建筑钢结构设计课件

d.垂直支撑 垂直支撑即在相邻两榀桁架的对应竖杆(或斜杆)间平面内设置的
作为支撑的垂直桁架。通常情况下，当梯形屋架跨度l≤30m时在两端 和跨度中央共设三道。当l＞30m时在两端以及跨度 l／3处或天窗架侧
柱处共设四道。
L≤30m
L＞30m
l
l /3
/3 l
/3
三角形屋架跨度l≤18m时在跨度中央设一道， l＞18m时在跨度1／3处
平面内。
纵向水平支撑与横向水平支撑构造上相同，共同组成封闭的支撑体系。
大大加强了屋盖的纵、横向水平刚度和整体性。 具体设置情况:
1.有硬钩吊车，抓斗、夹钳式和刚性料耙等特种吊车。 2.设有壁行吊车或双层吊车。 3.设有5t以上锻锤的厂房。 4.屋盖设有托架和中间屋架。 5.屋架跨度=30m,轨顶标高=15m起重吨位较大的桥式吊车（轻、中级 工作制Q=30t，重级工作制Q=10t)。
b.与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度决定。
屋架与柱刚接
（3）人字形屋架 （4）平行弦桁架：托架、吊车制动桁架、栈桥和支撑构件等。
三、屋盖支撑
1.设置支撑系统的必要性 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。
或天窗架侧柱处设两道。垂直支撑的上、下弦通常用双角钢T形截面。
l /3 l /3
l /3
垂直支撑
垂直支撑的腹杆体系取决于高跨尺寸和比例：跨中垂直支撑的高跨 比例约0.5，常用双节间交叉受拉斜腹杆体系；两端垂直支撑的高跨比 例约0.3，常用W形腹杆体系、腹杆截面根据杆件长度和受力情况(拉或 压)而采用单角钢或双角钢T形截面。
特点：外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力 大，近跨中处小，横向刚度小。
上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下弦改变为折线形 或陡坡梯形，以改善受力和节点构造。
适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。
（2）梯形屋架 按腹杆布置方式不同有： 人字式：腹杆总长度短，节点少。 下承式：支座斜杆与弦杆组成的支撑点在下弦； 上承式：支座斜杆与弦杆组成的支撑点在上弦；
2.支撑的作用 1）保证钢屋盖的空间稳定性 2）保证屋架受压上弦杆在屋架平面外稳定 3）承受并传递屋架的纵向水平力 4）增加房屋的整体刚度 5）保证结构安装时的稳定与方便
3.支撑的布置 屋盖支撑系统做法（见下图所示）：
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。
组成
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 系杆
檩条屋面板
未设支撑体系 设置支撑体系
屋架的端视图，当在屋架端部两屋架间未设垂直支撑桁架时，虽 有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是几何可变的，在侧向力作用下 屋架会倾斜；仅当设了垂直支撑桁架和系杆，才能保持各个屋架在平 面外的几何稳定性。
垂直支撑形式
e.天窗架支撑 当屋盖有天窗架时，对天窗架也应与屋架一样布置天窗架上弦横向
水平支撑和垂直支撑以及相应系杆。垂直支撑通常设于相邻两榀天窗
下弦平面
c.纵向水平支撑 一般房屋的屋盖不设纵向水平支撑：当房屋设有托架时，必须在
托架范围及其此端各廷伸一个柱间的下弦端节间平面内设置下弦纵向 水平支撑。
虚线为柔性杆；实线为刚性杆
纵向水平支撑设置情况：
屋架间距＜12m，通常布置在屋架的下弦平面内。屋架间距
≥12m，宜布置在屋架的上弦平面内。其他特殊情况，可布置在上弦
墙采用封闭结合或与天窗配
合，宜设在第二柱间。支撑与
屋架用普通螺栓连接。支撑间
距≤60m，＞60m时应在区段中
间增加上弦横向水平支撑。
1－1 1
2
2－2
b.下弦横向水平支撑 当屋架跨度＞18m或屋架跨度虽
＜18m，但屋架下弦设有悬挂吊车； 或厂房内设有桥式吊车或采用下弦弯 折的屋架以及山墙抗风柱支承于屋架 下弦时；必须设下弦横向水平支撑。 与上弦横向水平支撑布置同一柱间。
§1.4 屋盖结构
一、屋盖结构形式
1.屋盖结构体系
a.无檩屋盖：一般 用于预应力混凝土 大型屋面板等重型 屋面，将屋面板直 接放在屋架或天窗 架上。
优点：屋面横向刚度大，整体性好，耐久性高； 缺点：自重大，抗震不利。
无檩屋盖
b.有檩屋盖 常用于轻型 屋面材料。
优点：自重轻，用料省，安装方便； 缺点：构件多，构造较复杂。
下承式 上承式
再分式：避免非节点荷载； 单斜式：多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，应用少。
特点：外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经 济，应用广泛。 适用范围：屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结构。 屋架高度：梯形屋架：中部高形屋架，端部高度一般为（1/16～1/12）L，通常取 为2.0～2.5m。
1
2
上弦平面
1－1 1
2
2－2
下弦平面
其它的屋架则用较少数量的上、下弦系杆与上述空间桁架架结构体 系相连，使整个屋盖成为具有足够空间几何不变性、稳定性和刚度的 屋盖结构体系。
4.支撑的组成
a.上弦横向水平支撑
无论有檩和无檩体系均应在屋
架上弦平面内设置横向水平支
撑。一般设置房屋两端或温度
缝区段两端的第一柱间，当山
（1）三角形屋架 按腹杆布置方式不同有： 芬克式：拉杆长、压杆短，受力合理
人字式：杆件数量 少，节点数量少，受 压杆较长，但抗震性 能优于芬克式屋架， 适用于跨度小于18m 的屋架。 单斜式：杆件数量 少，节点数量少，受 压杆较长，但抗震性 能优于芬克式屋架， 适用于跨度小于18m 的屋架。
人字式屋架 单斜式屋架
有檩屋盖
二、屋架形式
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.满足经济要求 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； 腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉； 荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。 3.满足制造、安装和运输要求 构造简单，杆件夹角30°～60°； 杆件与节点数量少； 分段制造，便于运输与安装；