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1、3.5.23.5.2柱的截面验算柱的截面验算框架柱按压弯构件进行强度、稳定和刚度验算。框架柱按压弯构件进行强度、稳定和刚度验算。框架平面内计算长度系数确定：框架平面内计算长度系数确定：等截面柱：按有无侧移框架查表。等截面柱：按有无侧移框架查表。阶形柱：阶形柱：1.1.单阶柱单阶柱 2.2.双阶柱双阶柱框架平面外计算长度系数确定：取侧向支撑点间的距离。框架平面外计算长度系数确定：取侧向支撑点间的距离。由两侧吊车梁支座压力差值由两侧吊车梁支座压力差值R=R1-R2所引起的弯矩为：所引起的弯矩为：认为认为My完全由吊车肢承受。假定吊车肢的下端为固定，完全由吊车肢承受。假定吊车肢的下端为固定，上端为铰
2、接，则柱弯矩上端为铰接，则柱弯矩My的变化如图所示，吊车肢的变化如图所示，吊车肢中由中由N和和Mx引起的轴向力：引起的轴向力：吊车肢单独作为承受压力吊车肢单独作为承受压力 和弯矩和弯矩My的压弯构件进行补充验算。的压弯构件进行补充验算。肩梁肩梁 ：将各阶柱段连在一起形成整体。：将各阶柱段连在一起形成整体。单腹臂肩梁单腹臂肩梁 肩梁肩梁 双腹臂肩梁双腹臂肩梁双腹臂肩梁双腹臂肩梁:刚度大，整体性好，刚度大，整体性好，适宜用于柱截面宽度较大（不小于适宜用于柱截面宽度较大（不小于900mm)900mm)的情形。的情形。3.5.3阶形柱变截面处的构造阶形柱变截面处的构造单腹壁式肩梁：单腹壁式肩梁：上下两
3、段柱均为上下两段柱均为实腹柱、下段柱实腹柱、下段柱为格构柱。为格构柱。图图3-29 3-29 单腹壁式肩梁的连接构造单腹壁式肩梁的连接构造双腹壁式肩梁：双腹壁式肩梁：下段柱为格构式柱、拼接刚度要求较高的重型柱。下段柱为格构式柱、拼接刚度要求较高的重型柱。l肩梁惯性矩宜大于上柱的惯性矩；肩梁惯性矩宜大于上柱的惯性矩；l肩梁线刚度与下柱单肢线刚度之比一般宜不小于肩梁线刚度与下柱单肢线刚度之比一般宜不小于2525；l肩梁高跨比可控制在肩梁高跨比可控制在0.350.350.50.5之间；之间；l上柱段翼缘应以开槽口方式直插到肩梁的下翼缘并与上柱段翼缘应以开槽口方式直插到肩梁的下翼缘并与 焊接。焊接。3
4、.5.43.5.4柱脚构造和计算柱脚构造和计算1 1形式和构造形式和构造 图图3-31 3-31 刚接柱脚刚接柱脚2 2计算方法计算方法B=b+2C，靴梁、隔板靴梁、隔板或肋板与底或肋板与底板之间的焊板之间的焊缝缝柱端与底柱端与底板之间的板之间的焊缝焊缝底板底板柱端压力柱端压力底板边缘最大压应力：底板边缘最大压应力：l掌握影响柱网布置的因素；掌握影响柱网布置的因素；l了解厂房柱常用截面形式及应用范围；了解厂房柱常用截面形式及应用范围；l掌握屋盖支撑的布置原则和作用；掌握屋盖支撑的布置原则和作用；l了解肩梁和托梁（托架）的构造形式；了解肩梁和托梁（托架）的构造形式；l掌握柱间支撑的布置原则和作用
5、；掌握柱间支撑的布置原则和作用；结构形式和结构布置小结结构形式和结构布置小结3.6 3.6 普通钢屋架设计普通钢屋架设计1.1.屋架形式及腹杆布置屋架形式及腹杆布置3.6.13.6.1屋架形式和主要尺寸屋架形式和主要尺寸：腹杆形式：腹杆形式：芬克式芬克式人字式人字式豪式豪式再分式再分式交叉式交叉式三角形三角形平行弦平行弦梯形梯形确定屋架形式的原则确定屋架形式的原则 ：满足使用要求：满足使用要求：三角形屋架：三角形屋架：适用于坡度较大适用于坡度较大(1/3(1/31/2)1/2)的有檩屋盖结构中或的有檩屋盖结构中或 中、小跨度的轻型屋面结构中，房屋横向刚度小。中、小跨度的轻型屋面结构中，房屋横向
6、刚度小。弦杆内力变化大，弦杆截面不能充分发挥作用。弦杆内力变化大，弦杆截面不能充分发挥作用。梯形屋架梯形屋架:适用于压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一适用于压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一般在般在1/121/121/81/8，弦杆内力分布较均匀，弦杆截面能，弦杆内力分布较均匀，弦杆截面能较充分发挥作用较充分发挥作用。平行弦屋架：平行弦屋架：杆件类型少，节点构造统一，便于制造，符合工杆件类型少，节点构造统一，便于制造，符合工业化、标准化要求，弦杆内力分布不均匀，用于单业化、标准化要求，弦杆内力分布不均匀，用于单坡屋面的屋架、托架、支撑体系。坡屋面的屋架、托架、支撑体系。受力合理：受力合
