重型厂房设计.pptx

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1、2.12.1 结构形式和结构布置结构形式和结构布置123451-柱；2-屋架；3-吊车梁；4-天窗架；5-柱间支撑图图图图2.1 2.1 2.1 2.1 单层厂房构造简图单层厂房构造简图单层厂房构造简图单层厂房构造简图第1页/共118页一般说明一般说明|跨度大，高度大，吊车起重量大跨度大，高度大，吊车起重量大|单层、多层；单跨、多跨单层、多层；单跨、多跨|屋盖体系：屋盖体系：v钢屋架钢屋架-大型屋面板结构体系大型屋面板结构体系v钢屋架钢屋架-檩条檩条-轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系v横梁横梁-檩条檩条-轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系第2页/共118页吊车的工作制等级与工作级别对应关

2、系吊车的工作制等级与工作级别对应关系柱网布置柱网布置 工艺、结构和经济等，符合标准化模数要求工艺、结构和经济等，符合标准化模数要求。v工艺要求：工艺流程、设备基础、地下管沟v结构要求：强度、刚度、稳定性v施工要求：柱距、跨度、构件的类别尽量少些v经济性：合理的柱网布置应使总的经济效应最佳第3页/共118页常见柱距选择常见柱距选择:v跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50吨时，柱距取12m较为经济；v参数较小的厂房取6m柱距较为合适；v如果采用轻型围护结构，则取大柱距15m，18m及24m 较适宜；v位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距；v多跨形式第4页/共118页温度

3、收缩缝设置温度收缩缝设置温度区段长度表(m)第5页/共118页托梁和托架托梁和托架设置设置受力条件：简支受弯工字形托梁高/跨比可取为1/101/8，翼缘宽度与截面高度的比可取1/51/2.5；箱形托梁双腹板之间的距离可取其截面高度的1/41/2，且不宜小于400mm。托架高度可取其跨度的1/101/5，节间距可取3m。与屋架连接方式：叠接和平接叠接：构造简单，便于施工，但托梁或托架受扭；平接：减轻托梁或托架受扭，较常用第6页/共118页图图图图2.2 2.2 2.2 2.2 柱网布置、托架和计算单元柱网布置、托架和计算单元柱网布置、托架和计算单元柱网布置、托架和计算单元第7页/共118页计算单

4、元计算单元结构承受的荷载，通常以计算单元表示：按从属面积确定。吊车尺寸要求吊车尺寸要求v 吊车跨度吊车跨度Lc；v a；v b；v c。图图图图2.3 2.3 2.3 2.3 吊车尺寸要求吊车尺寸要求吊车尺寸要求吊车尺寸要求第8页/共118页 横向框架横向框架形式形式v形式：单跨、多跨；单坡、双坡、多坡v柱脚：通常做成刚接；横梁与柱子的连接可以是铰接,亦可以是刚接。图图图图2.4 2.4 2.4 2.4 框架形式框架形式框架形式框架形式第9页/共118页框架柱截面形式：框架柱截面形式：一般采用阶形柱，下段多取缀条格构式，也可以采用实腹式组合截面；上段多采用实腹式截面；分离式承重柱图图图图2.5

5、 2.5 2.5 2.5 格构式柱和分离柱格构式柱和分离柱格构式柱和分离柱格构式柱和分离柱第10页/共118页阶形柱截面类型阶形柱截面类型 上柱：实腹截面或图上柱：实腹截面或图(a)(a)下柱：边柱、中柱下柱：边柱、中柱图图图图2.6 2.6 2.6 2.6 双肢格构式柱截面双肢格构式柱截面双肢格构式柱截面双肢格构式柱截面第11页/共118页柱各段截面的高度和宽度第12页/共118页肩梁构造及计算图图图图2.7 2.7 2.7 2.7 肩梁构造及计算简图肩梁构造及计算简图肩梁构造及计算简图肩梁构造及计算简图单腹壁肩梁单腹壁肩梁双腹壁肩梁双腹壁肩梁惯性矩惯性矩线刚度线刚度高跨比高跨比截面高度截面

6、高度第13页/共118页柱间支撑柱间支撑图图图图2.8 2.8 2.8 2.8 柱间支撑布置柱间支撑布置柱间支撑布置柱间支撑布置作用作用保证厂房纵向刚度承受和传递纵向水平荷载：风、吊车、地震第14页/共118页设置设置设置设置每列柱都必须设置柱间支撑中列柱与其边列柱布置在同一柱间下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部两道下层柱间支撑的距离不应超过72m上层柱间支撑除相应于下柱布置外，在每个温度区段的两端增加设置每列柱顶均要布置刚性系杆第15页/共118页柱间支撑的形式柱间支撑的形式柱间支撑的形式柱间支撑的形式下层柱间支撑下层柱间支撑下层柱间支撑下层柱间支撑 计算计算计算计算：截面、连接 构构构

