屋架的跨度和间隔取决于柱网安置,柱网安置取决于建筑物工艺技术要求和经济要求。屋架跨度较大:为了采光和通风,屋盖上常设置天窗。柱网间隔较大,超出屋面板长度:应设置中心屋架和柱间托架,中心屋架的荷载经过托架传给柱(图3-1)。
屋架与屋架之间:安置支撑,增强屋架的侧向刚度,传递水平荷载和保证屋盖系统的全体安稳。
有檩屋盖:当屋面选用轻型资料如石棉瓦、瓦楞铁、压型钢板和铁丝网水泥槽板等时,屋面荷载要经过檩条再传递给屋架(图3-3)。
首要效果:①保证屋盖结构的全体安稳;②增强屋盖的刚度;③增强屋架的侧向安稳;④承当并传递屋盖的水平荷载;⑤便于屋盖的装置与施工。
屋架——屋盖的首要承重结构。需要用支撑衔接屋架。长的屋盖结构,在中心设置横向支撑。
横向支撑——屋架弦杆的侧向支承点,减小弦杆在平面外的核算长度,减小动力荷载效果下的屋架平面外的受迫振荡。
屋盖支撑将效果于山墙的风荷载、悬挂吊车水平荷载及地震效果传递给房子的下部支承结构。
钢屋架装置:首要吊装有横向支撑的两榀屋架,将支撑和檩条与之连系构成安稳系统,然后再吊装其他屋架与之相连。
五种屋盖支撑:上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、笔直支撑和系杆。
在屋盖系统中,一般都应设置屋架上弦横向水平支撑,包含天窗架的横向水平支撑。
上弦横向水平支撑:安置在房子两头或在温度缝区段的两头的榜首柱间或第二柱间。横向水平支撑的间隔≤60 m,房子长度60 m,还应另加设水平支撑。
设置方位:下弦与上弦横向水平支撑应在同一柱间内,以便构成安稳的空间系统。
设置方位:设在屋架下弦端节间内,与下弦横向水平支撑组成关闭的支撑系统,进步屋盖的全体刚度。
笔直支撑效果:使相邻两榀屋架构成空间几许不变系统保证侧向安稳的有用构件。
系杆效果:充任屋架上下弦的侧向支撑点,保证无横向支撑的其他屋架的侧向安稳。
系杆:刚性系杆和柔性系杆。能接受压力的为刚性系杆,只能接受拉力的为柔性系杆。
上弦平面内,檩条和大型屋面板均可起刚性系杆效果,因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置刚性系杆。
腹杆选用十字穿插方式,一般用于上弦横向、下弦横向及下弦纵向水平支撑(图3-7a)。
纵向水平支撑桁架的节间,以组成正方形为宜,一般为6m×6m,或长方形,如6m×3m。横向水平支撑节点间隔为屋架上弦节点间隔的2~4倍。笔直支撑的腹杆方式可根据桁架的宽高比例确认。
当高度较小时,可用V式及W式斜杆(图3-7c,d),弦杆与斜杆间的交角为30°~60º。
非穿插斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆规划,可选用双角钢组成十字形或T形截面。
当屋架跨度较大、房子较高且根本风压也较大时,杆件截面应按桁架系统核算出的内力确认。可假定在水平桁架节点上的会集风力荷载效果下,穿插斜杆中的压杆退出作业,仅由拉杆受力,这样,使本来的超静定系统简化为静定系统(图3-8)。图中W为水平节点荷载,由风荷载或吊车荷载引起。
节点衔接结构:尽量简略便利。角钢支撑与屋架一般用C级螺栓衔接,螺栓用M20。在有重级作业制吊车或有较大振荡设备的厂房,除螺栓外,还应加装置焊缝,焊缝长度≥80 mm,焊脚尺度≥6 mm。当选用圆钢作支撑时,运用花篮螺栓预加拉力将圆钢拉紧。
实腹式檩条:结构简略,制作及装置快捷,常用于3~6m的跨度。截面方式:一般工字钢(因较重、不易装置,用的不多)、角钢(用于荷载跨度小的屋盖)、槽钢(常用)和Z形(为冷弯薄壁型钢、省钢)(图3-9)。檩条的截面高度取决于跨度、檩距和荷载巨细等要素,一般取檩条跨度的1/35~1/50。
