青岛钢结构精品课程2_11 ppt课件
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铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。
刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。
青岛钢结构精品课程2_1
阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。 下段柱：缀条格构式。
分离式柱：吊车肢,屋盖肢
优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, 两肢分别单独承担荷载 。
（按照吊车使用的频繁程度）
青岛钢结构精品课程2_1
2.1.1.1 柱网布置和计算单元
➢ 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求： 2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以 利施工。 3）经济要求： 4）模数要求：柱距L的取值: 一般地，在跨度不小于 30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于 50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取 大柱距15m，18m及24m较适宜。
➢ 1.满足使用要求： 三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮,
坡度一般在1/3～1/2 梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，
青岛钢结构精品课程2_1
阶梯形下柱的常见截面形式：
阶形柱的上柱 起重量较小的边柱 起重量≤50t的中柱
起重量＞50t的中柱 起重量较大的边柱 特大型厂房的下柱
图2-6 双肢格构式柱
青岛钢结构精品课程2_1
A6一A8级吊车的单跨厂房
纵向刚度 横向刚度
柱间 支撑
屋架与柱子 刚性连接
柱子与基础 刚性连接
2.1 结构形式和结构布置 2.2 计算原理 2.3 钢屋架设计 2.4 吊车梁设计
1
2.1 结构形式和结构布置
❖ 一般说明 ❖ 屋架外形及腹杆形式 ❖ 屋盖支撑
青岛钢结构精品课程2_1
2.1.1 一般说明
重型厂房结构形式： 单层刚(框)架 多层刚架
重型厂房的组成： 柱、屋架、吊车梁、天窗架、 支撑。（图2-1示）
青岛钢结构精品课程2_1
肩梁 ：将各阶柱段连在一起。
肩梁
单臂肩梁 （图2-7a）
双臂肩梁 （图2-7a）
构造要求：肩梁惯 性矩宜大于上柱的 惯性矩，其线刚度 与下柱单肢线刚度 之比一般宜不小于 25，其高跨比可控 制在0.35～0.5之 间。
双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截 面宽度较大（不小于900mm)的情形。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁： h ( 1 ~ 1 )l 10 8
b (1 1 )l 5 2.5
托架h： (1 ~1)l 10 5
青岛钢结构精品课程2_1
托架与屋架的连接 叠接：构造简单，便于施工，但托架（托 梁）受扭。 平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的 不利影响，较常用。
➢ 3.柱间支撑的形式：
下层柱间 支撑的形式
(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形
上层柱间 支撑的形式
(a)十字形； (b)人字形；
(c)V字形
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2.1.2屋架外形及腹杆形式
2.1.2.1桁架的应用
桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。 桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应 力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。
在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋 盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。
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2.1.2.2桁架的外形及腹杆形式
三 角 形 屋 架 芬克式腹杆
人字式腹杆
豪式腹杆
Biblioteka Baidu
梯 形 屋 架
人字式腹杆
再分式腹杆
平
行
弦
屋
架 人字式腹杆
交叉式腹杆
青岛钢结构精品课程2_1
2.1.2.3.确定桁架形式的原则
青岛钢结构精品课程2_1
2.1.1.3 柱间支撑
上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑
下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑
垂直 支撑
刚性系杆
刚性系杆
上层柱间支撑
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下层柱间支撑
➢ 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。
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计算单元
图2-2 柱网布置
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➢ 2.温度收缩缝 : 超出表2-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形
的影响
温度区段长度表(m) 表2-2
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
采暖房屋和非采
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天窗架
屋架 柱
吊车梁 柱间支撑
青岛钢结构精品课程2_1
屋盖结构体系： 钢屋架—大型屋面板结构体系
钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系
横梁—檩条—轻型屋面板结构体系
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
重级 A6,A7
特重级 A8
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吊车梁
吊车梁工程实例
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格构柱
吊车梁
吊车梁 格构柱 青岛钢结构精品课程2_1
➢ 2.柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3) 保证厂房的纵向刚度。
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220
暖地区的房屋
热车间和采暖地
180
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
--
--
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拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将 柱距局部加大。如图2．2中，在纵向轴线B与 横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和 m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为 拔柱。
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托梁与屋架的连接
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2.1.1.2 横向框架及其截面选择
横向框架梁与柱的连接形式： 刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接 铰接框架：（c）横梁与柱子的铰接连接。
（a）
（b）
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（c）
柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。
刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。
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阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。 下段柱：缀条格构式。
