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成都理工大学《简直钢结构》课程 教 案 教师姓名： 高 涌 涛 所在学院：环境与土木工程学院 授课专业： 建 筑 工 程 课程代码： 0301B332 总 学 时： 40 学分： 2.5 教材名称： 钢结构设计 2011年2月21日 授课时间 8课时 授课题目 单层工业厂房 教学目的与要求： 目的：了解钢屋架的特点、应用和发展状况，掌握钢屋架的设计方法。 要求：了解钢屋架发展概况、特点、应用范围；掌握钢屋架的主要结构体系；掌握钢屋架的设计方法。 教学基本内容： 钢屋架的结构选型和结构布置；钢屋架荷载和结构分析；钢屋架的屋盖结构设计；型钢吊车梁系统的设计；排架结构中框架柱的结构设计；排架柱间支撑和端柱抗风体系设计。 7.1.1 屋盖结构体系 钢屋盖由屋面、屋架和支撑组成。其它：托架、天窗、檩条等。 无檩体系：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。 有檩体系： 常用于轻型屋面材料的情况。 7.1.2 屋架的形式 确定屋架形式的原则： 1.满足使用要求 屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。 2.满足经济要求 · 屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆 内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小； · 腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉； · 荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。 3.满足制造、安装和运输要求 · 构造简单，杆件夹角30°～60°； · 杆件与节点数量少； · 分段制造，便于运输与安装； ．三角形屋架 ① 按腹杆布置方式不同有： · 芬克式·人字式· 单斜式 梯形屋架 ② 特点： · 外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。 · 上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节点构造。 ① 按腹杆布置方式不同有： · 人字式 · 单斜杆式 特点：多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，应用少。 ② 特点 外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经济，应用广泛。 ③ 适用范围 适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结构。 ④ 屋架高度 梯形屋架的中部高度一般为（1/10～1/8）L，与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/16～1/12）L，通常取为2.0～2.5m。 与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度决定。 3.人字形桁架 上、下弦可为平行，坡度为1/20～1/10，节点构造较为统一； 上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情况。 跨中高度一般为2.0～2.5m，跨度大于36m时可取较大高度但不宜超过3m；端部高度一般为跨度的1/18～1/12。 4.平行弦屋架 上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。 屋架的外形和弯矩图分布不接近，杆件内力分布不均匀。 一般用于托架和支撑体系。 §7.2 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。 7.2.1 支撑的作用 ① 保证屋盖的整体性，提高空间刚度 仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。 ② 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。 ③ 承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。 ④ 保证结构安装时的稳定与方便 屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。 7.2.2 支撑的布置 1．上弦横向水平支撑 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。 2．下弦横向水平支撑 当屋架间距12m时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系的基本组成部分。 但当屋架跨度比较小（18m）又无吊车或其他振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。 3．纵向水平支撑 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。 屋架间距12m时，通