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正在正常环境下以采用歇山方案为宜
发表时间:2019-10-06

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木 结 构 桁 架 设 计 ( 一 ) [材料来历:木布局设想手册] 一、 1. 桁架布局形式的选择和安插 桁架布局形式的分类和选择 板屋盖除了屋面构件外,还有屋盖承沉布局。屋盖承沉结 构分为原木或方木布局和胶合木布局两类,按照杆件系统可 分为桁架、拱和框架等三类。屋架一般为平面桁架,它承受 感化于屋盖布局平面内的荷载,并把这些荷载传送至下部结 构(如墙或柱子)。 桁架按照下弦所用材料又分为木材 7 架和钢木椅架两类。 桁架布局形式的选择,应按照建建上的要求、材料供应、 制制前提和布局本身的合和可能性等要素来确定,并宜 采用静定的布局系统。 木桁架,目前常用的仍是原木或方木布局。 钢木桁架为采用钢材做下弦的桁架,钢木桁架能消弭木材 缺陷(木节、裂痕及斜纹)对桁架受拉下弦及其毗连的晦气影 响,提高桁架的平安靠得住程度和刚度。鄙人列环境下,宜选 用钢木桁架: (1)当所用木材不克不及满脚下弦的材质尺度时; (2)设有吊挂吊车和有振动荷载的中小型工业厂房; (3)当桁架跨度较大或利用湿材时; (4)木构件概况温度达到 40~50°C; (5)采用落叶松或云南松等正在干燥过程中易于翘裂的木材, 且其跨度跨越 15m(对于原木)或 12m(对于方木); (6)采用新操纵树种木材,且其跨度跨越 9m。 2.桁架的外形 桁架的外形应按照所采用的屋面材料、桁架跨度、建建制 型、制制前提和桁架的受力机能等要素来确定。 木桁架的外形凡是有三角形、梯形及多边形等三种(图 6.3.1),当采用胶合木布局时,还可用拱形。对砖木布局房 屋,我国目前常用的屋面材料为粘土瓦、彩色混凝土瓦及多 彩沥青油毡瓦等,需要的排水坡度较大,故一般均采用三角 形桁架;这种桁架取梯形、多边形桁架比拟较,其受力机能 较差,用料较费,且建建制型也不太好,因而其跨度不宜超 过 18m。当跨度再大时,应选用彩钢压型板或其他轻质材料 做屋面材料。采用梯形或多边形桁架时,其跨度可达 24m。 对于更大跨度的公共建建,宜选用胶合木布局。 3.桁架的间距 桁架的间距应按照衡宇的利用要求、桁架的承载能力、屋 面和吊顶布局的经济合以及常用木材的规格等要素来 确定。 方木桁架、原木桁架以及木檩条等的承载能力,都遭到常 用木材规格的。对于木檩条,当桁架间距过大时,常用 的简支檩条,按照挠度节制,要求有较大的截面,所以,采 用木檩条时,桁架的间距以 3m 摆布为宜,最大不宜跨越 4m。 采用钢木檩条或胶合木檩条时,桁架间距不宜大于 6m。对于 柱距为 6m 的工业厂房,则应正在柱顶设置钢筋混凝土托架梁, 将桁架按 3m 间距安插。 4.桁架安插的布局方案 (1) 多跨衡宇的布局方案 正在多跨衡宇的板屋盖中应尽量不做天沟和天窗,以避免木 屋盖。 当木桁架不多于两跨或三跨时,若有前提,可做成外排水 的板屋盖系统(图 6.3.2),并操纵侧窗采光。 正在多跨衡宇中, 如不得不采用天沟时, 严禁采用木制天沟, 必需采用钢筋混凝土天沟,并从构制上采纳办法,以桁 架的支座节点通风优良。