第7章-单层厂房钢屋盖结构.ppt

第七章单层厂房钢屋顶结构、7.1单层厂房钢屋顶结构的配置和布置、7.1.1屋顶结构系统、钢屋顶结构通常由屋顶、檩条、屋顶桁架、支架和天窗等构件组成。根据屋面材料和屋面结构配置，可以分为屋面系统和屋面系统。1 .檩条屋顶结构系统：通常用于重型屋顶(如钢筋混凝土大型屋顶板)，并将屋顶板直接放置在屋顶搁板或老虎窗搁板上。横向刚度大，完整性好，耐久性好；屋顶板有很多自身的中队、屋顶和下部结构材料，对地震不利。柔性屋顶框架间距，轻部件，施工，安装方便；屋顶构件数量多，整体刚度差。2 .檩条屋顶结构系统：通常用于轻型屋顶材质。7.1.2屋顶结构布置、7.1.2.1柱网布置、屋顶桁架的跨度和间距应与柱网的布置一起确定，柱网布置取决于建筑使用要求和经济合理性等多种因素。7.1.2.2天窗设置、照明和通风等要求，经常在屋塔上安装天窗。天窗形式有三种：纵向天窗、横向天窗、井式天窗，一般使用纵向天窗。垂直天窗的天窗框架形式通常有多根垂直杆、三铰拱和三支点。7.2屋顶结构支撑系统、屋顶桁架平面外平面屋顶桁架的刚度和稳定性差，无法承受水平荷载。因此，为了充分发挥屋顶桁架结构的空间刚度和稳定性，必须在屋顶桁架之间设置支撑系统。7.1.2屋顶支撑的作用，为了保证房屋的完整性和提高空间刚度，仅由平面桁架、檩条和屋顶材料组成的屋顶结构将特定屋顶桁架绑在适当的部分，成为稳定的空间系统，剩下的屋顶桁架再用檩条或其他构件连接到此空间稳定系统，就保证了整个屋顶结构的稳定性。防止压杆的横向不稳定性，以杠杆过大的振动支撑作为八度弦的横向支撑，减少弦外平面上计算的长度。水平荷载(例如垂直和水平风荷载、悬挂起重机水平荷载和地震作用等)的负担和传递。确保结构安装中的稳定性和方便的屋顶安装，首先将两个相邻的桁架绑在支架上，构成可以依次进行其他构件安装的基本空间稳定体。7.2.2屋顶支撑布局、屋顶支撑系统可分为水平支撑、垂直水平支撑、垂直支撑和泰国。7.2.2.1水平支撑、水平水平支撑、位于屋顶桁架上方、位于底部和老虎窗顶部平面上、沿屋顶桁架方向放置的支撑。1，屋顶桁架顶部水平支撑，顶部水平支撑通常应设置在房屋两端或垂直温度段两端的第一根柱或第二根柱之间，最大间距为60米。否则，需要在中间添加至少一个支撑。也可以放置在第二个柱之间，但是在第一个柱之间设置固定拉杆，以支持端桁架和传递端墙风。2，底部水平支撑，如果屋顶桁架间距为12m，则水平支撑应设置在屋顶桁架底部，常规和顶部水平支撑应放置在同一柱之间，以形成空间稳定性系统的基本部分。但是，如果桁架较小，并且没有(18m)起重机或其他振动设备，则无法安装弦水平支撑。3，为垂直老虎窗框架顶部水平支撑设置顶部水平支撑，无论每个老虎窗框架段的两端和中间是否有檩条或檩条屋顶封口系统，都必须设置在与屋顶桁架顶部水平支撑相对应的间距内。7.2.2.2纵向水平支撑、房屋高、跨度大、空间刚度要求高的情况下，使用大型振动设备(例如支撑中间屋顶桁架的支架，或具有重量级或大吨位的中等工作桥式起重机)时，必须在屋顶桁架端点之间的平面上设置垂直水平支撑。一般情况可以节约。屋顶桁架间距12m通常放置在屋顶桁架底部平面上。