标准规范下载简介：

内容预览由机器从pdf转换为word，准确率92%以上，供参考

钢结构设计(附施工图)_.pdf

钢屋盖支撑一般均为平行弦桁架形式(图1.11)。屋 架上弦横向支撑、下弦横向支撑和下弦纵向支撑的腹杆大 多采用十字交叉体系。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）； 横向水平支撑节点距离为屋架上弦节点距离的2～4倍， 支撑斜腹杆按拉杆设计，可采用单角钢；对于跨度较小， 起重量不大的厂房也可用圆钢，圆钢直径d≥16mm，且 宜用花篮螺栓拉紧。

垂直支撑的腹杆形式见图1.11，图1.11（a)、（b)的交叉斜腹杆按拉杆计算。上、 下弦杆应采用双角钢组成T形截面，上弦也可由条代替。支撑中的刚性系杆按压杆 计算，采用双角钢组成十字形或T形截面；柔性系杆可按拉杆计算，采用单角钢 即可。 屋架支撑的受力较小，截面尺寸大多由杆件的容许长细比和构造要求而定。按压杆设 计的容许长细比为200，按拉杆设计的容许长细比为400，但有重级工作制吊车的厂房中 拉杆的容许长细比为350。 当屋架跨度较大，屋架下弦标高大于15m，基本风压大于0.5kN/m²时，屋架各部位 的支撑杆件除满足容许长细比的要求外，还应根据所受的荷载按桁架体系计算出内力，杆 件截面按所得的内力确定。计算支撑杆件内力时，可将屋面支撑展开为平面桁架，假定在 水平荷载作用下，每个节间只有一个受拉的斜杆参加工作（图1.12）。图中W为支撑节点 上的水平节点荷载，由风荷载或吊车荷载引起。

支撑与屋架的连接构造要简单，安装应方便。角钢支撑与屋架一般采用粗制螺栓连 接，螺栓一般为M20，杆件每端至少有两个螺栓。在有重级工作制吊车或较大振动设备的 厂房高层住宅楼外墙外保温施工方案，除粗制螺栓外，还应加安装焊缝。施焊时，不容许屋架满载，焊缝长度应大于等于 80mm，焊脚尺寸h≥6mm。仅采用螺栓连接而不加焊缝时，在构件校正固定后，可将外 露螺纹打毛或将螺栓与螺母焊接以防松动。

按照上述内容并结合钢结构设计的一般规律，平面桁架钢屋盖结构体系设计的全部工 作可归结为如下几个步骤。 （1）根据建筑设计及相关要求，选取合适的结构方案。内容包括：确定合适的钢屋盖 体系（有標或无標）、相应的主桁架结构形式、檸条及托架的结构形式、屋盖支撑体系、天 窗架的结构形式及屋面材料（板）等。 （2）完成主要结构布置。内容包括：钢屋架的平面布置、標条布置（根据屋面板的规 格）、托架布置和天窗架布置等。 （3）完成钢屋盖的支撑布置。内容包括：屋架上弦横向水平支撑布置（无条件设 置）、屋架下弦横向水平支撑布置（有条件设置）、屋架下弦纵向水平支撑布置（有条件设 置）、屋架垂直支撑布置（无条件设置）、系杆布置（无条件设置，但可由可靠连接的条

