钢筋结构原理__第九章__钢桁架与屋盖结构
钢结构复习思考题
《钢结构设计原理》第九章单层厂房钢结构1重、中型工业厂房支撑系统有哪些？各有什么作用？（P305、317）答：柱间支撑（上柱支撑、下柱支撑）、屋盖支撑（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）柱间支撑的作用：_组成纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度；承受风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传给基础；可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。
屋架支撑的作用：—保证屋盖形成空间几何不变体系，增大其空间刚度；—承受屋盖各种纵向、横向水平荷载（如风荷载、吊车制动力、地震力等），并将其传至屋架支座；—为上、下弦提供侧向支撑点，减少弦杆在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性；④保证屋盖结构安装时的便利和稳定。
2、屋盖支撑系统应如何布置？（P313-315）答;①上线横向水平支撑一般布置在屋盖两端（或每个温度区段的两端）的两榀相邻屋架的上下弦杆之间，位于屋架上弦平面沿屋架全跨布置，形成一平行弦桁架，其节间长度为屋架节间距的2~4倍。
②下弦横向水平支撑布置在与上弦横向水平支撑同一开间，它也形成一个平行桁架，位于屋架下弦平面。
③下弦纵向水平支撑屋架下弦梁端节间处，位于屋架下弦平面，沿房屋全厂布置，也组成一个具有交叉斜杆的平行斜桁架，它的端竖杆就是屋架端节间的下弦。
④垂直支撑位于上、下弦横向水平支撑同一开间内，形成一个跨长为屋架间距的平行弦桁架。
⑤系杆通常在屋架两端，有垂直支撑位置的上、下弦节点以及屋脊和天窗侧柱位置，沿房屋纵向通长布置。
3、檩条有哪些结构型式，是什么受力构件，需要验算哪些项目？常见的强度计算验算截面（P317 - 319, P319 第 2 段）实腹式和桁架式。
双向受弯构件。
强度，整体稳定（如檩条之间设有拉条，则可不验算整体稳定）、刚度、檩条的连接和构造常见的强度计算验算截面为檩条刚度最大面和刚度最小面4、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条（P319倒2段）作用：为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形，减小My以及增加抗扭刚度，设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度。
钢结构钢桁架讲解36页文档
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常Байду номын сангаас发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
《钢结构钢桁架》课件
在这个PPT课件中，我们将讨论钢结构和钢桁架的介绍、优点、特点、施工 流程、设计原理和应用。钢结构钢桁架具有强大的承载能力和美观性能，已 被广泛应用。
简介
钢结构介绍
钢结构是一种使用钢材构建的建筑结构。它 具有高强度、轻质和抗震性能。
钢桁架介绍
钢桁架是一种由连接在一起的钢梁和钢柱构 成的框架结构。它具有较高的刚度和稳定性。
2 防腐蚀
钢桁架经过特殊处理，可以防止腐蚀，延长使用寿命。
3 美观
钢桁架结构具有简洁、现代的外观，可以为建筑增添艺术感。
钢结构钢桁架的施工流程
1
础处理
准备施工场地，进行基础处理和地基工程。
2
支撑结构搭建
搭建钢框架的支撑结构，确保结构的稳定。
3
钢结构吊装与安装
使用吊车将钢材吊装至指定位置，并进行焊接和紧固。
大型展览馆
钢结构钢桁架提供了灵活 的空间布局和支撑结构， 适用于大型展览馆的建设。
高层建筑
钢结构钢桁架具有较高的 承载能力，适用于建设高 层建筑。
桥梁工程
钢结构钢桁架可以用于桥梁工程，为交通运 输提供稳定可靠的通道。
航空场馆
钢结构钢桁架适用于建设航空场馆，为航空 器提供安全可靠的停放和维修场所。
结论
挂点位置设计
根据结构需求和荷载要求确定钢桁架的挂点 位置。
桁架截面设计
根据结构的跨度和荷载要求设计桁架的截面 形状和尺寸。
柱子截面设计
设计合适的柱子截面形状和尺寸，以满足结 构的承载要求。
桁架杆件设计
确定桁架的杆件类型和数量，以满足结构的 稳定性和强度要求。
钢结构钢桁架的应用
