注冊二級建筑師輔導之桁架及屋蓋(2)

　　二、屋蓋的組成及主要平面尺寸環(huán)球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　由平面桁架所組成的屋蓋主要由屋面材料(包括隔熱材料)、檁條、屋架和支撐體系等組成，必要時還應(yīng)包括因采光或通風而設(shè)置的天窗架，以及因個別柱距增大而設(shè)置的屋架托架等，其平面布置的基本形式如圖 6-60 所示，這種屋蓋常稱為有檁屋蓋。過去曾大量采用的鋼筋混凝土大型屋面板，可直接支承于屋架的弦桿上，屋面板的兩條縱肋替代了檁條，因而構(gòu)成了無凜屋蓋。由于鋼筋混凝土大型屋面板的尺寸受到限制(其平面尺寸通常為 6m × 1.5m ) ，屋架的間距通常限制為 6m ，屋架上弦的節(jié)間長度為 1.5m ，屋架布置因而缺少靈活性，腹桿布置也過密，加之屋面板重量較大，很不經(jīng)濟，特別對房屋抗震不利，目前已很少采用。環(huán)球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　屋蓋系統(tǒng)的主要平面尺寸是屋架的跨度乙和屋架的間距 l (圖 6-60 )。屋架的跨度通常由使用要求確定。屋架的間距 l 一般應(yīng)由設(shè)計人員按經(jīng)濟要求確定。實際設(shè)計時屋架間距 Z 約為屋架跨度的 1 / 3~1 / 5 。此外，具體確定采用的屋架間距時，還應(yīng)盡量考慮檁條材料如槽鋼、工字鋼由軋鋼廠出廠時的定尺長度，以減少鋼材的損耗。目前由于長尺壓型鋼板的投人使用，以其作為屋面材料，因其具有較大的抗彎強度和剛度，檁條間距可加大(例如采用間距為6m)，加之壓型鋼板本身自重較輕，就有條件采用較大的屋架間距，例如 l =12~18m ，檁條和屋架兩者的間距的加大將改變采用的屋架腹桿體系和今后將介紹的屋架支撐的布置形式。

　　三、屋架的支撐系統(tǒng)

　　平面屋架在其本身平面內(nèi)，由于弦桿與腹桿構(gòu)成了三角形的幾何不變鉸接體系而具有較大的剛度，但在垂直于屋架平面方向(通稱屋架平面外)，不設(shè)支撐體系的平面屋架卻不能保持其幾何不變，如圖 6 -61 所示， ( a )圖為屋架的端視圖，當在屋架端部兩屋架間未設(shè)垂直支撐桁架時，雖有檁條和系桿的連系，屋架相互間仍是幾何可變的，在側(cè)向力作用下屋架會傾斜;僅當設(shè)了垂直支撐桁架和系桿，才能保持各個屋架在平面外的幾何穩(wěn)定性。 ( b )圖為屋架上弦平面圖，在未設(shè)上弦平面內(nèi)的支撐桁架時，雖有檁條把各個屋架連成一片，但當屋架上弦桿因受壓而失穩(wěn)時，整個上弦會屈曲成一個“半波”。如果在房屋兩端的柱間內(nèi)設(shè)置上弦橫命撐桁架，則屋架上弦將屈曲成多個“半波”，從而提高了上弦桿的整體穩(wěn)定性，亦即提高了承載能力。由這二例可見平面桁架如無支撐系統(tǒng)從側(cè)面“扶持”，將不能發(fā)揮它的承重作用。

　　1 .屋架支撐的種類和作用

　　屋架(包括天窗架)的支撐系統(tǒng)包含下列四類：

　　( l )橫向支撐根據(jù)其位于屋架的上弦平面或下弦平面，又可分為上弦橫向支撐和下弦橫向支撐兩種，圖 6-61 ( b )中所示為上弦平面橫向支撐;

　　( 2 )縱向支撐設(shè)于屋架的上弦或下弦平面，布置在沿柱列的各屋架端部節(jié)間部位(圖 6 -64 ) ;縱向支撐與橫向支撐一起形成一水平剛性盤，增加房屋的整體剛度，當房屋為工廠車間并設(shè)有吊車時，在吊車橫向制動力作用下使框架起空間作用，可減輕受荷較大的框架所受水平荷載和產(chǎn)生水平變形;當有托架時，可保證托架的側(cè)向穩(wěn)定。

　　( 3 )垂直支撐位于兩屋架端部或跨間某處的豎向平面或斜向平面內(nèi)(圖 6-61a ) ;

　　( 4 )系桿根據(jù)其是否能抵抗軸心壓力而分成剛性系桿和柔性系桿兩種。通常剛性系桿采用由雙角鋼組成的十字形截面，而柔性系桿截面則為單角鋼(圖 6-62 )。在輕型屋架中柔性系桿也可采用張緊的圓鋼。

　　各類支撐均有其作用。必須了解其作用，而后方能確定何處需布置支撐以及如何布置支撐。

　　房屋支撐系統(tǒng)的作用，總的說來是提高結(jié)構(gòu)的整體剛度、發(fā)揮結(jié)構(gòu)的空間作用;保證結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性及受壓構(gòu)件的側(cè)向穩(wěn)定;防止構(gòu)件在動力荷載作用下產(chǎn)生較大的振動;承擔和傳遞房屋所受水平荷載以及保證安裝時的穩(wěn)定和安全等。因此，支撐系統(tǒng)的合理布置和設(shè)計，對房屋的工程質(zhì)量和安全、適用有極其重要的意義。圖 6-62 為支承于間距為 6m 的鋼筋混凝土柱柱頂梯形屋架的支撐布置示例。

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