若设天窗,则应采纳构制办法防止 天窗边柱受潮。 (2) 操纵衡宇内部纵墙承沉的布局方案 当衡宇内部有纵向承沉墙或柱时,应把墙或柱用做支点, 形成三支点或四支点桁架图 6.3.3)。 设想时应以两榀静定的 单坡桁架为根基系统,而不该做成三个或四个支点的超静定 布局。 三支点桁架是将两榀单坡桁架正在程度上彼此错置 (图 6.3. 3a),并用螺栓将两榀桁架的立柱系紧(图 6.3.4)。 四支点桁架中的两榀单坡桁架应放置正在统一垂曲平面内, 而正在中部两根立柱上放置一个小三角架(图 6.3.3b 及图 6. 3. 5)。 三支点和四支点桁架的工做特点如图 6.3.3 所示,此中除 两榀静定的单坡桁架外,粗虚线所示者为不受轴向力感化的 斜梁,而小三角架则自成系统,应零丁阐发计较。 三支点和四支点的桁架系统,均应正在立柱处设置垂曲支持 (图 6.3.3)以纵向不变(每隔 3~4 榀桁架设置一道)。 (3) 四坡水屋顶及歇山屋顶的布局方案 采用这两种屋面构制(图 6.3.6、图 6. 3. 8)皆可达到改善 建建制型和减小山墙承风面积的目标。歇山屋顶的布局简 沽,施工便利,正在一般环境下以采用歇山方案为宜。 1) 四坡水屋顶 这种屋顶有两种布局安插方案。 第一种方案(图 6.3.6a)是正在转角处沿 45°设置两榀单坡 桁架 I,并正在山墙地方处设置另一榀单坡桁架 II。这三榀桁 架的内侧端点皆须支承正在第一榀三角形桁架甲 1 的下弦地方 节点处,构制相当复杂。当衡宇跨度较大时,这榀甲 1 桁架 较其他桁架荷载大,必需另行设想。 第二种方案(图 6. 3. 6c)是正在桁架甲取端墙之间设置一榀 梯形桁架乙, 并正在转角处斜置两榀三角架丙, 以减小斜梁(图 6. 3. 6c 中沿墙角至桁架甲中点取端墙之间构成 45°的虚 线所示)的跨度; 或者沿 45°标的目的间接设置单坡桁架(跨度较 大时)或斜梁(跨度较小时)。此外,尚应正在梯形桁架中部视 跨度的大小,设置纵向的斜梁(或单坡桁架),将其支承正在端 墙和梯形桁架上。 当桁架跨度较大时,一般采用第二种方案。但须留意,过 去曾有将梯形桁架乙设正在距桁架甲取距端墙等远处的做法; 这时,因为受屋面坡度构制,使梯形桁架乙的高跨比远 小于的桁架高跨比限值,致使该桁架变形过大而不得不 加固。因而,为了梯形桁架高跨比不小于 1/6,应将梯 形桁架乙接近三角形桁架甲安插。当三角形桁架的高跨比为 1/4(即屋面坡度角α =26°34)时,图 6. 3. 6(c)中取 B1 =l/3;当三角形桁架的高跨比为√3/6(即α =30°)时,宜取 B1=√(3 )/6 l。 设想中尚应留意使斜梁顶面的标高取三角形桁架的上弦取 齐。其毗连方式见图 6.3.7。 2) 歇山屋顶 采用歇山屋顶时, 全数三角形桁架等距安插(图 6. 3. 8a)。 跨度中部纵向安插的斜梁可弃捐正在第一榀三角形桁架中部 附加的木板上(图 6.3.8b),而转角处沿 45°的斜梁,则用 钢板取三角形桁架的上弦毗连(图 6.3.8b)。 木 结 构 桁 架 设 计 ( 二 ) [材料来历:木布局设想手册] [阅读次数:111] [插手时间: 2009 年 10 月 19 日] 二、 1. 桁架设想的根基准绳 桁架的高跨比 桁架跨度地方的高度 h 取跨度 l 的比值称为高跨比。