第3章-普通钢屋架、单层厂房1.ppt

3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 结构选型与布置结构选型与布置3.3 3.3 横向框架设计横向框架设计3.4 3.4 吊车梁设计吊车梁设计3.5 3.5 普通钢屋架设计普通钢屋架设计3.6 3.6 钢屋盖设计实例钢屋盖设计实例第3章 普通厂房钢结构设计(Single-storySteelWorkshopBuilding）.3.1 概述(Introduction of Single-story Steel Building)一、一、结构形式和适用范围结构形式和适用范围普通钢结构厂房普通钢结构厂房门式刚架厂房钢结构门式刚架厂房钢结构.跨度大跨度大,高度大高度大,吊车起重量大吊车起重量大钢屋架钢屋架-大型屋面板结构体系大型屋面板结构体系钢屋架钢屋架-檩条檩条-轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系重型厂房重型厂房重型厂房重型厂房中型车间：吊车起重量中型车间：吊车起重量Q=20100t重型车间：吊车起重量重型车间：吊车起重量Q=100350t.是按起重机是按起重机利用等级利用等级和和载荷状态载荷状态划分，是表明起重划分，是表明起重机工作机工作繁重程度繁重程度的参数的参数 。工作制等级工作制等级 轻级轻级 中级中级 重级重级 特重级特重级 工作级别工作级别 A1 A1A3A3 A4,A5 A4,A5 A6,A7 A6,A7 A8 A8吊车的工作制等级与工作级别的对应关系吊车的工作制等级与工作级别的对应关系.1 1、横向平面框架体系：、横向平面框架体系：是单层厂房钢结是单层厂房钢结构的构的主要承重体系主要承重体系，承受结构的自重、屋承受结构的自重、屋面雪荷载和其他活荷面雪荷载和其他活荷载、吊车的竖向与横载、吊车的竖向与横向荷载，横向风荷载、向荷载，横向风荷载、横向地震作用等，并横向地震作用等，并把这些荷载传递到基把这些荷载传递到基础。础。柱和屋架柱和横梁，屋架屋架 托架托架 上弦水平支撑上弦水平支撑 制动桁架制动桁架 吊车梁吊车梁 屋架竖向支撑屋架竖向支撑 柱间支撑柱间支撑 框架柱框架柱 横向平面框架横向平面框架.2 2、纵向框架：、纵向框架：由由柱柱、托架托架、吊车梁吊车梁、及及柱间支撑柱间支撑等组成等组成。承受结构的纵向承受结构的纵向水平荷载即：吊车纵水平荷载即：吊车纵向水平制动力、纵向向水平制动力、纵向风荷载、纵向地震作风荷载、纵向地震作用等，并把这些荷载用等，并把这些荷载传递到基础。传递到基础。屋架屋架 托架托架 上弦水平支撑上弦水平支撑 制动桁架制动桁架 吊车梁吊车梁 屋架竖向支撑屋架竖向支撑 柱间支撑柱间支撑 框架柱框架柱 横向平面框架横向平面框架.3 3、屋盖结构体系：、屋盖结构体系：檩条（或大型屋面板）檩条（或大型屋面板）、天窗架天窗架、屋架屋架及及托架托架等组成等组成。承担承担屋面屋面竖向荷载竖向荷载及及水水平荷载平荷载，并传，并传递至横向平面递至横向平面框架柱。框架柱。屋架屋架 托架托架 上弦水平支撑上弦水平支撑 制动桁架制动桁架 吊车梁吊车梁 屋架竖向支撑屋架竖向支撑 柱间支撑柱间支撑 框架柱框架柱 横向平面框架横向平面框架.4 4、支撑体系：、支撑体系：屋盖支撑屋盖支撑、柱间支撑柱间支撑等组成等组成。一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架纵向框架，承担承担纵向水平荷载纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的平；另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构，从而保证了单层厂房钢结构所面结构连成空间的整体结构，从而保证了单层厂房钢结构所必需的必需的刚度和稳定刚度和稳定。