7、构造造造造：角钢截面不宜小于L756；槽钢不宜小于12；下层柱间支撑一般设置为双片，以缀条相连，缀条截面为单角钢，长细比不超过200，不小于L505图图图图2.9 2.9 2.9 2.9 下层柱间支撑形式下层柱间支撑形式下层柱间支撑形式下层柱间支撑形式第16页/共118页上层柱间支撑一般设置为单片，如果上柱设有人孔或截面高度过大(800mm)，亦应采用双片；支撑的连接可采用焊缝或高强度螺栓。采用焊缝时，焊脚尺寸不应小于6mm，焊缝长度不应小于80mm，同时要在连接处设置安装螺栓，一般不小于M16；对于人字形、八字形支撑还要注意采取构造措施，使其连接仅传递水平力，而不传递垂直力，以免成为吊车梁的

8、中间支点。柱间支撑的形式柱间支撑的形式柱间支撑的形式柱间支撑的形式上层柱间支撑上层柱间支撑上层柱间支撑上层柱间支撑图图图图2.10 2.10 2.10 2.10 上层柱间支撑形式上层柱间支撑形式上层柱间支撑形式上层柱间支撑形式第17页/共118页屋架外形及腹杆形式屋架外形及腹杆形式桁架的应用特点：由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构；杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力；用料经济，自重小；易于构成各种外形。应用：简支桁架、拱、框架，网架及塔架等，屋盖承重结构的梁式桁架叫屋架第18页/共118页钢屋架的外形及腹杆形式外形：三角形、梯形、平行弦等腹杆形式 单系腹杆：人字式、芬克式、豪式、再分式 复

9、系腹杆：交叉式图图图图2.11 2.11 2.11 2.11 钢屋架的外形钢屋架的外形钢屋架的外形钢屋架的外形第19页/共118页确定桁架形式的原则确定桁架形式的原则确定桁架形式的原则确定桁架形式的原则满足使用要求满足使用要求:建筑，使用和防水材料的需要受力合理受力合理:使各节间弦杆的内力相差不太大；应使长腹杆受拉短腹杆受压；且腹杆数量宜少；腹杆总长度也应较小。图图图图2.12 2.12 2.12 2.12 有隅撑的框架有隅撑的框架有隅撑的框架有隅撑的框架图图图图2.13 2.13 2.13 2.13 皮带运输机简支桁架皮带运输机简支桁架皮带运输机简支桁架皮带运输机简支桁架第20页/共118页

10、制造简单及运输与安装方便综合技术经济效果好桁架主要尺寸桁架主要尺寸桁架主要尺寸桁架主要尺寸:跨度跨度跨度跨度L L和高度和高度和高度和高度HH(梯形屋架端部高度梯形屋架端部高度梯形屋架端部高度梯形屋架端部高度HH0 0)跨度L由使用和工艺方面的要求决定屋架的高度H由经济条件、刚度条件、运输界限及屋面坡度等因素决定中部高度：三角形屋架H(1/41/6)L；梯形屋架H(1/6l/10)L梯形屋架端部的高度H0与中部高度及屋面坡度有关：取(1/161/10)L，约1.8m2.1m；端部刚接时应足够大。第21页/共118页屋盖支撑屋盖支撑屋盖支撑的作用v保证屋盖结构的几何稳定性v保证屋盖的刚度和空间整

11、体性v为弦杆提供适当的侧向支承点v承担并传递水平荷载v保证结构安装时的稳定与方便图图图图2.14 2.14 2.14 2.14 屋盖支撑作用屋盖支撑作用屋盖支撑作用屋盖支撑作用第22页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置上弦横向水平支撑：应设置在房屋/温度缝区段的两端的第一或第二柱间，间距L0以不超过60m为宜图图图图2.15a 2.15a 2.15a 2.15a 屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例第23页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置下弦横向水平支撑：跨度较小时可以不设，与上弦横向水平支撑在同一柱间纵向水平支

12、撑图图图图2.15b 2.15b 2.15b 2.15b 屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例第24页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置天窗上弦横向水平支撑和垂直支撑图图图图2.15c 2.15c 2.15c 2.15c 屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例屋盖支撑示例第25页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋架垂直支撑：与横向水平支撑在同一柱间 跨度小时跨中设一道；跨度大时设在三分点处或天窗架处；梯形屋架端部各设一道，有托架可以代替。图图图图2.16 2.16 2.16 2.16 屋架垂直支撑屋架垂直支撑屋架垂

13、直支撑屋架垂直支撑第26页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置天窗架垂直支撑：一般在两侧设置；天窗跨度大于12m时中央加一道。图图图图2.17 2.17 2.17 2.17 天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑第27页/共118页屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置屋盖支撑的布置系杆：分类：刚性系杆、柔性系杆布置原则：(1)在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；(2)屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆；(3)天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆；(4)当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，则第一柱间 所有系杆均应为刚性系杆。第28

