单层厂房钢结构.ppt

建筑钢结构设计本章主要内容：1.结构体系及结构布置结构体系由框架柱和横梁/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单层厂房钢结构用钢量结构形式与布置横向框架和纵向框架的柱形成柱网结构温度变形
结构情况横向温度缝
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，抗震不利屋架上设置檩条，檩条上铺设轻型屋面材料
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
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屋盖支撑和柱间支撑等构成支撑体系平面屋架+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厂房较高时可分别设置上柱支撑/下柱支撑
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，应采用板铰等柔性连接普通钢屋架为平面桁架，适用跨度18~36m
构件一般为双角钢组成的T形截面，采用节点板连接
优点：取材容易/构造简单/制造安装方便/刚度好…
缺点：型钢板件较厚，屋架用钢量较大2.普通钢屋架设计平行弦屋架
三角形屋架
梯形屋架
曲拱形屋架
梭形屋架
…腹杆等长/杆件类型少/节点构造相同/标准化/工业化
排水困难/桁架高度未随弯矩变化/弦杆内力不均匀普通钢屋架的形式受力性能好/腹杆较短/可与柱刚接
排水坡度小受力性能好
制作加工不方便/可改进为折线形平行弦屋架：
单斜式/菱形/K形/十字交叉形
三角形屋架：芬克式/单斜式
梯形屋架：人字式/再分式
曲拱形屋架：新月式根据工艺/使用要求确定
考虑屋面板宽度模数
常用跨度：
12m/15m/18m/21m/24m/27m/30m/36m根据经济/刚度/建筑/屋面坡度/运输条件等条件确定
三角形屋架：（1/6~1/4）L
梯形屋架：跨中（1/10~1/6）L；
端部1.6~2.2m（铰接）/1.8~2.4m（刚接）
运输高度：3.85m上弦节间尺寸根据屋面做法确定
无檩体系：大型屋面板1.5~1.8m
有檩体系：檩条间距0.8~3.0m
屋面荷载尽量直接作用在上弦节点上钢屋架的节点为铰接
节点刚度引起次应力（弯曲应力）
杆件轴线在同一平面内，汇交于节点中心
杆件偏心
荷载作用在屋架节点上，且在屋架平面内
节间荷载永久荷载：
结构及屋面自重
可变荷载：
屋面活荷/积灰/雪荷/风荷/悬挂吊车荷载普通钢屋架计算分析屋面荷载汇集到上弦节点，可按下式计算吊顶荷载汇集作用在钢屋架下弦节点
屋面坡度小于30度时，屋盖承受风吸力的作用，对结构有利，一般可不考虑，风荷载很大时或采用对风荷载较为敏感的轻型屋面时，应按荷载规范计算风荷载悬挂吊车荷载根据其与屋架的连接方式具体计算
地震烈度大于9度时，按抗震规范采用附加竖向荷载的方式考虑地震荷载。按平面桁架计算杆件轴向力：
静定结构；
数解法（节点法，截面法）/图解法。上弦杆受节间荷载时，计算局部弯矩：简支梁M0，端节间正弯矩0.8M0，其它节间正、负弯矩0.6M0
屋架与柱刚接时，还应计算屋架端弯矩引起的