钢结构桥梁设计 207页PPT文档
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撑 –温度区段不很长时，设置在温度区段中部 –温度区段较长时，在温度区段中部1/3范
围内设置两道柱间支撑 –温度区段两端设置上柱支撑传递山墙风荷
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 支撑构件的设计 –屋盖支撑一般按简支平行弦桁架计算 –柱间支撑可按悬臂平行弦桁架计算 –支撑受力一般较小，可按刚度要求确定
源自文库
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
/构件种类少/工期短 –屋面自重大，结构用钢量大，抗震不利
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 有檩体系
–屋架上设置檩条，檩条上铺设轻型屋面 材料
• 纵向柱距6m/方案比选
1.结构体系及结构布置
• 柱网布置 温度缝设置
– 结构温度变形 LtL – 温度变形受到约束产生温度应力 – 设置温度缝（横向/纵向）
• 释放温度变形 • 减小温度应力
1.结构体系及结构布置 温度区段长度限值表
结构情况
采暖房屋和非采 暖地区的房屋 热车间和采暖地 区的非采暖房屋
板铰等柔性连接
–屋架/托架应采用桁架式，檩条一般为实腹式 –屋盖应设置支撑，保证结构刚度和稳定性 –考虑施工要求，方便施工，缩短工期 –屋盖结构在运输/安装中采取临时加固措施
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
• 横向框架形式 横向框架种类 –按连接方式
•铰接框架/刚接框架/上刚接下悬臂框架 –按框架跨数
•单跨/双跨/多跨
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
• 结构体系
• 横向平面框架 • 纵向平面框架 • 屋盖结构 • 吊车梁结构体系 • 墙架结构 • 支撑系统
1.结构体系及结构布置
1.结构体系及结构布置
• 横向平面框架
– 由框架柱和横梁/钢屋架构成 – 承受全部竖向荷载和横向水平荷载
• 纵向平面框架 –由框架柱、柱间支撑、吊车梁等构成 –承受全部纵向水平荷载
结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑 –平面屋架+檩条+屋面板+屋盖支撑构成具
有空间刚度的稳定结构体系 –两端相邻两榀屋架间设置支撑，其余屋
架通过系杆或檩条与之相连，纵向长度 较大时，中间应加设支撑
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑种类 – 上弦横向支撑 – 下弦横向支撑 – 下弦纵向支撑 – 竖向支撑（垂直支撑） – 系杆 – 天窗支撑
构件截面 –交叉支撑按拉杆设计 –常用截面形式：角钢/圆钢（张紧装置） –斜腹杆与弦杆夹角30~60度
1.结构体系及结构布置
墙架梁/墙架柱/水平抗风桁架等构成墙架体系
• 墙架布置 –承受墙体自重/墙面风荷载 –柱距<8m时，可不设墙架柱 –墙架柱设置应与横向支撑节点对应，否
则设分布梁 –端墙墙架不承受屋面竖向荷载，应采用
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
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)
– 经济要求
建筑钢结构设计
单层厂房钢结构
天津大学 钢结构教研室
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
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 …
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构 –由横梁/钢屋架、屋盖支撑、天窗架、 天窗支撑、托架和檩条等构成 –承受屋盖竖向荷载
• 吊车梁结构体系 – 由吊车梁和制动系统构成 – 承受吊车竖向荷载和吊车水平荷载
1.结构体系及结构布置
• 支撑系统 – 由屋盖支撑、柱间支撑和天窗支撑等构成 – 保证结构空间刚度和稳定性
–屋架间距=檩条跨度 –檩条间距=屋面板跨度 –结构用钢量省/运输安装方便 –屋盖体系构件较多/构造复杂/刚度较差
结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 屋盖结构选型与布置
–应综合考虑生产工艺/建筑造型/材料供应/施 工能力/生产维修等
–屋架间距根据屋面材料确定，屋架结构形式 应尽量统一，可设托架/中间屋架
纵向温度区段
220m 180m
横向温度区段 柱顶为刚接 柱顶为铰接
120m
150m
100m
125m
露天结构
120m
--
--
1.结构体系及结构布置
• 柱网布置 温度缝做法
–横向温度缝 •在温度缝两侧设置两榀横向框架 •轴线定位
–纵向温度缝 •板铰支座/活动支座
1.结构体系及结构布置
框架柱和横梁、钢屋架构成横向框架
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑布置原则
–厂房两端设置上、下弦横向支撑和竖向支 撑
–屋架两边布置下弦纵向支撑，形成封闭体 系
–横向及竖向支撑间距不应超过60m –竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平
面
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 柱间支撑布置 –厂房较高时可分别设置上柱支撑/下柱支
• 墙架结构 –由墙架/抗风柱等构成 –承受山墙墙体重量和墙面风荷载
1.结构体系及结构布置
• 单层厂房钢结构用钢量
– 厂房类型（吊车起重量/轨顶标高）
