第9章 桁架及屋盖
2.桁架平面外 取侧向支承点之间的距离。 上弦：上弦横向水平支撑的节间长度 （1）有檩屋盖如檩条与横向水平支撑的交叉点用节点板焊 牢，可取檩条间距。 （2）无檩屋盖，横向 支撑由屋面板代替时取 两块屋面板的宽度。一 般不大于3.0m。
第9章 桁架及屋盖
下弦：取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的 距离。 腹杆：节点在桁架平面外的刚度很小，取l0y＝l0。 3.斜平面 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件， 斜平面计算长度取l0＝0.9l，支撑斜杆和支座竖杆不 变。
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
4.其他杆件 桁架受压弦杆侧向支承点距离为两倍节间长度且两节 间弦杆内力不等时，则该弦杆在 桁架平面外的计算长度 可按下式计算：
N1——较大的压力，计算时取 正值； N2——较小的压力或拉力，计 算时压力取正值，拉力取负值。
第9章 桁架及屋盖
桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆在桁架平面内的计 算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度按上式 计算。
压力有变化的受压腹杆平面外计算长度
（a）再分式腹杆体系的受压主斜杆 （b）K形腹杆体系的竖杆
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
受拉构件的容许长细比
项 次
承受静力荷载或间接承受动力 荷载的结构
构件名称 一般建筑 结构 桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架以下的柱 间支撑 其他拉杆支撑系杆等（张紧 的圆钢除外） 350 300 400 有重级工作制吊车 的厂房 250 200 350
柱间支撑作用示意图 第9章 桁架及屋盖
柱间 支撑
第9章 桁架及屋盖
柱间支撑布置
形式：十字交叉形；当柱 间要通行或放置设备，或 柱距较大而不宜采用交叉 支撑时，可采用门架式支 撑。
门架式柱间支撑
分类：对于有吊车的厂房，按其位置可分为上柱柱间支撑和下 柱柱间支撑。 上柱柱间支撑 ：位于牛腿上部，并在柱顶设置通长的刚性系 杆；承受作用在山墙及天窗壁端的风荷载，并保证厂房上部 的纵向刚度。 下柱柱间支撑 ：位于牛腿下部；承受上部支撑传来的内力、 吊车纵向制动力和纵向水平地震作用等，并将其传至基础 。
第9章 桁架及屋盖

再分式腹杆∶减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的附加弯矩也减少了上 弦杆在屋架平面内的长比 。

交叉式腹杆∶主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。
再分式腹杆
交叉式腹杆
第9章 桁架及屋盖
3 .制造简单及运输与安装方便
杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节
点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合
纵向水平支撑布置 第9章 桁架及屋盖
（4）垂直支撑 构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十字交叉形 或W形。 作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定；传递纵向水平力。 布置：应与下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。 当厂房跨度小于18m且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水 平系杆； 当厂房跨度18～30m、屋架间距为6m、采用大型屋面板时， 应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置 一道垂直支撑； 当屋架跨度大于30m时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或 第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。
直接承受 动力荷载 的结构 250 －
1 2 3
－
第9章 桁架及屋盖
受压构件的容许长细比
项次 构件名称 容缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 150
2
支撑（吊车梁梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外） 用以减少受压构件长细比的杆件
200
第9章 桁架及屋盖
二、截面形式 1. 单壁式屋架杆件的截面形式
第9章 桁架及屋盖
（6）天窗架支撑
构成：包括天窗架上弦横向水平支撑、天窗架间的垂直支撑和水平系杆。 作用：保证天窗架上弦的侧向稳定 ；将天窗端壁上的风荷载传给屋架 。 布置：
纵向位置（柱间） ：一般天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均设 置在天窗端部第一柱间内。
横向位置（道） ：一般垂直支撑设置在天窗两侧。 水平系杆 ：在未设置上弦横向水平支撑的天窗架间设置；应在上弦 节点处设置柔性系杆；对有檩屋盖体系，檩条可以代替柔性系杆。
三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L
梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m)
第9章 桁架及屋盖
9.2 屋盖的组成
屋盖结构 ——

有檩体系 ——
由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖 支撑所组成 由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋
无檩体系 —— 盖支撑组成，有时还包括有天窗架
第9章 桁架及屋盖
确定原则——等稳定 上弦杆： 节间无荷载：满足计算长度loy≥2lox，要使λy=λx 应使 iy≥2ix，宜采用不等边角钢短肢相连的截面或TW截面；当 loy=lox时，可采用两个等边角钢截面或TM截面。 节间有荷载：为加强桁架平面内的抗弯能力，可采用不 等边角钢长肢相连的截面或TN截面。 下弦杆： 一般loy＞lox，采用不等边角钢短肢相连的截面或TW截 面。
柱
吊车梁
柱间支撑
第9章 桁架及屋盖
9.1.1 桁架的应用

桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格 子式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受 轴线拉力或压力。应力在截面上均匀分布， 桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成 各种外形以适应不同的用途 。

在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时 用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都 要用桁架 。
2、有檩体系
这种做法是将各种小型屋面板或瓦直接放在檩条上，檩条
可以采用钢筋混凝土或型钢做成。 这种体系构件小、重量轻、吊装容易，但构件数量多，施 工烦琐，工期长，多用在施工机械起吊能力较小的施工现 场。 檩条支承在屋架或屋面梁上。有檩体系的整体刚度较差， 适用于吊车吨位小的中小型 厂房。
第9章 桁架及屋盖
上述要求。
4. 综合技术经济效果好
第9章 桁架及屋盖
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化 三角形屋架下 弦下沉，弦杆交 角增大，方便制 造，屋架重心降 低，提高了稳定 性。

可有效降低屋 架对支撑结构的 推力。

第9章 桁架及屋盖
9.1.3桁架主要尺寸的确定
跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等 各种屋架中部高度：
第九章
主要内容：
桁架及屋盖
桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系
屋盖的组成
屋架的支撑系统 屋盖设计的内容和屋架的内力计算
桁架杆件的截面形式和节点板厚度
桁架的节点设计和角钢间的填板
重点：
支撑系统，内力计算，节点设计
第9章 桁架及屋盖
9.1 桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系
天窗架
屋架
第9章 桁架及屋盖
柱间支撑布置
优点：纵向水平荷载 作用下传力路线较短； 厂房两端的温度伸缩 变形较小；厂房纵向 构件的伸缩受柱间支 撑的约束较小，所引 起的结构温度应力也 较小。
柱间支撑与伸缩变形的关系
第9章 桁架及屋盖
9.4 屋盖设计内容和屋架内力计算
结构方案确定和结构布置
檩条设计 屋架内力分析 屋架杆件截面设计 屋架节点设计
第9章 桁架及屋盖
垂直支撑和水平系杆布置图
第9章 桁架及屋盖
（5）水平系杆
构成：分为上弦水平系杆和下弦水平系杆 。 作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定； 下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。 布置：当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于 垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。 刚性系杆（压杆）：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦 屋脊节点处的通长水平系杆，均应采用刚性系杆；当屋架横向水 平支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的水平 系杆均应采用刚性系杆。 柔性系杆（拉杆）：其余均可采用柔性系杆。
和托架等构件
屋盖结构 第9章 桁架及屋盖
1、无檩体系
这是常用的一种做法。其做法是将大型屋面板直接 放置在屋架或屋面梁上，屋架（屋面梁）放在柱子上。 这种做法的整体性好，刚度大，可以保证厂房的稳定 性，而且构件大、类别少，数量少，施工速度快，便 于工业化施工，但要求施工吊装能力强。
第9章 桁架及屋盖
第9章 桁架及屋盖
9.1.2 桁架的外形及腹杆形式
三 角 形 屋 架 梯 形 屋 架 平 行 弦 屋 架
芬克式腹杆
人字式腹杆
豪式腹杆
人字式腹杆
再分式腹杆
人字式腹杆
交叉式腹杆
第9章 桁架及屋盖
9.1.3 确定桁架形式的原则
1.满足使用要求：
三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮, 坡度一般在1/3～1/2 梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板， 坡度一般在1/2～1/8
第9章 桁架及屋盖
天窗架支撑布置
第9章 桁架及屋盖
柱间支撑布置
柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。
构成：由交叉钢杆件 组成，交叉倾角宜取 45°，支撑钢构件的 截面尺寸需经承载力 和稳定计算确定 。
作用：提高厂房的纵 向刚度和稳定性；将 吊车纵向水平制动力、 山墙及天窗端壁的风 荷载、纵向水平地震 作用等传至基础。
第9章 桁架及屋盖
上弦横向水平支撑布置 第9章 桁架及屋盖
（2）下弦横向水平支撑
构成：沿厂房跨度方向用交叉角 钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的 水平桁架 。 作用：将山墙风荷载及纵向水平 荷载传至纵向柱列；防止屋架下 弦侧向振动。 布置：当屋架下弦设有悬挂吊车， 或厂房内有较大振动，或山墙风 荷载通过抗风柱传至屋架下弦， 应在每一伸缩缝区段两端的第一 或第二柱间设置，宜与上弦横向 水平支撑设置在同一柱间。