第三章 钢屋架设计要求

屋盖支撑布置
（1）上弦横向支撑；（2）下弦横向水平支撑；（3）下弦纵向水平支撑； （4）垂直(竖向)支撑；（5）系杆
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§3.3 钢屋盖的支撑系统
(a) 上弦横向水平支撑布置； (b) 下弦横向与纵向水平支撑布置； (c) 天窗架上弦横向水平支撑； (d) 屋架支座与跨中垂直支撑; (e) 天窗架侧竖杆垂直支撑
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§3.1 钢屋盖结构的组成和分类
装配式钢筋混凝土单层厂房结构
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§3.1 钢屋盖结构的组成和分类
天窗的形式有纵向天窗、横向天窗和井式天窗，一般常采用纵向天窗。 纵向天窗则需单独设置天窗架，常见的几种天窗架形式如下图所示。
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§3.4 钢屋架的设计计算
2、截面形式
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屋架的计算跨度
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸
（2）屋架的高度取决于经济、刚度要求和运输界限等三个方面，同时 又和屋面坡度密切相关，有时还受到建筑要求的限制。 屋架高度确定的主要程序： ① 根据屋架的形式和设计经验确定出屋架的端部高度；
② 按屋面材料对屋面坡度的要求确定出屋架的跨中高度；
③ 屋架、支撑和天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载
屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆按第一种荷载组合计算；而跨中附近 的腹杆按第二、三种荷载组合计算，取大值。
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§3.4 钢屋架的设计计算 杆件的截面形式与构造
1、截面选择 ① 为了便于订货和下料，在同一榀屋架中角钢的规格不宜过多，一般
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§3.1 钢屋盖结构的组成和分类
当屋面材料采用瓦楞铁皮、 石棉瓦、波形钢板和钢丝网 水泥板等时，屋面荷载要通 过檩条传给屋架，这种体系 称为有檩屋盖。
有檩屋盖
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸 常用的钢屋架形式
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不宜超过5～6种；
② 为了防止杆件在运输和安装过程中产生弯曲和损坏，角钢的尺寸不 宜小于45×4或56×36×4；
③ 应选择肢宽而壁薄的角钢，增大回转半径，对受压更有利；
④ 屋架弦杆一般采用等截面；当采用变截面时，半跨内只能改变一次， 而且要保持肢厚不变，改变肢宽，以便于拼接处理。
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§3.1 钢屋盖结构的组成和分类 钢屋盖结构的组成
钢屋盖结构主要由屋面、屋架和支撑三部分组成，有的还设有托架和 天窗架等构件。 （1）屋面：主要由各种屋面板材组成，平铺于屋架上，承受外荷载。
（2）屋架：主要由各种钢构件组合连接而成。
（3）支撑：根据支撑设置的部位和所起的作用不同，支撑分为上弦横 向支撑、下弦水平支撑、垂直支撑和系杆四种。 （4）托架和天窗架：屋架的跨度和间距取决于柱网布置，而柱网布置 则根据建筑物工艺要求和经济合理等各方面因素而定。
形屋架的跨中高度一般取l/6~l/10,其中l为屋架的跨度。跨度越大，此比值 越小。屋面荷载越大，则此比值越大。
从运输条件来看，屋架的高度一般不应超过3.8m。
梯形屋架端部高度一般不宜小于l/18，陡坡梯形屋架的端部高度一般为 500～1000mm，平坡梯形屋架端部高度一般为1800～2100mm，当屋架跨 度较小时，取下限值。屋架跨度越大，其端部高度的取值应越大。
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§3.4 钢屋架的设计计算 计算假定
（1） 屋架的各节点均为理想的铰接。 （2）屋架各杆件的轴线均为直线，都在同一平面内，且相交于节
点的中心。
（3）荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。
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§3.4 钢屋架的设计计算 屋架上的荷载
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸 确定屋架形式的原则
① 屋架的外形应与屋面材料所要求的排水坡度相适应。
② 屋架的外形尽可能与其弯矩图相适应，使弦杆各节间的内力相差不 大。
③ 腹杆的布置要合理，腹杆的总长度要短，数量要少，并应使较长的
腹杆受拉、较短的腹杆受压。 ④ 节点构造要简单合理、易于制造。
⑤ 对于设有天窗或悬挂式起重运输设备的房屋，还要配合天窗的尺寸
和悬挂吊点的位置来划分节间和布置腹杆。
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸 屋架的主要尺寸
（1）屋架的跨度主要是根据工艺和建筑要求来确定，普通钢屋架常见 跨度为18m、21m、24m、27m、30m、36m等。钢屋架计算跨度的确定： 简支于柱顶的钢屋架，其计算跨度架设计要求
§3.3 钢屋盖的支撑系统 屋盖支撑作用
（1） 保证屋盖结构的几何稳定性
（2） 保证屋盖的空间刚度和整体性 （3）为受压弦杆提供侧向支承点 （4）承受和传递纵向水平力(风荷载、悬挂吊车纵向制动力、地震荷载 等) （5）保证结构在安装和架设过程中的稳定性
作用在屋架节点上的荷载，
有檩屋盖通过檩条，无檩屋盖
通过大型屋面板的纵肋传在桁 架的节点上。
节点荷载汇集简图
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§3.4 钢屋架的设计计算
（1） 永久荷载 包括屋面材料和檩条、支撑、屋架、天窗架等结构的自重。 （2） 可变荷载 包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载，以及悬挂吊车荷 载等，其中屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，取两者中的较大值。 屋架内力应根据使用过程或施工过程中可能出现的最不利荷载组合计 算。在屋架设计时应考虑以下三种荷载组合： ① 永久荷载+可变荷载 ② 永久荷载+半跨可变荷载
③ 综合考虑其他各影响因素，最后确定屋架的高度。 当屋架的外形和主要尺寸(跨度、高度)都确定之后，桁架各杆的几何 长度即可根据三角函数或投影关系求得。
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§3.2 钢屋架的形式和尺寸 构造要求
从经济和刚度的要求来看，三角形屋架的跨中高度一般取l/4～l/6；梯
天窗架的形式
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§3.1 钢屋盖结构的组成和分类 钢屋盖结构的分类
根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，钢屋盖可分为无檩屋盖和 有檩屋盖两种。 当屋面材料 采用预应力大 型屋面板时，
屋面荷载可通
过大型屋面板 直接传给屋架，
这种屋盖体系
称为无檩屋盖。
无檩屋盖