实腹式檩条经过檩托与屋架上弦衔接,檩托用短角钢做成,先焊在屋架上弦,屋架吊装就位后用螺栓或焊缝与檩条衔接(图3-10)。
笔直于屋架斜度放置的檩条,在竖向荷载效果下,两个主轴方向别离遭到qx和qy效果(图3-11)。按简支梁核算,两个方向弯矩为
式中 q——檩条接受的屋面荷载(包含自重)规划值,qy=qcosα,qx=qsinα;
按弹性办法验算挠度。当有拉条时,可只验算笔直于屋面斜度的挠度,当无拉条时,应验算竖向总挠度。有拉条时挠度验算公式为
[ω]——容许挠度,对无积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l /150;对压型钢板、积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为l/200;对其他屋面为l/200;
一般状况下,檩条截面的Wy比Wx小得多,因而My即便很小发生的截面应力很大,为减小My,应沿屋面临檩条设置拉杆以削减檩条在最小刚度平面内的核算跨度。若屋面的连系有满足的保证,檩条的全体安稳不用验算。
当檩条的跨度较大(>6 m)时,应考虑格构檩条。格构檩条三种:平面檩条、T形檩条和空间檩条(图3-12)。
平面格构檩条的上弦选用小角钢或槽钢,下弦用小角钢或圆钢,腹杆用圆钢组成。这种檩条受力清晰,用料省。
下弦为抛物式檩条,中心节间有必要设置斜杆,以避免檩条上弦在不对称荷载效果下发生过大的部分拱曲。
T形格构檩条因为上弦杆和腹杆不在同一平面,全体性较差,应沿跨度全长设置几道钢箍,跨度为3~4m时设3道,跨度为4~6m时设4道。钢箍直径d≥10 mm的圆钢。为固定腹杆平面与上弦平面,在上弦平面应设置缀板或斜缀条。
空间格构檩条(图3-12c)是由三个平面桁架组成的空间结构,檩条横截面为三角形。这种檩条侧向刚度好,不用设置拉条,装置便利,但费工费时,适用于跨度较大和荷载较大的状况。
格构檩条的节间区分可根据核算确认,一般取 40~60 cm,檩条的高度一般为跨度的1/12~1/18,T形格构檩条和空间格构檩条上弦宽度为截面高度的1/l.5~1/2.0。腹杆与弦杆交角为40º~60º,45º最好。
平面格构檩条可按静定的平面桁架核算,各节点均假定为铰接。核算时,将上弦的均布荷载换算成节点荷载,结构力学办法核算杆件轴力,一般只需核算最大内力,即跨中上、下弦杆内力和支座处的腹杆内力。
空间格构檩条将空间桁架分解为高度等于h1和h2的两榀平面桁架进行核算,两榀桁架的荷载别离为q1和q2,其值可根据总荷载按刚度进行分配(图3-13):
上弦按双向压弯验算其强度,一起按双向压弯构件公式验算其全体安稳。下弦按轴心受拉验算其强度。
檩条侧向刚度小,为了给檩条供给侧向中心支承,减小檩条沿屋面斜度方向的跨度,削减檩条在施工和运用阶段的侧向变形和改变,除了侧向刚度较大的空间桁架式檩条和T形桁架式檩条以外,在实腹式檩条和平面格构檩条之间需设置拉条。
(l)檩条跨度为 4~6 m时,至少在跨中安置一道拉条(图 3-14),跨度大于6 m时宜安置两道拉条(图3-15)。
(2)当檩条间隔较密时,斜拉条视点偏小,不能保证严重效果,可改斜拉条为桁架;
(3)当屋盖有天窗时,应在天窗两边檩条之间设置斜拉条和直撑杆(图3-15)。
(4)角钢檩条在天窗两边用斜拉条固定于屋架上,在屋檐处要设置斜拉条,以防角钢檩条向上倾覆。
拉条一般都会选用圆钢,其直径视荷载和檩距巨细取8~12 mm,用双螺帽直接固定在腹板上,斜拉条有衔接角钢过渡。撑杆的效果是约束檐檩的侧向曲折,撑杆可选用角钢和钢管,其长细比按压杆要求的长细比选取截面。