钢结构原理--第九章--钢桁架与屋盖结构
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Fi siqisa
q i —沿屋面坡向作用的第i中荷载
标准值，对于沿水平投影面分
布的荷载 qihqi/cos,KN/m
—屋面坡度，可取上弦杆与下
弦杆的夹角 ；
s i —第i种荷载分项系数。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
当屋架与柱刚接时 h01/10~1/16l
当屋架与柱铰接时 h0 l /18
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
陡坡梯形屋架的端部高度 h00.5~1.0m
平坡梯形屋架取 h01.8~2.1m
9.2 桁架及屋盖结构的结构分析 9.2.1 计算假定 ◆ 各杆件的轴线均居于同一平面内且相交于节点中心；
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1.1.2 屋架的主要尺寸 屋架的主要尺寸是指屋架的跨度和高度，对梯形屋架 尚有端部高度； ◆ 屋架的跨度
根据生产工艺和建筑使用要求确定，同时应考虑结构布置 的经济合理。通常为18m、2lm、24m、27m、30m、36m等， 以3m为模数。
当支座为一般钢筋混凝土柱 且柱网为封闭结合时，计算
50o 时，不考虑雪荷载；
30o 时，除瓦楞铁等轻型屋面外，可不考虑风荷载 30o 以及对瓦楞铁皮等轻型屋面、开敞式房屋和风
荷载大于 490KN/m2 时，均应计算风荷载的作用；
屋面均匀活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者之中较大值。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
各种均布活荷载汇集成节点荷载的计算式为
屋盖结构设计，通常包括屋盖结构布置，屋架形式的 选择，支撑布置，屋盖荷载计算，屋架各杆内力计算，屋 架杆件截面选择，檩条、拉条和撑杆的计算，节点设计以 及绘制施工图。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构 钢结构设计原理
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第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1.1 钢屋架的形式和尺寸
屋架按外形可分为三角形屋架、梯形屋架及平行弦屋架三 种形式。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
◆ 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土 大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。 无檩屋盖，构件数屋少、安装简便、施工速度快，易于铺 设保暖层，且屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自重大 使下部结构用料增多，且对抗震不利。无檩屋盖方案的屋 架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1 桁架及屋盖结构的组成及应用
钢屋盖结构由屋面、屋架和支撑三部分组成。钢屋盖结 构可分为两类： ◆ 一类为有檩屋盖，是指在屋架上放置檩条，檩条上再铺 设石棉瓦、瓦楞铁皮、钢丝网水泥槽形板、压型钢板等轻 型屋面材料；
重屋轻、用料省、运输安装方便，但构件数屋多、构造 复杂、吊装次数多，屋盖横向刚度较差。有檩屋盖的屋 架间距为檩条跨度，屋架经济间距为4-6m。 ◆ 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土 大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。
跨度为 l0l300~400m m
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
◆ 屋架的高度
屋架的高度取决于建筑要求、屋面坡度、运输界限、刚度 条件和经济高度等因素。 三角形屋架
当坡度 i1/2~1/3时，h1/4~1/6l
平行弦屋架和梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定
h1/6~1/10l
梯形屋架的端部高度
三角形屋架的腹杆布置可有芬克式、单斜式、人字式三 种。芬克式屋架受力合理、便于运输，多被采用；单斜式 屋架只适用于下弦设置天棚的屋架，较少采用；人字式屋 架只适用于跨度小于18m的屋架。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
梯形屋架 适用于屋面坡度平缓的无檩屋盖结构。坡度i<1/3，且跨度较 大时多采用梯形屋架。 平行弦屋架
