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1、第九章重型廠房和結(jié)構(gòu)設計 重型廠房的顯著特點：跨度大、高度大、噸位大.,結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置 計算原理 鋼屋架設計 吊車梁設計,第一節(jié) 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置 一、概述 1、結(jié)構(gòu)形式和吊車的工作級別 1）結(jié)構(gòu)形式 重型廠房一般取單層剛(框)架結(jié)構(gòu)形式，但也有 一部分為多層剛架者。根據(jù)屋面材料的不同,屋蓋體系 可分為有檁屋蓋體系和無檁屋蓋體系.,房屋橫向剛度大，整體性、耐久性 好；屋面板自重大，屋蓋及下部結(jié)構(gòu)用料多，對抗震不利。,屋架間距靈活，構(gòu)件重量輕、施工、安裝方便；屋蓋構(gòu)件數(shù)量多，整體剛度差。,一般用于預應力混凝土大型屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋架上。,常用于輕型屋面材料的情況。,2）

2、吊車的工作級別 劃分依據(jù)：按照吊車使用的繁重程度(亦即吊車的利用 次數(shù)和荷載大小)，國家標準起重機設計規(guī)范 (GB3811)將其分為八個工作級別，稱為A1A8。在相 當多的文獻中，習慣將吊車以輕、中、重和特重四個工 作制等級來劃分，它們之間的對應關(guān)系見表2-1。 2、柱網(wǎng)布置和計算單元 1）、柱網(wǎng)布置 布置原則：廠房的柱網(wǎng)布置要綜合考慮工藝、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟等諸多因素來確定，同時還應注意符合標準化模數(shù)的要求。,生產(chǎn)工藝：柱網(wǎng)布置首先要滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，包括預期的擴建和工藝設備更新的需求。這些要求往往涉及到設備基礎(chǔ)，地下管溝等與柱基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)布置. 結(jié)構(gòu)：柱網(wǎng)布置必須滿足結(jié)構(gòu)上的要求，在保證廠房

3、具有必需的剛度和強度的同時，注意柱距和跨度的類別盡量少些，以利施工。 經(jīng)濟：柱柜的大小，直接影響著布置在柱距間的構(gòu)件(如檁條，吊車梁等)的截面大小。加大柱距一般可減少處理地基的費用和基礎(chǔ)的造價，但將使布置在柱距間的構(gòu)件的材料增加。 合理柱網(wǎng)尺寸：合理的柱網(wǎng)布置應使總的經(jīng)濟效應最佳。一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊車額定起重量不小于50t時,柱距取12m較為經(jīng)濟；,參數(shù)較小的廠房取6m柱距較為合適。如果采用輕型圍 護結(jié)構(gòu)，則取大柱距15m，18m及24m較適宜。位于軟 弱地基上的重型廠房，應采用較大柱距。 溫度收縮縫的設置： 規(guī)范要求:在廠房的縱向或橫向的尺度較大時,一般應 按

4、表9.1.1在平面布置中設置溫度收縮縫，以避免結(jié)構(gòu) 中衍生過大的溫度應力。 雙柱溫度收縮縫或單柱溫度收縮縫原則上皆可采 用，不過在地震域區(qū)宜布置雙柱收縮縫。 托梁（架）的設置： 托梁（架）的作用：在拔柱處設置一構(gòu)件,上承屋架(或 其他屋面結(jié)構(gòu))，下傳柱子，該構(gòu)件為實腹式時稱為托 梁，桁架式時稱為托架。,2）、計算單元 單元寬度一般是 相鄰柱距的平均值。 對于等柱距且無拔柱 的平面布置，顯然只 需取一個計算單元。,3）、吊車外輪廓線與臨近構(gòu)件的凈距要求 a:吊車外輪廓與屋架下弦下表面之間的凈距; b:吊車大輪的中心線與柱縱向定位軸線之 間的凈距離; c:吊車外輪廓與柱體內(nèi)表面之間的凈距離.