大型体育场馆
钢结构钢桁架被广泛应用 于建设大型体育场馆，满 足大容量观众和设备的要 求。
9桁架及屋盖
sk r s0 1.0 0.45 0.45kN / m2 2 r取值见P404。根据规范GB50009-2012、P18，取 sk 0.5kN / m
L≤30m
L>30m
垂直支撑
垂直支撑
L≤24m
L>24m
系杆布置
屋脊处应设刚性系秆，当跨度较大时，屋架两端的系杆 也可考虑为刚性系杆。 通常刚性系杆采用双角钢组成的十字截面，柔性系杆采 用单角钢。 当横向水平支撑设置在第二柱间时，第一柱间均为刚性 系杆。
9.4 屋盖设计的内容和屋架的内力计算（P403）
①施加单位荷载并求支反力 ②单元编号： 外围每个荷载之间编一个号A、B、C… 内部每个三角单元编一个号1、2、3…
1 B A 2 C D 3 4 5 E F 6 G H
7
8
9
10
每个荷载及杆件均获编号，如23，DE…
③按比例绘制支反力AB，荷载BC、CD … ④依次作直线平行于杆件，如： B1、C1（交点为C） 12、A2（交点为2） ⑤量取线段长度即对应杆件内力大小 ⑥判别拉压：按单元号至节点号的方向定 按顺时针为压(负)，逆时针为拉（正） 如12号杆为压，23为拉（上弦均为压，下
一、屋盖设计的内容
结构方案的确定和结构布置：选定屋盖的组成，确定屋架 的间距、形式和腹杆体系，布置各种支撑系统等； 檩条设计（有檩体系）； 屋架的内力分析：屋架荷载的计算、内力分析及内力组合 等； 屋架杆件截面设计：钢材牌号、杆件截面形式和尺寸的选 用，强度和稳定计算等； 屋架节点设计：各个节点中的连接计算和构件的拼接等； 施工详图的绘制 包括材料表的编制。
钢结构基础第九章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
2.桁架平面外 取侧向支承点之间的距离。 上弦：上弦横向水平支撑的节间长度 （1）有檩屋盖如檩条与横向水平支撑的交叉点用节点板焊 牢，可取檩条间距。 （2）无檩屋盖，横向 支撑由屋面板代替时取 两块屋面板的宽度。一 般不大于3.0m。
第9章 桁架及屋盖
下弦：取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的 距离。 腹杆：节点在桁架平面外的刚度很小，取l0y＝l0。 3.斜平面 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件， 斜平面计算长度取l0＝0.9l，支撑斜杆和支座竖杆不 变。
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
4.其他杆件 桁架受压弦杆侧向支承点距离为两倍节间长度且两节 间弦杆内力不等时，则该弦杆在 桁架平面外的计算长度 可按下式计算：
N1——较大的压力，计算时取 正值； N2——较小的压力或拉力，计 算时压力取正值，拉力取负值。
第9章 桁架及屋盖
桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆在桁架平面内的计 算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度按上式 计算。
压力有变化的受压腹杆平面外计算长度
（a）再分式腹杆体系的受压主斜杆 （b）K形腹杆体系的竖杆
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
受拉构件的容许长细比
项 次
承受静力荷载或间接承受动力 荷载的结构
构件名称 一般建筑 结构 桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架以下的柱 间支撑 其他拉杆支撑系杆等（张紧 的圆钢除外） 350 300 400 有重级工作制吊车 的厂房 250 200 350
柱间支撑作用示意图 第9章 桁架及屋盖
柱间 支撑
第9章 桁架及屋盖
柱间支撑布置
形式：十字交叉形；当柱 间要通行或放置设备，或 柱距较大而不宜采用交叉 支撑时，可采用门架式支 撑。
钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点
设计60中国建筑金属结构钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点陈卓【摘要】随着建筑设计中对空间和跨度要求越来越高，钢屋盖的应用越来越普遍，常见的结构形式有平面桁架和空间网架,本文针对钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点进行了分析和探讨。
