9.4 钢屋盖（课件）-高一《建筑结构》（高教版 第4版）

9钢结构 第四节 钢 屋 盖 一、 钢屋架的形式和构造 （一）钢屋盖结构组成及布置 钢屋盖结构由屋面材料、屋架、支撑三大部分组成。 根据屋面材料和屋面结构布置情况可分为有檩屋盖和无檩屋盖。 1、有檩屋盖 当采用石棉水泥瓦、钢丝网水泥波瓦、压型钢折板或瓦楞铁皮等轻型屋面材料时，需要在屋架之间架设檩条，这时的屋面结构体系叫有檩体系。 2、无檩屋盖 直接将大型屋面板支承于钢屋架上的屋盖结构体系称为无檩体系。 （二）钢屋架的形式及其受力特点 1、钢屋架的形式 常用钢屋架的形式有三角形和梯形两种。 选择钢屋架的形式一般应考虑以下因素： (1)使用要求。屋架的外形应与屋面材料的排水要求相适应。 (2)经济要求。屋架外形尽量与弯矩图形相吻合。 (3)制作和施工要求。 以上要求往往不容易同时满足，需综合考虑，设计出适宜的屋架结构形式。 2、钢屋架受力特点 (1)三角形屋架 三角形屋架适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖结构。一般三角形屋架的共同缺点是：上、下弦杆沿全长内力很不均匀，且上、下弦杆交角过小，使支座节点的构造复杂。 (2)梯形屋架 梯形屋架适用于屋面坡度较缓的无檩屋盖结构。弦杆内力较均匀，且腹杆较短。故在厂房钢屋架中被广泛采用。 （三）钢屋架节点构造 在由普通型钢组成的钢屋架中，相交的各杆件（上、下弦杆、腹杆等）是通过焊接在节点板上形成节点的。各杆件的内力通过节点板上的焊缝相互传递而达到平衡。 节点的构造设计应尽量做到构造简单，传力可靠，避免偏心。 1、杆件重心线位置 理论上杆件重心线应与屋架计算简图中的几何轴线重合，以免杆件偏心受压。但为了制作方便，焊接屋架常将角钢肢背到重心线的距离z调整为5mm的倍数。 2、杆件间距a 一般杆件间距a≥20mm。 3、焊缝净距 节点板上各杆件之间的焊缝净距不宜小于10mm。 4、杆端切割面 腹杆角钢端切割面应与其轴线垂直，为减小节点板尺寸，也允许将角钢的一个角斜切去。c的斜切方法是不正确的，应避免使用。 5、节点板的尺寸 （1）节点板外形应简单规整，节点板的长和宽宜为10mm的倍数。 （2）沿焊缝方向，节点板应多留约为2hf的长度以考虑施焊时的“焊口”，宽度方向应留出10~15mm的焊缝位置。 （3）当节点处只有一根斜腹杆与弦杆相交时，可采用图示的形式。节点板边缘与腹板轴线应具有不小于1/4的坡度。 （4）节点板应伸出弦杆角钢肢背10~15mm，以利布置肢背焊缝。 （5）对屋架的上弦节点，为便于放置屋面构件，一般将节点板凹进角钢肢背5~10mm，采用塞焊使角钢与节点板相连。 6、弦杆与节点板的焊缝不宜采用间断焊缝。 二、 屋盖支撑 在相互平行的屋架之间架设一定数量的支撑杆件，是保证屋盖可靠工作必不可少的组成部分。这些支撑杆件统称为屋盖支撑系统如图所示。 （一）屋盖支撑的作用 （1）保证结构的空间刚度和整体性 。 （2）避免受压弦杆的侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 （3）承受和传递水平荷载（如风荷载、吊车水平侧动力、地震荷载等） （4）保证结构在安装过程中的稳定性 （二）屋盖支撑的种类及布置 1、上弦横向水平支撑 位于屋架上弦，在相邻两榀屋架之间由交叉斜杆及刚性系杆组成。 上弦横向水平支撑一般布置在房屋两端（或温度区段两端）的第一柱间或第二柱间内。 上弦横向水平支撑的间距一般不宜超过60m。当房屋过长时，除两端设置横向水平支撑，应根据具体情况在房屋区段中央增设一道横向支撑。 2、下弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑位于屋架下弦，应同上弦横向水平支撑设置在同一屋架间。这样，由两榀屋架和其间的上、下弦横向水平支撑构成了一个空间桁架体系，提高了房屋的空间工作性能。 3、下弦纵向水平支撑 下弦纵向水平支撑位于屋架下弦左右两端节间，沿房屋纵向布置，并与屋架下弦横向水平支撑在下弦平面形成封闭体系，以增强屋盖空间刚度。 4、垂直支撑 垂直支撑设置在梯形屋架端部，或者是屋架中央部位，由于其杆件是竖向设置的，故也称为竖向支撑。垂直支撑一般设置在有上弦横向支撑的两个屋架间的一个或几个竖向平面内。 5、系杆 系杆分为刚性系杆和柔性系杆。系杆一般在屋架上、下弦节点位置沿房屋纵向通长设置。 $$