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1、钢结构厂房本讲稿第一页，共六十四页1.1厂房结构的形式与布置厂房结构的形式与布置1.1.1厂房结构的组成厂房结构的组成 厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁（或桁架）、各种支厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁（或桁架）、各种支厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁（或桁架）、各种支厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁（或桁架）、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系，如撑以及墙架等构件组成的空间体系，如撑以及墙架等构件组成的空间体系，如撑以及墙架等构件组成的空间体系，如图图图图1.11.11.11.1所示。这些构件所示。这些构件所示。这些构件所示。这些构件按其所起作用可分为下面几类按其所起作用可
2、分为下面几类按其所起作用可分为下面几类按其所起作用可分为下面几类：横向框架横向框架横向框架横向框架 屋盖结构屋盖结构屋盖结构屋盖结构 支撑体系（屋盖部分支撑和柱间支撑支撑体系（屋盖部分支撑和柱间支撑支撑体系（屋盖部分支撑和柱间支撑支撑体系（屋盖部分支撑和柱间支撑 作用：承作用：承作用：承作用：承载载载载 连系）连系）连系）连系）吊车梁和制动梁（或制动桁架）吊车梁和制动梁（或制动桁架）吊车梁和制动梁（或制动桁架）吊车梁和制动梁（或制动桁架）墙架墙架墙架墙架 厂房结构演示厂房结构演示厂房结构演示厂房结构演示本讲稿第二页，共六十四页1屋架屋架2托架托架3上弦横向支撑上弦横向支撑4制动桁架制动桁架5横
3、向平面框架横向平面框架6吊车梁吊车梁7屋架竖向支撑屋架竖向支撑8檩条檩条9、10柱间支撑柱间支撑11框架柱框架柱12中间柱中间柱13墙架梁墙架梁图图1.1厂房结构示例厂房结构示例本讲稿第三页，共六十四页1.1.2厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤 确定厂房的功能：由工艺要求和建筑要求确定建确定厂房的功能：由工艺要求和建筑要求确定建确定厂房的功能：由工艺要求和建筑要求确定建确定厂房的功能：由工艺要求和建筑要求确定建筑方案。筑方案。筑方案。筑方案。结构的设计：结构方案布置结构的设计：结构方案布置结构的设计：结构方案布置结构的设计：结构方案布置荷载的计算荷载的计算荷载的计算荷载的计算内力分析内力分
4、析内力分析内力分析构件的设计构件的设计构件的设计构件的设计施工图施工图施工图施工图1.1.3柱网和温度伸缩缝的布置柱网和温度伸缩缝的布置 1.1.3.1柱网布置柱网布置 满足生产工艺的要求满足生产工艺的要求满足生产工艺的要求满足生产工艺的要求 满足结构方面的要求满足结构方面的要求满足结构方面的要求满足结构方面的要求 符合经济合理的要求符合经济合理的要求符合经济合理的要求符合经济合理的要求 符符符符合合合合柱柱柱柱距距距距规规规规定定定定要要要要求求求求（按按按按厂厂厂厂房房房房建建建建筑筑筑筑统统统统一一一一化化化化基基基基本本本本规规规规则则则则和和和和建筑统一模数制建筑统一模数制建筑统一模
5、数制建筑统一模数制的规定：结构构件的的规定：结构构件的的规定：结构构件的的规定：结构构件的本讲稿第四页，共六十四页 统统统统一一一一化化化化和和和和标标标标准准准准化化化化可可可可降降降降低低低低制制制制作作作作和和和和安安安安装装装装的的的的工工工工作作作作量量量量。对对对对厂厂厂厂房房房房横横横横向向向向，当当当当厂厂厂厂房房房房跨跨跨跨度度度度L18mL18m时时时时，其其其其跨跨跨跨度度度度宜宜宜宜采采采采用用用用3m3m的的的的倍倍倍倍数数数数；当当当当厂厂厂厂房房房房跨跨跨跨度度度度L L18m18m时时时时，其其其其跨跨跨跨度度度度宜宜宜宜采采采采用用用用6m6m的的的的倍倍倍倍
