《层房屋钢结构》PPT课件.ppt
《《层房屋钢结构》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《层房屋钢结构》PPT课件.ppt(72页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第七章 单层房屋钢结构第一节第一节 概述概述第二节第二节 钢屋架设计钢屋架设计SSRCSSRC第一节 概述 单层房屋单层房屋 钢结构钢结构 大跨度公共建筑大跨度公共建筑单层工业厂房单层工业厂房重型厂房钢结构重型厂房钢结构门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构SSRCSSRC重型单层工业厂房的结构体系重型单层工业厂房的结构体系重型单层工业厂房的结构体系重型单层工业厂房的结构体系横向平面横向平面框架框架纵向平面纵向平面框架框架屋盖体系屋盖体系支撑系统支撑系统SSRCSSRC一一.框架体系框架体系l横向框架的作用横向框架的作用 (1)承担竖向荷载;)承担竖向荷载;(2)形成必要的横向刚度,承担横向水平
2、荷载;)形成必要的横向刚度,承担横向水平荷载;l横向框架的力学模型横向框架的力学模型 (1)柱脚)柱脚刚性连接刚性连接时,横梁与柱可采用时,横梁与柱可采用铰接铰接或或刚接刚接;(梁柱刚接时,对基础不均匀沉降敏感梁柱刚接时,对基础不均匀沉降敏感)(2)柱脚)柱脚铰接连接铰接连接时,横梁与柱只能采用时,横梁与柱只能采用刚性刚性连接;连接;(例如轻钢厂房例如轻钢厂房)(3)如按跨度来分,则有)如按跨度来分,则有单跨、双跨和多跨单跨、双跨和多跨。l纵向框架的作用纵向框架的作用 承担纵向水平荷载承担纵向水平荷载SSRCSSRC二二.屋盖结构屋盖结构 1)无檩屋盖结构体系无檩屋盖结构体系 钢钢筋筋混混凝凝
3、土土大大型型屋屋面面板板(常常用用1.5m*6m)直直接接作作用用于于钢钢屋屋架架之上,之上,屋架的间距即为屋面板跨度屋架的间距即为屋面板跨度,通常为,通常为6m屋屋面面板板上上采采用用卷卷材材防防水水,适适用用于于较较小小屋屋面面坡坡度度(1:81:12),因此常采用因此常采用梯形屋架梯形屋架 构构件件种种类类少少,构构造造、安安装装方方便便,施施工工快快,且且屋屋盖盖刚刚度度大大,整整体性能好;但屋面自重大,体性能好;但屋面自重大,用钢量大用钢量大,对抗震也不利对抗震也不利 组成:屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等组成:屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等 分类:分类:无檩屋盖结构体系无檩屋盖结
4、构体系和和有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系 SSRCSSRC二二.屋盖结构屋盖结构 2)有檩屋盖结构体系)有檩屋盖结构体系 采采用用轻轻型型屋屋面面材材料料:压压型型钢钢板板、压压型型铝铝合合金金板板、石石棉棉瓦瓦、瓦瓦楞铁皮等楞铁皮等屋架间距通常为屋架间距通常为6m;大于;大于12m时,采用托架支承中间屋架时,采用托架支承中间屋架屋屋面面坡坡度度较较陡陡(1:21:3),以以便便排排水水,常常采采用用三三角角形形屋屋架架或或变截面工字钢梁变截面工字钢梁所所用用材材料料种种类类较较多多,但但屋屋面面布布置置较较灵灵活活,自自重重轻轻,用用料料省省,运输和安装较轻便运输和安装较轻便SSRCSSR
