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1、单层厂房屋盖系统 结构设计简介,建筑工程设计部 2007年7月,目录 屋盖结构组成及一般要求 檩条 屋架 屋盖支撑 工程实例,屋盖结构组成和一般要求,屋盖系统组成 屋盖系统由屋面材料（大块屋面板、彩色压型钢板等）、屋面檩条、天窗结构、屋架（屋面梁）、托架（托梁）和屋盖支撑构成,屋盖结构体系 按结构体系划分，屋盖可分为有檩屋盖体系和无檩屋盖体系。 有檩屋盖体系由屋面材料（压型钢板）、檩条、屋架和支撑组成。 无檩屋盖一般由大块屋面板、屋架和支撑组成，将屋面板直接铺设在屋架上。,屋盖结构组成和一般要求,屋盖结构组成和一般要求,按天窗形式划分 纵向天窗屋盖、横向天窗屋盖和井式天窗屋盖。 目前也大量采用
2、屋面通风器。 一般轧钢车间多采用纵向天窗，炼钢车间多采用横向天窗。,屋盖系统设计的一般规定 1）结构选型： 根据生产工艺和建筑专业要求选用。 一般情况下：轻屋面采用有檩体系，重屋盖采用无檩体系。 2) 屋架间距： 对于无檩体系，屋架间距一般采用6m，个别情况也可采用9m和12m。 对于有檩体系，屋架间距一般为 618m。,屋盖结构组成和一般要求,屋盖结构组成和一般要求,屋架、托架一般采用桁架式，当厂房跨度30m时，建议屋架采用变截面实腹梁结构。檩条一般采用实腹式、桁架式和蜂窝梁式。 屋盖支撑的布置，应能保证结构在施工和使用期间的刚度和稳定性，满足使用要求，并能传递风荷载和地震荷载以及其他水平荷
3、载。 当屋架和托架座接连接时，在设计上应使托架不受扭，并在构造上采取抗扭措施。,檩 条,檩条常用形式： 实腹式、桁架式和蜂窝梁 实腹式檩条包括热轧槽钢、热轧工字钢、热轧轻型H型钢、热轧H型钢、冷弯薄壁型钢（C形、Z形）、焊接H型钢 桁架式分为平面桁架、T形桁架和空间桁架 蜂窝梁檩条一般有轧制H型钢加工而成。,檩 条,檩条一般设计为单跨简支，实腹式檩条根据需要也可设计为连续梁。 檩条的间距： 根据屋面板的形式确定，与建筑自由协商 根据屋架上弦节点间的距离确定 一般情况下：型钢檩条间距可取35m，冷弯薄壁型钢檩条间距可取1.53m。 当檩条作为屋面支撑的刚性系杆时，应满足压杆长细比的要求，并考虑所
4、传递的水平力。,檩 条,当屋面坡度1/10时，为了减少檩条的侧向变形和扭转，宜在檩条之间设置拉条，并在屋脊处和天窗两侧设置斜拉条和撑杆，将坡向分力传至屋架上。 当檩条跨度L 4m时，可不设置拉条，当檩条跨度4L6m时，设置一道拉条，当檩条跨度L6m时，设置二道拉条。 斜拉条与檩条的夹角不宜太小，当檩距较小（a/L0.2时），宜将斜拉条改为桁架式。 拉条通常采用圆钢，槽钢和桁架式斜拉条一般采用小角钢，按长细比200选用。,檩 条,檩条荷载： 永久荷载：屋面板自重、檩条自重、支撑自重、吊挂荷载（根据具体情况考虑） 可变荷载：屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载和风荷载 屋面均布活荷载和雪荷载不同时考虑
5、，积灰荷载与屋面均布活荷载和雪荷载中的较大值同时考虑。,屋 架,屋架形式的选择，与屋面材料、天窗形式、屋架与柱子的连接方式有关。 按结构形式可分为梯形屋架、三角形屋架和其他形式的屋架（两饺拱屋架、三饺拱屋架、梭形屋架、人字形屋架等）。 目前常用的屋架形式为平行弦屋架（支座斜杆为上升式）、也采用与柱子刚接的变截面实腹式屋面梁结构。,屋 架,设计的基本原则 屋架的形式按工艺和建筑的要求初步确定后，尚应综合考虑天窗、檩条、屋盖支撑、荷载情况以及与柱子的连接等因素，最终确定屋架的外形尺寸及腹杆体系。 屋架的间距根据柱距确定，当柱距小于等于大于18m时，一般不设置托架和次屋架。否则宜设置托架和次屋架。,
6、屋 架,轻型屋盖中，梯形和平行弦屋架的跨中高度一般取 1/101/15。 跨度为24m及以上的屋架，要求制作时按1/500起拱。 屋架节间的划分，应配合天窗跨度、檩距、支撑连接点位置等 屋架腹杆体系应尽量简单。腹杆和节点的数目要少，腹杆的夹角为3555,屋 架,屋盖荷载 永久荷载：屋面板自重、檩条及支撑自重、屋架自重、吊挂荷载 可变荷载：屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载和风荷载 屋面均布活荷载和雪荷载不同时考虑，积灰荷载与屋面均布活荷载和雪荷载中的较大值同时考虑。 主屋架截面选择时，应考虑排架计算传来的柱顶水平剪力。,屋 架,杆件的计算长度 确定屋架杆件的长细比时，杆件的计算长度按下表采用,屋