屋架屋架 托架托架 上弦水平支撑上弦水平支撑 制动桁架制动桁架 吊车梁吊车梁 屋架竖向支撑屋架竖向支撑 柱间支撑柱间支撑 框架柱框架柱 横向平面框架横向平面框架.5 5、吊车梁系统：、吊车梁系统：吊车梁吊车梁、制动结构制动结构及及辅助结构辅助结构等组成等组成。承担承担吊车竖向荷载吊车竖向荷载及及水平荷载水平荷载，并传递至横向平面框架和，并传递至横向平面框架和纵向平面框架。纵向平面框架。格构柱格构柱吊车梁吊车梁.6 6、墙架结构体系：、墙架结构体系：墙梁墙梁、墙架柱墙架柱及及抗风桁架抗风桁架等组成等组成。承担承担维护材料重量维护材料重量及及风荷载风荷载，并传递至框架柱和支撑体系。，并传递至框架柱和支撑体系。屋架屋架 托架托架 上弦水平支撑上弦水平支撑 制动桁架制动桁架 吊车梁吊车梁 屋架竖向支撑屋架竖向支撑 柱间支撑柱间支撑 框架柱框架柱 横向平面框架横向平面框架.吊吊车车荷荷载载竖向轮压竖向轮压轨道轨道吊车梁吊车梁钢柱钢柱基础基础横向制动力横向制动力制动梁或制动桁架制动梁或制动桁架钢柱钢柱基础基础竖向制动力竖向制动力吊车梁吊车梁钢柱及柱间支撑钢柱及柱间支撑基础基础（局部承压）（局部承压）（弯、剪、局部承压）（弯、剪、局部承压）（偏压）（偏压）（偏压）（偏压）（水平受弯、剪）（水平受弯、剪）（受弯、剪）（受弯、剪）（受弯、剪）（受弯、剪）（受压、弯）（受压、弯）（轴向拉压）（轴向拉压）（推力、弯矩）（推力、弯矩）.风风荷荷载载横向风载横向风载屋面板屋面板檩条檩条屋架、梁屋架、梁（长）墙板（长）墙板墙梁墙梁基础基础纵向风载纵向风载端墙板端墙板（风吸、弯曲）（风吸、弯曲）（弯、剪）（弯、剪）（弯、剪）（弯、剪）（弯曲）（弯曲）（受弯、剪）（受弯、剪）（拉、弯、剪）（拉、弯、剪）（压）（压）（轴压、拉）（轴压、拉）柱柱墙板墙板抗风柱抗风柱刚性系杆刚性系杆横向水平支撑横向水平支撑柱间支撑、柱柱间支撑、柱基础基础（轴拉、压）（轴拉、压）上端上端下端下端.基础基础（弯曲）（弯曲）（弯曲）（弯曲）柱柱屋面板屋面板檩条自重檩条自重屋盖支撑、屋架、梁重屋盖支撑、屋架、梁重柱、吊车梁重柱、吊车梁重屋面活荷载屋面活荷载积灰荷载积灰荷载屋面板自重屋面板自重防火层保温层等防火层保温层等檩条檩条屋架、梁屋架、梁柱间支撑重柱间支撑重（弯曲）（弯曲）吊顶、灯具、电线等重吊顶、灯具、电线等重墙梁墙梁窗、墙、墙梁重窗、墙、墙梁重.框架柱框架柱屋架屋架墙架柱墙架柱抗风柱抗风柱墙架梁墙架梁门梁门梁门柱门柱墙架梁墙架梁吊车梁吊车梁檩条檩条刚性系杆刚性系杆柱间支撑柱间支撑拉条拉条斜拉条斜拉条撑杆撑杆横向支撑横向支撑屋面板屋面板墙面板墙面板制动桁架制动桁架抗风桁架抗风桁架柔性系杆柔性系杆托架托架普通厂房钢结构普通厂房钢结构.28框架柱框架柱墙架柱墙架柱门梁门梁墙架梁墙架梁角柱角柱刚架梁刚架梁山墙斜横梁山墙斜横梁撑杆撑杆斜拉条斜拉条檩条檩条横向支撑横向支撑屋面板屋面板刚性系杆刚性系杆拉条拉条墙面板墙面板墙架梁墙架梁柱间支撑柱间支撑门柱门柱吊车梁吊车梁抗风柱抗风柱门式刚架厂房钢结构门式刚架厂房钢结构.n跨度大，跨度大，30m30m以上以上n高度大，可达高度大，可达60m60m以上以上n吨位大，吊车数百吨吨位大，吊车数百吨n强侵蚀环境强侵蚀环境.厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤:根据工艺设计确定车间根据工艺设计确定车间平面及高度方向平面及高度方向的主要结构尺的主要结构尺寸，布置寸，布置柱网柱网和和变形缝变形缝；选择主要承重的选择主要承重的框架形式，框架形式，确定确定框架主要尺寸框架主要尺寸；布置布置屋盖结构屋盖结构、吊车梁结构吊车梁结构、支撑体系支撑体系、墙架体系墙架体系；确定计算单元确定计算单元；内力计算内力计算；构件及连接设计构件及连接设计；绘制施工图绘制施工图。.3.2 结构布置与选型(Layout of Single-storySteelWorkshop Building)结构布置内容和原则结构布置内容和原则 柱网布置横向框架形式屋盖结构型式支撑体系墙架布置吊车梁系统布置设计标准化设计标准化生产工厂化生产工厂化施工机械化施工机械化.结构布置原则结构布置原则:建筑工业化建筑工业化产品标准化产品标准化结构物结构物的标准化的标准化构件（运输单元）构件（运输单元）的标准化的标准化节点连接节点连接的标准化的标准化模数化模数化定型化定型化统一化统一化配套标准图集：配套标准图集：梯形钢屋架梯形钢屋架 钢天窗架钢天窗架 钢托架钢托架 钢吊车梁钢吊车梁.3.2.1 3.2.1 柱网布置柱网布置.3.2.1 3.2.1 柱网布置柱网布置1 1）生产工艺流程要求：）生产工艺流程要求：2 2）结构上的要求：）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强度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。的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以利施工。3 3）经济要求：）经济要求：4 4）模数要求：）模数要求：厂房跨度厂房跨度L18mL18m时，以时，以3m3m为模数为模数 厂房跨度厂房跨度L L18m18m时，以时，以6m6m为模数为模数 一般地，一般地，对单层多跨轻盖厂房，对单层多跨轻盖厂房，柱距一般取柱距一般取7.59m;对重型工业厂房，取对重型工业厂房，取612m;.超出表中数值时超出表中数值时,应考虑温度应力和温度变形。应考虑温度应力和温度变形。结构情况结构情况 纵向温度区段纵向温度区段(垂直屋架或构垂直屋架或构架跨度方向架跨度方向)横向温度区段横向温度区段(屋架或构屋架或构架跨度方向架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为刚接柱顶为铰接柱顶为铰接采暖房屋和非采采暖房屋和非采暖地区的房屋暖地区的房屋热车间和采暖地热车间和采暖地区的非采暖房屋区的非采暖房屋 露天结构露天结构 220220120120150150180180100100125125120120-3.2.2 3.2.2 温度伸缩缝温度伸缩缝 一般从基础顶面以上将结构构件完全分开或在构造上采取适当措施，且相邻柱脚间的净距离不宜小于40mm。.双柱法不加入距方案不加入距方案轻、中型厂房：轻、中型厂房：c=1000m重、特重厂房：重、特重厂房：c=1500m、2000m/2/2.双柱法加入距方案加入距方案/2/2.1、横向框架类型铰接框架铰接框架铰接铰接:横向刚度较差横向刚度较差。刚接刚接:对不均匀沉降和温度作用敏感对不均匀沉降和温度作用敏感刚接框架刚接框架 3.2.3 3.2.3 横向框架形式与框架柱类型横向框架形式与框架柱类型当厂房较高（H18m），吊车梁起重量较大,宜采用刚接框架。.等截面柱等截面柱阶形柱阶形柱分离式柱分离式柱u等截面柱：等截面柱：适用于适用于 无吊车无吊车 吊车起重量吊车起重量Q2020t，柱距柱距l 12 12m的车间。的车间。