重型单层工业厂房钢结构设计(45页)PPT
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单层厂房钢结构 ppt课件
建筑钢结构设计
单层厂房钢结构
单层厂房钢结构
本章主要内容：
1. 结构体系与结构布置 2. 普通钢屋架设计 3. 横向框架及框架柱设计 4. 吊车梁结构体系
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 主要结构构件
– (1)框架柱 (2)钢屋架 – 支撑构件 – 吊车梁 制动梁 – 天窗架 托架 – 墙架 抗风柱 …
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
✓ 屋盖支撑和柱间支撑等构成支撑体系
• 支撑体系 支撑的作用 –增大结构纵向刚度，承担纵向水平荷载 –增大结构横向刚度，协调横向框架受力 –减小屋架弦杆/框架柱的平面外计算长度 –维持托架及中间屋架的稳定性 –保证安装过程中结构稳定性，防止倾倒 –增大结构的抗扭刚度
1.结构体系及结构布置
• 横向框架形式 铰接框架和刚接框架 – 铰接框架
柱脚弯矩大；横向刚度差；受力明确，计 算简单；安装方便；对基础沉降适应性强 – 刚接框架 柱脚弯矩小；横向刚度好；受力复杂；构 造麻烦；对基础沉降适应性差
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 无檩体系 –在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋面板 –屋架间距=屋面板跨度（6m/12m） –横向刚度大/整体性好/构造简单/耐久性好
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 结构形式与布置
柱网布置 屋盖结构型式 墙架布置
横向框架形式 支撑体系 吊车梁系统布置
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
✓ 横向框架和纵向框架的柱形成柱网
• 柱网布置 考虑因素 – 工艺要求
• 地上设备/地下设备/功能变动
– 结构要求
• 所有柱列采用相等柱间距/设置托架(标准化)
单层厂房钢结构
单层厂房钢结构
本章主要内容：
1. 结构体系与结构布置 2. 普通钢屋架设计 3. 横向框架及框架柱设计 4. 吊车梁结构体系
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 主要结构构件
– (1)框架柱 (2)钢屋架 – 支撑构件 – 吊车梁 制动梁 – 天窗架 托架 – 墙架 抗风柱 …
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
✓ 屋盖支撑和柱间支撑等构成支撑体系
• 支撑体系 支撑的作用 –增大结构纵向刚度，承担纵向水平荷载 –增大结构横向刚度，协调横向框架受力 –减小屋架弦杆/框架柱的平面外计算长度 –维持托架及中间屋架的稳定性 –保证安装过程中结构稳定性，防止倾倒 –增大结构的抗扭刚度
1.结构体系及结构布置
• 横向框架形式 铰接框架和刚接框架 – 铰接框架
柱脚弯矩大；横向刚度差；受力明确，计 算简单；安装方便；对基础沉降适应性强 – 刚接框架 柱脚弯矩小；横向刚度好；受力复杂；构 造麻烦；对基础沉降适应性差
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 无檩体系 –在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋面板 –屋架间距=屋面板跨度（6m/12m） –横向刚度大/整体性好/构造简单/耐久性好
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
• 结构形式与布置
柱网布置 屋盖结构型式 墙架布置
横向框架形式 支撑体系 吊车梁系统布置
单层厂房钢结构
1.结构体系及结构布置
✓ 横向框架和纵向框架的柱形成柱网
• 柱网布置 考虑因素 – 工艺要求
• 地上设备/地下设备/功能变动
– 结构要求
• 所有柱列采用相等柱间距/设置托架(标准化)
单层厂房钢结构设计ppt课件
度
第一节 单层厂房钢构造体系
二、单层厂房钢构造的布置 2.1、柱网 2.2、变形缝－温度缝 2.3、横向框架 2.4、屋盖构造布置
第一节 单层厂房钢构造体系
2.1、柱网——主要取决于工艺要求 柱网→横向框架＋纵向框架 柱网的布置需求从以下几个方法思索： 〔1〕从工艺要求方面： 柱的位置应与车间设备、机械及起重运输
第一节 单层厂房钢构造体系
三、支撑体系 3.1、支撑体系的作用 3.2、屋盖支撑 3.3、柱间支撑 3.4、支撑的计算和构造
第一节 单层厂房钢构造体系
3.2、屋盖支撑 (1)支撑作用：
1〕保证构造的空间作用； 2〕加强屋架的侧向稳定； 3〕传送屋盖的程度荷载； 4〕便于屋盖的安装；
第一节 单层厂房钢构造体系
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔2〕单层多跨厂房的横向框架 在消费线有横向联络时，多采用此种
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔2〕单层多跨厂房的横向框架
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔3〕锯齿形厂房的横向框架 有采光和通风要求的厂房 一面采光或通风，另一面是屋面板 框架式或桁架式 〔4〕有横向天窗的横向框架 天窗直接放在屋架上 天窗与屋架和柱构成横向框架
度大，稳定性好，抗震性能好，耐热〔 但不耐火〕，制做安装运输方便，因此 在重型厂房及大型厂房中运用很普遍。 需求抵抗屋面、墙面、吊车设备等各种竖 向及程度荷载的作用。 组成：天窗架、屋架、托梁、柱、吊车梁 、制动梁〔桁架〕、各种支撑以及墙架 等构件。
第一节 单层厂房钢构造体系
1.1、构造组成 柱＋屋架→平面构造 吊车梁→衔接两个平面构造 支撑体系→屋盖支撑、柱间支撑 屋盖→屋架、支撑、檩条、天窗
第一节 单层厂房钢构造体系
二、单层厂房钢构造的布置 2.1、柱网 2.2、变形缝－温度缝 2.3、横向框架 2.4、屋盖构造布置
第一节 单层厂房钢构造体系
2.1、柱网——主要取决于工艺要求 柱网→横向框架＋纵向框架 柱网的布置需求从以下几个方法思索： 〔1〕从工艺要求方面： 柱的位置应与车间设备、机械及起重运输
第一节 单层厂房钢构造体系
三、支撑体系 3.1、支撑体系的作用 3.2、屋盖支撑 3.3、柱间支撑 3.4、支撑的计算和构造
第一节 单层厂房钢构造体系
3.2、屋盖支撑 (1)支撑作用：
1〕保证构造的空间作用； 2〕加强屋架的侧向稳定； 3〕传送屋盖的程度荷载； 4〕便于屋盖的安装；
第一节 单层厂房钢构造体系
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔2〕单层多跨厂房的横向框架 在消费线有横向联络时，多采用此种