7、理：1 1）弦杆：）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大使各节间弦杆的内力相差不太大 。2 2）腹杆：）腹杆：应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数量应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数量 宜少，腹杆总长度也应较小。宜少，腹杆总长度也应较小。短杆受压长杆受拉短杆受压长杆受拉腹杆数量少，腹杆总长度较腹杆数量少，腹杆总长度较小且下弦节点少。小且下弦节点少。斜腹杆受拉，竖腹杆受压合理斜腹杆受压，竖腹杆受拉不合理单向斜杆腹杆体系：单向斜杆腹杆体系：再分式腹杆再分式腹杆减少受压上弦节间尺寸，避减少受压上弦节间尺寸，避 免免节间的附加弯矩节间的附加弯矩，也减少了，也减少了 上弦杆在上弦杆在屋架平面内的长细比屋架平面内的长
8、细比。交叉式腹杆交叉式腹杆主要用于可能从不同方向受力主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。的支撑体系。制造简单及运输与安装方便制造简单及运输与安装方便 杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一 及节点构造形式划一。及节点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合上述要求。平行弦桁架最容易符合上述要求。综合技术经济效果好。综合技术经济效果好。跨度跨度 L工艺及使用要求工艺及使用要求 高度高度 H经济、刚度、运输、坡度等经济、刚度、运输、坡度等2.2.屋架主要尺寸屋架主要尺寸 H0=1.82.1mH(1/61/4)LH(1/101/6)L3.6.23.6.2屋架的设计与构造屋架的
9、设计与构造 1.1.荷载及荷载组合荷载及荷载组合 荷载：永久荷载和可变荷载荷载：永久荷载和可变荷载 荷载组合：荷载组合：永久荷载永久荷载+全跨可变荷载；全跨可变荷载；永久荷载永久荷载+半跨可变荷载；半跨可变荷载；屋架和支撑自重屋架和支撑自重+半跨屋面板重半跨屋面板重+半跨屋面活荷载半跨屋面活荷载2.2.屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算 基本假定：基本假定：屋架的节点为铰接点；屋架的节点为铰接点；屋架所有杆件的轴线平直且汇交于节点中心；屋架所有杆件的轴线平直且汇交于节点中心；荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。l按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用
10、的内按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用的内力分析方法有力分析方法有图解法、解析法、电算图解法、解析法、电算。具体分析时，可先。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。同的荷载组合，列表计算。l节点刚性影响节点刚性影响 节点刚性引起杆件次应力（弯矩）节点刚性引起杆件次应力（弯矩），次应力一般较小，次应力一般较小，不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计入次应力不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计入次应力的影响。的影响。l杆件的内力变号杆件的内力变号 屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，
11、而在半跨荷载时屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。可能受压。半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、施工活荷载半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、施工活荷载（一侧安装大型屋面板）。（一侧安装大型屋面板）。l 节间荷载作用的屋架节间荷载作用的屋架 将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节 点荷载作用的屋架计算各杆内力。点荷载作用的屋架计算各杆内力。节间荷载作用节间荷载作用节点荷载作用节点荷载作用直接承受节间荷载的弦杆为直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（压弯构件（N，M）。局部弯矩局部弯矩 M 理论上应按弹性支座上的连续梁计算。理论上应按弹性支座上的连续梁计算。M0 为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。简化计算：简化计算：0.6M00.8M00.6M0