为保 证桁架具有脚够的刚度,按桁架的外形,别离木桁架、 钢木桁架高跨比的最小限值如表 6.3.1 所示。 高跨比值已合适表 6.3.1 的桁架, 不必再核算其挠度。 2. 桁架的预起拱度 为了消弭桁架可见的挠度,非论木桁架或钢木桁架,皆应 正在制制时事后向上起拱。 起拱度凡是取为桁架跨度的 1/200。 起拱时应连结桁架的高跨比不变,木桁架常鄙人弦接头处提 高(图 6.3.9),而钢木桁架则常鄙人弦节点处提高。 3. 桁架节间的划分 桁架节间的划分准绳是:按照荷载、跨度及所用木材强度 设想值的大小进行节间划分,正在常用木材规格范畴内,充实 操纵上弦的承载能力。由于正在木桁架的总挠度中,大部门是 由节点及接头处非弹性变形(制制不慎密、干缩变形及横纹 承压变形等)的累积形成的,若将节间划分过小,势必因节 点增加而加大桁架的挠度,并使桁架的制制工做量加沉。 对于无下弦荷载的钢木桁架, 应尽量扩大下弦的节间长度, 削减下弦节点数,如许,不单能够减小挠度,并且便利施工, 节约钢材。 划分节间时,还应留意不使斜杆取弦杆的夹角过小,以利 构件的工做和制制。 4. 桁架的自沉 桁架自沉一般可按下列经验公式估算 式中 gz 逐个桁架自沉的尺度值,按屋面程度投影面积计 算(kN/m2) ; l 逐个桁架跨度(m)。 因为桁架自沉正在全数荷载中所占的比率很小,故当设想完 毕后桁架的现实自沉取按上式所估算的自沉略有收支时,一 般不必进行沉算。 为了简化计较,当仅有上弦荷载时,可认为桁架的自沉完 全感化正在上弦节点处;当上、下弦均有荷载时,则认为自沉 按上、下弦参半分派。 5. 荷载组合 荷载组合应遵照现行《建建布局荷载规范》第 3. 2. 3 及 3.2.5 条相关,当仅有恒荷载或恒荷载发生的内力跨越 全数荷载所发生的内力的 80%时, 应遵照表 3.4.4 注 1 。 求桁架杆件内力时,恒荷载(包罗自沉)按全跨分布。活荷 载除按全跨分布外,尚应按照各类桁架的受力特点,别离按 可能呈现的晦气分布环境进行组合。例如:三角形桁架正在半 跨活荷载(包罗吊挂吊车)感化下(图 6. 3.10a),两头一对斜 腹杆的内力分歧,而下弦地方节点处的毗连物必需按其程度 分力差进行核算;梯形桁架正在半跨活荷载感化下(图 6.3.10b),两头腹杆内力可能变号;多边形桁架或弧形桁 架可能正在 3/4 跨及 1/4 跨(或 2/3 跨及 1/3 跨)活荷载的组 合下(图 6. 3. 10c、d),某些腹杆的内力达到其最大值。 屋面活荷载取雪荷载一般不会同时呈现,故取二者之较大 者取恒荷载进行组合。 正在一般桁架坡度小于 30°的桁架设想中, 对封锁衡宇只要 当设有天窗时,才需考虑风荷载的晦气组合。 6. 内力计较 桁架的内力计较,可假定节点为铰接。将荷载集中于各个 节点上,按节点荷载求得各杆件的轴向力。 节间荷载对上弦杆所惹起的弯矩,正在选择杆件截面时再行 考虑。 7. 压杆的计较长度 正在布局平面内,弦杆及腹杆取节点核心间的距离。正在布局 平面外,上弦取锚固檩条间的距离;腹杆取节点核心间的距 离。 8. 上弦的计较准绳 (1) 当檩条安插正在节点处时, 除按轴心受压杆件计较外, 尚算正在桁架支座偏疼达到施工误差限值时,此种偏疼对 上弦的晦气影响。 (2) 当节点之间安插有檩条时, 上弦因节间荷载而承受 弯矩,应按压弯构件计较。 (3) 上弦弯矩的计较: 按照木桁架和钢木桁架的试 验测定,持续上弦的跨间弯矩值接近于按简支计较的弯矩, 而正在节点处存正在较小的负弯矩。这是因为正在桁架承受荷载 后,做为持续上弦两头支座的节点随桁架的变形而发生响应 的竖向位移,使其按持续梁感化发生的正弯矩和因为支座位 移发生的负弯矩互相抵消之故。据此并考虑偏于平安,持续 上弦的弯矩按下述要求计较。跨间弯矩:按简支梁计较;节 点处支座弯矩设想值: 式中 g 和 q 逐个上弦的均布恒载和活载(或雪载)设想值; l 逐个杆件的计较长度。 9. (1) 钢木桁架设想准绳 钢木桁架形式的选择 当上、下弦均有荷载时,应选用上、下弦节间分歧的豪式 桁架(图 6.3.1a、d)。若仅上弦有荷载,则以选用下弦扩大 节间的形式(图 6.3.1b、c、e、f)为宜。由于削减下弦节点 既能简化制制、减小桁架的变形,又能够节流钢材。 (2) 钢材部门的设想要求 钢木桁架钢材部门的设想计较,可按第三、五章相关的规 定进行;未做者,可参考现行《钢布局设想规范》计较。 考虑一般工地的焊接前提,应尽量采用较易焊接的 Q235 钢 材制做。 (3) 钢下弦的选择 1) 下弦可采用圆钢或型钢(一般用双角钢)。当荷载和跨度 较小时,以选用圆钢为宜。由于型钢受最小截面的、不 能充实操纵其承载能力。当荷载和跨度较大,设有吊挂吊车 或衡宇的振动较大时,则应采用型钢。 2) 圆钢下弦有单根和双根两柿。当荷载和跨度较小或不 设吊顶时,宜用单根圆钢。由于单根圆钢的节点构制处置简 单,同时可避免多根圆钢之间内力分派不服均的现象,能充 分操纵钢材的承载能力。 (4) 1) 钢下弦的构制要求 圆钢曲径应节制正在 30mm 以内,杆端有螺纹的圆钢拉 杆,当曲径大于 22mm 时,宜将杆端加粗(如焊接一段较粗的 短圆钢),其螺纹应由车床加工。 2) 圆钢下弦正在拼拆前必需调曲,并须设有调整其长度的 安拆。一般可正在支座节点处用双螺帽固定并进行调整,需要 时,也可用花篮螺栓(拧紧器)来调整。 为防止圆钢下弦过度下垂,当下弦节点间距大于 250d (d 为圆钢曲径)时,应对圆钢下弦恰当加设吊杆,吊杆的间距 按圆钢下弦的长细比不大于 1000 确定。 3) 4) 型钢下弦的长细比不宜大于 350。 为防止圆钢下弦拉曲伸长对墙体发生推力,不该采用 下弦抬高的桁架形式(图 6.3.11)。安拆跨度较大的桁架时, 应正在桁架一端支座节点的钢垫板取柱顶钢板之间放设数根 短圆钢,以答应其向外程度滚动,待屋面构件和瓦材安 拆完毕后,再将短圆钢取柱顶钢板焊牢。此时应留意查抄支 座反力感化点的取设想能否相符;需要时要做恰当调 整。 5) 圆钢接长宜用对接焊或双帮条焊(图 6. 3. 12a) 。正在 接头的每一侧,帮条的长度一般应不小于 4d (d 为圆钢下弦 的曲径)。帮条的曲径应不小于 0.75d。不该采用搭接焊(图 6. 3. 12b)或将圆钢单侧焊正在节点板上(图 6. 3. 12c),以 免正在圆钢和焊缝中发生附加应力。当采用闪光对焊时,焊接 工艺和质量验收,应合适现行《钢筋焊接及验收规程》中的 相关。 6) 双圆钢和双角钢下弦的两肢之间,每隔必然距离要加 焊缀条。 (5) 1) 节点设想准绳 设想节点时除应使各杆件的轴线汇交于一点外,尚应 防止构成局部偏疼(图 6. 