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔2〕单层多跨厂房的横向框架
第四节 横向框架与框架柱
1.1 横向框架的方式 〔3〕锯齿形厂房的横向框架 有采光和通风要求的厂房 一面采光或通风，另一面是屋面板 框架式或桁架式 〔4〕有横向天窗的横向框架 天窗直接放在屋架上 天窗与屋架和柱构成横向框架
度大，稳定性好，抗震性能好，耐热〔 但不耐火〕，制做安装运输方便，因此 在重型厂房及大型厂房中运用很普遍。 需求抵抗屋面、墙面、吊车设备等各种竖 向及程度荷载的作用。 组成：天窗架、屋架、托梁、柱、吊车梁 、制动梁〔桁架〕、各种支撑以及墙架 等构件。
第一节 单层厂房钢构造体系
1.1、构造组成 柱＋屋架→平面构造 吊车梁→衔接两个平面构造 支撑体系→屋盖支撑、柱间支撑 屋盖→屋架、支撑、檩条、天窗
钢结构单层厂房课程设计详细讲义PPT课件
单层厂房钢结构
钢屋架－檩条－轻型屋面板结构体系 优点：构件自重轻，用料省，运输安装轻便
缺点：构件较多，构造较复杂，吊装次数较多
在横向支撑或垂直支撑节点处应沿房屋通长设置系杆。 8M0，其它节间的正弯矩和节点负弯矩M2＝±0. 屋盖构件数量多，整体刚度差。 刚接：连接于钢柱上。 抗风柱支承在屋架下弦时，
图 垂直支撑的Βιβλιοθήκη 置无天窗，跨 度l<30m，布置 在屋架两端、跨 中。
无天窗，跨度 l>30m，布置在屋 架两端、跨度l/3 处。
单层厂房钢结构
垂直支撑
一般跨度房屋的系垂杆受直力很支小，撑柔性即系杆在的设相计可邻按[λ两]＝3榀50，桁400架控制的，常对用单应角钢竖截面杆； (或斜杆)间平
常用的腹杆体系人字式、交叉式、再分式。
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。
单层厂房钢结构
上弦横向水平支撑，通常采用单角钢柔性铰 。
叉斜腹杆和双角钢十形或T 形截面受压横腹杆(横腹杆型式与
单层厂房钢结构
如在房屋两端的柱间内设置上弦横向支撑桁架，则屋架上 弦将屈曲成多个“半波”，从而提高上弦杆的整体稳定性，亦 即提高了承载能力。由此可见平面桁架如无支撑系统从侧面 “扶持”，将不能发挥它的承重作用。
单层厂房钢结构
屋盖支撑系统做法是： 首先在屋盖两端的两榀相邻平面屋架对应的上弦杆间、 下弦杆间、端部竖杆(或斜杆)间、以及跨中某些竖杆(或斜 杆）间，用水平、垂直和倾斜方向的支撑杆件互相联系； 这样就在垂直于两相相邻屋架的侧向形成许多水平和垂直 支撑桁架(即图中的上、下弦横向水平支撑和端部、跨中垂 直支撑)，并与两榀相邻屋架共同组成坚强的空间桁架结构 体系。
第二章-重型厂房结构设计PPT课件
》分为8个工作级别：A1～ A8 ）
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
重级 A6,A7
特重级 A8
16
四、柱网布置
1、柱网布置要综合考虑： 生产工艺要求 结构要求 施工要求 经济合理 模数要求： 柱距：6m，
跨度：取3m倍数(L≤18m),取6m倍数(L>18m)。
17
•计算跨度 l0 (柱网采用封闭结合时) l0 = l - 300mm
29
(2) 屋架的高度 取决于建筑、经济、刚度、运输等条件，和屋面
坡度相关。
铰接梯形屋架，端高宜取1.6～2.2m (宜>l/18) （采用大型屋面板，卷材防水时，i=1/10～1/12）
中高： h中 ＝ h端 + (L/2）i
26
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架弦杆 交角增大，方便制 造，屋架重心降低， 提高了稳定性。
可有效降低屋架对 支撑结构的推力。
27
确定屋架形式的原则：
1.满足使用要求 屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。
2.满足受力要求 •屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆内力沿 跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；
当 L≥24m，应按L/500=24000/500=48mm 考虑起拱：∴采用起拱 50mm。
30
2.3 钢屋盖的支撑系统
一、屋盖支撑系统的作用
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。
31
图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架 时，虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受 压而失稳时，整个上弦会屈曲成一个“半波”。
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
重级 A6,A7
特重级 A8
16
四、柱网布置
1、柱网布置要综合考虑： 生产工艺要求 结构要求 施工要求 经济合理 模数要求： 柱距：6m，
跨度：取3m倍数(L≤18m),取6m倍数(L>18m)。
17
•计算跨度 l0 (柱网采用封闭结合时) l0 = l - 300mm
29
(2) 屋架的高度 取决于建筑、经济、刚度、运输等条件，和屋面
坡度相关。
铰接梯形屋架，端高宜取1.6～2.2m (宜>l/18) （采用大型屋面板，卷材防水时，i=1/10～1/12）
中高： h中 ＝ h端 + (L/2）i
26
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架弦杆 交角增大，方便制 造，屋架重心降低， 提高了稳定性。
可有效降低屋架对 支撑结构的推力。
27
确定屋架形式的原则：
1.满足使用要求 屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。
2.满足受力要求 •屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆内力沿 跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；
当 L≥24m，应按L/500=24000/500=48mm 考虑起拱：∴采用起拱 50mm。
30
2.3 钢屋盖的支撑系统
一、屋盖支撑系统的作用
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。
31
图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架 时，虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受 压而失稳时，整个上弦会屈曲成一个“半波”。
单层工业厂房建筑设计ppt课件
由图所示细部构造关系可知：
e=h+Cb+B 式中 h——上柱截面高度（mm），根据厂房高度、跨度、柱距及吊车起重量
确定；
B——吊车桥架端部构造长度（mm），即吊车轨道中心线至吊车端部外 缘的距离，可查阅吊车规格资料；