【关键词】桁架结构；网架结构；支座；用钢量1.结构选型常规钢屋盖跨度为30m~60m之间。
一般结构形式为钢网架、钢桁架等。
屋盖结构形式的确定因素，主要是建筑的形状和规则性。
当建筑造型规则性较好时，可以选用钢桁架。
而建筑造型相对复杂时，可以选用钢网架。
桁架结构屋架形式一般有三种：平行弦式，梯形式，三角形式。
各种屋架形式有其适用情况。
无论选用哪种桁架形式，主要原则是：（1）满足建筑功能，主要是净空和排水坡度及造型要求；（2）施工方便，应适当减少杆件和节点的数量和种类；（3）受力合理，使得桁架造型与弯矩图接近。
网架屋架形式也有三种：由四角锥体系组成的正放四角锥网架等，由交叉桁架体系组成的两向正交正放网架，由三角锥体系组成的三角锥网架。
选择的主要原则是平面形状：（1）当平面为圆形，正六边形及近似正六边形时，可选用三角锥体系；（2）当平面为矩形时，边长比大于1.5以上，导荷方式趋于单向受力，宜选用两向正交正放网架；边长比小于1.5时，导荷方式趋于双向受力，宜选用正放四角锥体系[1]。
2.结构尺寸屋架尺寸是屋盖设计中的重要内容，直接决定美观度和经济性。
一般是根据屋架确定的选型，结合经验确定端部尺寸，由屋面坡度和屋面建筑做法（荷载）确定屋架跨中高度，最后综合确定。
3.支座节点支座节点是整个结构中的重要部位，是连接屋盖结构与下部支承结构的纽带。
从概念上讲，受力明确、传力简捷、安全可靠是基本要求，从经济性上讲，构造简单，安装方便。
支座落位于钢筋混凝土柱或砖柱上时，通常设计为铰接。
支座构造包括锚栓、支座底板、节点板、加劲肋等部件，见图1。
鉴于支座的重要性，要保证安全而可靠地传递反力，除了具有足够的强度和刚度之外，还应该满足以下条件：（1）支座节点的构造应与电算模型相符合。
7.1-.3 桁架及屋盖结构
§7．4 屋架的内力计算
一、屋架杆件的内力计算：
P287
1、计算简图：
按铰接平面桁架，忽略节点刚性在杆件中 引起的次应力。
2、作用荷载：
按节点荷载计算。
节间荷载作用时，将其分配到相邻的节点上， 按节点荷载计算屋架各杆的内力。 直接承受节间荷载的弦杆，按压弯构件设计。
3、计算方法： 用图解法或数解法、电算法进行分析。 1）求单位节点荷载时的内力 2）根据不同的荷载计算内力 3）根据各工况组合求控制内力。 通常应考虑下列三种组合： ⅰ）全跨永久荷载+全跨可变荷载 ⅱ）全跨永久荷载+半跨可变荷载 ⅲ）全跨屋架、天窗架和支撑自重+半跨屋面活荷载 注意： ⅱ）、 ⅲ）种组合时，梯形、平行弦、人字形 和拱形屋架中部斜杆可能变号。 屋面倾角30º ，风产生卸荷作用时，可不考虑；但轻 型产生吸力时，应考虑。
二、桁架杆件的计算长度：
压杆：
拉杆：节间的几何长度。
三、容许的长细比
压杆：150
：
支撑压杆：200 (中央竖杆)
拉杆：直接承受动力荷载为250，
承受静力荷载为350，
支撑拉杆：400。
四、 杆件的截面型式
1、压杆：要求 x y 受压弦杆：布置支撑时 loy=2l0x
有节间荷载时：
2、受拉弦杆：l0y >l0x
§7-3 屋架
P283
屋架（桁架）：承受横向荷载的格构式受弯构件。 用钢量省、刚度大，可按需制成各种不同的外形。 屋盖结构的造型、计算和构造，可用于吊车桁架、制动桁 架以及各种支撑体系和大跨度桥、电塔和桅杆等。
一、屋架的形式和选型原则：
1. 形式按外形分：三角形、梯形、拱形及平行弦 （人字形）。
钢结构钢桁架
钢结构钢桁架在现代建筑领域中，钢结构钢桁架以其独特的优势，成为了众多大型建筑结构的重要组成部分。
钢结构钢桁架不仅具备出色的承载能力，还能够为建筑提供美观而独特的外观效果。
钢结构钢桁架，简单来说，就是由钢材制成的桁架结构。
它通常由一系列的杆件按照一定的几何形状组合而成，通过节点连接形成一个整体。
这些杆件可以是钢梁、钢柱或者各种形状的型钢，而节点则通常采用焊接、螺栓连接等方式进行固定。
钢桁架的形式多种多样，常见的有三角形桁架、梯形桁架、平行弦桁架等。
不同的形式在受力特点和适用场景上有所差异。
例如，三角形桁架具有稳定性好、内力分布均匀的特点，常用于跨度较小的建筑；而平行弦桁架则便于制作和安装，适用于较大跨度的屋架结构。
在设计钢结构钢桁架时，需要充分考虑多种因素。
首先是荷载的情况，包括恒载、活载、风载、雪载等。
这些荷载会对桁架的杆件产生内力，设计时必须确保杆件能够承受这些内力而不发生破坏。
其次是桁架的跨度和高度，这两个参数直接影响着桁架的受力性能和建筑空间的利用效率。
此外，还需要考虑建筑的使用功能、外观要求以及施工条件等因素。