如果屋顶桁架间距为12m，则必须将其放置在屋顶桁架的顶部平面中。、底部垂直水平支撑、7.2.2.3垂直支撑、1、屋顶桁架垂直支撑、垂直支撑连接到屋顶桁架的顶部和底部水平支撑、与屋顶桁架的水平支撑一起形成几何固定屋顶空间结构的常水平支撑，以确保屋顶安装期间的稳定性。屋顶桁架的垂直支撑必须设置在顶部和底部水平支撑所在的柱之间。2，必须位于天窗框架垂直支撑、顶部水平支撑天窗框架段，并且必须沿天窗两侧的柱水平设置垂直支撑。如果天窗跨度大于或等于12m，则需要在中心垂直杆平面中添加垂直支架。7.2.2.4拉杆，作用：拉杆可确保上弦平面外没有水平支撑的所有桁架的稳定性和安装时桁架的稳定性，第一柱之间的实心拉杆可将山墙的风荷载传递到水平支撑。设定：在横向或纵向支撑节点上，必须设定沿房屋长度的拉杆。在屋顶桁架顶部平面中，必须在屋脊和屋顶桁架端点处设置泰国。对于可用系统，仅对垂直天窗下方的屋脊设置泰国。泰国分为刚性拉杆(既可以拉也可以压)和灵活的拉杆(只能承受拉力)。屋顶桁架主支撑节点上的拉杆必须对屋顶桁架顶部脊节点上的拉杆都使用固定拉杆。1，将屋顶桁架泰国，2，天窗框架泰国，长度固定泰国设置为垂直天窗搁板顶部屋脊节点，并将长度水平弹性泰国设置为天窗搁板顶部两侧的端点节点。7.2.3支撑的形状、计算和连接构造、7.2.3.1支撑的形状、支撑桁架的桁架弦和腹杆的弦(通常为30o到60o之间的交叉线)。通常，水平水平支撑节点之间的距离是屋顶桁架顶部节距的2到4倍，垂直水平支撑的宽度是屋顶桁架端点节距的长度，通常为6米左右。7.2.3.2支撑设计计算原理，屋顶支撑通常不通过内力计算，其剖面大小通常由构件允许的纵横比和构造要求确定。支架的交叉斜顶和柔性拉杆设计，通常由单角钢制成；横木、弦、横木和固定拉杆设计必须是双角t形或十字形剖面。其中，横杆和固定台通常使用在两个方向上提供相同稳定性的十字截面。屋顶桁架跨度大，房屋高，基本风压大，构件剖面应根据桁架系统计算的内力确定。假定横杆的压杆在水平桁架节点的集中风压载荷下工作，仅受拉杆力作用，将原始静态系统简化为静态系统，图中w可以简化为由风荷载或起重机负荷引起的水平节点载荷。7.2.3.3支撑的连接结构，信任支撑的结构应该简单，安装容易。与桁架的连接通常使用M20的c标高螺栓，与天窗搁板的连接通常使用M16的c标高螺栓。有重型工作起重机或更大振动设备的工厂，除螺栓外，还需要安装焊接、焊接长度80mm、焊脚大小6mm。使用圆钢作为支撑时，应用篮子螺栓预加张力拧紧圆钢。7.3屋顶的形状和大小，7.3.1屋顶桁架的形状和选择原则，在确定钢屋顶桁架的形状时，必须符合用途、建筑造型、屋顶排水和制造安装方便的原则。满足使用要求：屋顶桁架的外观必须考虑屋顶材质排水的要求和建筑的净空要求，以及是否有天窗、天花板和悬挂起重机。合理的力：屋顶桁架的形状必须尽可能类似于力矩图，以便屋顶桁架弦的内力沿整个长度均匀分布，从而充分发挥材料的作用。腹板的放置应压缩短杆，拉长杆，数量少，总长短，构件角度在30 60之间，45左右合适。此外，尽量不要使弦产生局部弯矩。容易施工：屋顶桁架的节点必须简单，数量少。必须易于制造、运输和安装。