14、页/共118页屋盖支撑的杆件布置（除系杆外均为平面桁架）屋盖支撑的杆件布置（除系杆外均为平面桁架）屋盖支撑的杆件布置（除系杆外均为平面桁架）屋盖支撑的杆件布置（除系杆外均为平面桁架）常采用交叉斜杆的形式，少用单斜杆横向水平支撑：屋架弦杆兼做弦杆；节间宜成正方形，节点间的距离常为屋架上弦杆节间长度的24倍垂直支撑：交叉斜杆、V形和W形截面形式：柔性单角钢；刚性双角钢十字形支撑的计算原则支撑的计算原则支撑的计算原则支撑的计算原则内力长细比交叉斜腹杆：按拉杆图图图图2.18 2.18 2.18 2.18 天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑天窗架垂直支撑第29页/共118页2.2 2.2 计算

15、原理计算原理荷载计算荷载计算仅承担一个仅承担一个仅承担一个仅承担一个计算单元计算单元计算单元计算单元内的各种荷载：永久荷载、可变荷载及偶然荷载，标准值内的各种荷载：永久荷载、可变荷载及偶然荷载，标准值内的各种荷载：永久荷载、可变荷载及偶然荷载，标准值内的各种荷载：永久荷载、可变荷载及偶然荷载，标准值按按按按GB50009GB50009计算计算计算计算。永久荷载：屋面恒载、檩条、屋架、其他构件自重及永久荷载：屋面恒载、檩条、屋架、其他构件自重及围护结构自重等，换算成围护结构自重等，换算成水平投影面水平投影面水平投影面水平投影面的均布面荷载；的均布面荷载；可变荷载：屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风

16、荷载可变荷载：屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载、施工检修荷载等；及吊车荷载、施工检修荷载等；平面刚架分析平面刚架分析：墙架结构、吊车梁系统等均以集中力方式作用于刚架上。P64P64P64P64页给出了屋面、檩条和墙架恒载的范围页给出了屋面、檩条和墙架恒载的范围页给出了屋面、檩条和墙架恒载的范围页给出了屋面、檩条和墙架恒载的范围第30页/共118页注意事项注意事项注意事项注意事项：v屋面活荷载不与屋面雪荷载同时考虑；屋面活荷载不与屋面雪荷载同时考虑；v积灰荷载要考虑局部增大系数；积灰荷载要考虑局部增大系数；v风荷载是垂直于建筑物表面的，投影到水平面为风荷载是垂直于建筑物表面的，投影

17、到水平面为:v风压高度系数和风载体型系数见风压高度系数和风载体型系数见GB50009。图图图图2.19 2.19 2.19 2.19 风荷载投影风荷载投影风荷载投影风荷载投影第31页/共118页图图图图2.20 2.20 2.20 2.20 风向与分区风向与分区风向与分区风向与分区封闭式双坡屋面的风载体型系数：封闭式双坡屋面的风载体型系数：封闭式双坡屋面的风载体型系数：封闭式双坡屋面的风载体型系数：第32页/共118页刚架内力计算刚架内力计算是反映剪剪力力影影响响和和几几何何形形状状 的的 修修 正正 系系 数数：平 行 弦=0.9；梯形屋架i=1/10时=0.8；i=1/8时=0.7。将格构

18、式柱和屋架的惯性矩换算为实腹构件将格构式柱和屋架的惯性矩换算为实腹构件将格构式柱和屋架的惯性矩换算为实腹构件将格构式柱和屋架的惯性矩换算为实腹构件：图图图图2.21 2.21 2.21 2.21 双肢格构式柱双肢格构式柱双肢格构式柱双肢格构式柱屋架的当量惯性矩为：屋架的当量惯性矩为：屋架的当量惯性矩为：屋架的当量惯性矩为：第33页/共118页当屋架的几何尺寸未定时：当屋架的几何尺寸未定时：当屋架的几何尺寸未定时：当屋架的几何尺寸未定时：内力针对荷载工况按标准值进行分析，效应按荷载组合线性叠加，一般采内力针对荷载工况按标准值进行分析，效应按荷载组合线性叠加，一般采内力针对荷载工况按标准值进行分析

19、，效应按荷载组合线性叠加，一般采内力针对荷载工况按标准值进行分析，效应按荷载组合线性叠加，一般采用计算机计算。用计算机计算。用计算机计算。用计算机计算。分析工况为分析工况为分析工况为分析工况为：(1)(1)永久荷载；永久荷载；永久荷载；永久荷载；(2)(2)屋面活荷载；屋面活荷载；屋面活荷载；屋面活荷载；(3)(3)左（右）风载；左（右）风载；左（右）风载；左（右）风载；(4)(4)吊吊吊吊车竖向荷载；车竖向荷载；车竖向荷载；车竖向荷载；(5)(5)吊车刹车力吊车刹车力吊车刹车力吊车刹车力内力组合原则内力组合原则(按按按按GB50009)GB50009)承载能力极限状态：基本组合、偶然组合承载