5、Cl 包括包括屋盖支撑屋盖支撑和和柱间支撑柱间支撑;l 它与柱、吊车梁、屋面系杆等组成它与柱、吊车梁、屋面系杆等组成纵向框架纵向框架,承担承担纵向水平荷载纵向水平荷载;l 把单榀的横向框架连成空间整体结构,从而保把单榀的横向框架连成空间整体结构,从而保 证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。三三.支撑结构支撑结构 SSRCSSRC钢盖支撑钢盖支撑 钢钢屋屋架架为为平平面面桁桁架架,各各个个平平面面桁桁架架要要通通过过各各种种支支撑撑及及纵向系杆纵向系杆连成一个连成一个空间几何不变空间几何不变的整体结构,才能承受荷载的整体结构,才能承受荷载 这些支撑及系杆统
6、称为这些支撑及系杆统称为屋盖支撑屋盖支撑 包包括括:上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。SSRCSSRC作用:增加结构整体刚度、减小屋架杆件的平面外计算长度作用:增加结构整体刚度、减小屋架杆件的平面外计算长度SSRCSSRC承受墙体的自重和风荷载。承受墙体的自重和风荷载。四四.吊车梁和制动梁(桁架)吊车梁和制动梁(桁架)主要承受主要承受吊车竖向及水平荷载吊车竖向及水平荷载,并将这些荷,并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。载传到横向框架和纵向框架上。五五.墙架墙架如梯子、走道、门窗等。如
7、梯子、走道、门窗等。在某些单层厂房钢结构中,由于工艺操作上在某些单层厂房钢结构中,由于工艺操作上的要求,还设有工作平台。的要求,还设有工作平台。六六.其它其它SSRCSSRC柱网的布置柱网的布置纵纵向向定定位位轴轴线线横向横向定位轴线定位轴线跨跨度度柱距柱距SSRCSSRC柱网布置原则:l 应满足生产工艺要求应满足生产工艺要求l 应满足结构的要求应满足结构的要求 柱柱子子应应布布置置在在同同一一横横向向轴轴线线上上,以以便便于于屋屋架架或或横横梁梁组组成成横横向向框架;柱子纵向也宜在同一轴线。框架;柱子纵向也宜在同一轴线。l 应符合经济合理的原则应符合经济合理的原则 为了降低工作量、实现标准化
8、,应满足模数的规定为了降低工作量、实现标准化,应满足模数的规定:跨跨度度小小于于或或等等于于18m18m时时,应应以以3m3m为为模模数数,即即9m9m、12m12m、15m15m、18m18m;当当厂厂房房跨跨度度大大于于18m18m时时,则则以以6m6m为为模模数数,即即24m24m、30m30m、36m36m。柱柱距距一一般般采采用用6m6m较较为为经经济济,当当工工艺艺有有特特殊殊要要求求时时,可可局局部部抽抽柱柱,即即柱柱距距做做成成12m12m;对对某某些些有有扩扩大大柱柱距距要要求求的的单单层层厂厂房房钢钢结构也可采用结构也可采用9m9m及及12m12m柱距。柱距。SSRCSSR
9、C温度缝的设置温度缝的设置温度将引起结构变形、产生温度将引起结构变形、产生温度应力:温度应力:为避免过大的温度变形和应力,应设置为避免过大的温度变形和应力,应设置温度伸缩缝温度伸缩缝解决纵向区段过长解决纵向区段过长横向设置伸缩缝横向设置伸缩缝 解决横向区段过长解决横向区段过长纵向设置伸缩缝纵向设置伸缩缝设设双双柱柱,两两侧侧无无任何任何横纵横纵向联系向联系SSRCSSRC第二节 钢屋架设计钢屋架设计一一.确定屋架形式和几何尺寸确定屋架形式和几何尺寸二二.屋架支撑布置屋架支撑布置 三三.荷载和内力计算荷载和内力计算四四.杆件截面选择杆件截面选择 五五.屋架结点设计屋架结点设计六六.绘制屋架施工详