5、 4）、橫向框架及其截面選擇 橫向框架結(jié)構(gòu)形式 廠房結(jié)構(gòu)形式的選取不僅要考慮 吊車的起重量,而且要考慮吊車的工作級別及吊鉤類型. 柱腳：重型廠房的柱腳通常做成剛接，這不僅可以削減 柱段的彎矩絕對值且可增大橫向框架的剛度。,,,橫梁與柱子的連接：可以是鉸接(如圖2-4c)或剛接(如 圖2-4a，b)，相應地，稱橫向框架為鉸接框架或剛接 框架。對一些剛度要求較高的廠房(如設有雙層吊車， 裝備硬鉤吊車等)，尤其是單跨重型廠房，宜采用剛接 框架。在多跨時，特別在吊車起重量不很大和采用輕 型圍護結(jié)構(gòu)時，適宜采用鉸接框架(如圖2-4c)。 橫向框架截面形式 實腹式柱：實腹式等截面柱的構(gòu)造簡單，加工制

6、作費用低，較少單獨采用，一般用作階梯形柱的上柱。只有當廠房高度不超過10m且吊車額定起重量不超過20t時采用。 格構(gòu)式柱：是重型廠房階形下柱的常見型式，圖2-6是其截面的常見類型。,分離式承重柱:廠房高度不 大，但吊車額 定起重量超過 100t，或吊車 噸位不大而廠 房高度較大 (有剛度要求) 時，宜采用分 離式承重柱。,,,階梯形柱：階形柱的上柱截面通常取實腹式等截面焊接 工字形或類型(a)。下柱截面類型要依吊車起重量的大 小確定：類型(b)常見于吊車起重量較小的邊列柱截面; 吊車起重量不超過50t的中列柱可選取(c)類截面，否則 需做成(d)類截面;顯然,截面類型(e)適合于吊車起重量 較

7、大的邊列柱;特大型廠房的下柱截面可做成(f)類截面. 階梯形柱各段連接構(gòu)造如圖27。 3、柱間支撐 目的：柱間支撐與屋蓋支撐一起傳遞并承擔作用于廠房 山墻上的風荷載、吊車的縱向水平荷載、縱向地震力等 荷載，提高廠房縱向剛度。,分類：上層柱間支撐和下層柱間支撐 上層柱間支撐:吊車梁上部的柱間支撐. 下層柱間支撐:吊車梁下部的柱間支撐. 設置規(guī)定： 每列柱都必須設置柱間支撐，多跨廠房的中列柱的柱間支撐宜與其邊列柱的柱間支撐布置在同一柱間； 每列柱頂均要布置剛性系桿。,下層柱間支撐一般宜布置在溫度區(qū)段的中部，以減少 縱向溫度應力的影響。當溫度區(qū)段長度大于150m或抗 震設防烈度為8度、類場地和9

8、度時，應當增設一 道下層柱間支撐，且兩道下層柱間支撐的距離不應超過 72m。上層柱間支撐除了要在下層柱間支撐布置的柱間 設置外，還應當在每個溫度區(qū)段的兩端設置。 形式：柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式、八字 式、門架式等（圖9.3.2）.十字交叉支撐的構(gòu)造簡單、 傳力直接、用料節(jié)省，使用最為普遍，其斜桿傾角宜為 45左右.上層支撐在柱間距較大時可改用斜桿(圖d); 下層支撐高而不寬者可以用兩個十字形,高而剛度要求 嚴格者可以占用兩個開間(圖c).當柱間距較大或十字撐 妨礙生產(chǎn)空間時,可采用門架式支撐(圖d).圖e的支撐形 式,上層為V形,下層為人字形.,采用角鋼時，柱間支撐的截面不宜小于L7

9、56;采用槽鋼時，不宜小于12。 下層柱間支撐一般設置為雙片,分別與吊車肢和屋蓋肢相連，雙片支撐之間以綴條相連,綴條常采單角鋼,控制其長細比不大于200，且不小于L755。 上層柱間支撐一般設置為單片,如果上柱設有人孔或截面高度過大(800mm)，亦應采用雙片。 支撐的連接可采用焊縫或高強度螺栓。采用焊縫時，焊腳尺寸不應小于6mm，焊縫長度不應小于80mm,同時要在連接處設安裝螺栓,一般不小于M16。,計算：按桁架計算（見后面屋蓋支撐計算） 構(gòu)造要求:除計算要求外,還應在構(gòu)造上滿足以下要求:,滿足制造、安裝和運輸要求 構(gòu)造簡單，桿件夾角3060； 桿件與節(jié)點數(shù)量少； 分段制造，便于運輸與安裝；