当屋架的上、下弦杆相平行时，称为平行弦屋架。多用 于单坡屋整和双坡屋面，或用作托架、支撑体系。腹杆多 为人字形或交叉式。平行弦屋架的同类杆件长度一致、节 点类型少，符合工业化制造要求，有较好的效果。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
屋架的造型应符合以下原则：
◆ 满足使用要求，主要是排水坡度、建筑净空、天窗、天 棚以及悬挂吊车的需要。 ◆ 受力合理。应使屋架的外形与弯矩图相近，杆件受力均 匀；短杆受压、长杆受拉；荷载布置在节点上，以减少弦杆 局部弯矩，屋架中部有足够高度，以满足刚度要求。 ◆ 便于施工。屋架的杆件和节点宜减少数量和品种、构造 简单、尺寸划一、夹角在30~60度之间。跨度和高度避免超 宽、超高。设计时应全面分析、具体处理，从而确定具体的 合理形式。
gk l
式中 g k —屋架和支排的自重，kN／m2，按水平投影面
积计算；
—系数，
Fk 1KN/m2
Fk1~2.5KN/m2
Fk 2.5KN/m2
0.01
0.012
0.12/l0.011
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
可变荷载：包括屋面均布使用活荷载、雪荷载、风荷载、积 灰荷载以及悬挂吊车和重物等项。
第九章 钢桁架与屋盖结构
第九章 钢桁架与屋盖结构
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
大纲要求:
1.了解单层钢结构厂房的组成与特点； 2.重点了解屋架杆件内力计算及其计算假定， 节点荷载计算； 3.了解屋架杆件的截面设计方法。 4.了解钢屋架支撑的类型、布置及截面选择； 5.掌握普通钢屋架设计的方法。
屋架的形式 （a）、（b）、（d）三角形屋架； （e）、（f）、（g）（、h）梯形屋架； （c）下撑式屋架；（i）平行弦屋架
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
三角形屋架 适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖结构。坡度i=1/2~1/6；
上、下弦交角小，端节点构造复杂；外形与弯矩图差别大， 受力不均匀，横向刚度低，只适用于中、小跨度轻屋盖结构。
◆ 各节点均视为铰接，忽略实际节点产生的次应力； ◆ 荷载均作用于桁架平面内的节点上，因此各杆只 受轴向力作用。
对于作用于节间处的荷载需按比例分配到相近 的左、右节点上，但计算上弦杆时，应考虑局部 弯曲影响。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.2.2 节点荷载计算
1．屋架上的荷载 永久荷载：屋面材料、檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚 等结构自重。
q i —沿屋面坡向作用的第i中荷载
标准值，对于沿水平投影面分
布的荷载 qihqi/cos,KN/m
—屋面坡度，可取上弦杆与下
弦杆的夹角 ；
s i —第i种荷载分项系数。
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第九章 钢桁架与屋盖结构
当屋架与柱刚接时 h01/10~1/16l
当屋架与柱铰接时 h0 l /18
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
陡坡梯形屋架的端部高度 h00.5~1.0m
平坡梯形屋架取 h01.8~2.1m
9.2 桁架及屋盖结构的结构分析 9.2.1 计算假定 ◆ 各杆件的轴线均居于同一平面内且相交于节点中心；
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1.1.2 屋架的主要尺寸 屋架的主要尺寸是指屋架的跨度和高度，对梯形屋架 尚有端部高度； ◆ 屋架的跨度
根据生产工艺和建筑使用要求确定，同时应考虑结构布置 的经济合理。通常为18m、2lm、24m、27m、30m、36m等， 以3m为模数。
当支座为一般钢筋混凝土柱 且柱网为封闭结合时，计算
50o 时，不考虑雪荷载；
30o 时，除瓦楞铁等轻型屋面外，可不考虑风荷载 30o 以及对瓦楞铁皮等轻型屋面、开敞式房屋和风
荷载大于 490KN/m2 时，均应计算风荷载的作用；
屋面均匀活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者之中较大值。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
各种均布活荷载汇集成节点荷载的计算式为
屋盖结构设计，通常包括屋盖结构布置，屋架形式的 选择，支撑布置，屋盖荷载计算，屋架各杆内力计算，屋 架杆件截面选择，檩条、拉条和撑杆的计算，节点设计以 及绘制施工图。
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第九章 钢桁架与屋盖结构 钢结构设计原理
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第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1.1 钢屋架的形式和尺寸