3. 12d)而发生附加应力。 2) 节点中的受力钢板和焊缝均应按照计较确定其尺寸。 一般以选用 6~10mm 厚的钢板为宜。焊缝厚度不该大于钢板 和型钢的厚度,且不大于 6mm。 3) 当钢板因受弯需要过大的厚度时,可采用加肋的法子 来处理,或改用合适的型钢。 如许就能够避免钢板型号过 多。 4) 应尽量使构制钢板取受力钢板相连系,以节约钢材。 (6) 全数钢构件均应涂刷防锈漆, 并按期查抄, 进行。 正在锈蚀比力严沉的地域应出格留意加强工做。 木 结 构 桁 架 设 计 ( 三 ) [材料来历:木布局设想手册] [阅读次数:66] [插手时间: 2009 年 10 月 29 日] 三角形豪式木桁架设想 1.布局特点和合用范畴 (1)豪式木桁架(图 6.3.1a)的特点是,采用齿毗连的斜杆 受压而竖杆受拉。正在三角形桁架中,斜杆必需向跨中下倾。 (2)为提高桁架的靠得住性和减小变形, 所有竖拉杆均采用圆 钢制做。由于桁架安拆后,可通过拧紧圆钢竖拉杆的螺帽, 消弭方木或原木桁架因毗连不敷慎密和干缩等惹起的变形。 此外,用钢拉杆还可避免因用木拉杆时可能发生干缩裂痕而 形成布局不平安。 (3)桁架的节间长度以节制正在 2~3m 范畴内为宜;并以六节 间和八节间者最为常用。 (4)因为桁架上、下弦节间数不异,既能用于不吊顶衡宇, 也能用于吊顶衡宇。 (5)豪式三角形木桁架的跨度一般不宜跨越 18m。 (6)采用原木时可操纵原木的天然倾斜率, 将大头放置正在弦 杆内力较大的部位,还可顺应原木曲径变化的特点,采纳不 等节间的桁架形式,以充实操纵原木的承载能力。 2.接头及节点构制 (1)上弦接头 上弦如需做接头,桁架每侧不宜多于一个,并不宜将其设 正在脊节点两侧或端部的节间内(图 6.3.13a)。接头的宜 设正在节点附近,以避免承受较大的弯矩。接头处弦杆的彼此 抵承面要锯平抵紧,并用木夹板以螺栓系牢。为利用和 吊拆时平面外的刚度, 木夹板厚度应不小于上弦宽度的 1/2, 其长度应不小于上弦宽度的 5 倍(图 6.3.13b)。接头每侧的 系紧螺栓不得少于两个,其曲径按桁架跨度大小正在 12~16mm 的范畴内选用。 (2)下弦接头 下弦接头不宜多于两个。凡是采用一对木夹板毗连并以螺 栓传力。接头每端的螺栓数由计较确定,但不宜少于 6 个。 木夹板厚度应不小于下弦宽度的一半,当桁架跨度较大时, 木夹板厚不宜小于 100mm,其长度按螺栓陈列间距的要求确 定。螺栓凡是按两纵行齐列安插(图 6.3.13c)。当下弦高度 较小,两纵行齐列有坚苦时,可按两纵行错列安插。采用原 木时,严禁沿下弦轴线单行陈列安插螺栓。下弦木夹板应选 用优良的气干木材制做,如不克不及取得合适要求的木夹板时, 则可改用两对钢夹板毗连(图 6. 3.13d),钢夹板厚度不该小 于 6mm,若采用一对钢夹板,则钢板势必束缚下弦木材的横 纹干缩,而促使木材开裂。 当下弦总长度比木材两根的长度之和大得不多时,可采用 长夹板的毗连方式(图 6.3.14)。 取正在跨中摆布两个节间内各 设一个下弦接头比拟较,如许能够简化构制并节约材料。 下弦接头应尽量避免取上弦接头设正在统一节间内。 (3)支座节点 可按桁架内力大小选用单齿或双齿毗连。