10、,確定屋架形式的原則： 滿足使用要求 屋架外形應與屋面材料的排水要求相適應。,二.屋架的形式及腹桿形式,滿足經(jīng)濟要求 屋架外形應盡量和彎矩圖接近，使上下弦桿 內(nèi)力沿跨度方向分布較均勻，腹桿受力較??； 腹桿的布置宜使短桿受壓，長桿受拉； 荷載布置在節(jié)點上，減少弦桿局部受彎。, 按腹桿布置方式不同有： 芬克式,特點：長腹桿受拉，短腹桿受壓，受力合理，應 用廣泛。,1三角形屋架,桿件數(shù)量少，節(jié)點數(shù)量少，受壓桿較長，但抗震性能優(yōu)于芬克式屋架，適用于跨度小于18m的屋架。, 單斜式,腹桿和節(jié)點數(shù)量較多，長腹桿受拉，但夾角小，適用于下弦設置天棚的屋架。,人字式, 適用范圍：跨度小，坡度大、采用輕型屋面

11、材料的有檁體系。, 特點： 外形和彎矩圖不相適應，弦桿內(nèi)力分布不均勻，近支座處內(nèi)力大，近跨中處小，橫向剛度小。 上下弦交角小，端節(jié)點構(gòu)造復雜。, 按腹桿布置方式不同有： 人字式,2梯形屋架,特點：腹桿總長度短，節(jié)點少。,按支座斜桿與弦桿組成的支承點在下弦或在上弦又可分為下承式和上承式兩種。,上承式,下承式, 再分式,特點：可避免節(jié)間直接受荷（非節(jié)點荷載）。, 單斜桿式 特點：多數(shù)腹桿受壓，桿件數(shù)量多，總長大，應用少。, 特點 外形和彎矩圖比較接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，用料經(jīng)濟，應用廣泛。 適用范圍 適用于屋面坡度平緩且跨度較大時的無檁屋蓋結(jié)構(gòu)。 屋架高度 梯形屋架的中部高度一般為（1/1

12、01/8）L，與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（1/161/12）L，通常取為2.02.5m。 與柱鉸接的梯形屋架，端部高度可按跨中經(jīng)濟高度和上弦坡度決定。,3平行弦屋架 上、下弦桿水平，桿件和節(jié)點規(guī)格化、便于制造。 屋架的外形和彎矩圖分布不接近，弦件內(nèi)力分布不均勻。 一般用于托架和支撐體系。,屋架主要尺寸 跨度： 標志跨度l：柱網(wǎng)橫向軸線的間距,一般為3m模數(shù). 計算跨度l0：屋架兩端支座反力的距離. 封閉結(jié)合的屋架簡支于鋼筋混凝土或磚柱時, 應慮屋架一定的構(gòu)造尺寸。,高度：指跨中的最大高度，由經(jīng)濟、剛度、建筑要求及 運輸界限等幾個方面決定，屋架的最小高度取決于剛度 條件。最大高度取決于

13、運輸界限，經(jīng)濟高度根據(jù)屋架上 下弦及腹桿的總重量最小的條件決定。一般可按下列規(guī) 定取值： 三角形： H（1/41/6）L 梯 形： 跨中 H（1/61/10）L 端部 H01.62.2m（鉸接時） H01.82.4m（剛接時） 屋架上弦節(jié)間：據(jù)屋面材料定，盡可能使荷載直接作用 在屋架節(jié)點上.,平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差，不能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設置支撐系統(tǒng)。,三 屋蓋支撐,,上弦橫向水平支撐 下弦橫向水平支撐 下弦縱向水平支撐 垂直支撐 系桿,組成,檁條屋面板, 保證屋蓋的整體性，提高空間剛度 僅由平面桁架、檁條及屋面

