钢结构-钢屋架学习讲义

1、1第七章钢屋架27.1概述钢厂房具有较大的承载能力，整体刚度、抗震性能好 耐热，考虑制造、运输、安装等因素，经济效益较高。 一.单层厂房结构的组成厂房应具有足够的强度、刚度、稳定性，以抵抗各种 荷载。横向平面框架或排架； 屋盖系统；吊车梁系统； 支撑体系； 墙架系统。用钢量从多到少：柱、吊车梁、屋盖系统。厂房结构的组成屋面荷载 屋面板 屋架基础地基风荷载 墙体（与柱有效连接） 吊车横向水平制动力吊车轮压 吊车梁 柱牛腿 墙体荷载 连系梁或基础梁竖向荷载吊车纵向水平制动力 吊车梁3基础地基风荷载山墙抗风柱屋盖支撑纵向排架柱横向排架柱横向 水平荷载纵向 水平荷载4二.厂房设计程序设计分三个阶段：结

2、构选型及整体布置：柱网布置、横向框架型式和主要尺寸、屋盖结构、吊车梁系 统、墙架、支撑、钢材牌号。技术设计：荷载计算、结构内力分析、结构尺寸及 连接计算。绘制施工图。7.2厂房结构的整体布置 一.柱网布置满足生产工艺要求：与设备、生产工艺流程相配合；满足结构方面的要求：柱设在同一横向轴线上，以保证横向刚度；满足经济合理的要求：总用钢量最少；4.构件统一化、标准化：跨度以3m，柱距以6m为模数，特别时，柱距可9m。5二.变形缝1.温度缝温度变化时，结构产生温度变形和温度应力， 柱子的刚度吊车梁轨顶标高温度变形梁、柱连接型式当厂房纵、横向长度小于某长度，可不考虑温度变 形和温度应力。温度区段长度值

3、，可查表。若长度和宽度太大，应设置温度缝，将其分为长度较小的温度区段，在每个温度区段中，可不考虑温度应 力，但在每个温度区段中应设置柱间支撑。温度缝的设置：上部结构断开，基础不断开。L tL其与有关封闭结合：伸缩缝的轴线与定位轴线重合。也可采用单柱设温度缝，即在支座处设滑动支座。2.沉降缝相邻厂房高差较大，或地基土压缩性较大，设沉降缝 沉降缝作法：缝处结构全部断开，包括基础。6沉降缝可兼作温度缝，而温度缝不能兼作沉降缝。(750) (750)50050060006000(1500)600060001000非封闭结合：设置双柱77.3屋盖结构的形式屋盖结构包括：钢屋架、托架、天窗架、檩条、屋面板

4、。简支屋架 刚接屋架无檩体系：优点：横向刚度大、整体性好、构造简单。缺点：自重大，对抗震不利。 有檩体系：优点：自重轻、对抗震有利。缺点：横向刚度差、屋盖构件多、构造复杂。 采用轻型屋面材料，如压型钢板、压型铝板等。当压型钢板或压型铝板与檩条进行可靠连接后，能有效地传递屋面纵、横方向的水平力，提高屋面的整体刚度，此现象称为受力蒙皮效应。简支连接 刚接连接屋架与柱的连接 一.屋盖结构体系当柱距较大，檩条或屋面板跨度大，则截面大，不经三类但管节点复杂 管与管相贯管切口 节点板济，故设托架，托架上设屋架。 二.屋架的受力特点钢屋架以承受横向弯曲的受力方式把屋面荷载传给下部结构，一般荷载作 用于屋架的

5、节点上，各杆均只有轴心力， 应力均匀分布。按受荷的大小，适用的跨度，截面及构造将屋架分为 普通钢屋架： 杆截面结构整体刚度大，适用性强，适用跨度1836米。钢管屋架：截面刚度大，抗扭、抗压性能好，省钢。轻钢屋架：与普钢屋架相比，角钢小，自重轻，抗 震好，刚度差，跨度18m，采用轻型屋面材料8。9平面结构 空间结构自平衡体系，支撑简化，甚至取消。要合理。按结构形式分为应 满 足三.钢屋架的外形、腹杆布置及尺寸1.基本要求使用要求：应与屋面排水相适应；轻型屋面，坡度i 1 5 1 2大型屋面板，坡度 i 1 12 1 8经济要求：屋架的外形尽量与弯矩图相配合，弯矩大， 应截面高，如此弦杆内力比较均