7、 架,屋架受压杆件的容许长细比,屋架受拉杆件的容许长细比,屋 架,屋架杆件的选择原则 应优先选用具有较大刚度的薄板件组成的截面，一般板厚不小于5mm。 普通屋架的角钢不得小于L45x4或L56x36x4。 同一榀屋架中，杆件的规格不宜过多，一般不宜超过7种规格。 用填板连接的双角钢或双槽钢截面，填板间距不应超过40i（压杆）和80i（拉杆），受压杆件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于两个。,屋 架,屋架杆件的截面形式 选择屋架杆件的截面形式时，应考虑构造简单、施工方便、易于连接、使屋架具有一定的侧向刚度，并且取材容易。对轴心受力杆件宜使杆件在屋架平面内和平面外的长细比接近。 屋架杆件一般选用
8、双角钢组成的T形截面，弦杆也可选用轧制T型钢，当弦杆内力很大时，可采用轧制或焊接H型钢或双槽钢截面。,托 架,当柱距大于屋架间距时，应沿纵向柱列设置托架。当为实腹式时称为托梁。 托架一般为平行弦桁架，腹杆采用带竖杆的人字式。 当柱距较大或吊车梁走道至托架下弦之间的净空小于1.8m时，可利用吊车梁系统代替托架支承中间屋架。 托架高度一般取跨度的1/101/15。 当屋架与托架座接时，托架与柱子的连接应能抵抗扭转，以加强托架平面外的稳定性。 托架一般不起拱，托架的容许挠度建议采用1/400。 托架截面选择时，应考虑柱列纵向水平力。,屋盖支撑,厂房的每一个温度区段或分期建设的工程，均应分别设置完整的
9、屋盖支撑体系。 屋盖支撑包括横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆（刚性系杆和柔性系杆）。 支撑的布置必须根据厂房的柱网布置、屋面材料、屋盖形式、屋架间距、吊车起重量及其工作制、有无悬挂起重机或其他振动设备、地震烈度等情况综合考虑。 支撑应与屋架、托架、天窗架或檩条等构成完整的桁架形式。,屋盖支撑,在设置纵向支撑的平面内必须同时设置横向支撑，并将二者布置为封闭型； 传递风荷载、吊车水平力和水平地震力的支撑，应能使外力由作用点尽快传递到结构的支座。 柱距越大，吊车工作制越繁重、支撑体系的刚度应愈大。 在地震区应适当增加支撑，并加强支撑节点的连接强度。 支撑可按拉杆设计的十字交叉式和按压杆设计的斜腹杆
10、式，其倾角最好为45左右。,屋盖支撑,屋盖支撑的作用： 将屋盖系统个构件连成一个稳定的空间体系； 提高屋盖结构在水平平面内的整体刚度； 承担和传递水平荷载（风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载）； 避免压杆的侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动； 保证结构安装时的稳定。,屋盖支撑,支座斜杆为上升式屋架的支撑布置 横向支撑： 横向支撑一般布置在厂房每一个温度区段两端的第一个屋架区间内，当温度区段长度较大时，尚应在厂房中部每60m左右增设一道横向支撑。横向支撑布置在屋架上弦，屋架下弦平面外的稳定用隅撑来保证。 上弦横向支撑中的刚性系杆可用檩条代替，该檩条应满足受压杆件长细比的要求及强度要求。,屋盖支撑,
11、纵向支撑： 纵向支撑应设在传递排架横梁支座反力的平面内，与横向支撑组成封闭的支撑框架以增强厂房的空间刚度。 下列情况之一时，宜设置纵向支撑： 设有特重级桥式吊车、壁行吊车或双层吊车时； 厂房内有较大的振动设备（如5吨的锻锤、重型水压机或锻压机、铸件水爆池及其它类似振动设备）时；,屋盖支撑,屋架下弦标高大于22m且设有桥式吊车的厂房； 在厂房排架柱之间设有墙架柱，且以屋盖纵向支撑作为墙架柱的上部侧向支承点时； 在厂房框架计算中考虑空间工作时； 设有托架以支承中间屋架时；,屋盖支撑,设有桥式吊车，且符合下表时；,屋盖支撑,屋架纵向支撑一般沿柱列设置在屋架端节间内，其布置方式应根据下列条件确定： 对13跨的等高厂房一般沿两侧边列柱设置纵向支撑； 当多于3跨时，除两侧边柱列应设置外，尚应均布地沿中列柱设置。对重级和特重级工作制厂房，至少每隔一个跨间（即两个柱列）设置一道纵向支撑。对其他厂房至少每隔2个跨间（即3个柱列）设置一道纵向支撑。,屋盖支撑,对设有特重级工作制吊车或起重量大于75t的重级工作制吊车的跨间宜在两侧设置纵向支撑以构成封闭的支撑框架； 对不等高多跨厂房纵向支撑的设置可根据其高跨和低跨的相连跨数分别按上述要求确定。此时在高低跨分界的中列柱两侧一般均需设置纵向支撑。 沿中列柱设置的纵向支撑可沿中列柱一侧设置，亦可沿中列柱两侧作对称式设置。,谢 谢,