10、图绘制屋架施工详图 SSRCSSRC一一.确定屋架形式和几何尺寸确定屋架形式和几何尺寸n屋架的受力特点屋架的受力特点l 屋架整体:抗弯屋架整体:抗弯l 各杆件:轴心力各杆件:轴心力平面钢桁架平面钢桁架SSRCSSRC选择屋架的形式需考虑的因素选择屋架的形式需考虑的因素:n屋架的形式屋架的形式(1 1)满足使用要求:)满足使用要求:排水坡度、建筑净空要求等排水坡度、建筑净空要求等(2 2)受力合理:)受力合理:外形尽量与弯矩图接近;短杆受压,外形尽量与弯矩图接近;短杆受压,长杆受拉;荷载尽量作用在节点上长杆受拉;荷载尽量作用在节点上(3 3)便于制作和安装:)便于制作和安装:杆件数量和规格尽量少
11、杆件数量和规格尽量少,杆件间夹角宜在杆件间夹角宜在30-6030-60度之间度之间(4 4)综合技术经济效果好)综合技术经济效果好:省工省料:省工省料SSRCSSRCn屋架的常用形式屋架的常用形式三角形桁架:三角形桁架:适用于屋面坡度较大的屋盖,坡度适用于屋面坡度较大的屋盖,坡度i i=1/2=1/21/31/3;跨度跨度181824m24m支座只能铰接,房屋横向刚度较低支座只能铰接,房屋横向刚度较低(a)(c)(a)(c)为芬克式桁架为芬克式桁架,腹杆受力合理腹杆受力合理,分为两榀小桁架便于运输分为两榀小桁架便于运输(b)(b)是两端高度为是两端高度为500mm,500mm,可以降低支座处上
12、、下弦内力可以降低支座处上、下弦内力SSRCSSRC梯形钢屋架:梯形钢屋架:梯形钢屋架:梯形钢屋架:外外形形接接近近弯弯矩矩图图,受受力力均匀均匀适适于于坡坡度度较较小小的的屋屋盖盖体体系,系,i i=1/8=1/81/161/16跨度可达跨度可达36m36m支支座座可可以以做做成成刚刚接接也也可可做成铰接做成铰接腹腹杆杆体体系系有有人人字字式式、再再分式分式按按支支座座节节点点可可分分为为上上承承式和下承式式和下承式SSRCSSRCn屋架的几何尺寸屋架的几何尺寸主要尺寸:主要尺寸:屋架的跨度、跨中高度及端部高度屋架的跨度、跨中高度及端部高度跨度跨度:标志跨度标志跨度ll柱网轴线的横向间距柱网
13、轴线的横向间距 计算跨度计算跨度l l0 0屋架两端支座反力间的距离屋架两端支座反力间的距离封闭结合封闭结合非封闭结合非封闭结合非非 封封 闭闭 结结合合SSRCSSRC屋架高度的确定屋架高度的确定 最大高度最大高度取决于运输界限和建筑要求取决于运输界限和建筑要求 最小高度最小高度根据桁架容许挠度确定根据桁架容许挠度确定 经济高度经济高度根据桁架杆件的总用钢量最少的条件确定根据桁架杆件的总用钢量最少的条件确定三三角角形形桁桁架架跨跨中中高高度度h=(1/41/6)l,跨跨度度大大时时取小值,反之取大值取小值,反之取大值梯形桁架:梯形桁架:跨中高度跨中高度h=(1/61/10)l端部高度:铰接时
14、端部高度:铰接时1.62.2m,刚接时为刚接时为1.82.4mSSRCSSRC起拱起拱桁架跨度较大时,竖向荷载将产生较大的挠度,影响外观:桁架跨度较大时,竖向荷载将产生较大的挠度,影响外观:跨度跨度15m15m的三角形桁架的三角形桁架和和跨度跨度24m24m的梯形弦桁架的梯形弦桁架,当下弦无向上曲折时,当下弦无向上曲折时,宜宜采用采用起拱起拱l l/500/500左右,抵销挠度左右,抵销挠度图中所标示的长度为考虑起拱后的长度图中所标示的长度为考虑起拱后的长度当求桁架杆件内力时,可不考虑起拱高度当求桁架杆件内力时,可不考虑起拱高度SSRCSSRC二二.屋盖支撑布置屋盖支撑布置 钢钢屋屋架架为为平