Q≤2C0b—t时—，吊C车b≥端8部0m外m；缘Q至≥上75柱t时内，缘C的b≥安10全0m净m。空C尺b值寸主（要mm考）虑，吊当车吊和车柱起子重的量
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14
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15
（二）其他结构
单层工业厂房的承重结构除上述骨架结构外，还有其他结构形式。
一类是上述骨架结构中，屋顶部分改用轻型屋盖，如V形折板 结构、单面或双面曲壳结构或者网架结构。
这类结构的屋盖属于空间结构，其特点是受力合理，能充分地发挥材
料的力学性能，其空间刚度大，抗震性能较强。缺陷是施工复杂，大跨及 连跨厂房不便采用。
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26
工艺设计人员根据工艺流程和设备布置状况，对跨度和柱距 提出初始的要求，建筑设计人员在此基础上，依照建筑及结构的 设计原则，最终确定厂房的跨度和柱距。选择柱网时要综合考虑 以下几个方面：
（1）满足生产工艺提出的要求； （2）遵守《厂房建筑模数协调标准》的有关规定； （3）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性； （4）满足建筑材料、建筑结构和施工等方面的技术性要求； （5）尽量降低工程造价。
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12
（2）钢筋混凝土结构
这种骨架结构主要由横向骨架和纵向连系构件组成。
横向骨架体系包括屋面大梁（屋架）、柱子、柱基础等。 纵向连系构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。
这种结构坚固耐久，建设周期短，与钢结构相比可节省钢材， 造价较低，故在国内外工业建筑中应用十分广泛。唯其自重大， 抗震性能比钢结构厂房差。
e=h+Cb+B 式中 h——上柱截面高度（mm），根据厂房高度、跨度、柱距及吊车起重量
确定；
B——吊车桥架端部构造长度（mm），即吊车轨道中心线至吊车端部外 缘的距离，可查阅吊车规格资料；
Q≤2C0b—t时—，吊C车b≥端8部0m外m；缘Q至≥上75柱t时内，缘C的b≥安10全0m净m。空C尺b值寸主（要mm考）虑，吊当车吊和车柱起子重的量
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15
（二）其他结构
单层工业厂房的承重结构除上述骨架结构外，还有其他结构形式。
一类是上述骨架结构中，屋顶部分改用轻型屋盖，如V形折板 结构、单面或双面曲壳结构或者网架结构。
这类结构的屋盖属于空间结构，其特点是受力合理，能充分地发挥材
料的力学性能，其空间刚度大，抗震性能较强。缺陷是施工复杂，大跨及 连跨厂房不便采用。
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26
工艺设计人员根据工艺流程和设备布置状况，对跨度和柱距 提出初始的要求，建筑设计人员在此基础上，依照建筑及结构的 设计原则，最终确定厂房的跨度和柱距。选择柱网时要综合考虑 以下几个方面：
（1）满足生产工艺提出的要求； （2）遵守《厂房建筑模数协调标准》的有关规定； （3）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性； （4）满足建筑材料、建筑结构和施工等方面的技术性要求； （5）尽量降低工程造价。
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（2）钢筋混凝土结构
这种骨架结构主要由横向骨架和纵向连系构件组成。
横向骨架体系包括屋面大梁（屋架）、柱子、柱基础等。 纵向连系构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。
这种结构坚固耐久，建设周期短，与钢结构相比可节省钢材， 造价较低，故在国内外工业建筑中应用十分广泛。唯其自重大， 抗震性能比钢结构厂房差。
单层工业厂房结构设计教材.pptx
1、屋面板：
无檩体系:常用预应力砼大型屋面板（1.5*6，3*9)。 有檩体系：檩条、小型屋面板（槽瓦、波形大瓦
等）
2、屋面梁和屋架
屋面梁有预应力混凝土单坡或双坡薄腹工形梁 及空腹梁。
屋架有拱式和桁架式。
拱形与折线形屋架的杆件内力较均匀，腹杆内力很小， 但拱形端部坡度大，不利于卷材防水屋面的施工，而折线 形屋架弥补了这一缺点，应用广泛。
纵向定位轴线与中柱的关系
等高跨：上柱中心线与纵向轴线重合
高低跨： 单柱（高跨Q<20t，轴线在高跨柱边；若 Q>32T，两条轴线，高跨柱边向高跨纵轴线 外移插入距A=D) 双柱（ Q<20t，轴线分别在高低跨柱外侧边， 中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B；若高跨 Q>32T时，高跨柱边还应向高跨轴线外移D， 中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B 以及D。
垂直支撑
位置：应与下弦横向 水平支撑布置在同一 柱间内（伸缩缝区段 两端）。
作用：保证屋架受荷 后在平面外的稳定， 防止侧向颤动；传递 纵向水平力。
垂直支撑和水平系杆布置图
水平系杆
位置：在未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂 直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通 长的水平系杆。
作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁 受压翼缘的侧向稳定，减小压杆的计算长度；下 弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时 屋架下弦侧向颤动。
防震缝 从基顶分开，缝宽为100~150mm
2.3.2 支撑的布置
屋盖支撑：包括上弦横向水平支撑、下弦横向水 平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、纵向水平系 杆、天窗架支撑等。
柱间支撑：是纵向平面排架中最主要的抗侧力构 件。
支撑的作用：
1、屋盖支撑
屋架之间的垂直支撑和水平系杆：保证屋架侧
无檩体系:常用预应力砼大型屋面板（1.5*6，3*9)。 有檩体系：檩条、小型屋面板（槽瓦、波形大瓦
等）
2、屋面梁和屋架
屋面梁有预应力混凝土单坡或双坡薄腹工形梁 及空腹梁。
屋架有拱式和桁架式。
拱形与折线形屋架的杆件内力较均匀，腹杆内力很小， 但拱形端部坡度大，不利于卷材防水屋面的施工，而折线 形屋架弥补了这一缺点，应用广泛。
纵向定位轴线与中柱的关系
等高跨：上柱中心线与纵向轴线重合