14、材料組成的屋蓋結(jié)構(gòu)，是一個不穩(wěn)定的體系，如果將某些屋架在適當部位用支撐連系起來，成為穩(wěn)定的空間體系，其余屋架再由檁條或其他構(gòu)件連接在這個空間穩(wěn)定體系上，就保證了整個屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動 支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點，減小弦桿出平面外的計算長度。 承擔和傳遞水平荷載（如縱向和橫向風荷載、懸掛吊車水平荷載和地震作用等）。 保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方便 屋蓋的安裝首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來組成一個基本空間穩(wěn)定體，在此基礎(chǔ)上即可順序進行其他構(gòu)件的安裝。,1. 支撐的作用,2.屋蓋支撐的布置 1）上弦橫向水平支撐 組成： 屋架上弦、斜向桿件、檁條、系桿 布置：

15、端部第一或第二開間。當布置在第二開間時，端屋架需與橫向支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩(wěn)定和風荷載傳遞。 橫向支撐間距大于60m時，中間增設。 屋面為大型屋面板，且屋面板有三點與屋架上弦牢固連接時，可不設。但一般高空作業(yè)較難保證，還是設上弦橫向支撐，大型屋面板起系桿的作用。有天窗架時，上弦橫向支撐仍需布置。 2）下弦橫向水平支撐 組成：屋架下弦桿、斜桿、系桿,布置：與上弦橫向支撐布置在同一開間： 屋架跨度大于18m時； 屋架下弦設有懸掛吊車時； 抗風柱支承在屋架下弦時； 屋架下弦設通長縱向支撐時,宜設屋架下弦橫向支撐. 3）下弦縱向水平支撐 組成：系桿、斜桿 布置： 屋架兩邊第一節(jié)間，與橫向支

16、撐形成封閉框。 有振動設備、屋架下弦有吊軌、有托架時； 有重級工作制吊車或起重量較大的中輕工作制吊車; 房屋跨度較大、空間剛度要求較高時，均需設置下弦縱向水平支撐。,4）垂直支撐 組成：系桿、斜桿 布置：設有上弦橫向支撐的 開間內(nèi)，每隔45個開間布 置一道。 垂直支撐聯(lián)系屋架上、 下弦水平支撐，并和屋架 水平支撐一起形成幾何不變的屋蓋空間結(jié)構(gòu)，是上弦橫 向水平支撐的支承點，在屋蓋安裝過程中保證屋蓋穩(wěn) 定。,布置原則: （1）梯形或平行弦屋架 無天窗，跨度l30m，布置在 屋架兩端、跨度l/3處; 有天窗,跨度l30m，布置在 屋架兩端、跨度l/3處、天窗架兩端,（2）三角形屋架 跨度

17、小于18m時，布置在 屋架中間; 跨度大于18m時，一般視 具體情況布置兩道; 5）系桿：系桿分剛性和柔性 作用：系桿能保證無橫向水平支撐的所有屋架在上弦桿平面外的穩(wěn)定和安裝時屋架的穩(wěn)定，第一柱間的剛性系桿能將山墻的風荷載傳到橫向水平支撐。 布置： 垂直支撐平面內(nèi)設上下通長系桿； 水平橫向支撐在第二開間時，端屋架需與第二榀屋架用剛性系桿連接； 屋脊節(jié)點及主要支承點處需設置剛性系桿；,3、形式、計算、構(gòu)造： 支撐一般呈平行弦桁架，受力較小，按容許長細比 和構(gòu)造要求是： 拉桿：=400 壓桿：=200 當屋架下弦標高大于15m，基本風壓大于0.5kN/m2 時，與抗風柱連接的水平支撐承受和傳遞

18、風荷載。(計 算簡圖如圖)假定壓桿不起作用， 變?yōu)殪o定桁架，簡化計算。 支撐連接的構(gòu)造力求簡單,安 裝方便。一般用M20粗制螺栓連接，桿件每端至少2個 螺栓。圓鋼作柔性支撐桿件時，采用花籃螺栓，將桿 件張緊。,第二節(jié)計算原理 計算簡圖：將單層房屋結(jié)構(gòu)簡化為平面剛架，該剛架承擔一個計算單元內(nèi)的荷載，荷載以集中力方式作用于該剛架上。 一、荷載計算 荷載種類：永久荷載、可變荷載和偶然荷載 永久荷載：包括屋面恒載、屋架、檁條、墻梁及剛 架自重、圍護結(jié)構(gòu)自重等。一般換算為計算單元上的 均布面荷載（水平投影面）。 屋面恒載的標準值可按表2-4取值。 可變荷載：包括屋面活荷載，雪荷載，積灰荷載， 風荷載