20、能力极限状态：基本组合、偶然组合正常使用极限状态：荷载的标准组合正常使用极限状态：荷载的标准组合第34页/共118页对于排架、框架结构，简化内力组合为：可变荷载效应控制组合时：可变荷载效应控制组合时：永久荷载效应控制组合时：永久荷载效应控制组合时：GG=1.2=1.2或或1.01.0 GG=1.35=1.35或或1.01.0第35页/共118页对压弯构件：最大正负弯矩、最大正负轴力对压弯构件：最大正负弯矩、最大正负轴力通常按效应挑选荷载组合通常按效应挑选荷载组合通常按效应挑选荷载组合通常按效应挑选荷载组合：对受弯构件：最大正负弯矩、最大正负剪力对受弯构件：最大正负弯矩、最大正负剪力第36页/共

21、118页实际做法：做内力组合表实际做法：做内力组合表第37页/共118页2.3 2.3 钢屋架设计钢屋架设计桁架的内力计算桁架的内力计算计算简图计算简图计算简图计算简图v铰接平面桁架铰接平面桁架v节点荷载节点荷载v不计焊接节点次应力不计焊接节点次应力v节间荷载的处理：节间荷载的处理：端节间正弯矩端节间正弯矩M=0.8M0，M0=Pd/4其他节间及支座弯矩其他节间及支座弯矩 M=0.6M0图图图图2.22 2.22 2.22 2.22 节间荷载节间荷载节间荷载节间荷载第38页/共118页图图图图2.23 2.23 2.23 2.23 节间荷载的计算弯矩节间荷载的计算弯矩节间荷载的计算弯矩节间荷载

22、的计算弯矩第39页/共118页图图图图2.24 2.24 2.24 2.24 例题例题例题例题2-12-12-12-1荷载计算荷载计算荷载计算荷载计算第40页/共118页图图图图2.25 2.25 2.25 2.25 例题例题例题例题2-12-12-12-1计算简图计算简图计算简图计算简图竖向荷载竖向荷载竖向荷载竖向荷载风荷载风荷载风荷载风荷载第41页/共118页图图图图2.26 2.26 2.26 2.26 例题例题例题例题2-22-22-22-2内力系数计算简图内力系数计算简图内力系数计算简图内力系数计算简图第42页/共118页杆件内力系数单项荷载内力内力组合不利组合恒载(6.733)活载

23、(P2=7.088)全跨半跨全跨半跨恒+全恒+半上弦杆AB0.00.00.00.00.00.00.00.0HI0.00.00.00.00.00.00.00.0BC6.9584.63846.8549.3232.8796.1779.7296.17GH6.9582.31946.8549.3216.4496.1763.2996.17CD6.9584.63846.8549.3232.8796.1779.7296.17FG6.9582.31946.8549.3216.4496.1763.2996.17DE7.5373.76950.7553.4226.71104.277.46104.2EF7.5373.76

24、950.7553.4226.71104.277.46104.2下弦杆ab4.5653.26130.7432.3623.1163.153.8563.1de4.5651.30430.7432.369.2463.139.9863.1bc7.7594.65552.2455.0032.99107.285.23107.2cd7.7593.10352.2455.0021.99107.274.23107.2例题例题例题例题2-22-22-22-2屋架内力组合表屋架内力组合表屋架内力组合表屋架内力组合表(部分部分部分部分)第43页/共118页桁架杆件的计算长度桁架杆件的计算长度受压弦杆和单系腹杆的计算长度受压弦

25、杆和单系腹杆的计算长度受压弦杆和单系腹杆的计算长度受压弦杆和单系腹杆的计算长度(见上册见上册见上册见上册P.170P.170表表表表5-1)5-1)第44页/共118页受压变内力杆件的平面外计算长度受压变内力杆件的平面外计算长度受压变内力杆件的平面外计算长度受压变内力杆件的平面外计算长度 (见上册见上册见上册见上册P.171)P.171)图图图图2.27 2.27 2.27 2.27 变内力杆平面外计算长度变内力杆平面外计算长度变内力杆平面外计算长度变内力杆平面外计算长度第45页/共118页受拉杆件计算长度取其节点间的几何长度受拉杆件计算长度取其节点间的几何长度受拉杆件计算长度取其节点间的几何

26、长度受拉杆件计算长度取其节点间的几何长度杆件的刚度要求（长细比）杆件的刚度要求（长细比）杆件的刚度要求（长细比）杆件的刚度要求（长细比）：v受压杆件的容许长细比为受压杆件的容许长细比为150；v支撑的受压杆件为支撑的受压杆件为200；v直接承受动力荷载的桁架中的拉杆为直接承受动力荷载的桁架中的拉杆为250；v只承受静力荷载作用的桁架的拉杆，可仅计算在竖向平面内的长细比，容只承受静力荷载作用的桁架的拉杆，可仅计算在竖向平面内的长细比，容许值为许值为350；v支撑的受拉杆为支撑的受拉杆为400。第46页/共118页杆件的截面型式杆件的截面型式v具有较大的具有较大的承载能力承载能力承载能力承载能力、