6、匀，经济。 通常，要使长杆受拉，短杆受压，杆件夹 角3060，便于节点处理。安装要求：满足要求的前提下，尽量较少节点数，且2.屋架外形、特点常用的屋架外形有：三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架等。三角形屋架：适用于坡度较陡的有檩屋盖，与柱铰接， 跨度小于等于24m。缺点： 它的外形与均布荷载的弯矩图不相适应，跨中M大，h大，杆力N小支座处M小，h更小，杆力N大支座处，杆件间的夹角过小，节点难于处理。内力分布不均芬克式屋架，内力分布不均节点难处理，有吊顶时，设虚线腹杆增大夹角，节点 易处理，支座处 弦杆内力改善。10无虚线时，腹杆体系为人字式 有虚线时，腹杆体系为再分式端斜杆与弦杆组成的支承节点在

7、下弦称为下承式。 端斜杆与弦杆组成的支承节点在上弦称为上承式。 与柱刚接时采用下承式，与柱铰接时，两者均可。单斜式水平推力较大，与柱刚接， 适用于跨度较大屋盖结构减小水平推力，改善框架受力， 适用于跨度较大的屋盖结构 11梯形屋架： 适用于坡度较为平缓的无檩屋盖，它的形状 与简支受弯构件的弯矩图接近，弦杆内力分 布均匀，可与柱铰接也可刚接。12杆件规格化，节点构造统一，但 弦杆内力分布不均。主要用于单坡屋面、托架、吊车 制动桁架、支撑构件等。3.屋架的主要尺寸屋架的主要尺寸有屋架跨度、跨中高度、端部高度。标志跨度柱网轴线的横向间距。0屋架跨度计l ：算跨度 l ：屋架两端支座反力的距离。内移尺

8、寸150200 铰接刚接封 闭 结 合非 封 闭 结 合封 闭 结 合非封 闭 结 合平行弦屋架： 弦杆和腹杆分别等长，节点形式相同，l0 l (300 400)l0 ll0 l 2（柱宽） l0 l 2（内移尺寸）13屋架高度：指跨中的最大高度。min； 1 2 l i跨中高度： h h 0经济要求：总用钢量最少；建筑要求：确定hmax； 运输界限：桥洞、铁路。决定于h0 0.51.0 m1.82.1 m铰接：h梯形、平行弦屋架 三角形屋架三角形屋架陡坡梯形屋架 缓坡梯形屋架h0：屋架端部高度；i：坡度(1 10 1 6) l(16 14) l0刚度要求：max 确定hh (1 10 1 8

9、) l0注意：实际是先确定跨中高度，后确定 h0 。h 1.82.4m刚接时：14起拱：对跨度较大的桁架，在横向荷载作用下将产生很大的 挠度，有损外观并可能影响桁架的正常使用。宜采用起 拱，即预先给桁架一个向上的反挠度，以抵消桁架受荷后起拱高度 l500，且以5mm为模数 图解法求内力时，不考虑起拱，几何尺寸计算时，考虑起拱 。产生的部分挠度。三角形屋架 l 15m时，起拱。梯形、平行弦屋架 l 24m时，起拱。157.4厂房结构的支撑体系柱间支撑 一.屋盖支撑体系1.屋盖支撑体系的布置上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑屋盖支撑体系 下弦纵向水平支撑垂直支撑 系杆在纵向，仅有屋面板、吊车梁，纵