采用齿毗连时, 应使下弦的受剪面避开髓心,并应正在施工图中说明此要求。 采用原木时,齿槽抵承面的面积取杆件的交角、彼此抵承的 原木曲径以及刻槽的深度等相关,一般可按附录五的近似方 法计较确定。 当桁架的内力相当大,双齿毗连不脚以承担时,或正在建建 安插上有出檐较短的要求时,可采用钢夹板抵承毗连(图 6.3.15)。取前述下弦钢夹板接头处置一样,这种支座节点 也应采用两对钢夹板。从图 6. 3. 15 中可见,上弦抵承正在 木垫块上,其程度力经垫块传给钢靴梁,然后通过短圆钢经 过焊缝传至钢夹板,最初通过螺栓传到下弦。 钢靴梁上的孔眼曲径该当稍大于短圆钢的曲径,使钢夹板 略有勾当的可能。正在拼拆时应拧紧短圆钢的螺帽,以桁 架的慎密性,并加用双螺帽以确保螺帽不会松动零落。木垫 块端头的抵承钢板是承弯工做, 为了将其厚度节制正在 6~10mm 的范畴内,应焊上十字形加劲肋而形成靴梁。肋的大小按计 算确定,也可采用型钢构成的靴梁。 (4)上、下弦两头节点 两头节点一般均采用单齿毗连,其构制准绳取支座节点相 同,但按毛截面临中,其刻槽深度不大于弦杆高度或曲径的 1/4。一般均可采用马钉紧固(图 6.3.16b、c)。为防止木构 件的劈裂,马钉的曲径不宜过大。当设有吊挂吊车或有振动 荷载时,则宜用人字铁及螺栓紧固。 (5)下弦地方节点 要求正在此节点(图 6.3.16d)处五根杆件的轴线汇交于一 点,按毛截面临中。斜杆对称地抵承正在垫木上。垫木置于下 弦的刻槽中,借以传送半跨有活荷载时摆布二斜杆的程度内 力差。 当采用方木时辰槽深不小于 20mm, 用原木时辰槽深不小于 30mm。采用长夹板下弦接头方案时,摆布二斜杆的程度内力 差应通过取长夹板相毗连的螺栓和填木传送(图 6.3.14)。 (6)脊节点 脊节点处上弦应彼此抵承,用木夹板以螺栓系紧。其构制 要求取上弦接头根基不异(图 6.3.16a)。原木桁架当小头曲 径偏小,上弦端头彼此抵承面积不脚时,可采用加设硬木垫 块的构制方案(图 6.3. 17)。 3.圆钢竖拉杆及其垫板 圆钢竖拉杆应按第五章的计较公式和构制要求设想。但桁 架的地方竖拉杆非论其曲径大小,均应设置双螺帽。圆钢拉 杆的垫板应按计较确定其大小尺寸或按表 13.12.1 选用,并 正在施工图中说明,避免取系紧螺栓的垫板混合。 4.采用易开裂树种木材时的构制办法 当采用东北落叶松或云南松等易于开裂的木材时,应针对 易受开裂风险的下弦采纳靠得住的防裂办法。云南松的径级较 大,下弦可采用按底边破心下料的方木(图 6.3.18a),而东 北落叶松的径级较小,应尽量采用原木桁架。若采用方木, 则下弦应按侧边破心下料,锯成两块木枋,每块木枋的宽度 b 一般以 60~80mm 为宜(图 6.3.18b),然后将两块木枋(或板 材)髓心朝外用曲径为 10mm 的螺栓拼合(图 6.3.18c)。螺栓 沿下弦每隔 600mm 成两行错列,而正在节点处圆钢竖拉杆两侧 应各用一个螺栓系紧(图 6.3.19)。施工时必需先用螺栓拼 合,然后再刻槽,而不该先别离刻槽后拼合,免得槽齿错位, 单肢受力超载。 注:东北落叶松或云南松木桁架的跨度跨越 15m(原木)或 12m(方木)时,则应采用钢木桁架。


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