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梭形屋架有平面桁架式战空间桁架式两种

发布时间:2019-09-20

钢屋盖布局的构成和分类_建建/土木_工程科技_专业材料。21 钢 屋 盖 本章撮要 本章次要讲述钢屋盖布局的构成和分类、通俗 钢屋架的形式、尺寸和设想计较方式以及钢屋架的 施工图,并简述了轻型钢屋架的根基学问,正在进修 过程中应次要控制下列内容:?

21 钢 屋 盖 本章撮要 本章次要讲述钢屋盖布局的构成和分类、通俗 钢屋架的形式、尺寸和设想计较方式以及钢屋架的 施工图,并简述了轻型钢屋架的根基学问,正在进修 过程中应次要控制下列内容:? (1) 控制钢屋盖布局的构成,各构成部门的分类、 感化和安插;? (2) 控制常用钢屋架的形式、尺寸,区别分歧形 式屋架的机能和合用范畴; (3) 领会钢屋盖中支持的安插方式和所起感化; (4) 控制通俗钢屋架的设想计较方式和构制要求; ? (5) 能看懂钢屋架施工图纸,并能绘制简单施工 图;? (6) 领会轻钢屋架的根基学问。 本章内容 21.1 钢屋盖布局的构成和分类 21.2 钢屋架的形式和尺寸 21.3 钢屋盖的支持系统 21.4 钢屋架的节点构制要求 21.5 钢屋架施工图 21.1 钢屋盖布局的构成和分类 21.1.1 构成 钢屋盖布局次要由屋面、屋架和支持三部门组 成,有的还设有托架和天窗架等构件(如图21.1)。 (1) 屋面,次要由各类屋面板材构成,平铺于屋架 上,承受外荷载。? (2) 屋架,次要由各类钢构件组合毗连而成。 (3) 支持:按照支持设置的部位和所起的感化不 同,支持分为上弦横向支持、下弦程度支持、垂曲 支持和系杆四种。 ? 图21.1 拆卸式钢筋混凝土单层厂房布局 (4) 托架和天窗架? 屋架的跨度和间距取决于柱网安插,而柱网布 置则按照建建物工艺要乞降经济合理等各方面要素 而定。 天窗的形式有纵向天窗、横向天窗和井式天窗 等三种,一般常采用纵向天窗。 纵向天窗则需零丁设置天窗架,常见的几种天 窗架形式如图21.2。 图21.2 天窗架的形式 21.1.2 分类 按照屋面材料和屋面布局安插环境的分歧,钢 屋盖可分为无檩屋盖和有檩屋盖两种(图21.3)。 当屋面材料采用预应力大型屋面板时,屋面荷 载可通过大型屋面板间接传给屋架,这种屋盖系统 称为无檩屋盖; 当屋面材料采用瓦楞铁皮、石棉瓦、波形钢板 和钢丝网水泥板等时,屋面荷载要通过檩条传给屋 架,这种系统称为有檩屋盖。? 图21.3 屋盖布局安插 (a) 有檩屋盖;(b)? 无檩屋盖 两种屋盖系统各有优错误谬误,具体设想时应按照 建建物利用要求、布局特征、材料供应环境和施工 前提等分析考虑而定。 一般中型厂房,出格是沉型厂房,因为对横向 刚度要求较高,所以宜采用大型屋面板的无檩屋盖; 而对于中、小型出格是不需要做保温层的衡宇,则 宜采器具有轻型屋面材料的有檩屋盖。 21.2 钢屋架的形式和尺寸 21.2.1 常用的钢屋架形式(见表21.1) 三 角 形 屋 架 梯 形 屋 架 平 行 弦 屋 架 人字式腹杆 再分式腹杆 芬克式腹杆 人字式腹杆 单向斜杆式腹杆 人字式腹杆 交叉式腹杆 21.2.3 屋架的次要尺寸 (1) 屋架的跨度次要是按照工艺和建建要求来确定, 通俗钢屋架常见跨度为18m、21m、24m、27m、30m、 36m等。? 钢屋架计较跨度简直定:简支于柱顶的钢屋架, 其计较跨度取决于屋架支反力间的距离。如图21.4所 示。 (2) 屋架的高度取决于经济、刚度要乞降运输边界 等三个方面,同时又和屋面坡度亲近相关,有时还受 到建建要求的。 图21.4 屋架的计较跨度 21.2.4 构制要求 从经济和刚度的要求来看,三角形屋架的跨中高 度一般取(l/4~l/6)l;梯形屋架的跨中高度一般取 (l/6~l/10)l,此中l为屋架的跨度。跨度越大,此比值越 小。屋面荷载越大,则此比值越大。从运输前提来看, 屋架的高度一般不该跨越3.8m。 梯形屋架端部高度h0一般不宜小于l/18l,陡坡梯 形屋架的端部高度一般为500~1000mm,平坡梯形屋 架端部高度一般为1800~2100mm,当屋架跨度较小 时,取下限值。屋架跨度越大,其端部高度的取值应 越大。 21.3 钢屋盖的支持系统 21.3.1 屋盖支持感化 (1) 屋盖布局的几何不变性? (2) 屋盖的空间刚度和全体性 (3) 为受压弦杆供给侧向支承点? (4) 承受和传送纵向程度力(风荷载、吊挂吊车纵 向制动力、地动荷载等)? (5) 布局正在安拆和架设过程中的不变性? 21.3.2 屋盖支持布臵(图21.5) (1) 上弦横向支持 (2) 下弦横向程度支持 (3) 下弦纵向程度支持 (4) 垂曲(竖向)支持 (5) 系杆 二 支持安插 1 上弦横向程度支持 上弦横向程度支持 ①各类屋盖,包罗天窗架都要设置 ②安插正在衡宇或纵向温度缝区两头第一或第二柱间 ③横向间距不跨越60米,大于60m时应正在区段两头添加上弦 横向程度支持。 3 垂曲支持 ? 有横向支持的柱间两头必需设置垂曲支持 ? 跨中应按照屋架形式和跨度设1道或2道 梯形屋架: L30m, 1道 L30m, 2道 三角形屋架:L24m, 1道 L24m, 2道 天窗架:设正在两侧,且L12m中部增设1道 ? 每隔4-6个屋架应设置1道 4 系杆 设臵正在屋架和天窗架两头,以及垂曲支持和横向水 平支持的节点处,沿纵向通长布臵。 21.4 钢屋架的设想 21.4.1 屋架杆件内力计较 3、杆件截面形式 表21.4 钢屋架的杆件截面形式 3、杆件截面形式 等不变准绳 ?杆件截面拔取的准绳: i y ? (1.3 ~ 1.5)i x i y ? ( 2.6 ~ 2.9)i x i y ? (0.75 ~ 1.0 )i x ①上弦: ?无节间荷载时,正在一般支持布臵下,loy=2lox;为满脚λx =λy;应使iy=2ix,故采用两不等边角钢短肢相并; ?有节间荷载时,两不等边角钢长肢相并; 垫板 i y ? (1.3 ~ 1.5)i x i y ? ( 2.6 ~ 2.9)i x i y ? (0.75 ~ 1.0 )i x ②下弦: 下弦杆可采用双等肢角钢或两不等肢角钢短肢相并的 T形截面,以提高侧向刚度,利于满脚运输、吊拆的刚度 要求,且便于取支持侧面毗连。下弦杆截面次要由强度条 件决定,尚应满容许长细比要求。 垫板 ③支座斜杆及竖杆: 两不等肢角钢长肢相并 i y ? (0.75 ~ 0.9)i x ④其它腹杆: 两等肢角钢相并 i y ? (1.25 ~ 1.5)i x ⑤取竖向支持相连的竖腹杆,用“+”字截面 4、填板 为了双角钢配合感化,正在双角钢之间至多设两块垫板, 且使压杆中垫板间距l0≤40i,拉杆l0≤80i(i为单角钢绕1-1轴回 转半径) 六、屋架节点设想 桁架节点处设臵节点板,交汇于节点的各杆件均取节 点板毗连。 合适计较简图 传力明白、靠得住 构制简单 制制、安拆便利 一般节点 有集中荷载的节点 拼接节点 支座节点 上弦节点 上弦地方拼接节点 支座节点 下弦节点 下弦地方拼接节点 1、节点设想的一般要求 ①杆件的形心线:各杆件轴线汇交于节点核心,使现实受 力取计较简图相分歧,削减附加偏疼弯矩。