高低跨： 单柱（高跨Q<20t，轴线在高跨柱边；若 Q>32T，两条轴线，高跨柱边向高跨纵轴线 外移插入距A=D) 双柱（ Q<20t，轴线分别在高低跨柱外侧边， 中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B；若高跨 Q>32T时，高跨柱边还应向高跨轴线外移D， 中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B 以及D。
垂直支撑
位置：应与下弦横向 水平支撑布置在同一 柱间内（伸缩缝区段 两端）。
作用：保证屋架受荷 后在平面外的稳定， 防止侧向颤动；传递 纵向水平力。
垂直支撑和水平系杆布置图
水平系杆
位置：在未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂 直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通 长的水平系杆。
作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁 受压翼缘的侧向稳定，减小压杆的计算长度；下 弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时 屋架下弦侧向颤动。
防震缝 从基顶分开，缝宽为100~150mm
2.3.2 支撑的布置
屋盖支撑：包括上弦横向水平支撑、下弦横向水 平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、纵向水平系 杆、天窗架支撑等。
柱间支撑：是纵向平面排架中最主要的抗侧力构 件。
支撑的作用：
1、屋盖支撑
屋架之间的垂直支撑和水平系杆：保证屋架侧
重型单层工业厂房钢结构设计共47页
重型单层工业厂房钢结构设计
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
Hale Waihona Puke 39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
Hale Waihona Puke 39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
钢结构厂房ppt课件
防腐、防火涂料选用原则
防腐涂料
选用具有良好耐候性、耐化学腐蚀性 和附着力的防腐涂料，以延长钢结构 厂房的使用寿命。
环保性
在满足防腐、防火性能的同时，应优 先选择环保型涂料，减少对环境的影 响。
防火涂料
根据厂房的火灾危险性等级和耐火极 限要求，选用合适的防火涂料，提高 钢结构的耐火时间。
其他辅助材料性能要求
分类
按照用途可分为单层、多层、高 层以及超高层钢结构厂房；按照 结构形式可分为门式钢架、框架 、排架、网架等结构形式。
钢结构厂房优势与局限性
优势
强度高、自重轻、构造严谨、安装方 便、环保无污染、可回收利用、工期 短等。
局限性
耐热不耐火、耐腐蚀性较差，需要定 期维护保养，成本相对较高。
适用范围及发展趋势
谢谢您的聆听
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连接材料
如螺栓、焊条等，应具有足够的 强度和韧性，保证连接部ຫໍສະໝຸດ 的可靠性。密封材料
如密封胶、防水材料等，应具有良 好的密封性和耐候性，确保厂房的 防水性能。
保温隔热材料
如岩棉、玻璃棉等，应具有较低的 导热系数和良好的隔热效果，提高 厂房的节能性能。
04
钢结构厂房施工工艺流程与技术要点
施工前准备工作安排
架、网架等。
布置方案
结合生产工艺流程、设备 布置、使用功能等因素， 确定合理的结构布置方案
。
支撑系统
设置适当的支撑系统，保 证结构的整体稳定性和空
间刚度。
节点设计与连接方式选择
01
02
03
节点设计
根据结构类型和受力特点 ，进行节点设计，确保节 点传力明确、构造简单、 便于施工。
连接方式选择
根据节点类型和受力要求 ，选择合适的连接方式， 如焊接连接、螺栓连接等 。
单层厂房钢结构设计PPT课件
3.2 吊车荷载
多台吊车的折减系数
计算横向框架时，多台吊车的水平和竖向荷载应乘以折减系数
参与组合的吊车台数
2 3 4
吊车工作制
轻级和中级
重级和超重级
0.9 0.85 0.8
0.95 0.90 0.85
5.3 荷载和荷载组合
多台吊车的组合原则
布置，取得良好的经济效益；
2.1 工艺布置
【实例01】结构设计师参与前期工艺设计的实例。
海口共享钢结构 生产车间； 年产能力5w吨； 地点：海口； 生产类型：轻钢、 重钢、超重钢、 网架桁架、风塔 电塔；
原工艺布置方案
5.2 结构布置
改进工艺布置
喷涂车间单独设置，满足防火要求； 越重的工段放在越中间； 减小轻钢工段和网架工段的跨度；
【思考01】某钢结构车间，分二期建设，地基为软土地基，沉降 较大。由于设置沉降缝麻烦，有何办法避免沉降带来的影响？
2.3 结构设缝
【思考02】某重型车间，由于地基处理不当，造成了地基的不均 匀沉降。厂房采用了简支吊车梁，并设置了柱间支撑。试分析不 均匀沉降对吊车梁、柱间支撑、钢柱的影响？有何处理办法？
2.3 结构设缝
柱脚抬高
2.4 横向框架布置
柱脚通常刚接 屋架与钢柱大多采用铰接，也可刚接
【思考03】下列各种情况中，屋架和钢柱是铰接还是刚接？
2.5 框架尺寸
吊车顶面到屋架下弦的净距： 考虑屋架下挠、节点板外伸
a 150 ~ 200
吊车梁轴线到上柱轴线的距离：
c d m1 b / 2 c 750 ~1000
2.1 工艺布置
改进工艺布置
吊车不等高布置，减小结构高度
2.1 工艺布置
钢结构设计课件ppt
将结构离散为有限个小的单元，通过计算这些单元的力学行为
来预测整体结构的力学性能。
直接分析法
02
直接对整体结构进行分析，无需离散化，适用于大型复杂结构
的快速近似分析。
边界元法
03
基于边界积分方程的数值方法，适用于求解边界问题，减少未
知数和计算量。
结构体系与布置
框架结构
由梁和柱组成的结构体系 ，具有较好的承载能力和 空间灵活性。
预紧力控制
防腐处理
对高强螺栓进行预紧力控制，保证节点连 接的紧密性和稳定性。
对螺栓进行防腐处理，提高节点的耐久性 和安全性。
板梁拼接节点设计
拼接方式选择
根据板梁的截面形式和承载要求选择合适的 拼接方式，如对接、搭接等。
拼接缝处理
对拼接缝进行合理处理，减小拼接缝对节点 承载能力的影响。
拼接材料选择
选择合适的拼接材料，如钢板、角钢等，确 保节点的承载能力和稳定性。
感谢您的观看
THANKS
根据地震危险性评估结果，采取相应 的抗震设防标准。
抗震构造措施与节点设计
合理选择节点连接方式，如焊接、螺栓连接等，确保节点具有足够的承载力和延性 。
加强节点构造，如增加加劲肋、设置抗剪键等，以提高节点的抗剪切和抗弯能力。
对关键部位进行加强，如增加支撑、设置斜拉索等，以提高结构的整体稳定性和抗 震性能。
焊接顺序
制定合理的焊接顺序，减小焊接变形 和残余应力对节点的影响。
焊缝质量检测
进行焊缝质量检测，确保焊缝无缺陷 ，满足结构安全要求。
螺栓连接节点设计
螺栓类型选择
螺栓布置
根据节点的承载要求和施工条件选择合适 的螺栓类型，如高强螺栓、普通螺栓等。
第22讲重型单层工业厂房结构布置国家级精品课程钢结构设计托架PPT课件
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
