第三章 屋盖钢结构设计1002-1 - 图文

第三章 屋盖钢结构设计 第一节 屋盖结构布置

一、屋盖结构组成

钢屋盖结构组成：屋面板、檩条、屋架、托架、天窗架、支撑等构件。

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屋架的跨度和间距取决于柱网布置，柱网布置取决于建筑物工艺要求和经济要求。屋架跨度较大：为了采光和通风，屋盖上常设置天窗。柱网间距较大，超出屋面板长度：应设置中间屋架和柱间托架，中间屋架的荷载通过托架传给柱（图3－1）。

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图3―1 屋盖结构组成

屋架与屋架之间：布置支撑，增强屋架的侧向刚度，传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。 二、屋盖体系分类

两种屋盖：无檩屋盖和有檩屋盖。

无檩屋盖：屋面荷载直接通过大型屋面板传递给屋架（图3－2）。

优点：屋盖横向刚度大，整体性好，构造

简单，施工方便等；

缺点：屋盖自重大，不利于抗震，其多用

于有桥式吊车的厂房屋盖中。

有檩屋盖：当屋面采用轻型材料如石棉瓦、瓦楞铁、压型钢板和铁丝网水泥槽板等时，屋面荷载

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要通过檩条再传递给屋架（图3－3）。 优点：构件重量轻，用料省；

缺点：屋盖构件数量较多，构造较复杂，

整体刚度较差。

图3－2 无檩屋盖体系

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图3－3 有檩屋盖体系

第二节 屋盖支撑体系

一、屋盖支撑作用

主要作用：①保证屋盖结构的整体稳定；②增强屋盖的刚度；③增强屋架的侧向稳定；④承担并传递屋盖的水平荷载；⑤便于屋盖的安装与施工。 屋架——屋盖的主要承重结构。需要用支撑连接屋架。长的屋盖结构，在中间设置横向支撑。 横向支撑——屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在平面外的计算长度，减小动力荷载作用下的屋架平面外的受迫振动。

屋盖支撑将作用于山墙的风荷载、悬挂吊车水平荷载及地震作用传递给房屋的下部支承结构。 钢屋架安装：首先吊装有横向支撑的两榀屋架，将支撑和檩条与之连系形成稳定体系，然后再

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图3－10 实腹式檩条与屋架上弦的连接

简支檩条：受力均匀，便于安装。 多跨静定梁或连续梁：使跨中弯矩≈支座弯矩，可减少跨中弯矩。

图3－10-1 檩条铰点布置及铰的构造

垂直于屋架坡度放置的檩条，在竖向荷载作用下，两个主轴方向分别受到qx和qy作用（图3－11）。

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按简支梁计算，两个方向弯矩为

1212M?ql?qlcos?xy （3－1） 881212My?qxl?qlsin? （3－2） 88式中 q——檩条承受的屋面荷载（包括自重）设计

值，qy=qcosα，qx=qsinα； l——檩条跨度；

α——屋面倾斜角度。 檩条受弯曲的强度验算公式：

MyMx??f ?xWnx?yWny （3－3） 式中 Wnx，Wny——分别为对x－x轴和y－y轴的净截面模量；

γx，γy——截面塑性发展系数。

图3－11 实腹式檩条计算简图

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按弹性方法验算挠度。当有拉条时，可只验算垂直于屋面坡度的挠度，当无拉条时，应验算竖向总挠度。有拉条时挠度验算公式为

??2?5qyl384EIx?[?] （3－4）

式中 I x——截面对x－x轴的惯性矩；

［ω］——容许挠度，对无积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l /150；对压型钢板、积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l／200；对其他屋面为l／200；

?q y——檩条所承担的屋面荷载标准值。

一般情况下，檩条截面的Wy比Wx小得多，因

此My即使很小产生的截面应力很大，为减小My，应沿屋面对檩条设置拉杆以减少檩条在最小刚度平面内的计算跨度。若屋面的连系有足够的保证，檩条的整体稳定不必验算。 二、格构檩条

当檩条的跨度较大（＞6 m）时，应考虑格构檩条。格构檩条三种：平面檩条、T形檩条和空间檩条（图3－12）。

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图3－12 格构檩条的形式

1．平面格构檩条

平面格构檩条的上弦采用小角钢或槽钢，下弦用小角钢或圆钢，腹杆用圆钢组成。这种檩条受力明确，用料省。

下弦为抛物式檩条，中间节间必须设置斜杆，以防止檩条上弦在不对称荷载作用下产生过大的局部拱曲。

平面格构檩条侧向刚度较差，必须设置拉条以减少侧向弯矩。

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图3－12-1 平面格构檩条

2．T形格构檩条

T形格构檩条：

侧向刚度较大，屋盖可不设拉条。

T形格构檩条由于上弦杆和腹杆不在同一平面，整体性较差，应沿跨度全长设置几道钢箍，跨度为3～4m时设3道，跨度为4～6m时设4道。钢箍直径d≥10 mm的圆钢。为固定腹杆平面与上弦平面，在上弦平面应设置缀板或斜缀条。

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