第1章钢屋盖结构设计

代替，含刚性和柔性两种）及天窗架的有关支撑布置（含上弦横向水平支撑、垂直支撑和 系杆）等。 （4）钢屋面板布置。内容包括：对无標体系采用大型屋面板，并可替代部分支撑和系 杆的作用；有標体系则采用轻型屋面板。 （5）确定各结构单元的计算模型。内容包括：按照上述钢屋盖的结构组成确定各结构 单元的计算模型。具体有主桁架（屋架)的计算模型、天窗架计算模型、托架计算模型、標 条计算模型、系杆计算模型及各支撑单元计算模型。 （6）荷载计算。内容包括：针对上述每一个结构单元，分别确定各计算单元所承担的 所有荷载的标准值。荷载类型包括恒载、活载和风载等。 （7）设计所有构件。一般构件的设计条件包括强度条件、稳定条件和刚度条件，且要 按照最不利工况进行内力组合，其中强度和稳定条件验算时所采用的最大内力要按荷载设 计值组合确定，而验算刚度条件所采用的内力则按荷载标准值组合计算。此外，对于轴心 受力构件，如支撑杆和系杆，通常按长细比要求确定或初选截面规格，但一定要严格区分 柔性拉杆和刚性压杆的差异。 平面桁架钢屋盖结构体系所包括的基本构件有：主桁架的所有杆件、天窗架的所有杆 件、托架的所有杆件、標条、刚性系杆、柔性系杆、所有支撑杆件及屋面板。 （8）节点设计。根据各构件的连接模型，确定所有节点的构造形式，并按照已经确定 的构件内力进行节点设计。内容包括：连接件计算、焊缝计算与螺栓计算。按照上述结构 组成的分析，结构的主要节点有：主桁架（屋架）杆件之间的所有连接点、天窗架杆件之间 的所有连接点、屋架与托架（梁)的连接点、条（系杆)与屋架上弦的连接点、系杆与屋架 下弦的连接点、拉条与標条（系杆)的连接点、所有支撑杆与屋架杆件的连接点、天窗架与 屋架的连接点、天窗架支撑杆与天窗架的连接点、屋面板与条或屋架上弦杆的连接 点等。 （9）按照设计结果绘制结构施工图。内容包括：屋盖结构布置图（含支撑布置图）、主 屋架施工图（含节点详图）、天窗架施工图（含节点详图）、托架施工图（含节点详图）、支撑 连接详图和其他连接详图等。

钢屋架结构施工图的绘制

钢结构施工图包括构件布置图和构件详图两部分，并包括材料表的编制。它们是钢结 构制作和安装的主要依据，必须绘制正确，表达详尽。构件布置图是表达各类构件（如柱 吊车梁、屋架、墙架、平台等系统)位置的整体图，主要用于钢结构安装。其内容一般包 括平面图、侧面图和必要的剖面图，另外还有安装节点大样、构件编号、构件表（包括构 件编号、名称、数量、单重、总重和详图图号等）及总说明等。 构件详图是表达所有单体构件（按构件编号)的详细图，主要用于钢结构制作，其主要 内容和绘制要点如下。 （1）钢屋架详图一般应按运输单元绘制，但当屋架对称时，可仅绘制半屋架。 （2）主要图面应绘制屋架的正面图、上下弦的平面图、必要的侧面图和剖面图，以及 某些安装节点或特殊零件的大样图。屋架施工图通常采用两种比例尺绘制，杆件的轴线

般用1：20～1：30；节点和杆件截面尺寸用1：10～1：15。重要节点大样，比例尺还可 加大，以清楚地表达节点的细部尺寸为准

图1.13屋架的起拱

（3）在图面左上角用合适的比例绘制钢屋架简图。 图中一半注明杆件的几何长度（mm），另一半注明杆件 的内力设计值（kN）。当梯形屋架i≥24m，角形屋架t≥ 15m时，挠度值较大，为了不影响使用和外观，须在制 作时起拱。拱度f一般取屋架跨度的L/500，并在钢屋架 简图中注明（图1.13)。 （4）应注明各部件（型钢和钢板）的规格和尺寸，包 括加工尺寸（宜取为5mm的倍数）、定位尺寸、孔洞位置 以及对工厂制造和工地安装的要求。定位尺寸主要有： 轴线至角钢肢背的距离、节点中心至各杆杆端和至节点 板上、下和左、右边缘的距离等。螺孔位置要符合型钢

容许线距和螺栓排列的最大、最小容许距离的要求。对制作和安装的其他要求，包括部件 切斜角、孔洞直径和焊缝尺寸等都应注明。拼接焊缝要注意标出安装焊缝符号，以适应运 输单元的划分和拼装。 （5）应对部件详细编号，编号按主次、上下、左右顺序逐一进行。完全相同的部件 用同一编号。如果两个部件的形状和尺寸完全一样，仅因开孔位置或因切斜角等原因有 所不同，但为镜面对称时，也采用同一编号（可在材料表中注明正或反字样，以示区 别）。有些屋架仅在少数部位的构造略有不同，如连接支撑的屋架和不连接支撑的屋架只 在螺栓孔上有区别，可在图上螺栓孔处柱明所属屋架的编号，这样数个屋架可绘在一张施 工图上。 （6）材料表应包括各部件的编号、截面、规格、长度、数量（正、反)和重量等，材料 表的作用不但可归纳各部件以便备料和计算用钢量，同时也可供配备起重运输设备时 参考。 （7）文字说明应包括钢号和附加条件、焊条型号、焊接方法和质量要求，图中未注 明的焊缝和螺栓孔尺寸、油漆、运输、安装和制造要求，以及一些不易用图表达的 内容。