结构布置的原则★ 1.满足工艺和使用要求
• 厂房内各种设备能正常工作并便于维修； • 保证工艺流程所要求的交通和临时存储； • 通风、采光、排气、给排水得到满足； • 各种安全措施和特殊的防火、防爆要求也要有相应的结构
对应； • 对于将来有可能改扩建的车间留出结构或围护的“接口”。
铰接
刚接
第28页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
框架形式 铰接框架：横梁与柱子铰接；柱脚弯矩大，横向刚度差，
受力明确，计算简单，安装方便，对基础沉降适应性强， 适用于吊车起重量不很大，采用轻型围护结构的厂房。
第29页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
框架形式 刚接框架：横梁与柱子刚接。柱脚弯矩小，横向刚度好，构 造复杂，对基础沉降适应性差，适用于设有双层吊车，装备硬 钩吊车等，单跨重型厂房。
单柱做法：
对于横向伸缩缝，缝一侧的檩条、吊车梁、墙架梁等全部纵
向构件与柱都采用长圆螺栓孔或辊轴连接的方法，使缝两侧结构
能纵向自由变形，互不约束。
长圆孔
檩条
第18页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
对于纵向伸缩缝处：缝一侧的屋架与柱采用辊轴、长圆螺栓孔 或钢板铰等连接方法，使缝两侧结构能横向变形互不约束。
125
---
---
超出表2-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形影响。
第16页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
温度缝
温度缝的净宽取30～60mm。 横向温度缝处相邻两榀横向框架的中距c通常采用1.2～3m。
第17页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
结构布置的原则★ 1.满足工艺和使用要求
• 厂房内各种设备能正常工作并便于维修； • 保证工艺流程所要求的交通和临时存储； • 通风、采光、排气、给排水得到满足； • 各种安全措施和特殊的防火、防爆要求也要有相应的结构
对应； • 对于将来有可能改扩建的车间留出结构或围护的“接口”。
铰接
刚接
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第22讲 重型单层工业厂房结构布置
框架形式 铰接框架：横梁与柱子铰接；柱脚弯矩大，横向刚度差，
受力明确，计算简单，安装方便，对基础沉降适应性强， 适用于吊车起重量不很大，采用轻型围护结构的厂房。
第29页/共38页
第22讲 重型单层工业厂房结构布置
框架形式 刚接框架：横梁与柱子刚接。柱脚弯矩小，横向刚度好，构 造复杂，对基础沉降适应性差，适用于设有双层吊车，装备硬 钩吊车等，单跨重型厂房。
单柱做法：
对于横向伸缩缝，缝一侧的檩条、吊车梁、墙架梁等全部纵
向构件与柱都采用长圆螺栓孔或辊轴连接的方法，使缝两侧结构
能纵向自由变形，互不约束。
长圆孔
檩条
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第22讲 重型单层工业厂房结构布置
对于纵向伸缩缝处：缝一侧的屋架与柱采用辊轴、长圆螺栓孔 或钢板铰等连接方法，使缝两侧结构能横向变形互不约束。
125
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超出表2-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形影响。
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第22讲 重型单层工业厂房结构布置
温度缝
温度缝的净宽取30～60mm。 横向温度缝处相邻两榀横向框架的中距c通常采用1.2～3m。
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第22讲 重型单层工业厂房结构布置
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三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮, 坡度一般在1/3～1/2
梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板， 坡度一般在1/2～1/8
➢ 2.受力合理： 1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。
2）腹杆：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。
吊车梁
吊车梁工程实例
格构柱
吊车梁
吊车梁 格构柱
➢ 2.柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3支撑的形式：
下层柱间 支撑的形式
(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形
➢ 4. 综合技术经济效果好
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架下 弦下沉，弦杆交 角增大，方便制 造，屋架重心降 低，提高了稳定 性。 可有效降低屋 架对支撑结构的 推力。
3.1.2.4 桁架主要尺寸的确定
跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等
各种屋架中部高度：
上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑
下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑
垂直 支撑
刚性系杆
刚性系杆
上层柱间支撑
下层柱间支撑
➢ 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。
➢ 4.承担并传递水平荷载 如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。
➢ 5.保证结构安装时的稳定与方便
3.1.3.2屋盖支撑的布置
➢ 1.上弦横向水平支撑布置原则: 在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中都应设 置屋架上弦横向水平支撑，当有天窗架时，天 窗架上弦也应设置横向水平支撑。 设置在房屋的两端 ,一般设在第一个柱间或设 在第二个柱间,间距L0≤60m。
上弦横向水平支撑布置图
➢ 2.下弦横向水平支撑布置原则 ： 当跨度L≥18m； 设有悬挂式吊车起重量大于5吨； 厂房内设有较大的振动设备。 与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。