6、数数数数。只只只只有有有有在在在在生生生生产产产产工工工工艺艺艺艺有有有有特特特特殊殊殊殊要要要要求求求求时时时时，跨跨跨跨度度度度才才才才采采采采用用用用21m21m、27m27m、33m33m等等等等。对对对对厂厂厂厂房房房房纵纵纵纵向向向向，以以以以前前前前基基基基本本本本柱柱柱柱距距距距一一一一般般般般采采采采用用用用6m6m或或或或12m12m；现现现现在在在在采采采采用用用用压压压压型型型型钢钢钢钢板板板板作作作作屋屋屋屋面面面面和和和和墙墙墙墙面面面面材材材材料料料料的的的的厂厂厂厂房房房房日日日日益益益益广广广广泛泛泛泛，常常常常以以以以18m18m甚甚甚甚至至至至24m24m
7、作作作作为为为为基基基基本本本本柱柱柱柱距距距距。多多多多跨跨跨跨厂厂厂厂房房房房的的的的中中中中列列列列柱柱柱柱，常常常常因因因因工工工工艺艺艺艺要要要要求求求求需需需需要要要要“拔拔拔拔柱柱柱柱”，其其其其柱柱柱柱距距距距为为为为基基基基本本本本柱柱柱柱距距距距的倍数，最大可达的倍数，最大可达的倍数，最大可达的倍数，最大可达48m48m）。）。）。）。本讲稿第五页，共六十四页 1.1.3.2温度伸缩缝布置温度伸缩缝布置 厂厂厂厂房房房房平平平平面面面面尺尺尺尺寸寸寸寸较较较较大大大大时时时时，因因因因温温温温度度度度变变变变化化化化使使使使上上上上部部部部结结结结构构构构产产产产生生生生横
8、横横横向向向向和和和和纵纵纵纵向向向向的的的的变变变变形形形形，使使使使柱柱柱柱内内内内产产产产生生生生弯弯弯弯曲曲曲曲应应应应力力力力，并并并并可可可可能能能能导导导导致致致致屋屋屋屋面面面面和和和和墙墙墙墙面面面面破破破破裂裂裂裂。因因因因此此此此为为为为避避避避免免免免产产产产生生生生过过过过大大大大的的的的温温温温度度度度变变变变形形形形和和和和温温温温度度度度应应应应力力力力，应应应应在在在在厂厂厂厂房房房房的的的的横横横横向向向向或或或或纵纵纵纵向向向向设置温度伸缩缝。设置温度伸缩缝。设置温度伸缩缝。设置温度伸缩缝。布布布布置置置置主主主主要要要要决决决决定定定定于于于于厂厂厂厂房
9、房房房的的的的纵纵纵纵向向向向和和和和横横横横向向向向长长长长度度度度根根根根据据据据使使使使用用用用经经经经验验验验和和和和理理理理论论论论分分分分析析析析，钢钢钢钢结结结结构构构构设设设设计计计计规规规规范范范范规规规规定定定定，当当当当温温温温度度度度区区区区段段段段长长长长度度度度不不不不超超超超过过过过表表表表1.11.1的的的的数数数数值值值值时时时时，可可可可不不不不计计计计算算算算温温温温度度度度应力。应力。应力。应力。温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。本讲稿第六页，共六十四页
10、 温温温温 度度度度 区区区区 段段段段 长长长长 度度度度 值值值值 表表表表1.1 1.1 结构情况结构情况结构情况结构情况 温度区段长度（温度区段长度（温度区段长度（温度区段长度（mm）纵向温度区段纵向温度区段纵向温度区段纵向温度区段（垂直于屋架或构架跨（垂直于屋架或构架跨（垂直于屋架或构架跨（垂直于屋架或构架跨度方向）度方向）度方向）度方向）横向温度区段（沿横向温度区段（沿横向温度区段（沿横向温度区段（沿屋架或构架跨度方屋架或构架跨度方屋架或构架跨度方屋架或构架跨度方向）向）向）向）支座斜支座斜支座斜支座斜杆和支杆和支杆和支杆和支座竖杆座竖杆座竖杆座竖杆 其他腹其他腹其他腹其他腹杆杆杆
11、杆 采暖房屋和非采暖地区的房屋采暖房屋和非采暖地区的房屋采暖房屋和非采暖地区的房屋采暖房屋和非采暖地区的房屋 220220120120150150热车间和采暖地区的非采暖房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋 180180100100125125 露天结构露天结构露天结构露天结构120120本讲稿第七页，共六十四页1.2厂房结构的框架形式厂房结构的框架形式 厂房的主要承重结构通常采用框架体系，困为框厂房的主要承重结构通常采用框架体系，困为框厂房的主要承重结构通常采用框架体系，困为框厂房的主要承重结构通常采用框架体系，困为框架体系的横向刚度较大，
12、且能形成矩形的内部空架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接 柱顶可分为铰接和刚接两类柱顶可分为铰接和刚接两类柱顶可分为铰接和刚接两类柱顶可分为铰接和刚接两类 铰接铰接铰接铰接 对基础不均匀沉陷及温度影响敏感性小对基础