h2 2、框架柱的类型、框架柱的类型.u阶形柱阶形柱：下段柱下段柱上段柱上段柱阶形实腹柱阶形实腹柱阶形格构柱阶形格构柱对于下段柱，一般：对于下段柱，一般：l当当柱高柱高10001000mm，采用实腹式；采用实腹式；l当当柱高柱高 10001000mm，采用格构式。采用格构式。.u分离式柱：分离式柱：减小两肢在框架平面内的计算长度；减小两肢在框架平面内的计算长度；两肢分别单独承担荷载；两肢分别单独承担荷载；吊车肢设置灵活。吊车肢设置灵活。吊车肢吊车肢屋盖肢屋盖肢优点：优点：适用情况：适用情况：邻跨为扩建跨；邻跨为扩建跨；相邻两跨吊车的轨顶标高相差悬殊相邻两跨吊车的轨顶标高相差悬殊而低跨吊车起重量比较大；而低跨吊车起重量比较大；同跨设两层吊车，且轨顶标高相差同跨设两层吊车，且轨顶标高相差悬殊时。悬殊时。.3 3、主要尺寸主要尺寸h1h2CLkm1cS1S2S3HL框架的跨度框架的跨度:式中，式中，d吊车桥架尾部长度；吊车桥架尾部长度；m1吊车和柱之间必要的吊车和柱之间必要的空隙；空隙；h1,h2 框架边柱和中柱框架边柱和中柱上段柱的截面宽度。上段柱的截面宽度。跨度跨度l：取为上柱或下柱中心线间的横向距离取为上柱或下柱中心线间的横向距离高度高度h：柱脚底面到屋架下弦的距离（刚接）柱脚底面到屋架下弦的距离（刚接）柱脚底面到柱顶面的距离（铰接）柱脚底面到柱顶面的距离（铰接）.框架从柱脚底面到屋架下弦底部的距离框架从柱脚底面到屋架下弦底部的距离:h3室内室内地面至柱脚底地面至柱脚底面的距离。中型车间一般面的距离。中型车间一般为为0.61.0，重型车间，重型车间为为1.01.5。h2地面至吊车轨顶的地面至吊车轨顶的高度，由工艺决定；高度，由工艺决定；h1吊车轨顶到屋架下吊车轨顶到屋架下弦的距离；弦的距离；h1h2CLkm1ch1h2h3HL.钢屋架钢屋架大型屋面板结构体系大型屋面板结构体系钢屋架钢屋架檩条檩条轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系无檩体系无檩体系适用于大型屋面板适用于大型屋面板有檩体系有檩体系适用于轻型屋面板适用于轻型屋面板3.2.4 3.2.4 屋盖结构屋盖结构.组成：组成：无檩体系传力路线：传力路线：屋面荷载屋面荷载 大型屋面板大型屋面板 屋架（或天窗架）屋架（或天窗架）屋架、天窗架、支撑、大型屋面板屋架、天窗架、支撑、大型屋面板优点：优点：屋盖横向刚度大，整体性好，构造简单，耐久。屋盖横向刚度大，整体性好，构造简单，耐久。缺点：缺点：屋面自重较大，抗震不利屋面自重较大，抗震不利。.屋面荷载屋面荷载 屋面板屋面板 檩条檩条 屋架屋架 组成：组成：有檩体系传力路线：传力路线：轻质屋面板、檩条、拉条、支撑、屋架轻质屋面板、檩条、拉条、支撑、屋架 优点：优点：构件自重轻，用料省，运输安装轻便构件自重轻，用料省，运输安装轻便。缺点：缺点：构件较多，构造较复杂，构件较多，构造较复杂，整体刚度差。整体刚度差。.1 1屋架形式和主要尺寸屋架形式和主要尺寸 、u确定桁架形式的原则确定桁架形式的原则.u屋架的外形屋架的外形1 1）屋架形式和腹杆体系）屋架形式和腹杆体系.芬克式腹杆芬克式腹杆人字式腹杆人字式腹杆单向斜杆式腹杆单向斜杆式腹杆人字式腹杆人字式腹杆再分式腹杆再分式腹杆三三角角形形屋屋架架梯梯形形屋屋架架u腹杆体系腹杆体系.l 单斜式短杆拉、长杆压l 人字式减短上弦支承距离，避免上弦受弯l 芬克式便于运输、装配l 交叉式斜杆可用柔性、省材l K型式竖杆计算长度短，弦杆计算长度短l 再分式减短弦杆计算长度.2 2）屋架主要尺寸的确定屋架主要尺寸的确定跨度跨度跨度跨度高度（跨中、端部）高度（跨中、端部）高度（跨中、端部）高度（跨中、端部）节间宽度节间宽度节间宽度节间宽度跨度跨度标志跨度标志跨度标志跨度标志跨度柱网轴线间距柱网轴线间距柱网轴线间距柱网轴线间距 (18m、21m、24m、27m、30m、36m)计算跨度计算跨度计算跨度计算跨度是屋架两端支座反力的距离。