19、及吊車荷載。,按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 5009)中的荷載組合 規(guī)則，屋面活荷載不和屋面雪荷載同時考慮，因此只 需在屋面活荷載與雪荷載的標準值中取較大者計算。 二、剛架內(nèi)力計算 1、手算 為了簡化計算，通常引用當量慣性矩將格構(gòu)式柱和 屋架換算為實腹式構(gòu)件進行內(nèi)力分析。當量慣性矩的 一般表達式為： 式中： ---分別為格構(gòu)式柱兩肢（或 屋架上下弦）的截面積； ---分別為格構(gòu)式柱兩肢(或屋架上 下弦）的截面形心到其中性軸的距離；,,,,, 反映剪力影響和幾何形狀的修正系數(shù)； 平行弦情形，可取0.9； 上弦坡度為110時取0.8； 上弦坡度為18時取0.7; 對于屋

20、架，其當量慣性矩可直接表達為： 式中：h上下兩弦截面形心之間的距離。 當屋架的幾何尺寸未定時，可依下式估算其當量慣 性矩：,,,根據(jù)位移線性結(jié)構(gòu)的疊加原理，內(nèi)力分析一般只需 針對幾種基本類型進行。如對于單跨剛架，只需分別 分析： (1)恒載作用； (2)屋面可變荷載； (3)左(或右)風荷載； (4)吊車左(或右)剎車力； (5)吊車小車靠近左(或右)時的重力。 這些分析均以荷載標準值進行，以便組合。 2、電算 計算機軟硬件的普及，使得在絕大多數(shù)情況下，平 面剛(框)架的內(nèi)力分析都用計算機進行。計算機內(nèi)力分 析應該是結(jié)構(gòu)設計的首選手段。,三、內(nèi)力組合原則 按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50

21、09)的規(guī)定，結(jié)構(gòu) 設計應根據(jù)使用過程結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承 載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，依照組合規(guī)則進 行荷載效應的組合，并取最不利組合進行設計。在鋼結(jié) 構(gòu)設計中，承載能力極限狀態(tài)計算時一般考慮荷載效應 的基本組合(包括由可變荷載效應的組合和由永久荷載 效應控制的組合)，必要時考慮荷載效應的偶然組合。 對于一般的剛(框)架，按承載能力極限狀態(tài)設計時， 構(gòu)件和連接可取下列簡化公式中的最不利值確定： 當只有一個可變荷載時： 當有多個可變荷載時：,,,第三節(jié)鋼屋架設計 一、屋架的內(nèi)力計算 1、基本假定 屋架的節(jié)點為鉸接。 所有桿件的軸線平直且都在同一平面內(nèi)匯交于節(jié)點的中心。

22、荷載都作用在節(jié)點上，且都在屋架平面內(nèi)。 2、屋架上的荷載 永久荷載： 屋面材料、保溫層、防水層、吊車頂、檁條、支撐、 屋架、天窗架等結(jié)構(gòu)自重。 屋架及支撐自重經(jīng)驗公式：,,可變荷載： 屋面活荷載、積灰荷載、雪荷載、風荷載、懸掛吊 車荷載等。屋面活荷載與雪荷載不同時出現(xiàn)，取兩者 中較大值計算。 3、桿件內(nèi)力計算及組合 將屋面荷載化為節(jié)點荷載: qk每平方米屋面水平投影 面上的標準荷載，由于屋面構(gòu)造層的重量沿屋 面分布，應化簡為：,,桿件內(nèi)力計算：采用圖解法 按比例繪出桁架； 將各荷載（桿力）之間劃分區(qū)間，作用單位力； 首先作外力平衡； 通過節(jié)點平衡推出各桿力； 確定桿力系數(shù)大小及方向