10、向 为几何可变体系，刚度不够，在纵向荷载 作用下，产生较大纵向变形，甚至破坏。故在平面框架之间、各屋架之间设置支撑，使厂房形成一个有足够刚度、强度、稳定性的空间整体结构。 支撑体系 屋盖支撑16 上弦横向水平支撑设在两端或温度区段的两端，采用封闭结合时，设在第二柱间，与屋架采用C级螺栓连接，易产生滑动，支撑间距60m，否则，沿纵向在中部增设一道。 12 1上 弦下 弦下 弦上 弦60m 22211柔性系杆、17a.下弦设有悬挂吊车；e. 设有托架和中间屋架。跨度l 30m，中部增设一道， 对三角形屋架，此界限值为24m。横向支撑相隔较远时，纵向每隔45个屋架加设一道 垂直支撑。端部的垂直支撑是

11、屋架上弦横向水平支撑的支撑，中部的垂直支撑还可减小屋架下弦平面外的计算长度系。杆19上弦：屋脊处，设刚性系杆；支座处，设柔性系杆； 下弦：跨中(垂直支撑位置)设柔性系杆，支座处，设刚性系杆。当上、下弦横向水平支撑设在第二柱间时，应在第一 柱间下弦平面内设刚性系杆，以传递山墙荷载。系杆必须连于支撑节点才能起作用。支撑与弦杆的连接11支撑横杆 耳板刚性系杆：既能承拉，又能承压 柔性系杆：仅能承拉耳板支撑横杆11交叉斜杆支撑与垂直支撑的连接系杆202.屋盖支撑的作用4m34m3m3m 保证屋盖的空间稳定性，设置支撑后，纵向几何不变 保证屋架受压上弦杆在屋架平面外的稳定； 承受并传递屋盖的纵向水平力；

12、 增加房屋的整体刚度。3.屋盖支撑的型式和杆件截面选择 横向水平支撑纵向水平支撑垂直支撑处于跨中21超静定结构，计算较复杂，可近似简化为静定桁架计算， 即认为红色受压斜杆退出工作。支撑受力较小，一般不计算，按容许长细比控制。 十字交叉杆、柔性系杆，按拉杆设计，用单角钢。 400 300其它杆，按压杆设计，用双角钢。 200当房屋较高、跨度较大且基本风压也较大时，横向、纵向支撑按桁架体系计算，杆件截面由内力确定。WWWWWW/2W/2（有重级工作制吊车梁）22二.柱间支撑的设置在每个温度区段内，设置柱间支撑。下柱支撑的中心相当于不动点，距端部距离小于0.6L。下柱支撑的柱间也要设置上柱支撑，对应

13、位置应设屋 架垂直支撑。当温度区段较长，设两道柱间支撑 ，中心为不动点。提问：下柱柱间支撑设在一侧或两侧如何？ 柱间支撑的作用： 与框架组成刚强的纵向排架，保证厂房的纵向刚度； 承受纵向力； 为框架柱提供可靠的平面外支撑。L0.6L60m0.6L上柱支撑：位于吊车梁上部，设在温度区段两侧，尽可能 与屋盖水平支撑同一柱间。下柱支撑：中央或临近中央柱间。7.5普通钢屋架设计 一.屋架杆件内力计算1.荷载计算及组合屋架屋盖支撑屋架及支撑自重加吊顶荷载平均分配于23上、下弦节点。标志跨度重量q k0.117 + 0.011L（kN/m2） 沿水平面分布，作用在上弦节点屋架及支撑自重按上弦节点所承担的受

14、 荷面积分配于屋架上弦节点上。自重近似按屋架自重选取。屋面材料 沿屋面坡向分布 吊顶有吊顶时，gwk恒载天窗架24屋面均布活荷载 雪荷载积灰荷载悬挂吊车荷载回顾荷载的基本组合，由活荷载效应控制的组合SQ i KQ ic in i2Q1SQ1KS GSGK取大值活载屋面与水平面夹角大于30 轻屋面开敞式房屋风荷载标准值大于490N/m2查荷载规范 查荷载规范 查荷载规范风荷载 考虑情况由恒荷载效应控制的组合nQ i KQ ic ii1S GSGK S屋架内力应据使用和施工过程中可能遇到的最不利荷 载组合情况（亦称工况）计算： 全跨恒载全跨活载 全跨恒载半跨活载 屋架及支撑自重半跨屋面板重半跨屋面

