钢结构屋架设计特点-钢结构

与框架柱铰接的屋架，通常忽略水平力，但当屋面为轻屋面而柱的吊车荷载较大时，屋架弦杆的轴向力也较大，故不可忽略。

与柱刚接的屋架，其杆件的内力可先按简支桁架分析，然后把支座弯矩的作用考虑进去。刚接屋架的支座弯矩和相应剪力的最不利组合见图7.6及其文字说明。屋架杆件在最不利组合支座弯矩作用下的内力，可以将弯矩化成如图7.36所示的一对水平力H＝M/h0后计算求得。

屋架杆件的截面选择与与前述的方法相同，但对与柱刚接的屋架，其下弦端节间可能受压时，长细比的控制应按压杆考虑，即:仅在恒载与风载联合作用下受压时，[λ]＝250；在恒载与风载和吊车荷载联合作用下受压时，[λ]＝150。若下弦杆在屋架平面内的长细比或稳定性不能满足要求时，可采用图7.37的方法予以加强。

图7.36　屋架支座弯矩化成力偶作用

（a）加撑杆；（b）加强弦杆截面

图7.37　屋架下弦杆受压时的加强方法

屋架与柱采用刚接连接时，屋架支座处除传递竖向支座反力外，还有由端弯矩产生的上下弦水平力。图7.38为一种刚性连接构造示例。计算时可认为上弦的最大的内力由上盖板传递，上弦的竖向连接板与柱翼缘的连接螺栓按构造决定。下弦及端斜杆轴线汇交于柱的内边缘以减少节点板的尺寸。下弦节点的连接螺栓承受水平拉力H和偏心弯矩M＝He。螺栓拉力的计算方法见第3章。由于此处一般属小偏心，所有螺栓均受拉力，故最大的拉力应按下式计算:

图7.38　屋架与柱刚接

式中　n——螺栓总个数；

e——水平拉力H至螺栓群中心轴的距离；(www.xing528.com)

yi——每个螺栓至中心轴的距离；

y1——边行受力最大的一个螺栓至中心轴的距离；

——一个螺栓的抗拉承载力设计值。

屋架下弦节点与支承端板的连接焊缝受支座反力R和最大水平力H1（拉力或压力）以及偏心弯矩M＝H1e1按下式计算:

式中　βf——正面角焊缝强度增大系数，当间接受动态荷载时（例如屋架设有悬挂吊车）βf＝1.22；当直接承受动态荷载时，βf＝1.0；e1——水平力至焊缝中心的距离。

下弦节点的支承端板在水平拉力H作用下受弯，近似按嵌固于两列螺栓间的梁式板计算，所需厚度为:

式中　Nmax——由式（7.27）计算的一个螺栓所受的最大拉力；

l1——两竖列螺栓的距离；

S——受力最大螺栓的端距加螺栓竖向间距的一半。

屋架支座竖向反力R由端板传给焊接于柱上的支托板。支托板和柱的连接焊缝，考虑到支座反力的可能偏心作用，按支座反力加大25%计算。