23、（拉、壓）。 荷載組合：原則組合出可能的最不利的桿件內(nèi)力。 全跨永久荷載全跨可變荷載 全跨永久荷載半跨可變荷載 屋架、支撐和天窗架自重半跨屋面板重半跨 屋面活荷載 屋架上、下弦桿和靠近支座的腹桿由作用時會引起桿件的最不利內(nèi)力； 跨中附近的腹桿可能由兩種荷載組合控制。,,上弦桿局部彎矩計算 取端跨： 中跨： 二、桿件設計 1.鋼屋架桿件的計算長度 壓桿計算長度見第五章第一節(jié)。 2.桿件的剛度要求 受壓構(gòu)件 =150 桁架中壓桿 =200 支撐中壓桿,,,,受拉構(gòu)件 =350 無吊車或輕、中級工作制吊車的桁 架中拉桿 =400 支撐中拉桿 =250 直接承受動荷載桁架中拉桿 3.桿件設

24、計 1）桿件截面形式及選擇 截面形式：以雙角鋼拼成一根構(gòu)件。 選擇原則：等穩(wěn)定 。 桿件截面選擇參考表 2）桿件設計的構(gòu)造要求,,,,,,,,,,,,,,由雙角鋼組成的T形或十字形截面桿件按實腹式桿件進行計算，必須每隔一定距離在兩個角鋼間加設填板。,雙角鋼桿件的填板：,填板的間距對壓桿l140i1，拉桿l180 i1；在T形截面中，i1為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形截面中，填板應沿兩個方向交錯放置，i1為一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，在壓桿的桁架平面外計算長度范圍內(nèi)，至少應設置兩塊填板。,填板的寬度一般取5080mm；填板的長度：對T形截面應比角鋼肢伸出1020mm，對十字形

25、截面則從角鋼肢尖縮進1015mm。填板的厚度與桁架節(jié)點板相同。,材料選擇要求 同一榀屋架中規(guī)格不宜過多，56種。 角鋼尺寸不宜過小,一般不小于L454或L56364 對壓桿，選擇回轉(zhuǎn)半徑大的材料。 屋架弦桿至多變一次截面，變肢寬不變肢厚，跨度小于30m的梯形屋架和跨度小于24m的三角形屋架一般不變截面。 節(jié)點板厚度 節(jié)點板應力復雜，計算時根據(jù)梯形屋架腹桿的最大內(nèi)力或三角 形屋架弦桿的最大內(nèi)力查表2-8。中間節(jié)點板受力比支座節(jié)點板 小，可減薄2mm。 3）桿件的截面計算 軸心受拉桿件應驗強度和長細比要求。 軸心受壓桿件和壓彎構(gòu)件要計算強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長細比。 三、節(jié)點設計,1.節(jié)點設

26、計的一般要求 以桁架桿件的形心線為軸線并在節(jié)點處相交于一點，肢背至軸線的距離為5mm的倍數(shù)。,節(jié)點處，腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之間焊縫的凈距，不宜小于10mm，或者桿件之間的空隙不小于1520mm。,角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時允許切去一肢的部分，但不允許將一個肢完全切去而另一肢伸出的斜切。,節(jié)點板的外形應簡單而規(guī)則，至少宜有兩邊平行，如矩形、平行四邊形和直角梯形等。節(jié)點板邊緣與桿件軸線的夾角不應小于15。,節(jié)點板的平面尺寸，一般應根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長度畫出大樣圖來確定。,2. 節(jié)點設計 （1）節(jié)點設計步驟 據(jù)屋架幾何形式定出節(jié)點的軸線關(guān)系，桿件按比例畫出，弦桿肢尖與腹桿距離

27、滿足前述基本要求。 計算腹桿焊縫，一般腹桿焊縫厚度同肢厚，圖中作出定位點。 根據(jù)構(gòu)造要求畫出節(jié)點板，并將各定位點都包括在內(nèi)。 量出弦桿與節(jié)點板間焊縫的計算長度,驗算弦桿與節(jié)點板的焊縫。 如果驗算不滿足,適當調(diào)整焊縫厚度、長度，重新驗算。 （2）節(jié)點計算 無集中力的上弦節(jié)點,肢背焊縫： ,腹桿與節(jié)點板的連接焊縫按角鋼角焊縫承受軸心力方法計算。,節(jié)點板應伸出弦桿1015mm以便焊接。,弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，應考慮承受弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差，按下式計算:,通常因N很小，實際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造要求確定，并沿節(jié)點板全長滿焊。,肢尖焊縫： ,為便于大型屋面板或檁條的放置，常將節(jié)點板縮進上弦角鋼背，縮進