13、不均匀沉陷及温度影响敏感性小对基础不均匀沉陷及温度影响敏感性小对基础不均匀沉陷及温度影响敏感性小 ，节点构造容易处理节点构造容易处理节点构造容易处理节点构造容易处理 ，屋架端部不产生弯矩，屋架端部不产生弯矩，屋架端部不产生弯矩，屋架端部不产生弯矩 ，下，下，下，下弦杆始终受拉弦杆始终受拉弦杆始终受拉弦杆始终受拉 。柱顶铰接时下柱的弯矩较大，。柱顶铰接时下柱的弯矩较大，。柱顶铰接时下柱的弯矩较大，。柱顶铰接时下柱的弯矩较大，厂房横向刚度差厂房横向刚度差厂房横向刚度差厂房横向刚度差 刚接刚接刚接刚接 厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度厂房较高，吊车的起重量大，
14、对厂房刚度厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高时，钢结构的单跨厂房常采用柱顶刚接要求较高时，钢结构的单跨厂房常采用柱顶刚接要求较高时，钢结构的单跨厂房常采用柱顶刚接要求较高时，钢结构的单跨厂房常采用柱顶刚接方案方案方案方案 本讲稿第八页，共六十四页1.2.1横向框架主要尺寸和计算简图横向框架主要尺寸和计算简图 1.2.1.11.2.1.1主要尺寸主要尺寸主要尺寸主要尺寸 框架的主要尺寸见图框架的主要尺寸见图框架的主要尺寸见图框架的主要尺寸见图1.31.3所示。所示。所示。所示。框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离框架的跨度，一般取为上
15、部柱中心线间的横向距离框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离 (1.1)(1.1)式中式中式中式中桥式吊车的跨度；桥式吊车的跨度；桥式吊车的跨度；桥式吊车的跨度；S S由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离（图由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离（图由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离（图由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离（图1.41.4），应满足下式），应满足下式），应满足下式），应满足下式要求：要求：要求：要求：（1.21.2）B B吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；D D吊车外缘和柱内边缘之间的必
16、要空隙：当吊车起重量不大于吊车外缘和柱内边缘之间的必要空隙：当吊车起重量不大于吊车外缘和柱内边缘之间的必要空隙：当吊车起重量不大于吊车外缘和柱内边缘之间的必要空隙：当吊车起重量不大于500KN500KN时，不宜小于时，不宜小于时，不宜小于时，不宜小于80mm80mm；当吊车起重量大于或等于；当吊车起重量大于或等于；当吊车起重量大于或等于；当吊车起重量大于或等于750KN750KN时，时，时，时，不宜小于不宜小于不宜小于不宜小于100mm100mm；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则；当在吊车和柱之间需要设置安全
17、走道时，则D D不不不不得小于得小于得小于得小于400mm400mm。上段柱宽度。上段柱宽度。上段柱宽度。上段柱宽度。S S的取值：对于中型厂房一般采用的取值：对于中型厂房一般采用的取值：对于中型厂房一般采用的取值：对于中型厂房一般采用0.75m0.75m或或或或1m1m，重型厂房则为，重型厂房则为，重型厂房则为，重型厂房则为1.25m1.25m甚至达甚至达甚至达甚至达2.0m2.0m。本讲稿第九页，共六十四页框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离：式中地面至柱脚底面的距离。地面至吊车轨顶的高度，由工艺要求决定；吊车轨顶至屋架下弦底面的距离 本讲稿第十页，共六十四
