东北农业大学水利与土木工程学院钢结构课件 第八章（4）.ppt

第四节 普通钢屋架 组成：角钢、节点板焊接而成 ? 特点：标准屋架，受力性能好，构造简单， 施工方便。 一、形式及尺寸 （1）屋架的外形及腹杆布置 三角形屋架：受力不均匀，刚度小，坡度大，排水好，用于中、小跨度轻屋面结构 （图8-19） 梯形钢屋架：外形与弯矩图较接近，受力好，省材料 （图8-20） 矩形钢屋架：腹杆长度一致，杆件类型少，标准化、工业化程度高，主要用于托架、支撑体系 （图8-21） 图8-19 三角形钢屋架 图8-20 梯形钢屋架 图8-21 矩形钢屋架 二、内力计算 （1）基本假定 屋架的节点为铰接。 所有杆件的轴线平直且都在同一平面内汇交于节点的中心。 荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。 （2）屋架上的荷载和内力计算 永久荷载： 屋面材料、保温层、防水层、吊车顶、檩条、支撑、屋架、天窗架等结构自重。 可变荷载： 屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载、悬挂吊车荷载等。屋面活荷载与雪荷载不同时出现，取两者中较大值计算。 荷载组合： 永久荷载＋可变荷载 永久荷载＋半跨可变荷载 屋架、支撑和天窗架自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载 轴力计算 附加弯矩?（图8-22） 图8-22 局部弯矩计算简图 三、杆件设计 杆件长度计算 允许长细比 杆件设计 ??1.计算长细比?? 平面内 （图8-23） 图8-23 平面内计算长细比 其它受压腹杆 L0x=0.8L 弦杆、支座斜杆、支座竖杆 L0x=L? 平面外 （图8-24） 弦杆L0y为横向支撑点间的距离? 腹杆 L0y=L 图8-24 平面外计算长细比 截面形式的杆件 L0=0.9L （图8-25） 图8-25 杆件轴压力在侧向支 承点之间有变化的绗架简图 侧向支承点间距为2倍节间长度，且两个节间弦杆内力不同，则弦杆在平面外的计算长度 当L00.5L1时，取L0=0.5L1，N1为较大的压力，取“＋”，N2为较小的压力或拉力，压力取“＋”，拉力取“－”。 芬克式屋架、再分式腹杆受压杆件在平面外计算长度同上，平面内计算长度为节点长度L。 ?2.允许长细比? 受压构件 [λ]=150 受拉构件 ? [λ]=350 无吊车或轻、中级工作制吊车e [λ]=300 有重级工作制吊车 [λ]=250 直接承受动荷载 3.杆件设计? 截面形式：以双角钢拼成一根构件。 原则：使两个主轴方向的长细比接近，以达到经济的目的。（表8-2） 整体作用：加垫板 材料选择要求 同一榀屋架中规格不宜过多，5～6种。 角钢尺寸不宜过小，一般不小于L45×4或L56×36×4。 对压杆，选择回转半径大的材料。 屋架弦杆至多变一次截面，变肢宽不变肢厚，跨度小于30m的梯形屋架和跨度小于24m的三角形屋架一般不变截面。 截面计算 轴拉 轴压 强度? （截面无削弱时不用算） 稳定 先假定λ，弦杆80左右，腹杆100左右，查表φ，算出A，选定材料规格，再验算。 项次 杆件截面 组合方式 截面形式 回转半径的比值 用途 1 二不等边角钢短肢相并 计算长度l0y较大的上、下弦杆 2 二不等边角钢长肢相并 端斜杆、端竖杆、受较大弯矩作用的弦杆 3 二等边角钢相并 其余腹杆、下弦杆 杆件设计原则 表8-2 项次 杆件截面 组合方式 截面形式 回转半径的 比值 用途 4 二等边角钢组合成的十字形截面 与竖向支撑相连的屋架竖杆 5 单角钢 轻型钢屋架中内力较小的杆件 6 钢管 各方向都相等 轻型钢屋架中的杆件 杆件设计原则(续) 表8-2 压弯或拉弯杆件（上、下弦） 强度 稳定 ??i）平面内 ii）平面外 此外，截面计算时还需满足长细比要求。 四、节点设计 基本要求 节点计算与构造 1.基本要求 （1）各杆件的形心线应尽量与屋架的几何轴线重合，并交于节点中心，以避免由于偏心而产生节点附加弯矩。 (2)弦杆材料规格沿长度变化时，屋架轴线取在两种材料的重心线中间，偏心不超过较大弦杆截面高度的5％。 （图8-26） 图8-26 弦杆截面改变时的轴线位置 (3）偏心较大时，需计算偏心弯矩，将此弯矩分配于各杆： ? Mi——所计算杆件承担的弯矩 ????? M ——节点偏心弯矩，M＝（N1＋N2）e （图8-27） ??????Ki——所计算杆件的延刚度 ΣKi——交于节点的各杆件延刚度之和 图8-27 弦杆轴线的偏移 (4)上弦杆直接搁置大型钢筋混凝土屋面板时的加强方式。（图8-28） 图8-28 上弦角钢直接支承大型屋面板时的加强 (5)节点板形式简单，应优先采用矩形、梯形、平