是屋架两端支座反力的距离。是屋架两端支座反力的距离。是屋架两端支座反力的距离。.高度高度 应按经济、刚度、建筑等要求以及运输界限、屋面坡度应按经济、刚度、建筑等要求以及运输界限、屋面坡度应按经济、刚度、建筑等要求以及运输界限、屋面坡度应按经济、刚度、建筑等要求以及运输界限、屋面坡度等因素来确定。等因素来确定。等因素来确定。等因素来确定。三角形屋架三角形屋架:跨中高度跨中高度h=(1/61/4)l梯形屋架梯形屋架:当当上上弦弦坡坡度度为为1/81/12时时，跨跨中中高高度度一一般般为为 h=(1/101/6)l。梯形桁架的端部高度：梯形桁架的端部高度：当桁架与柱当桁架与柱铰接铰接时为时为1.62.2m，刚接刚接时为时为1.82.4m最大高度取决于运输界限，如铁路运输界限为最大高度取决于运输界限，如铁路运输界限为3.85m。.节间宽度节间宽度 屋架上弦节间的划分应屋架上弦节间的划分应屋架上弦节间的划分应屋架上弦节间的划分应根据屋面材料根据屋面材料根据屋面材料根据屋面材料而定，要尽量使屋面而定，要尽量使屋面而定，要尽量使屋面而定，要尽量使屋面荷载直接作用在荷载直接作用在荷载直接作用在荷载直接作用在屋架节点屋架节点屋架节点屋架节点上，避免上弦杆产生局部弯矩。上，避免上弦杆产生局部弯矩。上，避免上弦杆产生局部弯矩。上，避免上弦杆产生局部弯矩。若采用若采用若采用若采用大型屋面板时大型屋面板时大型屋面板时大型屋面板时，上弦节间长度应等于屋面板的宽度，上弦节间长度应等于屋面板的宽度，上弦节间长度应等于屋面板的宽度，上弦节间长度应等于屋面板的宽度，一般取一般取一般取一般取1.5m1.5m1.5m1.5m或或或或3m3m3m3m；当采用当采用当采用当采用檩条时檩条时檩条时檩条时，根据檩条间距而定，一般取，根据檩条间距而定，一般取，根据檩条间距而定，一般取，根据檩条间距而定，一般取0.8m0.8m0.8m0.8m3.0m3.0m3.0m3.0m。.支撑系统：屋盖支撑、柱间支撑3.2.53.2.5支撑体系支撑体系.一、屋盖支撑一、屋盖支撑横向水平支撑横向水平支撑:布置在屋架上、下弦及天窗上弦平面，是沿布置在屋架上、下弦及天窗上弦平面，是沿屋架方向布置的支撑。屋架方向布置的支撑。纵向水平支撑纵向水平支撑:布置在屋架上或下弦，是垂直屋架方向布置布置在屋架上或下弦，是垂直屋架方向布置的支撑。的支撑。垂直支撑垂直支撑:布置在屋架间及天窗间，是竖向布置的支撑。布置在屋架间及天窗间，是竖向布置的支撑。系杆系杆:布置在屋架上、下平面及及天窗架上弦平面内。布置在屋架上、下平面及及天窗架上弦平面内。.保证屋盖结构的几何稳定性保证屋盖结构的几何稳定性几何不变体几何不变体系屋架稳定系屋架稳定几何可变体几何可变体系屋架侧倾系屋架侧倾1 1、屋盖支撑的作用、屋盖支撑的作用.平面屋架在其本身平面内由于弦杆与腹杆构成了三角平面屋架在其本身平面内由于弦杆与腹杆构成了三角形的形的几何不变铰接体系几何不变铰接体系而具有而具有较大的刚度较大的刚度，但在垂直于屋架，但在垂直于屋架平面方向平面方向(通称屋架平面外通称屋架平面外)，不设支撑体系的平面屋架却，不设支撑体系的平面屋架却不不能保持其几何不变能保持其几何不变。.