18、页 1.2.1.2计算简图 单层厂房框架是由柱和屋架（横梁）组成，各个单层厂房框架是由柱和屋架（横梁）组成，各个框架之间有屋面板或檩条、托架、屋盖支撑等纵框架之间有屋面板或檩条、托架、屋盖支撑等纵向构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工向构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工作的结构，应按空间工作计算才比较合理和经济，作的结构，应按空间工作计算才比较合理和经济，但由于计算较繁，工作量大，所以通常均简化为但由于计算较繁，工作量大，所以通常均简化为单个的平面框架（图单个的平面框架（图1.51.5）来计算。横向框架的）来计算。横向框架的计算简图计算简图 有两种类型，分为柱顶铰接和柱顶刚有两种类型
19、，分为柱顶铰接和柱顶刚接接 横向框架的计算高度取值分为四种情况，详见图横向框架的计算高度取值分为四种情况，详见图1.61.6 框架的计算跨度框架的计算跨度L L（或（或L1L1、L2L2）取为两上柱由线）取为两上柱由线之间的距离。之间的距离。本讲稿第十一页，共六十四页本讲稿第十二页，共六十四页本讲稿第十三页，共六十四页1.2.2横向框架的荷载和内力横向框架的荷载和内力 1.2.2.11.2.2.1荷载荷载荷载荷载 作用在横向框架上的荷载可分为作用在横向框架上的荷载可分为作用在横向框架上的荷载可分为作用在横向框架上的荷载可分为永久荷载永久荷载永久荷载永久荷载和和和和可变荷可变荷可变荷可变荷载载载
20、载两种。两种。两种。两种。永久荷载永久荷载永久荷载永久荷载有：屋盖各级组织主、柱、吊车梁系统、墙架、有：屋盖各级组织主、柱、吊车梁系统、墙架、有：屋盖各级组织主、柱、吊车梁系统、墙架、有：屋盖各级组织主、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及设备管道和的自重。这些重量可参考有关资料、表墙板及设备管道和的自重。这些重量可参考有关资料、表墙板及设备管道和的自重。这些重量可参考有关资料、表墙板及设备管道和的自重。这些重量可参考有关资料、表格、公式进行估计。格、公式进行估计。格、公式进行估计。格、公式进行估计。可变荷载可变荷载可变荷载可变荷载有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均
21、布活荷有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震荷载等。这些荷载可由荷载规范和载、吊车荷载、地震荷载等。这些荷载可由荷载规范和载、吊车荷载、地震荷载等。这些荷载可由荷载规范和载、吊车荷载、地震荷载等。这些荷载可由荷载规范和吊车规格查得。吊车规格查得。吊车规格查得。吊车规格查得。1.2.2.21.2.2.2内力分析和内力组合内力分析和内力组合内力分析和内力组合内力分析和内力组合 框架内力分析可按结构力学的方法进行，也可利用框架内力分析可按结构力学的方法进行，也可利用框架内力分析可按结构力学的方法进行，也可利用框架内力分析可按结构力学的方法进行，
22、也可利用现成的图表或计算机程序分析框架内力。现成的图表或计算机程序分析框架内力。现成的图表或计算机程序分析框架内力。现成的图表或计算机程序分析框架内力。本讲稿第十四页，共六十四页 为了计算框架构件截面，必须将框架在各种荷载作用下所为了计算框架构件截面，必须将框架在各种荷载作用下所为了计算框架构件截面，必须将框架在各种荷载作用下所为了计算框架构件截面，必须将框架在各种荷载作用下所产生的内力进行最不利组合。列出上、下段柱的上下端截产生的内力进行最不利组合。列出上、下段柱的上下端截产生的内力进行最不利组合。列出上、下段柱的上下端截产生的内力进行最不利组合。列出上、下段柱的上下端截面中的弯矩面中的弯矩
23、面中的弯矩面中的弯矩MM、轴向力、轴向力、轴向力、轴向力N N和剪力和剪力和剪力和剪力V V。此外还包括柱脚锚固。此外还包括柱脚锚固。此外还包括柱脚锚固。此外还包括柱脚锚固螺栓的计算内力。螺栓的计算内力。螺栓的计算内力。螺栓的计算内力。每个截面必须组合出每个截面必须组合出每个截面必须组合出每个截面必须组合出MmaxMmax和相应的和相应的和相应的和相应的N N、V V；MmaxMmax和相应的和相应的和相应的和相应的N N、V V；NmaxNmax和相应的和相应的和相应的和相应的MM、V V。对柱脚锚栓则应组合出可能出现的最大拉力：即对柱脚锚栓则应组合出可能出现的最大拉力：即对柱脚锚栓则应组合