钢屋架一般由角钢作杆件，通过节点板焊接连成整体。屋盖承受较大荷载时， 型钢、工字钢作构件。现以角钢杆件为例介绍普通钢屋架的设计。

1.6.1钢屋架主要尺寸的确定

确定钢屋架的主要几何尺寸包括钢屋架的跨度、高度和节间宽度。 钢屋架跨度按使用和工艺要求确定，一般以3m为模数，有12m、15m、18m、21m、 24m、27m、30m、36m等几种，也可设计成更大的跨度。三角形有钢屋架结构比较灵

第1章钢屋盖结构设计

1.6.2钢屋架内力计算及基本假定

1.钢屋架内力计算应遵循的假定 （1）钢屋架的节点为铰接。 （2）钢屋架所有杆件的轴线平直，且都在同一平面内相交于节点的中心。 （3）荷载作用在节点上，且都在屋架平面内。 如果上弦有节间荷载，应先将荷载换算成节点荷载，才能计算各杆件的内力。在设计 上弦时，还应考虑节间荷载在上弦引起的局部弯矩，上弦按压弯杆件计算。 2.钢屋架的荷载分析与组合 钢屋架荷载应根据国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009一2012)计算。钢屋架的 自重可以直接按屋面的水平投影面积计算，常用估算经验公式为：

g=0.12+0.011L

式中L一一屋架的跨度，以m计（式中未包括天窗架GB／T 51328-2018标准下载，但已包括支撑自重在内）。 钢屋架内力应根据使用过程和施工过程可能出现的最不利荷载组合计算。荷载可以分 为永久荷载和可变荷载两大类。在屋架设计时，以下三种荷载组合可能导致屋架内力的最 不利情况。 （1）永久荷载十全跨可变荷载。 （2）永久荷载十半跨可变荷载。 （3）屋架、支撑和天窗架自重十半跨屋面板重十半跨屋面活荷载。这项组合在采用大 型预制钢筋混凝土屋面板时应予考虑，但如果安装过程中在屋架两侧对称均匀铺设屋面 板，则可以不考虑这种荷载组合。 对梯形屋架设计，屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆常按第一种组合计算；跨中附近 的腹杆在第二、三种荷载组合下可能内力为最大而且可能变号。 对于风荷载，当屋面与水平面的倾角小于30°时，风荷载对屋面产生吸力，起着卸载

的作用，一般不予考虑，但对于采用轻质屋面材料的三角形屋架，在风荷载和永久荷载作 用下可能使原来受拉的杆件变为受压。故计算杆件内力时，应根据荷载规范的规定，计算 风荷载的作用

1)轴向力 钢屋架杆件的轴向力可用数解法或图解法求得，也可通过计算机分析求出。在某些结 构设计手册中有常用屋架的内力系数表。利用手册计算屋架内力时，只要将屋架节点荷载 乘以相应杆件的内力系数，即得该杆件的内力。 2）上弦局部弯矩 上弦有节间荷载时，除轴向力外，还有局部弯矩。可近似地按简支梁计算出跨中最大 弯矩Mo，然后再乘以调整系数。端节点的正弯矩取M=0.8M。，其他节间的正弯矩和节 点负弯矩取M2=0.6M，如图1.14所示。 当钢屋架与柱刚接时，除上述计算的钢屋架内力外，还应考虑分析时所得的钢屋架端 弯矩对屋架杆件内力的影响（图1.15）。按图1.15的计算简图算出的屋架杆件内力与按铰 接屋架计算的内力进行组合，取最不利情况的内力设计钢屋架的杆件

图1.14局部弯矩计算简图

图1.15屋架端弯矩的作用

1.钢屋架平面内 节点不是真正的铰接，而是一种介于刚接和铰接的弹性嵌固。节点上的拉杆数量越 多，拉力和拉杆的线刚度越大，则嵌固程度也越大广发施工组织设计，压杆的计算长度就越小。 （1）上下弦杆、支座斜杆和竖杆：内力大，受其他杆件约束小，这些杆件在屋架中较 重要，可偏安全地视为铰接。屋架平面内，计算长度取节点间的轴线长度，即L=以 (图1.16）。 （2）其他腹杆：一端与上弦杆相连，嵌固作用不大，可视为铰接；另一端与下弦杆相 连，受其他受拉杆件的约束嵌固作用较大，计算长度取l=0.8（图1.16）。

上、下弦杆的计算长度应取钢屋架侧向支撑节点或系杆之间的距离，即L=L。腹杆