兰州理工大学土木工程学院房屋建筑钢结构设计课件第二章第一节 结构形式与结构布置.ppt

2.1 结构形式与结构布置 一般说明 屋架外形及腹杆形式 屋盖支撑 重型厂房的组成： 柱、屋架、吊车梁、天窗架、 支撑。（图2-1示） 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求 2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以 利施工。 3）经济要求 4）模数要求：柱距L的取值: 一般地，在跨度不小于 30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于 50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取 大柱距15m，18m及24m较适宜。 2.温度收缩缝 : 超出表2-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形 的影响 拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将柱距局部加大。如图2．2中，在纵向轴线B与横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为拔柱。 托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。 2.1.1.2 横向框架及其截面选择 柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。 铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。 刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。 阶梯形柱： 上段柱：实腹 式,格构式。 下段柱：缀条格构式。 分离式柱： 吊车肢,屋盖肢 阶梯形下柱的常见截面形式： A6一A8级吊车的单跨厂房 下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。 2.柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3) 保证厂房的纵向刚度。 桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。 在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。 2.1.2.2桁架的外形及腹杆形式 2.1.2.3.确定桁架形式的原则 2.受力合理： 1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。 再分式腹杆∶减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的附加弯矩也减少了上 弦杆在屋架平面内的长比 。 交叉式腹杆∶主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。 跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等 各种屋架中部高度： 三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L 梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m) 2.保证屋盖的刚度和空间整体性 横向水平支撑是一个水平放置(或接近水平 放置)的桁架,支座是柱或垂直支撑 。 纵向水平支撑：提高屋架平面内（横向）抗 弯刚度，使框架协同工作，形成空间整体性， 减少横向水平荷载作用下的变形。 3.为弦杆提供适当的侧向支承点 支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆 在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦杆的 侧向稳定，并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。 4.承担并传递水平荷载 如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。 5.保证结构安装时的稳定与方便 2.1.3.2屋盖支撑的布置 4.垂直支撑布置原则 ： 所有房屋中均应设置垂直支撑。 梯形屋架在跨度L≤30m，三角形屋架在跨度 L≤24m时，仅在跨度中央设置一道 。当跨度大 于上述数值时宜