• 轻型 35~80kg/m2 • 中型 75~170kg/m2 • 重型 200~400kg/m2
– 主要构件用钢量百分比
• 框架柱 30%~50% • 钢屋架 10%~40% • 吊车梁 15%~35%
围内设置两道柱间支撑 –温度区段两端设置上柱支撑传递山墙风荷
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 支撑构件的设计 –屋盖支撑一般按简支平行弦桁架计算 –柱间支撑可按悬臂平行弦桁架计算 –支撑受力一般较小，可按刚度要求确定
源自文库
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
/构件种类少/工期短 –屋面自重大，结构用钢量大，抗震不利
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 有檩体系
–屋架上设置檩条，檩条上铺设轻型屋面 材料
• 纵向柱距6m/方案比选
1.结构体系及结构布置
• 柱网布置 温度缝设置
– 结构温度变形 LtL – 温度变形受到约束产生温度应力 – 设置温度缝（横向/纵向）
• 释放温度变形 • 减小温度应力
1.结构体系及结构布置 温度区段长度限值表
结构情况
采暖房屋和非采 暖地区的房屋 热车间和采暖地 区的非采暖房屋
板铰等柔性连接
–屋架/托架应采用桁架式，檩条一般为实腹式 –屋盖应设置支撑，保证结构刚度和稳定性 –考虑施工要求，方便施工，缩短工期 –屋盖结构在运输/安装中采取临时加固措施
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
• 横向框架形式 横向框架种类 –按连接方式
•铰接框架/刚接框架/上刚接下悬臂框架 –按框架跨数
•单跨/双跨/多跨
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
• 结构体系
• 横向平面框架 • 纵向平面框架 • 屋盖结构 • 吊车梁结构体系 • 墙架结构 • 支撑系统
1.结构体系及结构布置
1.结构体系及结构布置
• 横向平面框架
– 由框架柱和横梁/钢屋架构成 – 承受全部竖向荷载和横向水平荷载
• 纵向平面框架 –由框架柱、柱间支撑、吊车梁等构成 –承受全部纵向水平荷载
结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑 –平面屋架+檩条+屋面板+屋盖支撑构成具
有空间刚度的稳定结构体系 –两端相邻两榀屋架间设置支撑，其余屋
架通过系杆或檩条与之相连，纵向长度 较大时，中间应加设支撑
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑种类 – 上弦横向支撑 – 下弦横向支撑 – 下弦纵向支撑 – 竖向支撑（垂直支撑） – 系杆 – 天窗支撑
构件截面 –交叉支撑按拉杆设计 –常用截面形式：角钢/圆钢（张紧装置） –斜腹杆与弦杆夹角30~60度
1.结构体系及结构布置
墙架梁/墙架柱/水平抗风桁架等构成墙架体系
• 墙架布置 –承受墙体自重/墙面风荷载 –柱距<8m时，可不设墙架柱 –墙架柱设置应与横向支撑节点对应，否
则设分布梁 –端墙墙架不承受屋面竖向荷载，应采用
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
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)
– 经济要求
建筑钢结构设计
单层厂房钢结构
天津大学 钢结构教研室
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
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 …
1.结构体系及结构布置
• 屋盖结构 –由横梁/钢屋架、屋盖支撑、天窗架、 天窗支撑、托架和檩条等构成 –承受屋盖竖向荷载
• 吊车梁结构体系 – 由吊车梁和制动系统构成 – 承受吊车竖向荷载和吊车水平荷载
1.结构体系及结构布置
• 支撑系统 – 由屋盖支撑、柱间支撑和天窗支撑等构成 – 保证结构空间刚度和稳定性
–屋架间距=檩条跨度 –檩条间距=屋面板跨度 –结构用钢量省/运输安装方便 –屋盖体系构件较多/构造复杂/刚度较差
结构体系及结构布置
• 屋盖结构形式 屋盖结构选型与布置
–应综合考虑生产工艺/建筑造型/材料供应/施 工能力/生产维修等
–屋架间距根据屋面材料确定，屋架结构形式 应尽量统一，可设托架/中间屋架
纵向温度区段
220m 180m
横向温度区段 柱顶为刚接 柱顶为铰接
120m
150m
100m
125m
露天结构
120m
--
--
1.结构体系及结构布置
• 柱网布置 温度缝做法
–横向温度缝 •在温度缝两侧设置两榀横向框架 •轴线定位
–纵向温度缝 •板铰支座/活动支座
1.结构体系及结构布置
框架柱和横梁、钢屋架构成横向框架
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 屋盖支撑布置原则
–厂房两端设置上、下弦横向支撑和竖向支 撑
–屋架两边布置下弦纵向支撑，形成封闭体 系
–横向及竖向支撑间距不应超过60m –竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平
面
1.结构体系及结构布置
• 支撑体系 柱间支撑布置 –厂房较高时可分别设置上柱支撑/下柱支
• 墙架结构 –由墙架/抗风柱等构成 –承受山墙墙体重量和墙面风荷载
1.结构体系及结构布置
• 单层厂房钢结构用钢量
– 厂房类型（吊车起重量/轨顶标高）
• 轻型 35~80kg/m2 • 中型 75~170kg/m2 • 重型 200~400kg/m2
– 主要构件用钢量百分比
• 框架柱 30%~50% • 钢屋架 10%~40% • 吊车梁 15%~35%