24、出可能出现的最大拉力：即对柱脚锚栓则应组合出可能出现的最大拉力：即MmaxMmax和和和和相应的相应的相应的相应的N N、V V；MmaxMmax和相应的和相应的和相应的和相应的N N、V V。柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组柱与屋架刚接时，应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组合。合。合。合。最不利组合可分为四组最不利组合可分为四组最不利组合可分为四组最不利组合可分为四组：第一组组合使屋架下弦杆：第一组组合使屋架下弦杆：第一组组合使屋架下弦杆：第一组组合使屋架下弦杆产生最大压力产
25、生最大压力产生最大压力产生最大压力 图图图图1.7(a)1.7(a)；第二组组合使屋架上弦杆产生；第二组组合使屋架上弦杆产生；第二组组合使屋架上弦杆产生；第二组组合使屋架上弦杆产生最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力最大压力，同时也使下弦杆产生最大拉力 图图图图1.7(b)1.7(b)；第；第；第；第三、四组组合使腹杆产生最大拉力或最大压力三、四组组合使腹杆产生最大拉力或最大压力三、四组组合使腹杆产生最大拉力或最大压力三、四组组合使腹杆产生最大拉力或最大压力 图图图图1.7(c)1.7(c)、(d)(d)。本讲稿第十五页，
26、共六十四页在内力组合中，采用简化规则由可变荷载效应控制的组合：在内力组合中，采用简化规则由可变荷载效应控制的组合：当只有一个可变荷载参与组合时，组合值系数取当只有一个可变荷载参与组合时，组合值系数取1.0，即：，即：恒可变荷载；当有两个或两个以上可变荷载参与组合时，恒可变荷载；当有两个或两个以上可变荷载参与组合时，组合值系数取组合值系数取0.9，即：恒，即：恒0.9（可变荷载（可变荷载1可变荷载可变荷载2）。）。在地震区应参照建筑抗震设计规范进行偶然组合。对单在地震区应参照建筑抗震设计规范进行偶然组合。对单层吊车的厂房，当对采用两台及两台以上吊车的竖向和水平层吊车的厂房，当对采用两台及两台以上
27、吊车的竖向和水平荷载组合时，应根据参与组合的吊车台数及其工作制，乘以荷载组合时，应根据参与组合的吊车台数及其工作制，乘以相应的折减系数相应的折减系数本讲稿第十六页，共六十四页1.2.3 框架柱的类型框架柱的类型 框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。详见图离式柱三大类。详见图离式柱三大类。详见图离式柱三大类。详见图1.81.8本讲稿第十七页，共六十四页1.3支撑体系 平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不平
28、面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。（图（图（图（图1.91.9）。）。）。）。厂房支撑体系可分为屋盖支撑和柱间支撑两部分：厂房支撑体系可分为屋盖支撑和柱间支撑两部分：厂房支撑体系可分为屋盖支撑和柱间支撑两部分
29、：厂房支撑体系可分为屋盖支撑和柱间支撑两部分：本讲稿第十八页，共六十四页本讲稿第十九页，共六十四页1.3.1屋盖支撑的种类和作用屋盖支撑的种类和作用 1.3.1.1屋盖支撑的种类1.3.1.2屋盖支撑的作用 保证屋盖的整体性，提高空间刚度保证屋盖的整体性，提高空间刚度 仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为定的体
30、系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。组成组成组成组成上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑下
31、弦横向水平支撑下弦横向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑垂直支撑垂直支撑垂直支撑垂直支撑系杆系杆系杆系杆 本讲稿第二十页，共六十四页 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。算长度。算长度。算长度。承担和传递水平荷载（如纵向
