2011年结构工程师《基础知识》钢结构辅导资料(12)

　　三、普通钢屋架

　　(一)屋架的形式和主要尺寸

　　1.屋架的外形及腹杆布置

　　屋架的外形可为三角形、梯形和矩形等，在确定屋架外形时应考虑房屋用途、建筑造型和屋面材料的排水要求。从受力角度出发，屋架外形应尽量与弯矩图相近，以使弦杆受力均匀，腹杆受力较小。腹杆的布置应使杆件受力合理，节点构造易于处理，尽量使长杆受拉，短杆受压，腹杆数量少而总长度短，弦杆不产生局部弯矩，腹杆与弦杆的交角宜在350—550之间，最好在450左右。上述种种要求彼此之间往往矛盾，不能同时满足，应根据具体情况解决主要矛盾，全面考虑，合理设计。

　　(1)三角形屋架 三角形屋架(图15-4-11)用于屋面坡度较大的屋盖结构中。当屋面材料为机平瓦或石棉瓦时，要求屋架的高跨比为1/4--1/6。这种屋架与柱子多做成铰接，因此房屋的横向刚度较小。屋架弦杆的内力变化较大，弦杆内力在支座处最大，在跨中最小，故弦杆截面不能充分发挥作用。一般宜用于中、小跨度的轻屋面结构。荷载和跨度较大时，采用三角形屋架就不够经济。

　　(2)梯形屋架

　　梯形屋架(图15-4-12)的外形比较接近于弯矩图，受力情况较三角形屋架好，腹杆较短，一般用于屋面坡度较小的屋盖中。梯形屋架与柱的连接，可做成刚接，也可做成铰接。这种屋架已成为工业厂房屋盖结构的基本形式。梯形屋架一般都用于无檩屋盖，屋面材料大多用大型屋面板，应使上弦节间长度与大型屋面板尺寸相配合，使大型屋面板的主肋正好搁支在屋架上弦节点上。上弦不产生局部弯矩;如节间长度过大，可采用再分式腹杆形式。

　　(3)矩形(平行弦)屋架

　　矩形(平行弦)屋架(图15-4-13)的上、下弦平行，腹杆长度一致，杆件类型少，能符合标准化、工业化制造的要求。这种屋架一般用于托架或支撑体系。

　　2.屋架的主要尺寸

　　(1)屋架的跨度

　　屋架的跨度(即柱子的横向间距)应首先满足房屋的工艺和使用要求，同时考虑结构布置的合理性，使屋架与柱子的总造价为最小。无檩屋盖中钢屋架的跨度应与大型屋面板的宽度配合，有12m、15m、18m、21m、24m、27m、30m、33m、36m等几种。有檩屋盖结构中的三角形屋架跨度比较灵活，不受3m模数的限制，而可以任意决定。钢屋架的计算跨度决定于支座的间距及支座的构造。在一般的工业厂房中屋架的计算跨度取支柱轴线之间的距离减去0.3m。