➢ 3.纵向水平支撑布置原则 ： 厂房内设有托架，或有较大吨位的重级、中级 工作制的桥式吊车； 或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备； 以及当房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时 。
柱子与基础 刚性连接
肩梁 ：将各阶柱段连在一起。
肩梁
单臂肩梁 双臂肩梁
构造要求：肩梁惯 性矩宜大于上柱的 惯性矩，其线刚度 与下柱单肢线刚度 之比一般宜不小于 25，其高跨比可控 制在0.35～0.5之 间。
双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截 面宽度较大（不小于900mm)的情形。
3.1.1.3 柱间支撑
几何可变体 系屋架侧倾
几何不变体 系屋架稳定
图3．16屋盖支撑作用示意图
➢ 2.保证屋盖的刚度和空间整体性
横向水平支撑是一个水平放置(或接近水平 放置)的桁架,支座是柱或垂直支撑 。
纵向水平支撑：提高屋架平面内（横向）抗 弯刚度，使框架协同工作，形成空间整体性， 减少横向水平荷载作用下的变形。
➢ 3.为弦杆提供适当的侧向支承点 支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆 在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦杆的 侧向稳定，并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。
在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋 盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。
3.1.2.2桁架的外形及腹杆形式
三 角 形 屋 架 芬克式腹杆
人字式腹杆
豪式腹杆
梯 形 屋 架
人字式腹杆 平 行 弦 屋 架
人字式腹杆
再分式腹杆 交叉式腹杆
3.1.2.3.确定桁架形式的原则
➢ 1.满足使用要求：
（a）
（b）
（c）
柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。
铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。
刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。
阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。 下段柱：缀条格构式。
分离式柱：吊车肢,屋盖肢
3.1 结构形式和结构布置 3.2 计算原理 3.3 钢屋架设计 3.4 吊车梁设计
2021/1/12
1
3.1 结构形式和结构布置
❖ 一般说明 ❖ 屋架外形及腹杆形式 ❖ 屋盖支撑
3.1.1 一般说明
重型厂房的组成： 柱、屋架、吊车梁、天窗架、支撑。
屋盖结构体系：
钢屋架—大型屋面板结构体系
3.1.3.3 屋盖支撑的杆件及支撑的计算原则
各种支撑都是一个平面桁架，桁架的腹杆一般采用交 叉斜杆 。
支撑 桁架
弦杆：相邻屋架弦杆兼作 横向支撑桁架的弦杆
斜腹杆：支撑
腹杆
竖腹杆：竖杆
屋盖支撑受力比较小，一般不进行内力计算，杆件 截面常按容许长细比来选 。 拉杆——单角钢 压杆——双角钢 当支撑桁架受力较大，应按桁架体系计算内力，按 图示拉杆（压杆退出工作）计算并据以选择截面。
一柱间。
屋盖支撑布置图
(b)
(a) (e)
(c)
(f)
(d) (g)
屋架的垂直支撑布置
➢ 5.系杆 刚性系杆：能承受拉力也能承受压力的系杆。 柔性系杆：只能承受拉力的系杆。 作用：为没有参与组成空间稳定体的屋架提供 上下弦的侧向支承点。 布置原则： 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆； 屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆， 天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆； 当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间 所有系杆均应为刚性系杆。
计算单元 图3-2 柱网布置
➢ 2.温度收缩缝 : 超出表3-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形
的影响
温度区段长度表(m) 表3-2
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
采暖房屋和非采
220
暖地区的房屋
热车间和采暖地
180
下弦水平支撑布置图
➢ 4.垂直支撑布置原则 ：
所有房屋中均应设置垂直支撑。 梯形屋架在跨度L≤30m，三角形屋架在跨度 L≤24m时，仅在跨度中央设置一道 。当跨度大 于上述数值时宜在跨度1／3附近或天窗架侧柱 外设置两道 。 梯形屋架不分跨度大小，其两端还应各设置
一道，当有托架时则由托架代替 。 垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
--
--
拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将 柱距局部加大。如图3．2中，在纵向轴线B与 横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和 m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为 拔柱。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁：h ( 1 ~ 1)l 10 8
上层柱间 支撑的形式
(a)十字形； (b)人字形；
(c)V字形
3.1.2屋架外形及腹杆形式
3.1.2.1桁架的应用
桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。 桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应 力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。
三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L
梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m)
3.1.3屋盖支撑
➢ 屋盖上弦横向水平支撑 ➢ 屋盖下弦横向水平支撑 ➢ 屋盖下弦纵向水平支撑 ➢ 竖向支撑 ➢ 系杆
3.1.3.1屋盖支撑的作用
➢ 1.保证屋盖结构的几何稳定性。
单向斜杆式：
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
再分式腹杆∶减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的附加弯矩也减少了上 弦杆在屋架平面内的长比 。