屋架的端视图，当在屋架端部两屋架间屋架的端视图，当在屋架端部两屋架间未设未设垂直支撑垂直支撑桁架时，虽有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是桁架时，虽有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是几何可变几何可变的，在侧向力作用下屋架会倾斜；仅当的，在侧向力作用下屋架会倾斜；仅当设了设了垂直支撑桁架和垂直支撑桁架和系杆，才能保持各个屋架在平面外的系杆，才能保持各个屋架在平面外的几何稳定性几何稳定性。.屋架上弦下弦的水平支撑与屋架弦杆组成屋架上弦下弦的水平支撑与屋架弦杆组成水平桁架水平桁架，屋，屋架端部和中央的垂直支撑与屋架竖杆组成架端部和中央的垂直支撑与屋架竖杆组成竖向桁架竖向桁架，则有足，则有足够的够的刚度和稳定性刚度和稳定性。保证屋盖结构的空间刚度和空间整体性保证屋盖结构的空间刚度和空间整体性.为弦杆提供必要的侧向支承点为弦杆提供必要的侧向支承点支撑可作为屋架弦杆的支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点侧向支承点，减小弦杆在，减小弦杆在屋架屋架平面外的计算长度平面外的计算长度，保证受压上弦杆的侧向稳定，并使受，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。拉下弦保持足够的侧向刚度。承担并传递水平荷载承担并传递水平荷载保证结构安装时的稳定与方便保证结构安装时的稳定与方便.2 2、屋盖支撑的布置、屋盖支撑的布置上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑布置上弦横向水平支撑布置天窗架上弦横向水平支撑布置天窗架上弦横向水平支撑布置 抵抗端墙传来风载；增加屋盖横向抵抗端墙传来风载；增加屋盖横向刚度；减小屋架上弦计算长度。刚度；减小屋架上弦计算长度。各种屋盖，包括天窗架都要设置各种屋盖，包括天窗架都要设置布置在两端第一或第二柱间布置在两端第一或第二柱间横向间距不超过横向间距不超过6060米。米。60米米支撑根据：支撑根据：房屋跨度房屋跨度高度高度柱网布置柱网布置屋盖结构形式屋盖结构形式荷载作用情况进行布置荷载作用情况进行布置.支撑布置在第一节间时屋架上弦横向水平支撑布置图支撑布置在第一节间时屋架上弦横向水平支撑布置图.下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 抵抗端墙传来风载；增加屋盖横向刚度；减小屋架下弦计算长度。抵抗端墙传来风载；增加屋盖横向刚度；减小屋架下弦计算长度。l当跨度当跨度L18m；l屋架下弦设有悬挂（屋架下弦设有悬挂（Q5t），有起重量较大的桥式吊车；），有起重量较大的桥式吊车；l屋架下弦设有通长的纵向水平支撑；屋架下弦设有通长的纵向水平支撑；l与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。60米米上弦支撑布置上弦支撑布置下弦支撑布置下弦支撑布置.下弦（或上弦）纵向水平支撑下弦（或上弦）纵向水平支撑形成封闭体系，增加屋盖纵向刚形成封闭体系，增加屋盖纵向刚度；承受和传递吊车横向水平制动度；承受和传递吊车横向水平制动力。力。有重级工作制或大吨位吊车或有重级工作制或大吨位吊车或锻锤等振动设备时设；锻锤等振动设备时设；屋架下弦有纵向或横向吊车轨屋架下弦有纵向或横向吊车轨道时设；道时设；有有托架托架时设；时设；屋架跨度或房屋高度较高时屋架跨度或房屋高度较高时设；设；设在下弦端节间，与下弦横向设在下弦端节间，与下弦横向水平支撑构成封闭支撑系统水平支撑构成封闭支撑系统。60米米.垂直支撑垂直支撑使相邻两屋架形成几何不变空间使相邻两屋架形成几何不变空间体系，维持屋架端部及中间截面的体系，维持屋架端部及中间截面的竖向稳定。竖向稳定。