28、距離不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于節(jié)點板厚度t。,角鋼桁架有集中荷載的節(jié)點,角鋼背凹槽的塞焊縫可假定只承受屋面集中荷載，按下式計算其強度：,式中：Q 節(jié)點集中荷載垂直于屋面的分量； 焊腳尺寸，取 0.5t； 正面角焊縫強度增大系數(shù)。一般因Q不大，按構(gòu)造滿焊,計算時應考慮偏心彎矩MNe（e為角鋼肢尖至弦桿軸線距離），按下列公式計算：,式中 肢尖焊縫的焊腳尺寸。,弦桿角鋼肢尖與節(jié)點板的連接焊縫承受弦桿相鄰節(jié)間的內(nèi)力差,,當節(jié)點板向上伸出不妨礙屋面構(gòu)件的放置，或因相鄰弦桿節(jié)間內(nèi)力差N較大，肢尖焊縫不滿足強度要求時，可將節(jié)點板部分向上伸出或全部向上伸出。,此時弦桿與節(jié)點板的連接焊縫應按下列公

29、式計算： 肢背焊縫：,肢尖焊縫：,式中： 、 伸出肢背的焊縫焊腳尺寸和計算長度；,弦桿的拼接節(jié)點（工地拼接 ） 拼接角鋼型號：同弦桿 拼接角鋼切肢： 拼接角鋼長度： 其中： 屋脊拼接節(jié)點 拼接角鋼單邊長度計算： 拼接角鋼實際長度： (Lw+10)2b,且不小于600mm 上弦與節(jié)點板連接焊縫： 集中荷載P由上弦角鋼肢背處槽 焊縫承受。,,,,肢尖與節(jié)點板的連接焊縫承受上弦內(nèi)力的15（按經(jīng) 驗），并考慮附加彎矩作用M0.15Ne。 上述計算基于屋架上弦坡度較小的基礎(chǔ)。坡度較大 時，拼接角鋼與上弦桿之間的連接焊縫按上弦內(nèi)力的水 平分力計算。上弦桿與節(jié)點板之間的連接焊縫，取上弦 內(nèi)力的

30、豎向分力與節(jié)點荷載的合力,和上弦內(nèi)力的15 兩者中的較大值來計算。,下弦拼接節(jié)點 a）中拼接角鋼端部直切，下弦內(nèi)力傳遞時，由于力線轉(zhuǎn)折引起較大的應力集中。 b）中角鋼肢寬大于125mm，將拼接角鋼的肢端斜切，使內(nèi)力均勻傳遞。 拼接角鋼與下弦連接 焊縫長度： 下弦與節(jié)點板的連接 焊縫計算時，荷載N為：,支座節(jié)點 支座節(jié)點有鉸接和剛接兩大類。 鉸接:連接于磚或鋼筋混凝土柱頂； 剛接:連接于鋼柱上。 底板面積： 底板厚度： 加勁肋與支座節(jié)點板的連接焊縫： 支座節(jié)點板、加勁肋與支座底板的水平連接焊縫：,四、屋架施工圖繪制 施工圖需明確：屋架幾何尺寸，各部分詳圖，相關(guān)尺寸，構(gòu)件所用鋼材的鋼號、材料

31、規(guī)格，連接材料的強度指標、規(guī)格，焊條型號，焊縫長度、厚度，防腐處理等。 比例：軸線圖與節(jié)點圖可取不同比例，如軸線可用1:301:20，桿件截面和節(jié)點尺寸可用1:151:10，以使節(jié)點畫清楚些。 起拱：跨度較大的屋架，特別是荷載較大時，中間撓度較大，因此為確保安全使用和外部美觀，一般跨度大于等于24m的梯形屋架和跨度大于等于15m的三角形屋架，中間起拱約為跨度的1/500。,第四節(jié)吊車梁設計 一、吊車梁荷載及工作性能 吊車梁承受橋式吊車產(chǎn)生的三個方向荷載作用，吊 車豎向荷載P,吊車橫向水平荷載（剎車力及卡軌力）T 和縱向水平荷載（剎車力）TL.其中TL沿吊車軌道方向, 通過吊車梁傳給柱間支撐，對