15、活荷载 全跨恒载风荷载此种情况与荷载规范有出入，但应考虑。说明：a、情况考虑跨中某些腹杆与情况受力方向 相反；b、采用轻屋面或施工时两侧对称均匀铺设屋面板，可不考虑情况；c、上述每种荷载组合情况均要考虑是由永久荷载效 应控制的组合还是由可变荷载效应控制的组合25 。此时 G 1.026屋面上的荷载以集中力的形式作用到屋架的节点上。屋面材料）要转化为沿水平面分布。即：每个节点所承受的力为阴影面积。pppppppp/2p/2aaassasiK每一节点受力为 p q式中： i ：荷载分项系数qK：水平投影面上分 布的荷载标准值实际上在前面的荷载组合中已考虑了 q项。iK沿屋面坡向分布的荷载（如wkw

16、kq gcos式中： ：屋面坡度角坡度小时，近似取 cos 1.0S：屋架间距a：上弦节点在水平投影面 上的间距gwk2.杆件的内力计算 假设： 节点处的所有杆件轴线在平面内相交于同一 点，杆为理想直杆； 荷载作用于屋架平面的节点上； 各节点为理想铰接。实际上，假设有一定的近似性： 节点具有一定的刚度，杆件不能自由转动，介于 铰接和刚接之间； 杆件在制造、安装时有偏差，有可能不交于同一 点，但误差较小，设计中不考虑。据上面的假设就可按力学方法求解屋架内力， 图解法：解梯形屋架、三角形屋架更快捷27数解法：平行弦屋架28计算时，取半跨单位荷载作用，求出全跨各杆内力，利用叠加原理，求出各种荷载组合

17、下 的杆件内力。桁 架 杆 件 内 力 组 合 表杆 件 名 称内力系数（F=1）杆力全 跨 恒载左 半 跨 活 载全 跨左 半 跨 右 半跨 恒载控制活载控制恒载控制活载控制P恒P恒P活P活1234567AB力）板活接 于 上 表 右 侧组合项目杆件内力/kN右 半 跨 活 载恒载控制活载控制P活P活（ 杆P桁架活全P+ P载控制左右89101112mn1110.50.529近似方法，每一节间当作简支梁即将该荷载分配到相邻两节弦杆上。二.屋架的杆件截面设计1.杆件的计算长度Q0.6M0.6M0.6M0.6MQ0.6M0.6M0.8MQ/2QQQQQ Q/2MN=1.02cr2 EI( l )

18、NN=0.71110.50.5mn点上，如先前一样，先求出杆件 轴力，然后按简支梁求受节间荷载作用的弦杆产生的弯矩，进行 弯矩调整后加到受节间荷载的上若有节间荷载作用，认为整个弦杆为连续梁计算弯矩，然后将该荷载分配 到相邻两节点上，计算屋架杆件轴力。下弦节点拉杆多，嵌固大，故介于铰接和固接之间。l ox 0.8 loyllloxloy loy故：腹杆 l llox（平面外无嵌固作用）端竖杆和端斜杆因拉杆少、本身刚度大、 嵌固弱，下端铰接（ l：节间段长度）上弦杆l 侧向支撑点间距有檩体系：檩条间距无檩体系：两块屋面板30宽假设节点为铰接是近似的，实际有一定的弹性嵌固。 压杆在屋架平面内屈曲绕节

19、点转动时，将受到和其相连的其它杆的阻碍，节点上的拉杆数量越多，拉力和拉杆的线刚 度越大，嵌固程度也越大。上弦节点拉杆少，节点铰接；31为什么是两块屋面板宽？ 因屋面板与屋架至少三点焊牢。N ：较大压力1N2：较小压力或拉力十字交叉杆（两交叉杆在交叉点相连）：loy侧向支撑点间距ox焊焊牢未牢下弦杆十字形截面和单角钢：lo 0.9l因屈曲时，沿斜截面，即不是平面内也不是平面外。N1N2l 1 l1 ( 0.75 0.25 N 2N1 )再分式：loy压正、拉负平面内计算长度 lN1段：loxN2段：lox 0.8 llloxoy 节点中心到交叉点之距（不论拉压）l ?l l（ l：节间段长度）3