凡是将角钢肢 背至轴线mm的倍数。 节点处各杆件的轴线 ②考虑焊缝质量,节点板一般应伸出弦杆肢背 10~15mm,应尽量使焊缝核心受力。 图10-61 ③正在节点板处弦杆取腹杆,或腹杆取腹杆之间应留有≥20mm 的空地,动载时≥50mm以利于拼接和施焊,且避免因焊缝过 于稠密而导致节点板钢材变脆。 ④角钢端部的堵截面一般应取 其轴线垂曲。 当杆件较大,为使 节点紧凑,斜切时,应 切去肢尖。 角钢端 部的错 误做法 ⑤ 节点板的外形和尺寸正在绘制施工图时候决定,该当尽量 简单而有法则,至多有两条边平行,不该有凹角 。 ⑥节点板取焊缝布 臵对称于所传力。 (a) 准确;(b) 不当 ⑦支承大型屋面板的上弦杆,当屋面节点荷载较大而角钢 肢厚较薄时,应对角钢的程度肢予以加强。 (2) 节点构制 节点设想时,起首要按照毗连杆件的内力确定出 焊缝的焊角尺寸和长度,然后再按照节点上各杆件的 焊缝长度确定节点板的合理形式和平面尺寸。? ① 下弦两头节点(图21.9)? ② 上弦两头节点,有檩(图21.10)取无檩(图21.11) 分歧,腹杆取节点板的毗连取下弦两头节点不异。? ③ 拼接接点 屋架的弦杆的拼接有工场拼接和工地拼接。 下弦节点 1)一般节点 节点无集中荷载也无弦杆拼接 N4 N3 “1” N5 N2 “2” 10~15 N1 图21.9 下弦两头节点 2)上弦节点 节点板缩进 (缩进深度≥(t/2+2)mm,且≤t,t为节点板厚度) 上弦节点 上弦节点 图21.11 有檩屋架上弦两头节点 节点板伸出 上弦节点 3)弦杆的拼接节点 ?双角钢杆件采用拼接角钢拼接 ,先通过螺栓定位,再进 行焊接。 弦杆取拼接角钢毗连焊缝的计较如图21.12。 下弦杆取节点板的毗连焊缝的计较如图21.13。 上弦杆取节点板的毗连焊缝的计较如图21.14。 ? 图21.12 弦杆取拼接角钢毗连 “1” l 图21.13 下弦杆取节点板毗连 B、上弦跨中拼接节点 构制:拼接角钢的弯折角用 热弯构成。 图21.14 上弦杆取节点板毗连 ④ 支座节点(图21.15)? 屋架和柱子的毗连能够做成简支或刚接。支承于 钢筋混凝土柱或砖柱上的屋架,一般为简支。而支承 于钢柱上的屋架凡是为刚接。 支座节点包罗节点板、加劲肋、支座底板和锚栓。 加劲肋的感化是加强支座底板刚度,以便平均传送支 座反力并加强节点板的侧向刚度。 支座节点的传力线是:屋架杆件的内力汇交后 通过毗连焊缝传给节点板,然后经节点板和加劲肋把 力传给底板,最初传给柱子。 支座节点设想(铰接):竖向支座反力 ? 支座节点板 ? 支座底板 ? 加劲肋 图21.16 屋架取柱刚性毗连的支座节点 §10.4 钢布局图 一、型钢的代号及标注 二、焊接图 三、钢布局尺寸标注 四、钢屋架布局详图 一 、 型 钢 的 代 号 及 标 注 二、焊接图 (一)焊接的概念 (二)常用的焊接接头型式 (三)焊接符号及其标注方式 (二)常用的焊接接头型式 (a)对称接头 (b)T形接头 (c)角接接头 (d)搭接接头 (三)焊缝符号及其标注方式 (1) 常见焊缝的根基符号及标注示例一 (2) 常见焊缝的根基符号及标注示例二 (3) 焊缝辅帮符号及标注示例 (4) 常用焊缝弥补符号及标注示例 (5) 常用焊缝尺寸符号及标注示例 (6) 线)常见焊缝的根基符号及标注示例一 根基符号——暗示焊缝横断面外形的符号,用粗实线)常见焊缝的根基符号及标注示例二 (3)焊缝辅帮符号及标注示例 (4)常用焊缝弥补符号及标注示例 (4)线 基准线(细实线) 箭头线)常用焊缝尺寸符号及标注示例 21.5 钢屋架施工图 施工图次要包罗:屋架反面详图、上弦和下弦 平面图,需要数量的侧面图和零件图。