32、和横向风荷载、悬挂吊车水承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）平荷载和地震作用等）平荷载和地震作用等）平荷载和地震作用等）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 屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进
33、行其他构件的安装。空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。本讲稿第二十一页，共六十四页1.3.2屋盖支撑的布置 1.3.2.11.3.2.1上弦横向支撑上弦横向支撑 （见图（见图1.101.10）组成组成 ：屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆 作用：作用：保证屋架侧向刚度和屋盖的空间刚度，减小上弦在平面外计算保证屋架侧向刚度和屋盖的空间刚度，减小上弦在平面外计算长度，承受和传递端墙的风荷载。长度，承受和传递端墙的风荷载。布置：布置：端部第一或第二开间。当布置在
34、第二开间时，端屋架需端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。（有时因天窗架从第二开间起设。）载传递。（有时因天窗架从第二开间起设。）横向支撑间距大于横向支撑间距大于60m60m时，中间增设。时，中间增设。屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需大型屋面板起系杆的作
35、用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需布置。布置。本讲稿第二十二页，共六十四页 1.3.2.21.3.2.2下弦横向水平支撑（见图下弦横向水平支撑（见图下弦横向水平支撑（见图下弦横向水平支撑（见图1.101.10）组成：组成：组成：组成：屋架下弦杆、斜杆、系杆屋架下弦杆、斜杆、系杆屋架下弦杆、斜杆、系杆屋架下弦杆、斜杆、系杆 作用：作用：作用：作用：山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、悬挂吊车山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、悬挂吊车山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、悬挂吊车山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、悬挂吊车的水平力和地震引起的水平力，减小下弦的平面外计算的水平力和地震
36、引起的水平力，减小下弦的平面外计算的水平力和地震引起的水平力，减小下弦的平面外计算的水平力和地震引起的水平力，减小下弦的平面外计算长度，减小下弦的振动。长度，减小下弦的振动。长度，减小下弦的振动。长度，减小下弦的振动。布置：布置：布置：布置：屋架跨度大于屋架跨度大于屋架跨度大于屋架跨度大于18m18m时时时时 屋架下弦设有悬挂吊车时屋架下弦设有悬挂吊车时屋架下弦设有悬挂吊车时屋架下弦设有悬挂吊车时 抗风柱支承在屋架下弦时抗风柱支承在屋架下弦时抗风柱支承在屋架下弦时抗风柱支承在屋架下弦时 屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑屋架下弦设通长纵
37、向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑 本讲稿第二十三页，共六十四页 图图图图1.101.10上弦横向水平支撑和下线横向水平支撑上弦横向水平支撑和下线横向水平支撑上弦横向水平支撑和下线横向水平支撑上弦横向水平支撑和下线横向水平支撑本讲稿第二十四页，共六十四页1.3.2.31.3.2.3下弦纵向水平支撑（见图下弦纵向水平支撑（见图下弦纵向水平支撑（见图下弦纵向水平支撑（见图1.111.11）组成：组成：组成：组成：系杆、斜杆系杆、斜杆系杆、斜杆系杆、斜杆 作用：作用：作用：作用：增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车横向水平制动力。增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车
