钢结构单层厂房课程设计详细讲义

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
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。
钢屋盖的类别包括：
架平 面 钢 屋
空间桁架：
网架
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。
单层厂房钢结构
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§1 单层厂房钢结构的组成及布置原则 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.横向框架 2.屋盖结构 3.支撑体系 4.吊车梁和制动梁 5.墙架
1.2 柱网和温度伸缩缝的布置 1.柱网布置 2.温度伸缩缝
1
2
下面所述刚性系杆完全相同)体系。
1－1 1
2
上弦平面
2－2
a —屋架上弦横向水平支撑
2.Байду номын сангаас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。
下弦横向水平支撑。在相邻两 榀桁架的下弦平面内沿跨度全 长设置。其杆件形式同上弦横 向水平支撑。
下弦平面
3.下弦纵向水平支撑
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
图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架时， 虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受压而失 稳时，整个上弦会屈曲成一个“半波”。
如在房屋两端的柱间内设置上弦横向支撑桁架，则屋架上 弦将屈曲成多个“半波”，从而提高上弦杆的整体稳定性，亦 即提高了承载能力。由此可见平面桁架如无支撑系统从侧面 “扶持”，将不能发挥它的承重作用。
屋盖支撑系统做法是： 首先在屋盖两端的两榀相邻平面屋架对应的上弦杆间、 下弦杆间、端部竖杆(或斜杆)间、以及跨中某些竖杆(或斜 杆）间，用水平、垂直和倾斜方向的支撑杆件互相联系； 这样就在垂直于两相相邻屋架的侧向形成许多水平和垂直 支撑桁架(即图中的上、下弦横向水平支撑和端部、跨中垂 直支撑)，并与两榀相邻屋架共同组成坚强的空间桁架结构 体系。
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。
钢屋架－大型屋面板结构体系 无檩体系
优点：屋盖横向刚度大，整体性好，构造简单，耐久 缺点：屋面自重较大，抗震不利
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。
一般情况可以省掉。
下弦纵向水平支撑 一般房屋的屋盖不设纵向水平支撑：当房屋设有托架时，
必须在托架范围及其此端各廷伸一个柱间的下弦端节间平面内 设置下弦纵向水平支撑。
虚线为柔性杆；实线为刚性杆
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。
其它的屋架则用较少数量的上、下弦系杆与上述空间桁 架架结构体系相连，使整个屋盖成为具有足够空间几何不变性、 稳定性和刚度的屋盖结构体系。
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
下弦横向水平支撑
组成 下弦纵向水平支撑
垂直支撑
系杆
图9.4.2 无檩屋盖
屋架支撑布置 平面屋架在其本身平面内．由于弦杆与腹杆构成了三角
形的几何不变铰接体系而具有较大的刚度，但在垂直于屋架 平面方向(通称屋架平面外)，不设支撑体系的平面屋架却不 能保持其几何不变。
屋架的端视图，当在屋架端部两屋架间未设垂直支撑 桁架时，虽有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是几何可 变的，在侧向力作用下屋架会倾斜；仅当设了垂直支撑桁 架和系杆，才能保持各个屋架在平面外的几何稳定性。
柱间支撑
上层柱间支撑 下层柱间支撑
§9-1 单厂钢结构
§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。
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。
上弦横向水平支撑，通常采用单角钢柔性铰 。
叉斜腹杆和双角钢十形或T 形截面受压横腹杆(横腹杆型式与
钢屋架－檩条－轻型屋面板结构体系 优点：构件自重轻，用料省，运输安装轻便 缺点：构件较多，构造较复杂，吊装次数较多
檩条
有檩体系
垂直支撑
钢屋盖结构由屋面、屋架和支撑三部分组成。钢屋盖 结构两类：有檩屋盖，无檩屋盖．
3.天窗架形式 4.托架形式
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。