15、平面面桁桁架架,各各个个平平面面桁桁架架要要通通过过各各种种支支撑撑及及纵向系杆纵向系杆连成一个连成一个空间几何不变空间几何不变的整体结构,才能承受荷载的整体结构,才能承受荷载 这些支撑及系杆统称为这些支撑及系杆统称为屋盖支撑屋盖支撑 包包括括:上上弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑、下下弦弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。SSRCSSRC1.桁架的荷载计算桁架的荷载计算三三.荷载和内力计算荷载和内力计算荷载:荷载:永久荷载:永久荷载:屋面材料屋面材料(保温层、防水层、屋面板等保温层、防水层、屋面板等)、檩条、檩条、屋架、天窗架、
16、支撑及天棚等自重屋架、天窗架、支撑及天棚等自重可变荷载:可变荷载:屋面活荷载、风荷载、积灰荷载、雪荷载及屋面活荷载、风荷载、积灰荷载、雪荷载及 悬挂吊车荷载,取值可由荷载规范查得或根悬挂吊车荷载,取值可由荷载规范查得或根 据材料的规格计算。据材料的规格计算。屋架和支撑的自重可按下面经验公式进行估算:屋架和支撑的自重可按下面经验公式进行估算:式中式中 l为桁架的标志跨度为桁架的标志跨度(m),gwk按屋面的水平投影面分布按屋面的水平投影面分布(kN/m2)SSRCSSRC荷荷 载:载:凡凡沿沿屋屋面面斜斜面面分分布布的的永永久久荷荷载载均均应应换换算算为为水水平平投投影影面面上上分布的荷载,即:
17、分布的荷载,即:屋屋面面坡坡度度较较小小时时,可可将将沿沿斜斜面面上上分分布布的的荷荷载载近近似似地地视视为为水水平投影面上分布的荷载,即平投影面上分布的荷载,即 建建筑筑荷荷载载规规范范给给出出的的屋屋面面均均布布活活荷荷载载、雪雪荷荷载载均均为为水水平投影面上的荷载,故实际计算时不再作上述换算平投影面上的荷载,故实际计算时不再作上述换算SSRCSSRC荷荷 载:载:上上述述荷荷载载一一般般通通过过檩檩条条或或大大型型屋屋面面板板肋肋以以集集中中力力的的方方式式作作用用于于屋屋架架的的节节点点上上每每个个上上弦弦节节点点所所承承受受的的集集中中荷荷载载P P可可按按阴阴影影面积计算:面积计算
18、:a上上弦弦节节间间的的水水平平投投影长度影长度s屋架的间距屋架的间距qk面荷载标准值面荷载标准值屋架屋架SSRCSSRC荷载组合:荷载组合:荷载组合:荷载组合:使使用用和和施施工工过过程程中中均均可可能能出出现现最最不不利利情情况况,应应进进行行荷荷载载组组合合,找到最不利内力,一般情况下,应考虑以下三种荷载组合找到最不利内力,一般情况下,应考虑以下三种荷载组合:全跨永久荷载全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨可变荷载 全跨永久荷载全跨永久荷载+半跨可变荷载半跨可变荷载 全跨桁架、天窗架和支撑自重全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重半跨屋面板自重 +半跨屋面活荷载半跨屋面活荷载屋面活荷载和雪