满足所有这些要求是困难的，要根据情况合理设计，综合分析比较技术经济，取得更好的经济效果。，7.3.2其他屋顶桁架的应用范围，屋顶桁架的形状主要是三角形、梯形、矩形和曲线拱。三角形屋顶桁架主要用于屋顶坡度大的檩条屋顶结构，或中等和小型跨度的轻型屋顶结构。7.3.2.1三角形屋顶桁架，图7-15三角形屋顶桁架，屋顶桁架主要铰接在柱上，横向刚度较小。屋顶桁架的形状与均布载荷的力矩图大不相同，弦的内力发生了很大变化，支撑弦的内力大，通过内部弦的内力小。如果载荷和跨度很大，使用三角形桁架就不经济了。在单斜顶(图a)中，拉长升降机，压缩短垂直杆，经济。人字呢(图b)腹板的数量少，节点结构简单。朋克式(图c)腹板应力合理，小型桁架易于运输。形状更接近力矩图，力好，节约材料，广泛使用。合适的应力可以是三角形更好，腹板更短，与柱刚匹配或铰链。屋顶坡度平缓、跨度大的情况下，常用的檩条屋顶结构现已成为工业厂房房屋盖结构的基本形式。图7-16梯形屋顶桁架、7.3.2.2梯形屋顶桁架、人字板(图a)的布置不仅使压缩上弦杆的自由长度小于拉弦，而且还将大型屋顶板的主筋支撑附着到上弦杆节点，防止从上向局部弯矩。特征网络的总长度短，节点少。节间长度太长时，可以使用分数腹板形式(图b)避免节间直接载荷(非节点载荷)。屋顶桁架的形状和力矩分布不接近，弦内力分布不均匀。上、下弦水平、腹板长度、构件类型不足、标准化、高产业化，主要用于支架、支撑系统。腹板系统、桁架的腹板主要用于传递父弦和子弦以及节点荷载。常用web系统人字门、十字路口、再分数。由7.3.2.3平行弦屋顶桁架和I型屋顶桁架、跨度：使用和阶段要求确定，通常计算为3m。屋塔房的跨度为3的倍数，还有12米、15米、18米、21米、24米、27米、30米、36米等几个更大的跨度。三角形具有更灵活的屋顶结构，与3m系数无关。屋顶桁架计算跨度。表示屋顶桁架两端支撑反作用力的距离，通常从柱轴之间的距离减去300mm。L0(桁架两端支撑反作用力之间的距离)=l-(300-400mm)高度：由经济、刚性和建筑要求、屋顶坡度、运输条件等决定。三角形穿过中间h(1/4到1/6) l以匹配屋顶桁架材质，屋顶桁架的坡度必须更大。梯形屋顶桁架的坡度较平，屋顶桁架的跨度高度必须满足刚度要求，如果顶部坡度为1/8到1/12，则跨度中间高度通常为(l/6到1/10)，如果跨度大小较大(或较小的屋顶荷载)，则使用较小的值。7.3.3屋顶桁架的主要尺寸，终点高度：屋顶桁架铰支到柱时为1.6到2.2米；首次接触时为1.8到2.4米；如果结束弯矩较大，则取较大值；反之，取较小值。中等跨距高度：最大高度必须小于运输边界，取决于结束高度、屋顶斜度计算，例如，铁路运输边界为3.85m。起拱高度：横向载荷下跨距的挠曲大，外观受损，可能影响桁架正常使用的跨距。为此，l 15m三角形屋顶桁架和l 24m梯形平行弦屋顶桁架必须在弦没有向上弯曲的情况下使用拱。也就是说，为了抵消施加于屋顶桁架后产生的部分挠度，必须事先对屋顶桁架进行向上反挠度。起拱变形通常是跨度的1/500效果。7.4屋顶桁架的构件设计、7.4.1屋顶桁架的荷载和内力计算、7.4.1.1屋顶桁架的荷载、永久荷载：屋顶材料、隔热层、防水层、檩条、支撑、屋顶桁架、天窗架子和其他结构自重。