　　(3) 荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。 　　作用在屋架节点上的荷载，有檩屋盖通过檩条，无檩屋盖通过大型屋面板的纵肋传在桁架的节点上(图21.6所示，sd阴影范围内的屋面荷载)。 (1) 永久荷载 　　包括屋面材料和檩条、支撑、屋架、天窗架等结构的自重。 (2) 可变荷载 　　包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载，以及悬挂吊车荷载等，其中屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，取两者中的较大值。 21.5 钢屋架施工图 　　施工图主要包括：屋架正面详图、上弦和下弦平面图，必要数量的侧面图和零件图。当屋架为对称时，可绘制半榀屋架。 　　图21.17为某一钢屋架施工图详图。 　　钢屋架施工图的绘制的主要内容和基本要求： 　　(1) 图纸的左上角绘制整榀屋架的简图，左半跨注明屋架的几何尺寸，右半跨注明杆件的设计内力。 　　(2) 图纸的正中为屋架详图及上、下弦平面图，必要数量的侧面图和零件图。 21.6 普通钢屋架设计计算实例 　　建筑跨度为18m，端部高度1.99m，跨中高度2.89m，屋面坡度i=1/10，屋架间距为6m，屋架两端支承在钢筋混凝土柱上。 　　屋架上、下弦设有横向支撑和垂直支撑，布置如图21.18所示。 21.7 轻型钢屋架 　　轻型钢屋架常见的有圆钢轻型钢屋架，小角钢轻型钢屋架和薄壁型钢屋架。 　　轻型钢屋架主要有三角形屋架、三铰拱屋架和梭形屋架等三种，其中最常用的是三角形屋架。 　　三角形屋架和三铰拱屋架的屋面坡度较大，通常取1/2～1/3。 　　轻型钢屋架适用于跨度≤18m，柱距4～6m，设置有起重量≤5t的中、轻级工作制桥式吊车的工业建筑和跨度≤18m的民用房屋的屋盖结构。 (2) 可变荷载 　　屋面雪荷载与活荷载不同时出现，取较大者 　　　　1.4×0.30=0.42kN/m2 (3) 荷载组合 　　永久荷载+可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为： 　　　　P=［(1.68+0.84+0.60+0.384)+0.42］×1.5×6=35.316kN 　　另两种荷载组合为永久荷载+半跨可变荷载;永久荷载+半跨屋面重+半跨施工荷载。 　　桁架杆件的内力在单位力作用下用图解法(图21.19)求得如下： 　　屋架各杆件内力如图21.20所示。 21.6.3 内力计算（表21.7） 表21.7 杆件内力计算 图21.19 屋架内力图解 图21.20 屋架各杆件的内力图(单位：kN) 　　(1) 上弦杆截面选择 　　(2) 下弦杆截面选择 　　(3) 支座竖杆截面选择 　　(4) 支座斜杆截面选择 　　(5) 斜杆②－③截面选择 　　(6) 竖杆③-④截面选择 　　(7) 斜杆④-⑤截面选择 　　(8) 斜杆⑤-⑥截面选择 　　(9) 竖杆⑥-⑦截面选择 21.6.4 截面选择 　　(10) 斜杆⑦-⑧截面选择 　　(11) 斜杆⑧-⑨截面选择 　　(12) 竖杆⑨-10截面选择 　　(1)下弦节点i设计　　节点i如图21.21 　　(2)下弦节点j设计　　节点j如图21.22 　　(3)下弦节点k设计　　节点k如图21.23  　　(4)支座节点h设计　　支节点h如图21.24 　 　　① 支座底板计算 　　② 加劲肋与节点板的连接焊缝计算 　　③ 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算