为了保证钢结构钢桁架的质量和安全性，在制造和施工过程中需要严格控制各个环节。
在制造阶段，钢材的选材必须符合设计要求，其质量和性能要经过严格的检验。
杆件的加工精度也至关重要，包括尺寸精度、形状精度和表面质量等。
在焊接和螺栓连接时，要确保焊缝质量和连接强度符合标准。
施工过程同样需要精细管理。
在安装钢桁架时，要保证安装的精度和准确性，避免出现偏差导致结构受力不均。
同时，施工过程中的安全措施也不能忽视，要确保施工人员的人身安全。
钢结构钢桁架在实际应用中有着广泛的场景。
在工业厂房中，它可以作为屋架结构，为厂房提供大跨度的无柱空间，便于设备的布置和生产流程的进行。
在体育场馆、展览馆等大型公共建筑中，钢桁架可以打造出独特的建筑造型，同时满足大跨度的空间需求。
在桥梁建设中，钢桁架桥也具有较高的强度和稳定性，能够承受车辆和行人的荷载。
第9章-桁架及屋架
➢桁架的主要尺寸土或砌体柱顶, 但在 ✓某些采用钢柱的厂房中, 为了增加排架的侧向刚度, 需将屋架 与柱构成刚接 ✓这对梯形屋架比较简单易行, 而对三角形就必须设置隅撑, ✓势必影响屋架下的有效净空
➢桁架的腹杆体系
桁架中的腹杆主要用以联系上、下弦杆构成节点并传 递节点荷载，布置原则应是:
① 永久荷载: 包括屋面材料、保温材料、檩条 及屋架（包括支撑及天窗）的自重。
其中屋面材料和保温材料的自重, 荷载规范中所给的q （kN/m 2 ）常按屋面的实际面积计算, 需除以屋面倾 角的余弦cosα方得按屋面水平投影面积计算的自重值。 所给估算屋架自重经验公式则是按屋面的水平投影面积 计算, 常用估算公式为
➢屋盖的主要平面尺寸——屋架的平面尺寸
当房屋区段长度超过某规定值时, 需设置伸缩缝。最常用的 设置方法是在伸缩缝处设置双柱。使每一温度区段相互隔开 可以自由伸缩, 否则由于纵向或横向构件的温度变化将使某 些构件如支柱中产生较大的温度应力和变形。
➢屋架的支撑系统
屋架在垂直于屋架平面方向, 不设支撑体系不能是不能保 持其几何不变, 如下图, 虽有檩条和系杆的连系, 但屋架相 互间几何可变, 在侧向力作用下屋架会倾斜
➢桁架的主要尺寸——屋架外形的选用
◆ 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。
两端简支的受弯构件在满跨均布荷载作用下, 弯矩图形 为一抛物线, 因此屋架的外形若接近抛物线, 则弦杆各节间 中的内力最为均匀。
式中, So为基本雪压, 随地区不同而异, 系以当地一般空旷 平坦地面上统计所得50年遇的最大积雪自重确定, 规范中给 出了基本雪压的分布图。山区的基本雪压应通过实际调查确 定；在无实际资料时, 可按当地空旷平坦地面的基本雪压乘 以系数1.2采用。雪荷载的组合值系数ɸc, 可取0.7。
《桁架及屋盖》课件
构造方式
平顶、斜屋顶、弯曲屋顶。
应用场景
住宅、商业建筑、工业建 筑。
小结
1
概念
本课程介绍了桁架及屋盖的概念、构造方式、应用场景等相关知识。
2
设计原理
通过学习本课程，能够更好地了解和掌握桁架及屋盖的设计原理。
3
工程实践
通过学习本课程，能够更好地及屋盖》PPT课件
# 桁架及屋盖 本课程将介绍桁架及屋盖的概念、构造方式、应用场景等相关知识。
桁架
概念
桁架是由若干根斜撑和横杆连 接组成的三角形结构体系。
构造方式
单层桁架、复合桁架、空间桁 架。
应用场景
桥梁、摩天大楼、飞机及船舶。
屋盖
概念
屋盖是指房屋顶部的覆盖 物，一般由支撑系统、防 水系统和保温系统组成。
钢筋桁架模板
钢筋桁架模板钢筋桁架是一种常用的结构形式，它具有较高的承载能力和刚度，被广泛应用于建筑、桥梁等工程中。
在工程实践中，设计师们常常需要使用钢筋桁架模板来进行结构设计和分析。
本文将介绍钢筋桁架模板的基本结构和使用方法，希望能够对工程设计人员有所帮助。
钢筋桁架模板通常包括以下几个部分，节点、杆件、外部荷载等。
节点是钢筋桁架的连接点，承担着连接杆件的作用。
杆件是钢筋桁架的主要构件，承担着承载外部荷载的作用。
外部荷载是作用在钢筋桁架上的各种荷载，如风荷载、雪荷载等。
在进行钢筋桁架结构设计时，需要对这些部分进行合理的布局和计算，以保证钢筋桁架的稳定性和安全性。
钢筋桁架模板的使用方法如下：首先，确定钢筋桁架的结构形式和节点布置。
钢筋桁架可以采用平面桁架、空间桁架等不同的结构形式，根据具体的工程要求和空间条件来确定。
节点的布置需要考虑到连接的稳定性和刚度要求，合理布置节点是保证钢筋桁架结构稳定性的关键。
其次，进行杆件的选择和计算。
根据外部荷载和节点布置情况，选择合适的杆件材料和截面形状。