20、22Noy l1 (1 N0 )l2 N0 l112 Nloyl24 Noy l1 (1 3 N0 ) 0.5l4Nl oy0.5 l1 3N 0loyl0.5 lN04 23 N 0 l 2压杆：（两交叉杆长度相等、截面也相同）两杆截面相同并在交叉点均不中断此另一杆中断，但以节点板连接另一杆受压另一杆受拉两杆截面相同并在交叉点均不中断此拉杆中断，但以节点板连接此拉杆连续，而压杆在交叉点中断、但 以节点板连接，若N0N或拉杆在平面压杆外的抗弯刚度 E I y ( 1)时，N33式中： N0为相交另一杆的内力，N、N0均为绝对值。 两杆均受压时，取N0N 。两杆截面应相同。当交叉腹杆中有单角钢，

21、单角钢斜平面的计算 长度取节点中心至交叉点的距离。2.杆件的截面型式 截面型式：最合理的设计应是绕两主轴等稳定，以上截面对两主轴是同类截面，均为 b 类截面， 所以等稳定条件是 ： x= y(此处未考虑计及扭转效应的换算长细比yz)根据此条件选择截面形式。 l拉杆：loyl oyi yl oxi xl oxl oyi y i x屋架杆件截面形式项 次杆 件 截 面 组 合 方 式截 面 形 式回转半径 的 比 值用途1上弦杆、下弦杆2端斜杆、端竖杆、受3二不等边角钢 短 肢 相并二不等边角钢 长 肢 相并二等边角钢相并其余腹杆、下弦杆4二等边角钢组成 的十字形截面5单 角 钢与竖向支撑相连的

22、屋架竖杆轻 钢 屋 架 中 内 力 减 小 的 杆3件4xyy0y0yxxyxyyyxxyy xyy0 xyx y00.75 1.0 较大弯矩作用的弦杆iyix2.6 2.9iyixiyix1.3 1.5xiyix 1.035腹杆：iy选不等边角钢长边相连 选不等边角钢长边相连有时为连垂直支撑，可选十字形截面 选短肢相连另一原因，外伸肢便于与支撑相连下弦杆： 强度控制，选短肢相连，外伸肢便于与支撑相连ix 1.25选等边角钢1015mm4060mm iix 2上弦杆： iyix 1i x 1端斜杆：iy端竖杆：i y十字形截面杆件较长，如何共同工作？通过垫板（或填板）将两个单角钢连接起来36双

23、角钢T形截面：3.杆件的截面设计无节间荷载，轴心受力； 有节间荷载，偏心受力。1015mm4060mmi垫板间距：压杆 40 i ；拉杆 80 i垫板厚度：同节点板厚 每根压杆不少于两块垫板第一极限状态第二极限状态 长细比拉杆：强度压杆强度稳定要考虑yz应满足37施工阶段上弦稳定验算：上弦某节间产生最大内力 N1，某节间产生最小内力 N2，上弦杆屋架平面外计算长度近似取：节点构造 焊缝计算 确定节点板loy l1(1 0.88 N 2N1 ) 1.88 0.66 l1l1：半跨屋架上弦杆长选用杆件时应注意：选用肢宽而薄的角钢，规格不超过56种，厚差大于 2 mm。角钢不宜小于454或 5636

24、4。 三.屋架的节点设计节点设计应做到传力可靠，制造方便，构造合理，节 约钢材。节点设计381.节点设计的基本要求 据假设各杆轴线在节点处相交于一点，角钢肢 背至重心线的距离为5mm的倍数，各杆通过节点板 连接在一起，为便于施焊，焊缝间的净距不小于10 mm，通过控制杆与杆之间的间隙，即取 C（1520）mm， 定出各杆端部位置。当间隙 C不满足要求时，角钢切角，如图中红笔实 线，虚线切法不允许。据腹杆内力，算出腹杆与节点板连接的焊角尺寸和焊 缝长度，定出焊缝长度方向另一边缘的位置，然后定出节点板轮廓。节点板的长和宽宜取10 mm 的倍数。ccc5n5n5n30605n1015mml f39节