可变荷载：屋顶活荷载、积污荷载、雪荷载、风荷载、悬挂起重机荷载等。循环活载荷和雪载荷不同时，使用两者中的较大值进行计算。屋顶桁架和支撑的自重可根据以下经验公式使用：q=(0.12 0.11l)kN/m2，7.4.1.2节点负载，1。桁架的荷载计算和荷载组合；(1)桁架荷载永久荷载：结构自重，例如屋顶材料、隔热层、防水层、檩条、支撑、屋顶桁架、天窗架子等。，可变荷载：屋顶活荷载、灰分荷载、雪荷载、风荷载、悬挂起重机荷载等。循环活载荷和雪载荷不同时，使用两者中的较大值进行计算。gWk=(0.12 0.11l)kN/m2(9.6.1)，(2)节点荷载计算，桁架荷载集中在桁架节点上，通过檩条和大屋顶面板肋，永久荷载变荷载永久荷载半跨变荷载屋顶桁架、支撑和天窗架子重量半跨b .桁架的所有构件都位于网格线平面、同一平面内并与节点相交。c .荷载作用于节点，且位于桁架平面内。2 .桁架构件的内力计算，在局部弯矩上存在节距载荷的情况下，除了轴心力外，还会生成局部弯矩。理论上应计算为弹性支撑的连续梁，通常是接合端之间的正弯矩m1=0.8m 0、其他区段之间的正弯矩和节点负弯矩m2=0.6m 0、m 0是将弦段视为简单支撑梁而得出的最大弯矩。图9.6.6本地弯矩计算图，内力计算解决方案或图形方法或计算，在节点载荷下屋顶桁架中每个构件的内力计算，9.6.3桁架构件的计算长度和允许的纵横比，弦，支撑竖向腹杆l0 x=l，中间腹杆l0 x=0.8l .1。桁架平面中计算的长度l0 x，图9.6.7a构件平面中计算的长度，图9.6.7b构件平面中计算的长度，2。桁架平面中计算的长度l0y取决于弦侧支撑之间的距离。上弦杆、无方案：大屋顶嵌板3点，以及用于确保上弦杆焊接时：l0y=2b ( 3m)、b-屋顶嵌板宽度的檩条选项：l0y=l1如果檩条不与支撑相交：l0y=l1，下弦杆：获取垂直水平支撑节点与泰国或泰国与泰国之间的距离。腹杆：如果腹杆的两端被视为铰支，则l0y=l，压缩弦侧支撑间距为2倍节距长度，并且两节弦内力不同，则当前平面外的计算长度：图9.6.8构件内力发生变化时在桁架平面外计算的长度，l00.5l1中l0=0.5l1，N1为大压力L1屋顶桁架弦侧支撑之间的距离。(9.6.3)，4。桁架构件为托梁比(表9.6.2)，压缩构件；=允许150拉力构件0;880 =300重型工作起重机。880 =250直接负载。 是杆件的纵横比和允许的纵横比。如果构件的承载比太大，在运输和安装过程中由于刚度不足，容易燃烧，动力荷载时振幅大，自重作用下存在可见挠度，必须控制构件的允许承载比。3 .由倾斜平面的计算长度l0、单个连接的单角度和双角度构成的十字构件在受力后可能会导致倾斜不稳定性，由于两端节点具有固定嵌入，因此倾斜平面的计算长度将略有减少(支撑升降机和支撑垂直杆除外)，l0=0.9l，平面内和平面外桁架中每个构件的计算长度l0根据表9.6.1进行计算。原则：为了达到经济目的，接近两个主轴方向的长比例。9.6.4桁架构件的剖面选择和计算，1 .截面形状(表9.6.3)普通钢桁架的构件通常使用双角度精密创建的t形