对杆件进行内力计算，包括受力分析和变形计算，以保证钢筋桁架在外部荷载作用下的安全性和稳定性。
最后，进行整体稳定性和安全性的检验。
对钢筋桁架的整体稳定性进行分析，包括整体稳定性计算和极限承载能力分析。
同时，对钢筋桁架的安全性进行评估，包括杆件的受压稳定性和受弯稳定性分析，以保证钢筋桁架在设计使用过程中的安全性。
综上所述，钢筋桁架模板是进行钢筋桁架结构设计和分析的重要工具，合理使用钢筋桁架模板可以提高工程设计效率和质量。
设计师们在使用钢筋桁架模板时，需要充分考虑结构形式、节点布置、杆件选择和计算、整体稳定性和安全性检验等因素，以保证钢筋桁架结构的稳定性和安全性。
希望本文对工程设计人员有所帮助，谢谢阅读！。
钢桁架与屋盖结构共93页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
钢桁架与屋盖结构
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
钢桁架与屋盖结构
l0 l 。
（2）屋架高度 一般情况下，设计屋架时，首先根据屋架形式和设计经验先确定屋架的 端部高度，再按照屋面坡度计算跨中高度。
h h0 il0 / 2
人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求，一般情况下可在下
列范围内采用： 梯形和平行弦屋架： h 1 / 10 ~ 1 / 6l0
钢桁架与屋盖结构
1钢桁架与屋盖结构的组成及应用
1.1 钢桁架的组成及应用
钢桁架是指由轴心受力构件（拉杆和压杆）相互连接组成的格构式构件， 用以承受横向荷载和跨越较大的空间。
图1 两向正交正放交叉桁架体系网架
1.2 屋盖的组成及应用
1.常见的屋盖结构形式 常用的钢屋盖结构形式有平面杆系结构、空间杆系结构、 悬索结构、膜结构等。
定的桁架体系把力传向支座，只发生较小的弹性变形，即有足够的刚度 和整体性。
（3）为屋架弦杆提供必要的侧向支承点。水平支撑和垂直支撑桁架的节点 以及由此延伸的支撑系杆都成为屋架弦杆的侧向支承点，从而减小弦杆 在桁架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦不 会在某些动力荷载作用下（如吊车运行时）产生过大的振动。 （4）承受并传递水平荷载。水平荷载包括纵向和横向水平荷载，例如风荷 载、吊车的水平制动力、振动荷载、地震作用等，最后都通过支撑体系 传到屋架支座。 （5）保证结构安装时的稳定且便于安装。屋盖的安装工作一般是从房屋温 度区段的一端开始的，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。
（1）平面杆系结构 1）桁架
2）拱 拱在大跨度屋盖中经常采 用，特别是当建筑物要 求墙体与屋顶连成一体 时，落地拱尤为适用。 拱在竖向均布荷载作用 下，基本上处于受压状 态，适合于以钢筋混凝 土之类的材料制成。但 在大跨度时，往往做成 格构式钢拱。
钢结构设计原理课件第九章
第9章 桁架及屋盖
9.3 屋架的支撑系统
4.（上）下弦纵向水平支撑 （必要时设置）
第9章 桁架及屋盖
9.1 桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系
一、概述 桁架是以轴向受力为主的杆件，通过节点连接成形成的格构式
承重结构（扩大构件）。 荷载传递特点：平面桁架（屋架）、空间桁架（网架、网壳）
第9章 桁架及屋盖
9.1 桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系
第9章 桁架及屋盖
9.1 桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成及主要平面尺寸
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成及主要平面尺寸
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成及主要平面尺寸
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成及主要平面尺寸
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成及主要平面尺寸
钢屋盖系统的主要平面尺寸是屋架的跨度和屋架的间距。
第9章 桁架及屋盖
9.6 桁架杆件的计算长度和容许长细比
平面外两节间内力不等时时，计算长度应取：
l0
l1 (0.75