交叉式腹杆∶主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。
再分式腹杆
交叉式腹杆
➢ 3 .制造简单及运输与安装方便 杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节 点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。
优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, 两肢分别单独承担荷载 。
阶梯形下柱的常见截面形式：
阶形柱的上柱 起重量较小的边柱 起重量≤50t的中柱
起重量＞50t的中柱 起重量较大的边柱 特大型厂房的下柱
图3-6 双肢格构式柱
A6一A8级吊车的单跨厂房
纵向刚度 横向刚度
柱间 支撑
屋架与柱子 刚性连接
钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系
横梁—檩条—轻型屋面板结构体系
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
（按照吊车使用的频繁程度）
重级 A6,A7
特重级 A8
3.1.1.1 柱网布置和计算单元
➢ 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求： 2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以 利施工。 3）经济要求： 4）模数要求：柱距L的取值: 一般地，在跨度不小于 30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于 50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取 大柱距15m，18m及24m较适宜。
b (1 1 )l 5 2.5
托架：h ( 1 ~ 1)l 10 5
梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板， 坡度一般在1/2～1/8
➢ 2.受力合理： 1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。
2）腹杆：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。
吊车梁
吊车梁工程实例
格构柱
吊车梁
吊车梁 格构柱
➢ 2.柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3支撑的形式：
下层柱间 支撑的形式
(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形
➢ 4. 综合技术经济效果好
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架下 弦下沉，弦杆交 角增大，方便制 造，屋架重心降 低，提高了稳定 性。 可有效降低屋 架对支撑结构的 推力。
3.1.2.4 桁架主要尺寸的确定
跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等
各种屋架中部高度：
上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑
下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑
垂直 支撑
刚性系杆
刚性系杆
上层柱间支撑
下层柱间支撑
➢ 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。
➢ 4.承担并传递水平荷载 如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。
➢ 5.保证结构安装时的稳定与方便
3.1.3.2屋盖支撑的布置
➢ 1.上弦横向水平支撑布置原则: 在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中都应设 置屋架上弦横向水平支撑，当有天窗架时，天 窗架上弦也应设置横向水平支撑。 设置在房屋的两端 ,一般设在第一个柱间或设 在第二个柱间,间距L0≤60m。
上弦横向水平支撑布置图
➢ 2.下弦横向水平支撑布置原则 ： 当跨度L≥18m； 设有悬挂式吊车起重量大于5吨； 厂房内设有较大的振动设备。 与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。
➢ 3.纵向水平支撑布置原则 ： 厂房内设有托架，或有较大吨位的重级、中级 工作制的桥式吊车； 或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备； 以及当房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时 。
柱子与基础 刚性连接
肩梁 ：将各阶柱段连在一起。
肩梁
单臂肩梁 双臂肩梁
构造要求：肩梁惯 性矩宜大于上柱的 惯性矩，其线刚度 与下柱单肢线刚度 之比一般宜不小于 25，其高跨比可控 制在0.35～0.5之 间。
双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截 面宽度较大（不小于900mm)的情形。
3.1.1.3 柱间支撑
几何可变体 系屋架侧倾
几何不变体 系屋架稳定
图3．16屋盖支撑作用示意图
➢ 2.保证屋盖的刚度和空间整体性
横向水平支撑是一个水平放置(或接近水平 放置)的桁架,支座是柱或垂直支撑 。
纵向水平支撑：提高屋架平面内（横向）抗 弯刚度，使框架协同工作，形成空间整体性， 减少横向水平荷载作用下的变形。
➢ 3.为弦杆提供适当的侧向支承点 支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆 在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦杆的 侧向稳定，并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。
在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋 盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。
3.1.2.2桁架的外形及腹杆形式
三 角 形 屋 架 芬克式腹杆
人字式腹杆
豪式腹杆
梯 形 屋 架
人字式腹杆 平 行 弦 屋 架
人字式腹杆
再分式腹杆 交叉式腹杆
3.1.2.3.确定桁架形式的原则
➢ 1.满足使用要求：
（a）
（b）
（c）
柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。
铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。
刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。
阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。 下段柱：缀条格构式。
分离式柱：吊车肢,屋盖肢
3.1 结构形式和结构布置 3.2 计算原理 3.3 钢屋架设计 3.4 吊车梁设计
2021/1/12
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3.1 结构形式和结构布置
❖ 一般说明 ❖ 屋架外形及腹杆形式 ❖ 屋盖支撑
3.1.1 一般说明
重型厂房的组成： 柱、屋架、吊车梁、天窗架、支撑。
屋盖结构体系：
钢屋架—大型屋面板结构体系
3.1.3.3 屋盖支撑的杆件及支撑的计算原则
各种支撑都是一个平面桁架，桁架的腹杆一般采用交 叉斜杆 。
支撑 桁架
弦杆：相邻屋架弦杆兼作 横向支撑桁架的弦杆
斜腹杆：支撑
腹杆
竖腹杆：竖杆
屋盖支撑受力比较小，一般不进行内力计算，杆件 截面常按容许长细比来选 。 拉杆——单角钢 压杆——双角钢 当支撑桁架受力较大，应按桁架体系计算内力，按 图示拉杆（压杆退出工作）计算并据以选择截面。
一柱间。
屋盖支撑布置图
(b)
(a) (e)
(c)
(f)
(d) (g)
屋架的垂直支撑布置
➢ 5.系杆 刚性系杆：能承受拉力也能承受压力的系杆。 柔性系杆：只能承受拉力的系杆。 作用：为没有参与组成空间稳定体的屋架提供 上下弦的侧向支承点。 布置原则： 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆； 屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆， 天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆； 当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间 所有系杆均应为刚性系杆。
计算单元 图3-2 柱网布置
➢ 2.温度收缩缝 : 超出表3-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形
的影响
温度区段长度表(m) 表3-2
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
采暖房屋和非采
220
暖地区的房屋
热车间和采暖地
180
下弦水平支撑布置图
➢ 4.垂直支撑布置原则 ：
所有房屋中均应设置垂直支撑。 梯形屋架在跨度L≤30m，三角形屋架在跨度 L≤24m时，仅在跨度中央设置一道 。当跨度大 于上述数值时宜在跨度1／3附近或天窗架侧柱 外设置两道 。 梯形屋架不分跨度大小，其两端还应各设置
一道，当有托架时则由托架代替 。 垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
--
--
拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将 柱距局部加大。如图3．2中，在纵向轴线B与 横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和 m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为 拔柱。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁：h ( 1 ~ 1)l 10 8
上层柱间 支撑的形式
(a)十字形； (b)人字形；
(c)V字形
3.1.2屋架外形及腹杆形式
3.1.2.1桁架的应用
桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。 桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应 力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。
三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L
梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m)
3.1.3屋盖支撑
➢ 屋盖上弦横向水平支撑 ➢ 屋盖下弦横向水平支撑 ➢ 屋盖下弦纵向水平支撑 ➢ 竖向支撑 ➢ 系杆
3.1.3.1屋盖支撑的作用
➢ 1.保证屋盖结构的几何稳定性。
单向斜杆式：
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
再分式腹杆∶减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的附加弯矩也减少了上 弦杆在屋架平面内的长比 。
交叉式腹杆∶主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。
再分式腹杆
交叉式腹杆
➢ 3 .制造简单及运输与安装方便 杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节 点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。
优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, 两肢分别单独承担荷载 。
阶梯形下柱的常见截面形式：
阶形柱的上柱 起重量较小的边柱 起重量≤50t的中柱
起重量＞50t的中柱 起重量较大的边柱 特大型厂房的下柱
图3-6 双肢格构式柱
A6一A8级吊车的单跨厂房
纵向刚度 横向刚度
柱间 支撑
屋架与柱子 刚性连接
钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系
横梁—檩条—轻型屋面板结构体系
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
（按照吊车使用的频繁程度）
重级 A6,A7
特重级 A8
3.1.1.1 柱网布置和计算单元
➢ 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求： 2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以 利施工。 3）经济要求： 4）模数要求：柱距L的取值: 一般地，在跨度不小于 30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于 50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取 大柱距15m，18m及24m较适宜。
b (1 1 )l 5 2.5
托架：h ( 1 ~ 1)l 10 5