27、较大的、较大的抗弯刚度抗弯刚度抗弯刚度抗弯刚度，便于相，便于相互连接且用料经济；互连接且用料经济；v截面截面比较扩展比较扩展比较扩展比较扩展，壁厚较薄，外表平整；，壁厚较薄，外表平整；vv压杆压杆压杆压杆具有相等或接近的具有相等或接近的稳定性稳定性稳定性稳定性，即，即 x x=yzyz；vv受拉弦杆受拉弦杆受拉弦杆受拉弦杆角钢的伸出肢宜宽一些，以便具有较好角钢的伸出肢宜宽一些，以便具有较好的的出平面刚度出平面刚度出平面刚度出平面刚度；v双角钢属于单轴对称截面，绕对称轴双角钢属于单轴对称截面，绕对称轴y y屈曲时伴随屈曲时伴随有扭转，应考虑扭转效应取有扭转，应考虑扭转效应取换算长细比换算长细比换

28、算长细比换算长细比 yzyz第47页/共118页图图图图2.28 2.28 2.28 2.28 角钢杆件截面形式角钢杆件截面形式角钢杆件截面形式角钢杆件截面形式第48页/共118页受压弦杆，常为l0y=2l0 x，采用两等肢角钢或两短肢相并的不等肢角钢组成的T形断面(图2.28a或b)。二者之中以用钢量较小的为好。鉴于yzy，后一截面比较容易做到等稳定。当有节间荷载时，为增强弦杆在屋架平面内的抗弯能力，可采用两长肢相并的不等肢角钢组成的T形截面(图2.28c)；但弦杆处于屋架的边缘，为增加出平面的刚度以利运输及安装，也可以考虑采用两等肢角钢。受拉弦杆，往往l0y比l0 x大得多，此时可采用两短

29、肢相并的不等肢角钢组成的或者等肢角钢组成的T形截面(图2.28b或a)。第49页/共118页梯形屋架支座处的斜杆及竖杆，由于l0y=l0 x，故可采用图2.28a或c的形式。考虑到扭转影响，前者更容易做到等稳定。屋架中其它腹杆，因l0 x=0.8l，l0y=l，即l0y=1.25l0 x，所以一般采用图2.28a两等肢角钢的形式。连接垂直支撑的竖杆，常采用两个等肢角钢组成的十字形截面(图2.28d)。受力小的腹杆，也可采用单角钢截面，如图2.28e和f。第50页/共118页用T型钢取代双角钢，弦杆多采用TW型钢，腹杆可用TM型钢、单角钢或双角钢。图图图图2.29 T2.29 T2.29 T2.

30、29 T型钢杆件截面形式型钢杆件截面形式型钢杆件截面形式型钢杆件截面形式第51页/共118页当腹杆采用T型钢或单角钢时，耐腐蚀性好，但是单面连接的单角钢的强度设计值降低较多。T型钢弦杆双角钢腹杆的屋架比传统的全角钢屋架约节省钢材1215。当屋架跨度较大(如L24m)且弦杆内力相差较大，弦杆可改变一次截面，角钢厚度不变而改变肢宽，T型钢弦杆可改变腹板高度。圆管多用在网架中，矩形管桁架在国外用的较多，H型钢可用于跨度和荷载较大的桁架。第52页/共118页一般构造要求与截面选择一般构造要求与截面选择一般构造要求一般构造要求在一榀屋架中，角钢规格不超过在一榀屋架中，角钢规格不超过56种；种；普通钢屋架

31、最小角钢规格应是普通钢屋架最小角钢规格应是L45 4或或L56 36 4，小角钢屋架，小角钢屋架不受此限；不受此限；节点板厚度：梯形屋架和平行弦屋架由腹杆最大内力确定，三角节点板厚度：梯形屋架和平行弦屋架由腹杆最大内力确定，三角形屋架支座处的节点板的厚度由上弦杆内力来决定。节点板的厚形屋架支座处的节点板的厚度由上弦杆内力来决定。节点板的厚度还受到焊缝的焊脚尺寸度还受到焊缝的焊脚尺寸hf和和T型钢腹板厚度等因素的影响型钢腹板厚度等因素的影响第53页/共118页中间节点板厚度可参照下表取用。支座节点板厚度可比中间节点板厚度增大中间节点板厚度可参照下表取用。支座节点板厚度可比中间节点板厚度增大2mm

32、，除支座节点板外，全屋架取相同厚度。节点板要进行撕裂验算。，除支座节点板外，全屋架取相同厚度。节点板要进行撕裂验算。中间节点板厚度选用表中间节点板厚度选用表(Q235钢钢)第54页/共118页填板间距：对压杆取填板间距：对压杆取lz 40i，拉杆取，拉杆取lz 80i。填板尺寸由构造决定。在十字形双角钢杆件中填板应横竖填板尺寸由构造决定。在十字形双角钢杆件中填板应横竖交错放置。填板应比角钢肢宽伸出（十字形截面则缩进）交错放置。填板应比角钢肢宽伸出（十字形截面则缩进）1015mm以便焊接。以便焊接。图图图图2.30 2.30 2.30 2.30 屋架杆件的填板屋架杆件的填板屋架杆件的填板屋架杆件