0.25
N2 N1
)
0.5l
N1—两节间中的较大压力，
N2— 为 两 节 间 中 的 较 小 压 力
(或拉力，对拉力应取负值)。
2.容许长细比
压杆：取 [ l ] 150； 拉杆：当承受静荷载或间接承受动荷载时取 [ l ] 350，
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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
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
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。
◆取侧向支承点之间的距离 l0 y ，即 l0 y l1
◆有檩屋盖中，取横向支撑点间距离或取与支撑连接的檩 条及系杆之间的距离； ◆无檩屋盖中，当屋面板与屋架三点焊接连接时，可取两 块屋面板的宽度，但不大于3.0m；
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第九章 钢桁架与屋盖结构
◆对下弦杆的计算长度应视有无纵向水平支撑确定，一般取 纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆间的距离。 ◆腹杆在屋架平面外的计算长度可取其几何长度，即
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9.2.3 屋架杆件内力计算方法
1．节点荷载作用下的杆件内力计算 图解法或数解法<节点法或截面法)、有限元位移计算法 2．有节间荷载作用时杆件内力计算 使上弦杆节点和跨中节间产生局部弯矩．
可采用下列近似法： 对无天窗架的屋架，端节间的跨中正弯矩和节点负弯矩均 取0.8M0 ；其他节间正弯矩和节点负弯矩均取为0.６M0 对有天窗架的屋架，所有节间的节点和节间弯距均取为
0.8M0．
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9.3屋架杆件的截面设计
在经过屋架选型、确定钢号、荷载计算、内力计算后，决定 节点板厚度和尺寸、杆件的计算长度，最后可按轴心受力构 件，或拉弯、压弯杆件进行截面选择。
9.3.1 屋架杆件的计算长度
屋架杆件在轴力作用下可能发生桁架平面内的纵向弯曲，也 可能发生桁架平面外的纵向弯曲或斜平面的弯曲．
9.3.4 屋架杆件的截面选择
1．截面选择的一般要求
应优先选用肢宽壁薄的角钢，角钢规格不宜小于L45×4 或L56×36×4，有螺栓孔的角钢尚应满足角钢上螺栓的最 小容许线距的要求；桁架的弦杆一般采用等截面，若采用变 截面宜在节点处改变宽度而保持厚度不变，一般只改变一次； 同一屋架的角钢规格应尽量统一，不宜超过6~9种，边宽相 同的角钢厚度相差至少2mm，以便识别。
梯形屋架的端部高度
当屋架与柱刚接时 h0 1/10 ~1/16l
当屋架与柱铰接时 h0 l /18
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陡坡梯形屋架的端部高度 h0 0.5 ~ 1.0m 平坡梯形屋架取 h0 1.8 ~ 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；
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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。
Fi siqisa
qi —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 qih qi / cos, KN / m
—屋面坡度，可取上弦杆与下
弦杆的夹角 ；
si —第i种荷载分项系数。
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2．荷载的组合： ◆屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载等可变荷载， 应按全跨和半跨均匀分布两种情况考虑． 不利荷载组合一般考虑下列三种情况： (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载； {2)全跨永久荷载+半跨可变荷载； (3)全跨屋架、支撑和天窗自重+半跨屋面板重+半跨屋 面活荷载。