38、横向水平制动力。增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车横向水平制动力。增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车横向水平制动力。布置：布置：布置：布置：屋架两边，与横向支撑形成封闭框。屋架两边，与横向支撑形成封闭框。屋架两边，与横向支撑形成封闭框。屋架两边，与横向支撑形成封闭框。有重级工作制吊车或起重量较大的中、轻工作制吊车时，有重级工作制吊车或起重量较大的中、轻工作制吊车时，有重级工作制吊车或起重量较大的中、轻工作制吊车时，有重级工作制吊车或起重量较大的中、轻工作制吊车时，有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时，有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时，有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时，有振动设备、屋架下弦有
39、吊轨、有托架时，房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑本讲稿第二十五页，共六十四页1.3.2.31.3.2.3垂直支撑（见图垂直支撑（见图垂直支撑（见图垂直支撑（见图1.121.12）组成：组成：组成：组成：系杆、斜杆系杆、斜杆系杆、斜杆系杆、斜杆 作用：作用：作用：作用：使相邻屋架形成几何不变的空间体系，保证侧向稳定。使相邻屋架形成几何不变的空间体系，保证侧向稳定。使相邻屋架形成几何不变的空间体系，保
40、证侧向稳定。使相邻屋架形成几何不变的空间体系，保证侧向稳定。布置位置：布置位置：布置位置：布置位置：设有上弦横向支撑的开间内，每隔设有上弦横向支撑的开间内，每隔设有上弦横向支撑的开间内，每隔设有上弦横向支撑的开间内，每隔4 45 5个开间布置一道。个开间布置一道。个开间布置一道。个开间布置一道。布置原则布置原则布置原则布置原则:（1 1）梯形或平行弦屋架）梯形或平行弦屋架）梯形或平行弦屋架）梯形或平行弦屋架 无天窗，跨度无天窗，跨度无天窗，跨度无天窗，跨度l30ml30ml30m，布置在屋架两端、跨度，布置在屋架两端、跨度，布置在屋架两端、跨度，布置在屋架两端、跨度l/3l/3处处处处 。本讲
41、稿第二十六页，共六十四页 有天窗、跨度有天窗、跨度有天窗、跨度有天窗、跨度l30ml30m，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、跨中、天窗架两端跨中、天窗架两端跨中、天窗架两端跨中、天窗架两端 。有天窗、跨度有天窗、跨度有天窗、跨度有天窗、跨度l30ml30m，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、，布置在屋架两端、跨度跨度跨度跨度l/3l/3处、天窗架处、天窗架处、天窗架处、天窗架两端两端两端两端 。（2 2）三角形屋架）三角形屋架）三角形屋架）三角形屋架 跨度小于跨度小于跨度小于跨度小于18m18m时，布时，布时，布时，布置在屋架中间置在屋架
42、中间置在屋架中间置在屋架中间 。跨度大于跨度大于跨度大于跨度大于18m18m时，一时，一时，一时，一般视具体情况布置般视具体情况布置般视具体情况布置般视具体情况布置两道两道两道两道 。图图图图1.111.11下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑本讲稿第二十七页，共六十四页图图图图1.121.12垂直支撑的布置和形式垂直支撑的布置和形式垂直支撑的布置和形式垂直支撑的布置和形式本讲稿第二十八页，共六十四页 1.3.2.41.3.2.4垂直支撑垂直支撑垂直支撑垂直支撑 作用：作用：作用：作用：在无支撑的开间处
43、，保证屋架的侧向稳定，减小弦杆的计算长在无支撑的开间处，保证屋架的侧向稳定，减小弦杆的计算长在无支撑的开间处，保证屋架的侧向稳定，减小弦杆的计算长在无支撑的开间处，保证屋架的侧向稳定，减小弦杆的计算长度，传递水平荷载。度，传递水平荷载。度，传递水平荷载。度，传递水平荷载。布置：布置：布置：布置：竖向支撑平面内设通长系杆。竖向支撑平面内设通长系杆。竖向支撑平面内设通长系杆。竖向支撑平面内设通长系杆。水平横向支撑设在第二开间时，端屋架需与第二榀屋架用刚性水平横向支撑设在第二开间时，端屋架需与第二榀屋架用刚性水平横向支撑设在第二开间时，端屋架需与第二榀屋架用刚性水平横向支撑设在第二开间时，端屋架需与