33、的填板i i一个角钢一个角钢一个角钢一个角钢的回转半径的回转半径的回转半径的回转半径第55页/共118页桁架杆件截面计算桁架杆件截面计算杆件：按轴心受力构件或拉、压弯构件计算；杆件：按轴心受力构件或拉、压弯构件计算；拉杆：强度、刚度；拉杆：强度、刚度；压杆：稳定性、刚度、强度；压杆：稳定性、刚度、强度；压弯杆：平面内外稳定性、刚度、强度。压弯杆：平面内外稳定性、刚度、强度。双角钢压杆绕对称轴失稳时用换算长细比：双角钢压杆绕对称轴失稳时用换算长细比：将弯扭失稳等效为弯曲失稳：将弯扭失稳等效为弯曲失稳：第56页/共118页 等边双角钢截面等边双角钢截面 当b/t0.58l0y/b时当b/t 0.5

34、8l0y/b时第57页/共118页 长肢相并的不等边双角钢截面长肢相并的不等边双角钢截面当b2/t0.48l0y/b2时 当b2/t 0.48l0y/b2时第58页/共118页 短肢相并的不等边双角钢截面短肢相并的不等边双角钢截面 当b1/t 0.56l0y/b1时当b1/t 0.56l0y/b1时yzy第59页/共118页 等边单角钢截面等边单角钢截面当b/t0.54l0y/b时当b/t 0.54l0y/b时前一个式子表示以弯曲屈曲为主；后一个式子表明以前一个式子表示以弯曲屈曲为主；后一个式子表明以扭转变形为主。扭转变形为主。第60页/共118页若xyz，选用薄而宽的角钢比较经济；若xyz，

35、要看杆件长宽比和宽厚比之间的关系；压弯杆的容许长细比近似采用轴心压杆的数值；初选压杆截面的尺寸时，可先假设=40100(对于弦杆)或=80120(对于腹杆)，最后以验算合适的截面为准；内力很小的腹杆，以及支撑中受力不大的杆件，常由刚度条件即由容许长细比容许长细比容许长细比容许长细比最后确定截面；可能变号可能变号可能变号可能变号的杆件应按压杆按压杆按压杆按压杆来考虑刚度要求；双角钢压杆由容许长细比控制截面时，平面外计算以 y y为准第61页/共118页第62页/共118页例题2.3 拉杆和零杆（压杆）设计拉杆和零杆（压杆）设计第63页/共118页例题例题2.4上弦压杆设计上弦压杆设计换算长细比；

36、换算长细比；变内力杆。变内力杆。第64页/共118页例题例题2.5上弦压弯杆设计上弦压弯杆设计正、负弯矩；正、负弯矩；平面内稳定；平面内稳定；平面外稳定；平面外稳定；强度。强度。第65页/共118页桁架节点设计和施工图桁架节点设计和施工图节点设计见上册节点设计见上册7章章7.13：计算焊缝尺寸：计算焊缝尺寸施工图要求如下：施工图要求如下：图纸左上角绘桁架简图图纸左上角绘桁架简图图纸左上角绘桁架简图图纸左上角绘桁架简图：对称桁架：一半注明杆件几何长度(mm)，另一半注明杆件内力(N或kN)；桁架跨度较大时(梯形屋架L24m，三角形屋架L15m)应予起拱，在简图中画出。第66页/共118页施工详图

37、施工详图施工详图施工详图：正面图，上、下弦的平面图，必要的侧面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图；施工图还应有材料表；两种比例尺绘制：杆件轴线般为1:201:30，节点一般为1:101:15。要全部注明各零件的型号和尺寸要全部注明各零件的型号和尺寸要全部注明各零件的型号和尺寸要全部注明各零件的型号和尺寸包括其加工尺寸、零件定位尺寸、孔洞的位置，以及对工厂加工和工地施工的所有要求；定位尺寸；第67页/共118页对加工及工地施工的其它要求包括零件切斜角，孔洞直径和焊缝尺寸都应注明；拼接焊缝要注意区分工厂焊缝和安装焊缝，以适应运输单元的划分和拼装。零件编号零件编号零件编号零件编号：主次、上下、左

38、右材料表材料表材料表材料表：截面、长度、数量(正、反)和自重配料和计算用钢指标；为吊装时配备起重运输设备；第68页/共118页文字说明文字说明文字说明文字说明：不易用图表达以及为了简化图面而易于用文字集中说明的内容：钢材标号；焊条型号、焊缝形式和质量等级；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；油漆、运输和加工要求等。第69页/共118页钢屋架设计布置钢屋架设计布置1、选题表、选题表把名字填在选题表中，同一班内不得重复；把名字填在选题表中，同一班内不得重复；把名字填在选题表中，同一班内不得重复；把名字填在选题表中，同一班内不得重复；选题表下周三交。选题表下周三交。选题表下周三交。选题表下周三交。2、荷载部