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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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。
9.3.2 屋架杆件的截面形式
屋架杆件的截面形式，应根据用料经济、连接构造简单 和具有必要的强度、刚度等要求确定。
◆两主轴方向具有等稳定性 x y
◆较大的回转半径，采用肢宽壁薄的形式
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1．上弦杆 上弦杆可采用双不等肢角钢短边相并的T形截面，宽大的翼
缘有利放置檩条或屋面板；较大的侧向刚度也有利于满足运 输和吊装的稳定要求。
间距: ld 80i ，对压杆取 ld 40i
填板数在压杆的两个侧向固定点间不宜少于两块
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2、节点板 普通钢屋架双角钢截面的杆件，在节点处以节点般连接。
节点板中的应力十分复杂，通常不作计算，根据工程经验 确定其厚度，金属架节点板厚度取统一值。
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gk l
式中 gk —屋架和支排的自重，kN／m2，按水平投影面
积计算；
—系数，
Fk 1KN / m2
Fk 1 ~ 2.5KN / m2
Fk 2.5KN / m2
0.01
0.012
0.12 / l 0.011
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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。
2．截面计算
◆轴心受拉杆件应按强度条件计算杆件需要的净截面面
积：An F / f ；
◆轴心受压杆件应按整体稳定性条件计算杆件需要的毛
截面面积：A F / f ；
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◆当上弦杆或下弦杆受有节间荷载时，杆件同时承受轴心力 和局部弯矩作用，应按压弯或拉弯构件计算，通常采用试算 法初估截面，然后再验算其强度和刚度，对压弯构件尚应验 算弯矩作用平面内和平面外的稳定性。
一般支撑布置 l0 y 2l0 为满足 x y 应使 iy 2ix
节间荷载时 为提高杆件截面平面内抗弯能力，宜采用双等 肢角钢或长边相并的两不等肢角钢T形截面．
2．下弦杆 下弦杆可多采用双等肢角钢或两不等肢角钢短肢相并T形截
面，以提高侧向刚度，利于满足运输、吊装的刚度要求，且便 于与支撑侧面连接。下弦杆截面主要由强度条件决定，尚应满 足容许长细比要求。
◆内力很小或按构造设置的杆件，可按容许长细比选择构件 的截面。首先计算截面所需的回转半径，
ix lox / iy loy /
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3．端斜腹杆 端斜腹杆可采用两不等肢角钢长边相并的T形截面。其计
算长度 l0 y l0x l, iy / ix 0.9
当杆件短，或内力小时可采用双等肢角钢T形截面。 4．其他腹杆
其他腹杆均宜采用双等肢角钢T形截面；竖杆可采用双等 肢十字形截面。以利于与垂直支撑连接和防止吊装时连接 面错位。
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◆ 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。
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1．在屋架平面内的计算长度 对本身线刚度较大，而两端节点嵌固程度较低的杆件，
如弦杆、支座斜杆和支座竖杆，可按两端铰接的杆件考虑，
取 l0x l
对两端或一端嵌固程度较大的杆件，如中间腹杆取
l0x 0.8l
2．在屋架平面外的计算长度
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。
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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。