平面承重大跨钢结构

（4）刚架斜梁的坡度取决于屋面排水坡度，一 般i=1/8~1/20。
减小构件腹板厚度，一般腹板壁厚在4 ~ 10mm， （4mm是规程规定的下限），主要利用腹板截面的 屈曲后强度。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 》CECS 102：2002 推荐采用Q235、Q345钢材。
（5）檩条采用冷弯薄壁型钢，截面一般为C型钢 或Z型钢（坡度较大时，可以做到主轴与地面平 行）。檩条壁厚一般1.5 ~ 3.0mm，1.5mm为规范规 定的下限。
新修定的国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规 范》GB50018-2002 已取消了壁厚6mm上限的规定， 板厚由设计者自行掌握（未试验），我国目前已能 生产12.5mm厚的冷弯薄壁型钢。
（6）支撑体系： 必须设屋盖支撑系统和柱间支撑系统。屋盖支
撑布置在温度区段的两端或端部第二开间（此时第 一开间设刚性系杆）。
管结构的适用范围：
不直接承受动力荷载。对于承受交变荷载的直接 焊接钢管节点，其疲劳问题远较其它型钢杆件节点 受力情况复杂。
第二节 框架结构体系
与梁式结构体系相比，框架式体系比较经济，且 横梁高度可以取得比梁式结构的高度小，刚度也 较大，常用于工业建筑。
框架柱柱脚可以作成铰接，也可以作成刚接。 无铰框架刚度更好，用钢量省、便于安装，但这 种框架对温度作用比较敏感，对基础及地基的要 求较高。
（1）轻型化，屋盖及墙体均为压型钢板，以减轻 建筑自重；
（2）吊车吨位：
A1~A5工作级别的桥式吊车 20t； 悬挂式起重机 3t。
（3）常用跨度：18 30m，高度4.5 ~ 9m。规程
规定跨度可作到36m。
2 结构特点
（1）主体结构采用门式刚架，刚架可以是单跨、 双跨或多跨，还可带附跨。
轻型门式刚架结构设计
门式刚架是一种有效利用材料的结构形式。 由于构件尺寸小，房屋高度相应降低，减轻了建 筑体积和重量。构件可以在工厂批量生产，工地 安装用高强螺栓连接，简便而迅速，施工期短。 同时，门式刚架造型简洁美观，在房屋建筑中可 适用于覆盖大面积的单跨、多跨等厂房、仓库和 各类公共建筑。
1 建筑特点
上海证卷大厦
连接两幢主楼 的天桥桁架跨度 63m，共支承着从 17层至26层共8个 楼层，采用了H型 钢重型桁架。
上海浦东国际机场
上海浦东国际机场候机楼屋架梁跨度83m， 跨中高度超过11m，单榀屋架梁重55吨。
为了增加屋架结构的刚度，同时为保证屋架梁 在风吸力作用下始终处于受拉状态，下弦布置了 一根预应力钢索，对下弦施加足够的预应力。
大跨度梁式结构的外形及腹杆体系，决定于跨 度、屋面型式及吊天棚结构的形式，常用的有梯形 和拱形桁架。按重量最优确定的桁架的高跨比一般 为1/6～1/8。
常用形式： （1）角钢（或T型钢）桁架 （2） H型钢重型桁架* （3）钢管桁架（圆钢管或矩形管）*
桁架设计的难点在节点和支座，跨度大于35～ 40m时，梁式结构的支座之一必须作成可移动的， 以减小对支承墙体或支柱传递的横向反力，横向反 力一般由屋架下弦的弹性变形产生。*
柱间支撑设在与屋盖支撑相同的柱间，无吊车 时，间距一般30~ 45m，不大于60m。有吊车时柱 间支撑宜设在温度区段中部。
支撑一般为十字交叉，截面采用张紧的圆钢或 小角钢 。
4 檩条的设计特点
（1）角钢（或T型钢）桁架
一般用节点板连接。 随着热轧H型钢在我国投产，剖分T型钢用于桁 架弦杆或腹杆的情况越来越多。T 型钢桁架的优点 是：无离缝、防腐易处理、用钢量省。 问题： （1）节点施工不方便； （2）节点构造方式不同，节点内的应力状态更加 复杂。
（2）H型钢重型桁架
桁架节点铰接是一种近似，条件是杆件较细长， 以H型钢作弦杆或腹杆的重型桁架，设计时应注意 节点的次应力，或按刚接节点设计，对重要的节点 还应进行有限元分析。
把中柱做成摇摆柱体现了材料集中使用的原则。
（2）采用变化构件截面的手段以适应弯矩变化是 门式刚架轻型化的技术措施之一。柱脚常用铰接， （当有桥式吊车时用等截面、柱脚固定）。
（3）刚架间距一般 6m 左右，亦可采用7.5~9m， 间距太大将增加檩条的用钢量。
温度区段长度：
纵向 300m； 横向 150m 。
（3）钢管桁架（圆管或矩形管）
钢管桁架节点受力复杂。
直接焊接的平面圆钢管节点 a) X型节点；b) T型或Y型节点； c）K型节点
直接焊接的空间圆钢管节点 e ) TT型节点；f ) KK型节点
XX型管节点： XX型管节点较少。
直接焊接的矩形管（含方管）平面管节点
a) T、Y型节点；b) X型节点； c) K、N型节点，有间隙；d） K、N型节点，搭接。
主要有实腹式和格构式两大类。
（1）实腹式框架结构体系 实腹式框架适用于跨度不太大（L=18～60m）
的框架结构。它的优点是制作简单、便于运输，还 能降低房屋高度。实腹框架常设计成铰接柱脚。
由于框架支座弯矩的卸载作用使实腹框架的横 梁高度不大，可取跨度的1/30～1/40。
在我国得到大力发展的轻型门式刚架结构，是 实腹式框架结构体系的一种，其特点是屋盖及墙体 均采用压型钢板，结构主要承受自身的重量。
当不超过以上数值时，一般情况下可不考虑温 度应力和温度变形的影响。
柱间支撑的纵向水平刚度较单独柱大得多（约 10～20倍），故厂房纵向温度变形的不动点接近于 柱间支撑的中点（有两道柱间支撑时，为两支撑距 离的中点）。
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当温度区段长度超过规范规定的数值时，应进行温度 应力的计算或设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝的两种做法： a. 在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔； b. 设置双柱。 此外，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。
第二章 平面承重的大跨度钢结构
一．梁式结构体系 二．框架结构体系 三．拱式结构体系
第一节 梁式结构体系
梁式结构体系一般采用简支桁架的形式，桁架的 优点是制作与安装都比较简单，其上、下弦及腹 杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横推力。
适用跨度：4060m，更大的跨度由于耗钢量 过大而不经济。
重点是支撑系统的布置，对保证整个结构体系 的整体刚度是非常重要的。