44、第二榀屋架用刚性系杆连接，其余设置刚性或柔性系杆均可。系杆连接，其余设置刚性或柔性系杆均可。系杆连接，其余设置刚性或柔性系杆均可。系杆连接，其余设置刚性或柔性系杆均可。屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。系杆分刚性和柔性系杆分刚性和柔性系杆分刚性和柔性系杆分刚性和柔性 本讲稿第二十九页，共六十四页1.3.3柱间支撑柱间支撑 1.3.3.11.3.3.1柱间支撑的作用柱间支撑的作用柱间支撑的作用柱间支撑的作用 柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为：柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为：柱间
45、支撑与厂房框架柱相连接，其作用为：柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为：组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；地震
46、区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。度。度。度。1.3.3.21.3.3.2柱间支撑的布置位置与原则柱间支撑的布置位置与原则柱间支撑的布置位置与原则柱间支撑的布置位置与原则 在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层
47、支撑。分称为下层支撑。分称为下层支撑。分称为下层支撑。上层支撑上层支撑上层支撑上层支撑 上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁本讲稿第三十页，共六十四页 上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端
48、部，上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，有下层支撑处也应设置上层支撑。有下层支撑处也应设置上层支撑。有下层支撑处也应设置上层支撑。有下层支撑处也应设置上层支撑。下层支撑应该设在温度区段中部下层支撑应该设在温度区段中部下层支撑应该设在温度区段中部下层支撑应该设在温度区段中部 （当吊车位置高而车间总（当吊车位置高而车间总（当吊车位置高而车间总（当吊车位置高而车间总长度又很短时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，长度又很短时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，长度又很短时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力
49、，长度又很短时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对厂房纵向风度却能提高很多而对厂房纵向风度却能提高很多而对厂房纵向风度却能提高很多而对厂房纵向风度却能提高很多 ）当温度区段小于）当温度区段小于）当温度区段小于）当温度区段小于90m90m时，时，时，时，在它的中央设置一道下层支撑在它的中央设置一道下层支撑在它的中央设置一道下层支撑在它的中央设置一道下层支撑 图图图图1.13(a)1.13(a)如果温度区段长度如果温度区段长度如果温度区段长度如果温度区段长度超过超过超过超过90m90m，则在它的，则在它的，则在它的，则在它的1/31/3点处各设一道支撑点处各设一道支撑点处各设一道支撑点处各
50、设一道支撑 图图图图1.13(b)1.13(b)，以免，以免，以免，以免传力路程太长传力路程太长传力路程太长传力路程太长 本讲稿第三十一页，共六十四页1.4屋盖结构 1.4.11.4.1屋盖结构体系屋盖结构体系屋盖结构体系屋盖结构体系 1.4.1.11.4.1.1屋盖结构体系屋盖结构体系 无檩屋盖无檩屋盖无檩屋盖无檩屋盖:无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋架或天屋面板等重型屋面，将屋