1-单层厂房钢结构.ppt

建筑钢结构设计 天津大学 钢结构教研室 本章主要内容： 吊车梁结构体系 主要结构构件 (1)框架柱 (2)钢屋架 支撑构件 吊车梁 制动梁 天窗架 托架 墙架 抗风柱 … 由横梁/钢屋架、屋盖支撑、天窗架、 天窗支撑、托架和檩条等构成 承受屋盖竖向荷载 由屋盖支撑、柱间支撑和天窗支撑等构成 保证结构空间刚度和稳定性 单层厂房钢结构用钢量 厂房类型（吊车起重量/轨顶标高） 轻型 35~80kg/m2 中型 75~170kg/m2 重型 200~400kg/m2 主要构件用钢量百分比 框架柱 30%~50% 钢屋架 10%~40% 吊车梁 15%~35% 结构形式与布置 横向框架和纵向框架的柱形成柱网 结构温度变形 横向温度缝 在温度缝两侧设置两榀横向框架 轴线定位 纵向温度缝 板铰支座/活动支座 按连接方式 铰接框架/刚接框架/上刚接下悬臂框架 按框架跨数 单跨/双跨/多跨 铰接框架 柱脚弯矩大；横向刚度差；受力明确，计算简单；安装方便；对基础沉降适应性强 刚接框架 柱脚弯矩小；横向刚度好；受力复杂；构造麻烦；对基础沉降适应性差 在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋面板 屋架间距=屋面板跨度（6m/12m） 横向刚度大/整体性好/构造简单/耐久性好/构件种类少/工期短 屋面自重大，结构用钢量大，抗震不利 屋架上设置檩条，檩条上铺设轻型屋面材料 屋架间距=檩条跨度 檩条间距=屋面板跨度 结构用钢量省/运输安装方便 屋盖体系构件较多/构造复杂/刚度较差 应综合考虑生产工艺/建筑造型/材料供应/施工能力/生产维修等 屋架间距根据屋面材料确定，屋架结构形式应尽量统一，可设托架/中间屋架 屋架/托架应采用桁架式，檩条一般为实腹式 屋盖应设置支撑，保证结构刚度和稳定性 考虑施工要求，方便施工，缩短工期 屋盖结构在运输/安装中采取临时加固措施 屋盖支撑和柱间支撑等构成支撑体系 平面屋架+檩条+屋面板+屋盖支撑构成具有空间刚度的稳定结构体系 两端相邻两榀屋架间设置支撑，其余屋架通过系杆或檩条与之相连，纵向长度较大时，中间应加设支撑 上弦横向支撑 下弦横向支撑 下弦纵向支撑 竖向支撑（垂直支撑） 系杆 天窗支撑 厂房两端设置上、下弦横向支撑和竖向支撑 屋架两边布置下弦纵向支撑，形成封闭体系 横向及竖向支撑间距不应超过60m 竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平面 厂房较高时可分别设置上柱支撑/下柱支撑 温度区段不很长时，设置在温度区段中部 温度区段较长时，在温度区段中部1/3范围内设置两道柱间支撑 温度区段两端设置上柱支撑传递山墙风荷 屋盖支撑一般按简支平行弦桁架计算 柱间支撑可按悬臂平行弦桁架计算 支撑受力一般较小，可按刚度要求确定构件截面 交叉支撑按拉杆设计 常用截面形式：角钢/圆钢（张紧装置） 斜腹杆与弦杆夹角30~60度 承受墙体自重/墙面风荷载 柱距8m时，可不设墙架柱 墙架柱设置应与横向支撑节点对应，否则设分布梁 端墙墙架不承受屋面竖向荷载，应采用板铰等柔性连接 普通钢屋架为平面桁架，适用跨度18~36m 构件一般为双角钢组成的T形截面，采用节点板连接 优点：取材容易/构造简单/制造安装方便/刚度好… 缺点：型钢板件较厚，屋架用钢量较大 使用要求 屋架外形与排水坡度相适应 经济要求 屋架外形与弯矩图一致，弦杆内力均匀 杆件长拉短压 腹杆：数量少/总长度短/夹角30~60度 制作安装要求 节点少/构造简单/便于分段 平行弦屋架 三角形屋架 梯形屋架 曲拱形屋架 梭形屋架 … 腹杆等长/杆件类型少/节点构造相同/标准化/工业化 排水困难/桁架高度未随弯矩变化/弦杆内力不均匀 腹杆受力小/排水坡度大 弦杆内力不均匀/与柱铰接，刚度差 中小跨度、轻型屋面 受力性能好/腹杆较短/可与柱刚接 排水坡度小 受力性能好 制作加工不方便/可改进为折线形 平行弦屋架： 单斜式/菱形/K形/十字交叉形 三角形屋架：芬克式/单斜式 梯形屋架：人字式/再分式 曲拱形屋架：新月式 根据工艺/使用要求确定 考虑屋面板宽度模数 常用跨度： 12m/15m/18m/21m/24m/27m/30m/36m 根据经济/刚度/建筑/屋面坡度/运输条件等条件确定 三角形屋架：（1/6~1/4）L 梯形屋架： 跨中（1/10~1/6）L； 端部1.6~2.2m（铰接）/1.8~2.4m（刚接） 运输高度：3.85m 上弦节间尺寸根据屋面做法确定 无檩体系：大型屋面板 1.5~1.8m 有檩体系：檩条间距 0.8~3.0m 屋面荷载尽量直接作用在上弦节点上 钢屋架的节点为铰接 节点刚度引起次应力（弯曲应力） 杆件轴线在同一平面内，汇交于节点中心 杆件偏心 荷载作用在屋架节点上，且在屋架平面内 节间荷载 永久荷载： 结构及屋面自重 可变荷载： 屋