39、分、荷载部分梯形屋架屋面活荷载改为：梯形屋架屋面活荷载改为：梯形屋架屋面活荷载改为：梯形屋架屋面活荷载改为：0.40kN/m0.40kN/m2 2。3、计算内容（按任务书要求）、计算内容（按任务书要求）选题；选题；选题；选题；材料选用；材料选用；材料选用；材料选用；第70页/共118页选择焊接方法及焊条型号；选择焊接方法及焊条型号；选择焊接方法及焊条型号；选择焊接方法及焊条型号；屋盖支撑布置及绘制布置图；屋盖支撑布置及绘制布置图；屋盖支撑布置及绘制布置图；屋盖支撑布置及绘制布置图；计算各种荷载工况（不考虑风荷载）：计算各种荷载工况（不考虑风荷载）：计算各种荷载工况（不考虑风荷载）：计算各种荷载

40、工况（不考虑风荷载）：恒载恒载恒载恒载活载活载活载活载(或雪载或雪载或雪载或雪载)灰载灰载灰载灰载计算内力系数和各种荷载工况下的内力：计算内力系数和各种荷载工况下的内力：计算内力系数和各种荷载工况下的内力：计算内力系数和各种荷载工况下的内力：恒载恒载恒载恒载活载或雪载（全跨均布）活载或雪载（全跨均布）活载或雪载（全跨均布）活载或雪载（全跨均布）灰载灰载灰载灰载第71页/共118页荷载组合：荷载组合：荷载组合：荷载组合：1.21.2恒载恒载恒载恒载+1.4+1.4 0.90.9（全跨均布活载或雪载中的较大值（全跨均布活载或雪载中的较大值（全跨均布活载或雪载中的较大值（全跨均布活载或雪载中的较大值

41、+灰荷载）灰荷载）灰荷载）灰荷载）；不考虑半跨可变荷载情况。不考虑半跨可变荷载情况。不考虑半跨可变荷载情况。不考虑半跨可变荷载情况。杆件截面设计：杆件截面设计：杆件截面设计：杆件截面设计：内容内容内容内容：上、下弦杆；中竖杆；压力最大的腹杆上、下弦杆；中竖杆；压力最大的腹杆上、下弦杆；中竖杆；压力最大的腹杆上、下弦杆；中竖杆；压力最大的腹杆。拉杆：强度和刚度；拉杆：强度和刚度；拉杆：强度和刚度；拉杆：强度和刚度；压杆：稳定和刚度，截面削弱时的强度，计算绕对称轴稳定时考虑扭转效应压杆：稳定和刚度，截面削弱时的强度，计算绕对称轴稳定时考虑扭转效应压杆：稳定和刚度，截面削弱时的强度，计算绕对称轴稳定

42、时考虑扭转效应压杆：稳定和刚度，截面削弱时的强度，计算绕对称轴稳定时考虑扭转效应（弯扭屈曲）；（弯扭屈曲）；（弯扭屈曲）；（弯扭屈曲）；压弯杆：正负弯矩下的稳定、刚度和强度。压弯杆：正负弯矩下的稳定、刚度和强度。压弯杆：正负弯矩下的稳定、刚度和强度。压弯杆：正负弯矩下的稳定、刚度和强度。第72页/共118页屋架节点设计：屋架节点设计：屋架节点设计：屋架节点设计：内容内容内容内容：支座节点；拼接节点（上下弦选一）支座节点；拼接节点（上下弦选一）支座节点；拼接节点（上下弦选一）支座节点；拼接节点（上下弦选一）；上、下弦一般节点各一上、下弦一般节点各一上、下弦一般节点各一上、下弦一般节点各一（不能选

43、单根腹杆的）（不能选单根腹杆的）（不能选单根腹杆的）（不能选单根腹杆的）确定节点板厚度：按课本上册表确定节点板厚度：按课本上册表确定节点板厚度：按课本上册表确定节点板厚度：按课本上册表7-147-14选用；进行撕裂计算；选用；进行撕裂计算；选用；进行撕裂计算；选用；进行撕裂计算；计算需要焊缝尺寸；计算需要焊缝尺寸；计算需要焊缝尺寸；计算需要焊缝尺寸；画图确定节点板的大小。画图确定节点板的大小。画图确定节点板的大小。画图确定节点板的大小。施工图绘制施工图绘制施工图绘制施工图绘制第73页/共118页矩形钢管屋架特点矩形钢管屋架特点一般说明一般说明一般说明一般说明截面材料远离中和轴；剪心和形心重合，

44、抗弯和抗扭的力学性能好；防腐蚀性能好；省去大量节点板、填板，节省钢材；钢管桁架结构主要用在不直接承受动力荷载的场合矩形管屋架节点构造比圆管简单；局部屈曲，圆钢管的外径与壁厚之比一般要求不超过100(235/fy)，矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不超过40(235/fy)1/2；材料的屈服强度应不超过Q345钢，屈强比不超过0.8，而且壁厚一般控制小于25mm；第74页/共118页高跨比可在1/151/10范围内选择；不允许将支管插入主管内。主管与支管或两支管之间的夹角不宜小于300。支管端部宜使用自动切管机械切割，支管壁厚小于6mm时可不切坡口；第75页/共118页支管与主管的连接焊缝，应沿全