25、点板厚度应据腹杆最大内力（梯形屋架）和弦杆最 大内力（三角形屋架）查表确定。表：单节点板桁架和桁架的节点板厚度形状规整，至少有一对对边平行， 如矩形、梯形。传力均匀，腹杆重心线交于弦杆与节点板间焊缝的中心。 如采用图中白线，则不对。梯 形 桁 架 腹 杆 最 大17129151168191112911771内 力 或 三 角 形 桁 架 24 m 时，可采用角钢不变厚度变肢宽的方法， 肢背平齐，重心线不在一条直线上，以重心线的中线为轴线。235b. 无竖腹杆的节点板，当 ct 10f y时，可将60235f yN1N2eehmax当 e 0.05 hmax ，忽略附加弯矩，当 e 0.05 h

26、 max ，不能忽略附加弯矩，42每杆弯矩2.节点的计算与构造.无节点荷载的下弦节点 一个腹杆与节点板焊缝长度然后分配于肢背、肢尖。M (N2 N1 ) e该弯矩由节点处的各杆共同承担MMK i KiilE I iKil K E I i其中： i节点处所有杆件线刚度之和N1 N2100mmffw2 0.7hf N l w下弦杆内力差 N = N1 - N2 由角钢与节点板间焊缝承 受，N 较小，一般构造焊缝即可满足。若截面由毛截面确定，且接近满应力，即N A f ，当 下弦连支撑处栓孔削弱截面时，强度无法满足，怎么办 ?43的四条焊缝共同承担。. 有集中荷载的上弦节点a. 无檩情况通过节点板补

27、强，即节点板外边缘距孔100mm即 可。若下弦作用有集中荷载时，此集中荷载由e肢背p 、肢尖N1N2P 对焊缝中心有偏心，弯矩 M = Pe因无檩时坡度小，偏心 e 小，所以忽略M 。P 作用下，肢背、肢尖P四条焊缝平均受力，相当于fw p4 0.7 hlkN 12 0.7h f lwfN) 21.22( P 2f w正面焊缝：内力差N作用下，肢背焊缝： N44b.有檩情况采用塞焊缝，质量较差，将塞焊缝假定为两条假定塞焊缝仅均匀地承受 p ，肢尖焊缝承担杆力差和偏心弯矩， 杆力差N = N1-N2（N1N2），pN1N2eeab0.5t缩进尺寸tt：节点板厚h t2的角焊缝，f 1ffp f

28、wf (20.7 h f 1 lw1) 1.0可偏安全地取 f偏心弯矩M p e N eNNfw2 0.7 hl26 Mfw2 0.7 hlfwf2N2( M) 1.22N作用下，焊缝上各点受力均匀M作用下，a、b两点受力最大 M45.弦杆的拼接节点一般拼接角钢与弦杆截面相同。 为连接紧密，拼接角钢要铲棱切肢。 为避免应力集中，肢宽大于130mm时，要切角，水平肢同。上拼接角钢传递左、右段弦杆内力，由焊缝将弦杆内 力传到拼接角钢上，缝一侧共四条焊缝，每条焊缝长度为通过拼接角钢将弦杆连起来，N2N1工地拼接：一般在节点处，分为工厂拼接：多为杆件长度不够，一般不在节点处铲棱切肢(t+hf+5)mm

29、rrrwfffl w12 h4 0.7hf N max拼接角钢长度 L 2lw1 10mm (40 60) cm铲棱切肢削弱一般不超过15 ，跨度大，取大值46对下弦，削弱部分由节点板承担，节点板与弦杆之间的焊缝受力为：力取 0.15Nmax 和相邻弦杆内 力差的大值。头的承载力。针对右图情况，上弦杆与节点板的焊缝仅按传递集中力P 计算即可。N2N1fwffw 1max 2 0.7hlk 0.15N若弦杆削弱超过15，则用厚一级的拼接角钢。 若连接不在节点处，无节点板，则需设填板。对于受压上弦杆，因为上弦杆截面积由稳定控制，此 时采用毛截面，所以拼接角钢面积的削弱一般不会降低接pN1N247屋