设在有横向支撑的柱间；设在有横向支撑的柱间；对梯形屋架，至少设三道，跨对梯形屋架，至少设三道，跨度大于度大于30米或有天窗时增设；米或有天窗时增设；对三角形屋架，跨度对三角形屋架，跨度24m时时中间设一道，超过中间设一道，超过24m设两道设两道60米米.当当l30m时在两端时在两端以及跨度以及跨度 l3处或天窗处或天窗架侧柱处共设四道。架侧柱处共设四道。l/3l/3l/3k.系杆系杆f柔性系杆柔性系杆k刚性系杆刚性系杆(为没有参与组成空间稳定体的屋架提供上下弦的侧向支承点为没有参与组成空间稳定体的屋架提供上下弦的侧向支承点)l在垂直支撑的平面内一般设置在垂直支撑的平面内一般设置上下弦通长系杆上下弦通长系杆；l屋脊节点及支座节点处设置屋脊节点及支座节点处设置通长刚性系杆通长刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中或，天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆；跨中附近设置柔性系杆；l当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所有系杆均应为刚性当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。系杆。刚性系杆：刚性系杆：能承受拉力也能承受压力的系杆。能承受拉力也能承受压力的系杆。柔性系杆：柔性系杆：只能承受拉力的系杆。只能承受拉力的系杆。.屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置(a)(a)上弦横向水平支撑布置上弦横向水平支撑布置(b)(b)下弦横向与纵向水平支撑布置下弦横向与纵向水平支撑布置(c)(c)天窗架上弦横向水平支撑天窗架上弦横向水平支撑(d)(d)屋架支座与跨中垂直支撑屋架支座与跨中垂直支撑(e)(e)天窗架侧竖杆垂直支撑天窗架侧竖杆垂直支撑 .作业：作业：某单跨厂房，跨度某单跨厂房，跨度36m36m，长，长180m180m，柱距，柱距6m6m，厂房内设有一台，厂房内设有一台起重量为起重量为50t50t的中级工作制桥式吊车，屋面材料为大型屋面板，的中级工作制桥式吊车，屋面材料为大型屋面板，屋面坡度为屋面坡度为1/41/4，试绘出该屋盖的支撑布置图。，试绘出该屋盖的支撑布置图。36000.各种支撑都是一个平面桁架，桁架的腹杆一般采用交叉斜杆。各种支撑都是一个平面桁架，桁架的腹杆一般采用交叉斜杆。三、屋盖支撑的形式，计算和构造三、屋盖支撑的形式，计算和构造竖腹杆：竖杆竖腹杆：竖杆弦杆：相邻屋架弦杆兼作弦杆：相邻屋架弦杆兼作横向支撑桁架的弦杆横向支撑桁架的弦杆腹杆腹杆 支撑支撑桁架桁架 斜腹杆：支撑斜腹杆：支撑60米米.屋盖支撑的设计原则屋盖支撑的设计原则拉杆拉杆单角钢（交叉斜杆和柔性系杆）单角钢（交叉斜杆和柔性系杆）压杆压杆双角钢（非交叉斜杆、弦杆、刚性系杆）双角钢（非交叉斜杆、弦杆、刚性系杆）l一般不进行内力计算，杆件截面常按一般不进行内力计算，杆件截面常按容许长细比容许长细比来选来选。拉杆的设计可按拉杆的设计可按400控制控制；压杆的设计可按压杆的设计可按=200控制控制.上、下弦横向和纵向水平支撑的交叉斜杆通常连于屋架上、上、下弦横向和纵向水平支撑的交叉斜杆通常连于屋架上、下弦杆，其横杆则常做成与刚性系杆完全相同，连接也相同。下弦杆，其横杆则常做成与刚性系杆完全相同，连接也相同。a.上弦支撑上弦支撑b.下弦支撑下弦支撑屋盖支撑的构造屋盖支撑的构造.柔性系杆柔性系杆刚性系杆刚性系杆支撑连接板支撑连接板.u柱间支撑的作用：柱间支撑的作用：与厂房柱形成与厂房柱形成纵向框架纵向框架，保证厂房的，保证厂房的纵向刚度纵向刚度。