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1、第9章 单层厂房钢结构第9章 单层厂房钢结构第9章 单层厂房钢结构第一节 单层厂房钢结构的组成及布置原则1 1、单层厂房钢结构的组成 单层厂房钢结构的组成 单层厂房钢结构一般由 单层厂房钢结构一般由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁 屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁（或制动桁架）、各类支撑及墙架（或制动桁架）、各类支撑及墙架等构件组成的空间体系。按 等构件组成的空间体系。按其作用分为：其作用分为：第9章 单层厂房钢结构 1.1.横向框架 横向框架 2.2.屋盖结构 屋盖结构 3.3.支撑体系 支撑体系 4.4.吊车梁和制动梁 吊车梁和制动梁第9章 单层厂房钢结构钢屋盖的类别包括：平面钢屋架第9章 单层厂
2、房钢结构空间桁架：第9章 单层厂房钢结构第9章 单层厂房钢结构 网架第9章 单层厂房钢结构2 2钢屋盖结构的形式、组成及布置 钢屋盖结构的形式、组成及布置 钢屋盖结构通常由 钢屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗 屋面、檩条、屋架、托架和天窗等构件 等构件组成。根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可分为 组成。根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可分为无檩 无檩屋盖体系 屋盖体系和 和有檩屋盖体系 有檩屋盖体系。房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。1.无檩屋盖结构体系
3、：2.有檩屋盖结构体系：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上。常用于轻型屋面材料的情况。第9章 单层厂房钢结构3.天窗架形式4.托架形式第9章 单层厂房钢结构图9.4.2无檩屋盖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空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑 下弦纵向水平支撑 垂直支撑 系杆 组成3 3钢屋盖支撑 钢屋盖支撑第9章 单层厂房钢结构1.上弦横向水平支撑组成：屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆 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长度，承受和传递端墙的风
4、荷载。布置：上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其最大间距为60m，否则在中间应增设一道或几道支撑。有时可将其布置在第二个柱间，但在第一个柱间要设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。第9章 单层厂房钢结构2.下弦横向水平支撑组成：屋架下弦杆、斜杆、系杆作用：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长度，减小下弦的振动。布置：与上弦横向支撑布置在同一开间，形成稳定的空间体系，其最大间距为60m。屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑。第9章 单层厂房钢结构第9章 单层厂房钢结构第9章 单层厂
5、房钢结构3.下弦纵向水平支撑 组成：系杆、斜杆作用：增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车横向水平制动力。布置：屋架两边，与横向支撑形成封闭框。当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支承中间屋架的托架，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。一般情况可以省掉。下弦纵向水平支撑第9章 单层厂房钢结构组成：系杆、斜杆 作用：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：屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。每隔45个开间布置一道。4.垂直支撑第9章 单层厂房钢结构无天窗，跨度l30m，布置在屋架两端、跨度l/3处
6、。布置原则:（1）梯形或平行弦屋架 无天窗，跨度l30m，布置在屋架两端、跨中。a垂直支撑的布置b垂直支撑的布置第9章 单层厂房钢结构有天窗、跨度l30m，布置在屋架两端、跨度l/3处、天窗架两端。有天窗、跨度l30m，布置在屋架两端、跨中、天窗架两端。c垂直支撑的布置d垂直支撑的布置第9章 单层厂房钢结构（2）三角形屋架跨度小于18m时，布置在屋架中间。跨度大于18m时，一般视具体情况布置两道。e垂直支撑的布置f垂直支撑的布置第9章 单层厂房钢结构作用：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。系杆分刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆（只能承受拉力）两种。屋
7、架主要支承节点处的系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。布置：在横向支撑或垂直支撑节点处应沿房屋通长设置系杆。水平横向支撑设在第二柱间时，第一柱间端屋架需与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。屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。5.系杆第9章 单层厂房钢结构 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间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。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
8、杆出平面外的计算长度。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）。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空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。6.6.支撑的作用 支撑的作用第9章 单层厂房钢结构 桁架是由杆件组成的几何不变体，即是指由直杆在杆端相 桁架是由杆件组成的几何不变体，即是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架中的杆件大多 互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，杆件截面上应力分布均匀，材料性能发挥较好，只承受轴向力，杆件截面上应力分布均匀，材料性能发挥较好
9、，从而能节省钢材和减轻结构自重，特别适用于跨度和高度较大 从而能节省钢材和减轻结构自重，特别适用于跨度和高度较大的结构。的结构。桁架在钢结构中应用很广，分为空间桁架和平面桁架两类。桁架在钢结构中应用很广，分为空间桁架和平面桁架两类。网架结构和各种塔架结构为空间桁架，常用的平面桁架如屋架、网架结构和各种塔架结构为空间桁架，常用的平面桁架如屋架、吊车桁架、支撑、桥梁等。平面简支桁架的杆件内力不受支座 吊车桁架、支撑、桥梁等。平面简支桁架的杆件内力不受支座沉降和温度变化的影响，且构造简单、安装方便最为常用。本 沉降和温度变化的影响，且构造简单、安装方便最为常用。本节着重讨论平面简支钢桁架 节着重讨论平面简支钢桁架 屋架的设计 屋架的设计。第二节 桁架的形式和截面设计第9章 单层厂房钢结构1、桁架主要尺寸 跨度：据工艺需要定，一般为3m模数，12、15、18、21、24、27、30、36m等(注意：柱轴线距离)。l0(桁架两端支座反力间的距离)l-（300400mm）高度：根据经济、刚度和建筑要求，以及屋面坡度，运输条件等确定。三角形跨中 h（1/41/6）l 梯形 跨中 h（1/61/10）l，上弦坡度（1/81/12）端部 h01.62.2m（铰接时）h01.82.4m（刚接时）