30、脊节点：上弦杆与节点板焊接，按正面拼接角钢与弦杆间的焊缝计算同下弦拼接节点。拼接角钢一般热弯成型，若坡度 较大时，采用钻孔后成型。当桁架的跨度较大时，需将桁架分成两个运输单元，在屋脊节点和跨中节点设置工地拼接。 左半跨跨中处的上弦、斜腹杆和竖杆与节点板的连接及下弦、竖杆与节点板的连接为工厂焊缝，右半跨跨中处 的上弦、斜腹杆与节点板的连接及下弦、竖杆与节点板的连接为工地焊缝。为便于现场安装，拼接角钢要设置安装螺栓。焊缝计算，一条焊缝的长度为：N1N1Pfwff8 0.7 hfp 2N 1sin l 2 h切去48加劲肋：设在支座节点中心处，使其轴线与支座反力作用线重合，锚栓锚栓孔为（22.5）d

31、，d锚栓（2025）mm h下弦水平肢的宽度 h130 mm水平力在节点板上平衡支座节点的设计原理同轴心受压柱。与节点板同高，与节点板同厚。 加强底板，加强支座节点侧向刚度。11Rh1-1.支座节点支座节点包括：节点板、加劲肋、底板、锚栓。h应满足便于底板与节点板施焊。传力途径：竖向力节点板底板加劲肋柱子R/4底板短边200 mm，但厚度14 mm。桁架端竖杆轴线与支座加劲肋位置发生冲突，解决这个问题的常见做法是 将端竖杆偏离轴线位置，如图。也可将端竖杆放在加劲肋的左侧，如右图。在保证施焊的前提下，端 竖杆角钢的肢背应尽量靠近加 劲肋，以减小端竖杆偏心的不 利影响。11Rh 1-14911Rh

32、1-1f6 Mmax底板厚度通过抗弯计算确定，t1 max31按三边简支公式计算弯矩，M M q a2四.钢屋架施工图的绘制. 在图中适当位置（习惯在左上角）以较小比例绘出 屋架简图，注明屋架的几何尺寸、计算杆力和起拱 要求。. 根据屋架的几何尺寸绘出屋架杆件的轴线，杆件轴 线比例尺一般采用 1：201：30。支座竖向轴线左侧的轴线长度比例尺要比轴线比例 尺放大一倍，一般为1：101：15。. 根据所选定的杆件截面绘出截面宽度，所用比例尺 要比轴线比例尺放大一倍，一般为1：101：15。. 根据杆与杆间距的要求，确定杆件端部的位置；根据杆与节点板间焊缝长度的要求确定节点板的尺50寸，在节点板范

33、围内所用比例尺为1：101：15。. 绘制屋架上、下弦杆的平面图及其它必要的剖面图、 侧视图、节点和零件大样详图。对于连支撑和不连支 撑的屋架可用一张施工图表示，在图中注明哪些编号 的屋架有此栓孔和无此栓孔，并标注栓孔位置。. 标注尺寸，包括注明所有板件和杆件的定位尺寸、孔 洞位置及对工厂加工、工地施工的所有要求。. 施工图中的各零部件应加以详细编号，其次序按主 要、次要、上下、左右排列。对于两个形状、尺寸相 同仅栓孔位置属于镜面对称的零件，编同一个号码， 但要在材料表中注以正、反字样以示区别。. 编制材料表及说明。说明中应包括钢材标号、焊条型 号、焊接方法及焊缝质量要求，防腐、防锈要求，以5