为框架柱在框架平面，为框架柱在框架平面，减少减少柱在框架平面外的计算长度。柱在框架平面外的计算长度。承受并传递承受并传递纵向水平荷载纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。纵向水平荷载、纵向地震力等。下段柱间支撑：下段柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑吊车梁下部的柱间支撑上段柱间支撑：上段柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑吊车梁上部的柱间支撑二、柱间支撑二、柱间支撑.u柱间支撑的布置：柱间支撑的布置：每每纵列柱纵列柱都要设都要设柱间支撑柱间支撑，每列每列柱顶柱顶均要布置均要布置刚性系杆刚性系杆。对于有吊车的厂房，以吊车梁为分界设置上柱支撑和下柱对于有吊车的厂房，以吊车梁为分界设置上柱支撑和下柱支撑。支撑。下段柱间支撑下段柱间支撑一般宜布置在一般宜布置在温度区段的中部温度区段的中部，以减少纵以减少纵向温度应力的影响。当温度区段向温度应力的影响。当温度区段90m时，时，则在则在1/3处各设置处各设置一道下段柱间支撑。一道下段柱间支撑。上段柱间支撑上段柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还还应当在每个温度区段的应当在每个温度区段的两端设置两端设置。.柱间支撑的布置柱间支撑的布置.u柱间支撑的形式和构造：柱间支撑的形式和构造：上上层层柱柱间间支支撑撑下下层层柱柱间间支支撑撑柱间支撑的形式柱间支撑的形式.3.3 厂房横向框架的计算(Frame)一、横向框架计算单元与计算简图一、横向框架计算单元与计算简图横向框架计算模型横向框架计算模型空间结构空间结构平面结构平面结构平面框架平面框架平面排架平面排架计算单元计算单元.8.58.5.为简化计算，引入为简化计算，引入当量惯性矩当量惯性矩将格构式柱和屋架将格构式柱和屋架换算为换算为实腹式构件实腹式构件进行内力分析。进行内力分析。屋架：屋架：A A1 1和和A A2 2 屋架上下两弦截面积屋架上下两弦截面积 y y1 1和和y y2 2屋架上下两弦的截面形心屋架中性轴的距离。屋架上下两弦的截面形心屋架中性轴的距离。修正系数。修正系数。.格构式柱子：格构式柱子：屋架尺寸未定时，估算：屋架尺寸未定时，估算：M Mmaxmax简支屋架在屋面荷载作用下的跨中弯矩。简支屋架在屋面荷载作用下的跨中弯矩。f f弦杆抗拉强度设计值。弦杆抗拉强度设计值。当柱顶刚接时，满足下式时，可认为横梁刚度无穷大：当柱顶刚接时，满足下式时，可认为横梁刚度无穷大：A A1 1和和A A2 2 柱子两分肢截面积柱子两分肢截面积 y y1 1和和y y2 2分肢的中心线到柱子中性轴的距离。分肢的中心线到柱子中性轴的距离。.三、内力分析和内力组合：三、内力分析和内力组合：执行建筑结构荷载规范GB 50009-2012序号序号DMaL,SWCE11.21.421.21.431.01.441.21.451.21.41.40.661.21.40.71.471.21.41.40.781.21.40.71.491.21.41.40.7101.21.40.61.4111.21.40.71.40.61.4.框架柱设计：考虑控制截面的最大正弯矩及相应的轴力和剪力；最大负弯矩及相应的轴力和剪力；最大轴力及相应的负弯矩和剪力；最大轴力及相应的正弯矩和剪力；柱与屋架刚接时，屋架杆件及屋架与柱连接设计：屋架下弦最大压力；屋架上弦最大压力；屋架腹杆最大拉力或压力.