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屋蓋鋼結構設計布置要點

一、屋蓋結構組成

鋼屋蓋結構組成：屋面板、檁條、屋架、托架、天窗架、支撐等構件。

屋架的跨度和間距取決于柱網布置，柱網布置取決于建筑物工藝要求和經濟要求。屋架跨度較大：為了采光和通風，屋蓋上常設置天窗。柱網間距較大，超出屋面板長度：應設置中間屋架和柱間托架，中間屋架的荷載通過托架傳給柱。

屋蓋鋼結構設計布置要點

屋架與屋架之間：布置支撐，增強屋架的側向剛度，傳遞水平荷載和保證屋蓋體系的整體穩定。

二、屋蓋體系分類

兩種屋蓋：無檁屋蓋和有檁屋蓋。

無檁屋蓋：屋面荷載直接通過大型屋面板傳遞給屋架。

優點：屋蓋橫向剛度大，整體性好，構造簡單，施工方便等；

缺點：屋蓋自重大，不利于抗震，其多用于有橋式吊車的廠房屋蓋中。

屋面鋼結構布置設計技術要求！

有檁屋蓋：當屋面采用輕型材料如石棉瓦、瓦楞鐵、壓型鋼板和鐵絲網水泥槽板等時，屋面荷載要通過檁條再傳遞給屋架。

優點：構件重量輕，用料省；

缺點：屋蓋構件數量較多，構造較復雜，整體剛度較差。

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屋面鋼結構布置設計技術要求！

屋蓋支撐體系

一、屋蓋支撐作用

主要作用：①保證屋蓋結構的整體穩定；②增強屋蓋的剛度；③增強屋架的側向穩定；④承擔并傳遞屋蓋的水平荷載；⑤便于屋蓋的安裝與施工。

屋架——屋蓋的主要承重結構。需要用支撐連接屋架。長的屋蓋結構，在中間設置橫向支撐。

橫向支撐——屋架弦桿的側向支承點，減小弦桿在平面外的計算長度，減小動力荷載作用下的屋架平面外的受迫振動。

屋蓋支撐將作用于山墻的風荷載、懸掛吊車水平荷載及地震作用傳遞給房屋的下部支承結構。

鋼屋架安裝：首先吊裝有橫向支撐的兩榀屋架，將支撐和檁條與之連系形成穩定體系，然后再吊裝其他屋架與之相連。

二、屋蓋支撐布置

五種屋蓋支撐：上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。

1．上弦橫向水平支撐?

屋面鋼結構布置設計技術要求！

?屋蓋支撐布置

在屋蓋體系中，一般都應設置屋架上弦橫向水平支撐，包括天窗架的橫向水平支撐。
上弦橫向水平支撐：布置在房屋兩端或在溫度縫區段的兩端的一柱間或二柱間。橫向水平支撐的間距≤60 m，房屋長度>60 m，還應另加設水平支撐。

2．下弦橫向水平支撐

設置條件：
屋架跨度＞18 m；
屋架跨度<18 m，但屋架下弦設有懸掛吊車；

廠房內設有噸位較大的橋式吊車或其他振動設備；
山墻抗風柱支承于屋架下弦。

設置位置：下弦與上弦橫向水平支撐應在同一柱間內，以便形成穩定的空間體系。

3．下弦縱向水平支撐

?設置條件：
設有重級工作制吊車或起重噸位較大的中、輕級工作制吊車；
設有鍛錘等大型振動設備；
屋架下弦設有縱向或橫向吊軌；
設有支承中間屋架的托架和無柱支撐的中間屋架；
房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高。

?設置位置：設在屋架下弦端節間內，與下弦橫向水平支撐組成封閉的支撐體系，提高屋蓋的整體剛度。

4．垂直支撐

垂直支撐作用：使相鄰兩榀屋架形成空間幾何不變體系保證側向穩定的有效構件。

設置位置：

設置在設有上弦橫向支撐的柱間內；
在屋架跨度方向還要根據屋架形式及跨度大小在跨中設置一道或幾道。?

梯形屋架：

當跨度≤30 m時，應在屋架跨中和兩端的豎桿平面內各布置一道垂直支撐；
當跨度＞30 m時，
無天窗時，應在屋架跨度 1／3處和兩端的豎桿平面內各布置一道垂直支撐，
有天窗時，垂直支撐應布置在天窗架側柱的兩側。

三角形屋架：

當跨度≤24 m時，應在跨中堅桿平面內設置一道垂直支撐；
當跨度＞24 m時，應根據具體情況布置兩道垂直支撐。

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?屋架安裝時，每隔4～5個柱間設置一道垂直支撐，以保持安裝穩定。

5．系桿

系桿作用：充當屋架上下弦的側向支撐點，保證無橫向支撐的其他屋架的側向穩定。

系桿：剛性系桿和柔性系桿。能承受壓力的為剛性系桿，只能承受拉力的為柔性系桿。

設置位置：

上弦平面內，檁條和大型屋面板均可起剛性系桿作用，因而可在屋架的屋脊和支座節點處設置剛性系桿。
下弦平面內，可在屋架下弦的垂直支撐處設置柔性系桿。

地震區應按抗震規范的規定設置

三、屋蓋支撐的形式、計算和構造

形式：屋蓋支撐一般均為平行弦桁架形式。

腹桿采用十字交叉形式，一般用于上弦橫向、下弦橫向及下弦縱向水平支撐。

縱向水平支撐桁架的節間，以組成正方形為宜，一般為6m×6m，或長方形，如6m×3m。橫向水平支撐節點距離為屋架上弦節點距離的2~4倍。垂直支撐的腹桿形式可根據桁架的寬高比例確定。

當寬高較接近時，可用交叉斜桿；

當高度較小時，可用V式及W式斜桿，弦桿與斜桿間的交角為30°~60o。

屋面鋼結構布置設計技術要求！

桿件截面：屋蓋支撐受力較小，通常可按容許長細比來選擇。

交叉斜桿和柔性系桿按拉桿設計，可采用單角鋼；

非交叉斜桿、弦桿、豎桿以及剛性系桿按壓桿設計，可采用雙角鋼組成十字形或T形截面。

當屋架跨度較大、房屋較高且基本風壓也較大時，桿件截面應按桁架體系計算出的內力確定。可假定在水平桁架節點上的集中風力荷載作用下，交叉斜桿中的壓桿退出工作，僅由拉桿受力，這樣，使原來的超靜定體系簡化為靜定體系。

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