45、周连续焊接并平滑过渡。焊缝形式既可采用全周角焊缝全周角焊缝全周角焊缝全周角焊缝，亦可部分采用角焊缝角焊缝，部分采用对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝。但是，支管管壁与主管管壁的夹角不小于120的区域宜采用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸h hf f不宜大于壁厚的2倍(支管为圆管)或1.5倍(支管为矩形管)；对于有间隙的K、N型节点，支管间隙间隙间隙间隙a a不应小于两支管壁厚之和。对于搭接的K、N型节点，两支管壁厚不同时壁厚不同时壁厚不同时壁厚不同时，薄壁管薄壁管薄壁管薄壁管应搭接在厚壁管之上；两支管钢材强度钢材强度钢材强度钢材强度不同时，低强度低强度低强度低强

46、度管应搭接在高强度管之上。第76页/共118页搭接率Ov=q/p(两支管在主管表面的搭接长度与搭接管在该表面宽度之比)：25%Ov100%非搭接型节点加工制作方便，应优先选用；第77页/共118页比值=bi/b是影响节点力学性能的重要参数。对于K、N型节点：当 以及矩形管节点的其它几何参数满足下表，同时桁架平面内主管的节间长度与截面高度之比不小于12、支管相应之比不小于24时，可将节点视作铰接进行内力分析；主管和支管作为普通的轴心受力构件或压(拉)弯构件，不仅要满足承载力的要求，同时，支管的轴向内力设计值还不应超过节点承载力设计值。节点的承载力与节点的破坏模式紧密相关，而 是反映破坏模式的重要

47、参数。第78页/共118页第79页/共118页矩形支管的矩形支管的T T、Y Y和和X X型节点（型节点（N Ni ip pj j）当0.85时，主管的连接面因受弯出现多条屈服线而达到承载能力极限状态：当=1.0时，主管侧壁在局部拉(压)力作用下失效导致承载能力极限状态。当为受拉屈服或受压屈曲时：第80页/共118页当为受剪屈服时当0.851.0时，Nipj除不应超过按上面公式根据所作线性插值外，还需要考虑支管受拉(压)强度和主管连接面冲剪强度的要求。支管端部截面的应力分布不均匀，按下式计算其承载力当0.8512t/b时，主管连接面冲剪强度为：第81页/共118页矩形支管有间隙的矩形支管有间隙

48、的矩形支管有间隙的矩形支管有间隙的KK型和型和型和型和N N型节点型节点型节点型节点节点处任一支管的承载力设计值Nipj应取下列各式的较小值：主管连接面受弯屈服 主管受剪屈服 支管受拉(压)屈服第82页/共118页当12t/b时，尚应考虑冲剪破坏的可能性Av代表弦杆的受剪面积：Av=(2h+b)t，参数为：节点间隙处的弦杆轴心受力承载力设计值因存在剪力而需要折减：v是考虑剪力对弦杆轴向承载力的影响系数第83页/共118页2.4 2.4 吊车梁设计吊车梁设计吊车梁的荷载及工作性能吊车梁的荷载及工作性能荷载作用：荷载作用：吊车的竖向荷载P；横向水平荷载(刹车力及卡轨力)T；纵向水平荷载(刹车力)T

49、L。吊车最大轮压设计值：吊车最大轮压设计值：Pmax=1.4 Pk,max-动力系数：悬挂及A1A5软钩吊车，1.05；A6A8及硬钩吊车，1.1第84页/共118页吊车横向水平力设计值（吊车横向水平力设计值（吊车横向水平力设计值（吊车横向水平力设计值（GB50009GB50009）：）：）：）：T=1.4g(Q+Q)/n 软钩吊车：Q10t：=12%；16t16tQ50t：=10%；Q75t：=8%；硬钩吊车：=20%。吊车的工作级别为吊车的工作级别为吊车的工作级别为吊车的工作级别为A6A8A6A8时，时，时，时，GB50017GB50017规范规定作用于每个轮压处的水平规范规定作用于每个轮

50、压处的水平规范规定作用于每个轮压处的水平规范规定作用于每个轮压处的水平力力力力(摆动力摆动力摆动力摆动力)标准值：标准值：标准值：标准值：T=1Pk,max 1对一般软钩吊车取0.1，抓斗、磁盘吊车取 0.15，硬钩吊车取0.2。第85页/共118页吊车梁的截面组成吊车梁的截面组成加强上翼缘：加强上翼缘：加强上翼缘：加强上翼缘：吊车额定起重量Q30t，跨度l6m，工作级别为A1A5的吊车梁：单轴对称工字形截面；上翼缘平面内设置制动梁或制动桁架：上翼缘平面内设置制动梁或制动桁架：上翼缘平面内设置制动梁或制动桁架：上翼缘平面内设置制动梁或制动桁架：第86页/共118页制动结构可同时作为人行走道和检