当屋架为对 称时,可绘制半榀屋架。 图21.17为某一钢屋架施工图详图。 钢屋架施工图的绘制的次要内容和根基要求: (1) 图纸的左上角绘制整榀屋架的简图,左半跨 说明屋架的几何尺寸,左半跨说明杆件的设想内力。 ? (2) 图纸的正中为屋架详图及上、下弦平面图, 需要数量的侧面图和零件图。? (3) 左上角绘制材料表,把所有杆件和零件的编 号、规格尺寸、数量、分量和整榀屋架的分量填入 表中。? (4) 钢屋架施工图能够采用两种比例绘制,屋架 轴线的比例尺,杆件截面和节 点尺寸采用1∶10~1∶15的比例尺。? (5) 施工图上应说明屋架和各构件的次要几何尺 寸。 (6) 正在施工图中应全数说明各零件的型号和尺寸。 (7) 跨度较大的屋架,正在自沉及外荷载感化下将 发生较大的挠度,出格当屋架下弦有吊平顶或吊挂 吊车荷载时,则挠度更大,这将影响布局的利用和 建建的外不雅。 (8) 施工图上还应加注需要的文字申明,包罗钢 材的钢号,焊条型号,加工精度和质量要求,图中 未说明的焊缝和螺栓孔的尺寸,以及防锈处置的要 求等等。? 图21.17 某一钢屋架施工图 21.6 通俗钢屋架设想计较实例 21.6.1 设想材料(设想一梯形钢屋架) 建建跨度为18m,端部高度1.99m,跨中高度 2.89m,屋面坡度i=1/10,屋架间距为6m,屋架两头 支承正在钢筋混凝土柱上。? 屋架上、下弦设有横向支持和垂曲支持,安插 如图21.18所示。? 图21.18 屋架支持安插图 21.6.2 荷载计较 (1) 永世荷载? 预应力混凝土大型屋面板:1.2×1.4=1.68kN/m2? 二毡三油防水层加找平层:1.2×0.7=0.84kN/m2? 80mm厚泡沫混凝土保温层:1.2×0.5=0.60kN/m2 屋架自沉和支持自沉按经验公式(跨度L=18m): ? Pw=0.12+0.011L=0.12+0.011×18=0.32kN/m2? 1.2×0.32=0.384kN/m2? (2) 可变荷载? 屋面雪荷载取活荷载分歧时呈现,取较大者?? 1.4×0.30=0.42kN/m2? (3) 荷载组合? 永世荷载+可变荷载为次要荷载组合,屋架上弦 节点荷载为:?? P=[(1.68+0.84+0.60+0.384)+0.42] ×1.5×6=35.316kN??? 另两种荷载组合为永世荷载+半跨可变荷载;永世 荷载+半跨屋面沉+半跨施工荷载。 21.6.3 内力计较(表21.7) 桁架杆件的内力正在单元力感化下用图解法(图 21.19)求得如下: 屋架各杆件内力如图21.20所示。 表21.7 杆件内力计较 图21.19 屋架内力求解 图21.20 屋架各杆件的内力求(单元:kN) 21.6.4 截面选择 (1) 上弦杆截面选择? (2) 下弦杆截面选择 (3) 支座竖杆截面选择? (4) 支座斜杆截面选择 (5) 斜杆②-③截面选择 (6) 竖杆③-④截面选择 (7) 斜杆④-⑤截面选择 (8) 斜杆⑤-⑥截面选择? (9) 竖杆⑥-⑦截面选择?? (10) 斜杆⑦-⑧截面选择 (11) 斜杆⑧-⑨截面选择? (12) 竖杆⑨-10截面选择? 21.6.5 节点设想 (1)下弦节点i设想 (2)下弦节点j设想 (3)下弦节点k设想 (4)支座节点h设想 ① 支座底板计较 节点i如图21.21 节点j如图21.22 节点k如图21.23 ? 