32、吊車梁的截面受力影響 很小,可不考慮。因此,吊車梁按雙向受彎桿件設計。 1.吊車最大輪壓 吊車豎最大輪壓標準值； 動力系數(shù),,,2.吊車橫向水平荷載 吊車橫向水平荷載可取小車重量g與額定最大起重能 力Q的總和乘以重力加速度g，并乘以下列規(guī)定的百分 數(shù) ： 軟鉤吊車：額定起重量Q不大于10t,取 額定起重量Q為1550t,取 額定起重量Q不小于75t,取 硬鉤吊車：取 每個車輪上的橫向水平力為： GB50017規(guī)定：吊車工作級別為A6A8時，吊車運行 時擺動引起的水平力比剎車力更不利，此時作用于每 個輪壓處的水平力標準值應改為：,,二、吊車梁的截面組成 分為實腹式和

33、桁架式。其中實腹式又分為加強受壓 翼緣型和設置制動結(jié)構(gòu)的截面。 1、加強受壓翼緣型：（圖a） 用于吊車起重能力Q30t，跨度l6m，工作級別為 A1A5的吊車梁。 2、設有制動結(jié)構(gòu)的吊車梁： 當?shù)踯嚻鹬啬芰30t或跨度l6m時常在吊車梁 的上翼緣設置制動梁(圖b)或制動桁架(圖c),用于承受 橫向水平荷載。 制動梁:由吊車梁的上翼緣、鋼板和槽鋼組成，主要 承受橫向水平荷載，吊車梁則主要承擔豎向荷載作用。,制動桁架：由兩角鋼和吊車梁的上翼緣構(gòu)成制動桁架 的二弦桿，中間連于角鋼腹桿。 制動結(jié)構(gòu)不僅用于承受橫向水平荷載，保證吊車梁 的整體穩(wěn)定，同時還作為人行走道和檢修平臺。其寬度 應根據(jù)吊車

34、起重量、柱寬以及剛度要求確定，一般不小 于0.75m。當寬度 1.2m時，常用制 動梁，超過1.2m時 宜采用制動桁架.但 對于硬鉤吊車的吊車 梁,因動力荷載較大， 均宜采用制動梁。,,1、吊車梁 2、制動梁 3、制動桁架 4、輔 助桁架 5、水平支撐 6、垂直支撐,三、吊車梁的連接 原則：吊車梁上翼緣的連接應以能夠可靠地與柱傳遞水 平力，而又不改變吊車梁簡支條件。 構(gòu)造：左側(cè)連接方式稱為高強螺栓連接，右側(cè)連接方式 稱為板鉸連接。板鉸連接較好地體現(xiàn)了不改變吊車梁簡 支條件的設 計思想。,四、焊接實腹吊車梁的截面驗算 焊接實腹吊車梁初選截面的方法與普通焊接梁相似， 但吊車梁為雙向彎曲。初選

35、截面時，可只按吊車豎向荷 載計算，但把鋼材的強度設計值乘以0.9，然后按實際 的截面尺寸進行驗算。 1強度驗算 作強度和穩(wěn)定計算時， 按兩臺吊車滿載的最大 豎向，橫向荷載設計值， 作豎向撓度計算，采用 上述荷載標準值。,,1）加強受壓翼緣型 受壓翼緣： 受拉翼緣： 2）設有制動梁的吊車梁 3）設有制動桁架的吊車梁 2、整體穩(wěn)定驗算 對設有制動結(jié)構(gòu)的吊車梁不用驗算整體穩(wěn)定，對加強 受壓翼緣型的吊車梁，按下式驗算整體穩(wěn)定：,,,,,,3、剛度驗算 驗算吊車梁的剛度時，應按荷載標準值計算，且不需 乘以動力系數(shù)。 豎向剛度： 對重級工作制吊車梁除計算豎向的剛度外，還應按下 式驗算其水平方向的剛度： 4、疲勞驗算 計算疲勞和水平撓度，按起重量最大的吊車（一臺） 荷載的標準值。 驗算公式：,,,,驗算部位： 受拉翼緣的連接焊縫處； 受拉區(qū)加勁肋的端部和受拉翼緣與支撐連接處的主 體金屬與角焊縫。,