34、1及运输、安装和制造要求等。52思考题1.简述有檩屋盖、无檩屋盖的特点？屋盖支撑体系包括什么？为什么要设置屋盖支撑体系屋架杆件的截面形式是如何确定的？为什么要进行施工阶段上弦杆稳定验算？屋架支座处竖向力、水平力是如何传递的？53单位力521bagRA图解法：0.511cd341e0.5811f91012RB67acdfg eb(1)按比例准确画出屋架图，并施加半跨单位荷载；将钢屋架分区，屋架外侧每隔一个力为一个区， 以字母表示，屋架内侧每隔一根杆件为一个区，以数字表示；画出单位力的比例；在竖轴上按比例依次画出屋架外 侧区域所确定的点；画出屋架内侧区域所确定的点，例如b1杆为零杆，1 区所确定

35、的点重合于 b 点，通过1点作 12 杆的 平行线，2区所确定的点必在此线上，542 区和g 区有关系，通过 g 区所确定的点 g 作 g 2杆即下弦杆以此类推，可 依次画出屋架内侧区域所确定的点。6.两个区域所确定的点的连线长度即为两个区域所夹杆件的内力（ 需按力的比例尺量出）；235679(10)128114521b的平行线， a 交于12 杆的 平行线，交点 即为 2 区所确 定的点。gRA0.511cd341e0.5811f91012RB67acdfg eb(1)557.判断杆件受力性质。以 C点为研 究对象，应顺时针读杆件编号，即杆应读为32，若以 D点 为研究对象， 应顺时针读杆

36、件编号，即杆 应读为23，为拉杆。b (1)acdfg e235679(10)1281141bgRA如判断23杆，0.51cd1e0.58f9101112RB67BaAD1C2F5E34以C点为研究对象，将屋架图中的 32 杆移至下图 中，读32 时，方向远离3点，即为拉杆。以D点为研究 对象，移至下图中，读 23 时，方向远离 2点，也判断类似可以判断所有杆件的拉压性56钢结构课程设计任务书设计18M跨焊接梯形钢屋架 一、教学要求：正确布置钢屋架的支撑；掌握钢屋架的设计步骤和方法；能正确绘制钢屋架施工图。 二、设计资料：某地一金工车间，长90m，跨度18m，柱距6m，柱顶标高10m，山墙处采

37、用封闭结合，车间内设有两台20t / 3t中级工作制桥式吊车。采用梯形钢屋架，1.56m 预应力 钢筋混凝土大型屋面板，膨胀珍珠岩制品保温层（容重为 4kN/，厚度见下表），卷材屋面，屋面坡度i =1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级 C 20 。三、设计内容：确定屋架型式尺寸，选择钢材及连接材料；布置屋盖支撑并按比例绘出支撑布置图；用图解法求杆力系数；荷载汇集；杆力组合（填附表1）；6) 选择杆件截面（填附表2）；节点设计；绘制施工图；计算书一份。车间地点哈尔滨伊春吉林通化保温层厚度(cm)81012灰荷载( kN/m2)05ABCDEFGabcd 5758课

38、程设计时间：两周 答辩时间：详见通知设计内容：详见设计任务书 设计要求：本设计是钢结构课程的基本设计训练，是钢结构课程学习的重要一环，通过本课程设计的训练，使学生具有进 行较复杂钢结构设计的能力，同时也为学生从事钢结构制 造、钢结构安装工作打下必要的基础。设计图纸：钢结构课程设计统一使用标准 2 号图纸，图纸右下角应具有标准图签。图纸使用铅笔绘制。图中内容必须和设 计计算书相一致，要求内容完整，表达正确，布图合理，线条清晰，图面整洁，字迹工整。钢 结 构 课 程 设 计 要 求59设计计算书：设计计算书应使用学校统一印制的本科生课程设计（论文）纸手写。要求内容完整、正确、字迹工整，计算书装订在左 侧。计算书应包括全部计算内容，内容的顺序为：封面；设计任务书；目录；屋盖支撑布置图；荷载计算；桁架内力图解法手绘图（要求用坐标纸）；杆件内力组合表；8.杆件截面选用表及相应的计算内容；60课程设计答辩：课程设计答辩应携带本人的设计图纸和计算书参加，其内容应符合上述要求。答辩成绩由设计图纸完成的质量、计算书内容的正确性和回答问题的正确性三部分组成。学生在答辩前应认真 准备。全体同学应认真对待并积极参加设计工作，按进度要