分离式柱：吊车肢,屋盖肢
优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, 两肢分别单独承担荷载 。
（按照吊车使用的频繁程度）
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2.1.1.1 柱网布置和计算单元
➢ 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求： 2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以 利施工。 3）经济要求： 4）模数要求：柱距L的取值: 一般地，在跨度不小于 30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于 50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取 大柱距15m，18m及24m较适宜。
➢ 1.满足使用要求： 三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮,
坡度一般在1/3～1/2 梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，
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阶梯形下柱的常见截面形式：
阶形柱的上柱 起重量较小的边柱 起重量≤50t的中柱
起重量＞50t的中柱 起重量较大的边柱 特大型厂房的下柱
图2-6 双肢格构式柱
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A6一A8级吊车的单跨厂房
纵向刚度 横向刚度
柱间 支撑
屋架与柱子 刚性连接
柱子与基础 刚性连接
2.1 结构形式和结构布置 2.2 计算原理 2.3 钢屋架设计 2.4 吊车梁设计
1
2.1 结构形式和结构布置
❖ 一般说明 ❖ 屋架外形及腹杆形式 ❖ 屋盖支撑
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2.1.1 一般说明
重型厂房结构形式： 单层刚(框)架 多层刚架
重型厂房的组成： 柱、屋架、吊车梁、天窗架、 支撑。（图2-1示）
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肩梁 ：将各阶柱段连在一起。
肩梁
单臂肩梁 （图2-7a）
双臂肩梁 （图2-7a）
构造要求：肩梁惯 性矩宜大于上柱的 惯性矩，其线刚度 与下柱单肢线刚度 之比一般宜不小于 25，其高跨比可控 制在0.35～0.5之 间。
双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截 面宽度较大（不小于900mm)的情形。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁： h ( 1 ~ 1 )l 10 8
b (1 1 )l 5 2.5
托架h： (1 ~1)l 10 5
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托架与屋架的连接 叠接：构造简单，便于施工，但托架（托 梁）受扭。 平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的 不利影响，较常用。
➢ 3.柱间支撑的形式：
下层柱间 支撑的形式
(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形
上层柱间 支撑的形式
(a)十字形； (b)人字形；
(c)V字形
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2.1.2屋架外形及腹杆形式
2.1.2.1桁架的应用
桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。 桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应 力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。
在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋 盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。
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2.1.2.2桁架的外形及腹杆形式
三 角 形 屋 架 芬克式腹杆
人字式腹杆
豪式腹杆
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梯 形 屋 架
人字式腹杆
再分式腹杆
平
行
弦
屋
架 人字式腹杆
交叉式腹杆
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2.1.2.3.确定桁架形式的原则
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2.1.1.3 柱间支撑
上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑
下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑
垂直 支撑
刚性系杆
刚性系杆
上层柱间支撑
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下层柱间支撑
➢ 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。
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计算单元
图2-2 柱网布置
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➢ 2.温度收缩缝 : 超出表2-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形
的影响
温度区段长度表(m) 表2-2
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
采暖房屋和非采
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天窗架
屋架 柱
吊车梁 柱间支撑
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屋盖结构体系： 钢屋架—大型屋面板结构体系
钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系
横梁—檩条—轻型屋面板结构体系
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
重级 A6,A7
特重级 A8
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吊车梁
吊车梁工程实例
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格构柱
吊车梁
吊车梁 格构柱 青岛钢结构精品课程2_1
➢ 2.柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3) 保证厂房的纵向刚度。
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220
暖地区的房屋
热车间和采暖地
180
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
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拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将 柱距局部加大。如图2．2中，在纵向轴线B与 横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和 m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为 拔柱。
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托梁与屋架的连接
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2.1.1.2 横向框架及其截面选择
横向框架梁与柱的连接形式： 刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接 铰接框架：（c）横梁与柱子的铰接连接。
（a）
（b）
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（c）
柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。