支节点h如图21.24 ② 加劲肋取节点板的毗连焊缝计较 ③ 节点板、加劲肋取底板的毗连焊缝计较 ④ 下弦杆取支座斜杆和竖杆焊缝计较 (5) 上弦节点b设想 上弦节点b如图21.25 (6) 上弦节点d、f设想 上弦d、f节点如图 21.26 (7) 上弦节点a、c、e设想 e如图21.27 ? 上弦节点a、c、 (8) 上弦节点g设想 上弦节点g如图21.28 图21.21 节点i详图 图21.22 节点j详图 图21.23 节点k详图 图21.24 支座节点h详图 图21.25 上弦节点b详图 图21.26 上弦d、f节点详图 图21.27 上弦节点a、c、e详图 图21.28 上弦节点g详图 21.6.6 垫板计较 屋架各杆件的垫板间距,正在受压杆件中不大 于40i,正在受拉杆件中不大于80i,T形截面中的i为 一个角钢对平行于垫板本身沉心轴的反转展转半径, 正在十字形截面中为一个角钢的最小反转展转半径。 计较成果如表21.9所示。 表21.9 杆件垫板规格计较 21.7 轻型钢屋架 21.7.1 概述 轻型钢屋架常见的有圆钢轻型钢屋架,小角钢 轻型钢屋架和薄壁型钢屋架。 轻型钢屋架次要有三角形屋架、三铰拱屋架和 梭形屋架等三种,此中最常用的是三角形屋架。 三角形屋架和三铰拱屋架的屋面坡度较大,通 常取1/2~1/3。 轻型钢屋架合用于跨度≤18m,柱距4~6m,设 置有起分量≤5t的中、轻级工做制桥式吊车的工业建 建和跨度≤18m的平易近用衡宇的屋盖布局。 21.7.2 轻型钢屋架的特点 常用的三角形轻型钢屋架为芬克式(图21.29),其 特点为长杆受拉,短杆受压,布局受力比力合理,制 做亦便利,能够分为两个运输单位。 三铰拱屋架由两根斜梁和一根拉杆构成,斜梁有 平面桁架式和空间桁架式两种(图21.30),拉杆可用圆 钢或角钢,这种屋架的特点是杆件受力合理,斜梁腹 杆短,取材便利,经济结果好。 梭形屋架有平面桁架式和空间桁架式两种,合用 于跨度为9~15m,间距为3~4.2m的屋盖系统。屋架 的高跨比为1/9~1/12(图21.31)。 图21.29 芬克式屋架的形式 图21.30 三铰拱屋架的形式 图21.31 梭形屋架的形式 21.7.3 轻型钢屋架杆件内力计较和设想特点 轻型钢屋架各杆件内力能够按布局力学中的图解 法或数解法求得。对于三铰拱屋架的空间桁架式斜梁 和空间桁架式梭形屋架各杆件的内力,可将空间桁架 简化为设想的平面桁架来进行计较。 轻型钢屋架的计较强度应按乘以响应的调整 系数。 轻型钢屋架的节点常有偏疼,当节点偏疼距 ≤20mm时,偏疼弯矩的影响可不考虑,而正在杆件计 算时,将强度设想值再降低15%。 当节点偏疼距20mm时,招考虑节点偏疼的影 响,将偏疼弯矩按汇交于节点上各杆件的刚度比例分 配,杆件别离按偏疼受压和偏疼受拉杆件计较。? 轻型钢屋架应进行杆件强度、全体不变和刚度的 验算。对于屋架的上弦杆尚应满脚檩条或屋面板的搁 置长度要求。? 21.7.4 轻型钢屋架节点构制 轻型钢屋架各杆件之间能够间接毗连,也能够通 过节点板毗连。当采用节点板毗连时,节点板厚度通 常为6~8m。支座节点底板厚度为12~14mm。? 三角形屋架的节点构制比力简单。如采用双角钢 截面,则取通俗钢屋架不异。如采用单角钢截面时, 其节点构制见图21.32。? 三铰拱屋架的支座节点取三角形屋架的支座节点 类似,由支座节点板,加劲肋和底板构成(图21.33), 但正在上弦两角钢上加设一块程度盖板,程度盖板取支 座节点板用焊缝毗连。 图21.32 单角钢杆件的节点 图21.33 三铰拱屋架节点构制