第9章桁架和屋盖

组成
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
图9.4.2 无檩屋盖
1.上弦横向水平支撑
组成： 屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆 作用：保证屋架侧向刚度和屋盖的空间刚度，减小上弦在平面外计算长 度，承受和传递端墙的风荷载。 布置：
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。
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 。
图9.4.5c 垂直支撑的布置 图9.4.5d 垂直支撑的布置
有天窗、跨 度l<30m，布置 在屋架两端、跨 中、天窗架两端 。
有天窗、跨 度l<30m，布置 在屋架两端、跨 度l/3处、天窗架 两端 。
2.下弦横向水平支撑
组成： 屋架下弦杆、斜杆、系杆 作用： 山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、 悬挂吊车的水平力和地震引起的水平力，减小下弦的平 面外计算长度，减小下弦的振动。 布置：
与上弦横向支撑布置在同一开间，形成稳定的空间体 系，其最大间距为60m。 屋架跨度大于18m时， 屋架下弦设有悬挂吊车时， 抗风柱支承在屋架下弦时， 屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑。
3.下弦纵向水平支撑 组成：系杆、斜杆 作用：增加屋盖空间刚度，承 受和传递吊车横向水平制动力 。 布置：屋架两边，与横向支撑 形成封闭框。 当房屋较高、跨
度较大、空间刚度要求较高时， 设有支承中间屋架的托架，或设 有重级或大吨位的中级工作制桥 式吊车等较大振动设备时，均应 在屋架端节间平面内设置纵向水 平支撑。
支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。
③ 承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水 平荷载和地震作用等）。
④ 保证结构安装时的稳定与方便
屋盖的安装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。
支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计，通常用单 角钢做成；非交叉斜杆、弦杆、横杆以及刚性系杆按压杆 设计，宜采用双角钢做成的T形截面或十字形截面，其中 横杆和刚性系杆常用十字形截面使在两个方向具有等稳定 性。
屋盖支撑受力较小，截面尺寸一般由杆件容许长细比和 构造要求决定。支撑与屋架的连接通常用M20的C级螺栓 ，支撑与天窗架的连接通常用M16的C级螺栓 。
（2）三角形屋架
图9-7e 垂直支撑的布置 图9-7f 垂直支撑的布置
跨度小于18m 时，布置在屋 架中间 。
跨度大于18m 时，一般视具体 情况布置两道 。
5.系杆
作用：在无支撑的开间处，保证屋架的侧向稳定，减小弦 杆的计算长度，传递水平荷载。 系杆分刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆（只能 承受拉力）两种。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦 脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。 布置：
一般情况可以省掉。
下弦纵向水平支 撑
4.垂直支撑
组成：系杆、斜杆 作用：使相邻屋架形成几 何不变的空间体系，保证 侧向稳定。 布置位置： 屋架的垂直支撑应与 上、下弦横向水平支 撑设置在同一柱间。 每隔4～5个开间布置 一道。
布置原则: （1）梯形或平行弦屋架
图9.4.5a 垂直支撑的布置
图9.4.5b 垂直支撑的布置
房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面 板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震 不利。
2.有檩屋盖 结构体系：
常用于轻型屋面材料的情况。 屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装 方便；屋盖构件数量多，整体刚度差。
3.天窗架形式 4.托架形式
9.4.2 钢屋盖支撑
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。
钢屋盖的类别包括：
平 面 钢 屋 架
空间桁架：
网架
9.4.1 钢屋盖结构的形式、组成及布置
钢屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗等构件 组成。根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可分为无檩 屋盖体系和有檩屋盖体系。
1.无檩屋盖 结构体系：
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上。
9.1.2 柱网和温度伸缩缝的布置 1.柱网布置 2.温度伸缩缝
§9.4 屋盖结构体系
1.了解钢屋盖的种类、截面形式和应用； 2.掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则；
3.掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；
普通钢屋架设计内容： ➢屋架的荷载计算； ➢杆件内力计算和组合； ➢正确选择杆的截面型式和确定计算长度； ➢选择截面并验算各杆件的承载力； ➢计算节点连接并绘制钢屋架施工图。
钢结构—原理与设计 第9章 桁架及屋盖
§9.1 单层厂房钢结构的组成及布置原则
9.1.1 单层厂房钢结构的组成
单层厂房钢结构一般由屋盖结构、柱、吊车梁、 制动梁（或制动桁架）、各类支撑及墙架等构件组成 的空间体系。按其作用分为：
1.ห้องสมุดไป่ตู้向框架
2.屋盖结构 3.支撑体系 4.吊车梁和制动梁 5.墙架
7.支撑的作用 ① 保证屋盖的整体性，提高空间刚度
仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体 系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系 ，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了 整个屋盖结构的稳定。
② 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动
在横向支撑或垂直支撑节点处应沿房屋通长设置系杆。 水平横向支撑设在第二柱间时，第一柱间端屋架需与第 二榀屋架用刚性系杆连接，其余设置刚性或柔性系杆均可 。 屋脊节点、屋架支座节点设置刚性系杆。
6. 支撑的计算和构造
屋架支撑为平行弦桁架，其弦杆可兼作支撑桁架的弦杆 ，斜腹杆一般采用十字交叉式，与弦杆的交角在30o～60o 之间。通常横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦节间距 离的2～4倍，纵向水平支撑的宽度取屋架端节间的长度， 一般为6m左右。