19、荷载不同时考虑,可取两者中的较大值计算屋面活荷载和雪荷载不同时考虑,可取两者中的较大值计算 一一般般不不考考虑虑风风荷荷载载(除除坡坡度度较较大大,屋屋面面较较轻轻,风风荷荷载载标标准准值值超过超过2)第第一一种种组组合合通通常常为为最最不不利利。后后两两种种组组合合,桁桁架架跨跨中中附附近近的的斜斜腹杆内力可能变号腹杆内力可能变号(拉变压拉变压)、或内力增大,故须考虑、或内力增大,故须考虑如两侧屋面板对称均匀铺设,则可不考虑第三种荷载组合如两侧屋面板对称均匀铺设,则可不考虑第三种荷载组合SSRCSSRC计算模型计算模型:2.内力计算内力计算(1)(1)各节点均为铰接各节点均为铰接(2)(2)
20、所有杆件的轴线都在同一平面内且在节点处交汇所有杆件的轴线都在同一平面内且在节点处交汇(3)(3)荷载均作用于节点上荷载均作用于节点上内力计算方法:内力计算方法:数解法、数解法、图解法图解法或电算法等或电算法等一一般般只只需需计计算算单单位位荷荷载载作作用用下下的的杆杆件件内内力力计计算算系系数数,再再将将节节点荷载值乘以相应的内力系数,即可求得该杆件内力点荷载值乘以相应的内力系数,即可求得该杆件内力SSRCSSRC计算内力系数计算内力系数SSRCSSRC1.1.确定屋架杆件的计算长度确定屋架杆件的计算长度四四.杆件截面选择杆件截面选择 节节点点形形式式:各各杆杆件件与与节节点点板板用用焊焊缝缝
21、连连接接,节节点点本本身身具具有有一一定定刚度刚度并非完全铰接并非完全铰接 杆杆件件的的相相互互作作用用:节节点点板板上上有有多多个个杆杆件件,当当某某一一压压杆杆平平面面内内失稳屈曲时,将受到其它杆的阻碍与约束失稳屈曲时,将受到其它杆的阻碍与约束并非完全铰接并非完全铰接 嵌固能力减小了计算长度嵌固能力减小了计算长度节节点点上上的的拉拉杆杆数数量量越越多多、线线刚刚度度和和拉拉力力越越大大,嵌固越强,杆件的计算长度就可减小得越多嵌固越强,杆件的计算长度就可减小得越多平面内计算长度的影响因素?平面内计算长度的影响因素?SSRCSSRC杆件计算长度:杆件计算长度:q 桁架桁架平面内平面内计算长度计
22、算长度l0 x弦杆、支座竖杆和支座斜杆弦杆、支座竖杆和支座斜杆:两端约束较小,可偏安全地视为铰接,两端约束较小,可偏安全地视为铰接,l0 x=l其它腹杆:其它腹杆:上上弦弦节节点点处处拉拉杆杆少少,嵌嵌固固作作用用不不大大,但但下下弦弦节节点点处处拉拉杆杆较较多多、拉力较大、刚度也大,有一定嵌固能力,拉力较大、刚度也大,有一定嵌固能力,l0 xl再分式腹杆:再分式腹杆:上上段段(N2段段)杆杆件件两两端端弹弹性性嵌嵌固作用均较差,固作用均较差,l0 x=l 下段下段(N1段段),l0 xl支座支座竖杆竖杆支座支座斜杆斜杆l:杆件的几何长度杆件的几何长度(节点中心间距离)(节点中心间距离)SSR
23、CSSRCq 桁架桁架平面外平面外计算长度计算长度l0y杆件计算长度:杆件计算长度:取取弦弦杆杆侧侧向向支支承承点点之之间间的距离,即的距离,即l0y=l1上弦杆:上弦杆:有有檩檩体体系系中中檩檩条条与与支支撑撑的交叉点不相连时的交叉点不相连时檩檩条条与与支支撑撑的的交交叉叉点点用用节点板焊牢时节点板焊牢时上上弦弦杆杆上上直直接接放放置置钢钢筋筋混混凝凝土土大大型型屋屋面面板板时时(三三点焊接与否点焊接与否)SSRCSSRC受压上弦杆的侧向支承点范围内,节间内力不相等时:受压上弦杆的侧向支承点范围内,节间内力不相等时:如如图图侧侧向向支支承承点点间间距距l1为为节节间间长长度度的的两两倍倍,且
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 层房屋钢结构 房屋 钢结构 PPT 课件
限制150内