屋架按外形可分为三角形屋架、梯形屋架及平行弦屋架三 种形式。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
◆ 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土 大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。 无檩屋盖，构件数屋少、安装简便、施工速度快，易于铺 设保暖层，且屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自重大 使下部结构用料增多，且对抗震不利。无檩屋盖方案的屋 架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.1 桁架及屋盖结构的组成及应用
钢屋盖结构由屋面、屋架和支撑三部分组成。钢屋盖结 构可分为两类： ◆ 一类为有檩屋盖，是指在屋架上放置檩条，檩条上再铺 设石棉瓦、瓦楞铁皮、钢丝网水泥槽形板、压型钢板等轻 型屋面材料；
重屋轻、用料省、运输安装方便，但构件数屋多、构造 复杂、吊装次数多，屋盖横向刚度较差。有檩屋盖的屋 架间距为檩条跨度，屋架经济间距为4-6m。 ◆ 另一类称无檩屋盖，是指在屋架上直接放置钢筋混凝土 大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。
跨度为 l0l300~400m m
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
◆ 屋架的高度
屋架的高度取决于建筑要求、屋面坡度、运输界限、刚度 条件和经济高度等因素。 三角形屋架
当坡度 i1/2~1/3时，h1/4~1/6l
平行弦屋架和梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定
h1/6~1/10l
梯形屋架的端部高度
三角形屋架的腹杆布置可有芬克式、单斜式、人字式三 种。芬克式屋架受力合理、便于运输，多被采用；单斜式 屋架只适用于下弦设置天棚的屋架，较少采用；人字式屋 架只适用于跨度小于18m的屋架。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
梯形屋架 适用于屋面坡度平缓的无檩屋盖结构。坡度i<1/3，且跨度较 大时多采用梯形屋架。 平行弦屋架
当屋架的上、下弦杆相平行时，称为平行弦屋架。多用 于单坡屋整和双坡屋面，或用作托架、支撑体系。腹杆多 为人字形或交叉式。平行弦屋架的同类杆件长度一致、节 点类型少，符合工业化制造要求，有较好的效果。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
屋架的造型应符合以下原则：
◆ 满足使用要求，主要是排水坡度、建筑净空、天窗、天 棚以及悬挂吊车的需要。 ◆ 受力合理。应使屋架的外形与弯矩图相近，杆件受力均 匀；短杆受压、长杆受拉；荷载布置在节点上，以减少弦杆 局部弯矩，屋架中部有足够高度，以满足刚度要求。 ◆ 便于施工。屋架的杆件和节点宜减少数量和品种、构造 简单、尺寸划一、夹角在30~60度之间。跨度和高度避免超 宽、超高。设计时应全面分析、具体处理，从而确定具体的 合理形式。
gk l
式中 g k —屋架和支排的自重，kN／m2，按水平投影面
积计算；
—系数，
Fk 1KN/m2
Fk1~2.5KN/m2
Fk 2.5KN/m2
0.01
0.012
0.12/l0.011
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
可变荷载：包括屋面均布使用活荷载、雪荷载、风荷载、积 灰荷载以及悬挂吊车和重物等项。
第九章 钢桁架与屋盖结构
第九章 钢桁架与屋盖结构
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
大纲要求:
1.了解单层钢结构厂房的组成与特点； 2.重点了解屋架杆件内力计算及其计算假定， 节点荷载计算； 3.了解屋架杆件的截面设计方法。 4.了解钢屋架支撑的类型、布置及截面选择； 5.掌握普通钢屋架设计的方法。
屋架的形式 （a）、（b）、（d）三角形屋架； （e）、（f）、（g）（、h）梯形屋架； （c）下撑式屋架；（i）平行弦屋架
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
三角形屋架 适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖结构。坡度i=1/2~1/6；
上、下弦交角小，端节点构造复杂；外形与弯矩图差别大， 受力不均匀，横向刚度低，只适用于中、小跨度轻屋盖结构。
◆ 各节点均视为铰接，忽略实际节点产生的次应力； ◆ 荷载均作用于桁架平面内的节点上，因此各杆只 受轴向力作用。
对于作用于节间处的荷载需按比例分配到相近 的左、右节点上，但计算上弦杆时，应考虑局部 弯曲影响。
钢结构设计原理
第九章 钢桁架与屋盖结构
9.2.2 节点荷载计算
1．屋架上的荷载 永久荷载：屋面材料、檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚 等结构自重。