鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼屋蓋的組成、形式及計算和構(gòu)造

 當鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼屋蓋以平面桁架作為主要承重構(gòu)件時，各個平面桁架（屋架）要用各種支撐及縱向桿件（系桿）連成一個空間幾何不變的整體結(jié)構(gòu)，才能承受荷載。這些支撐及系桿統(tǒng)稱為屋蓋支撐。
它由上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿組成
9.4.3)。下面分別介紹各類支撐及系桿的位置、組成、形式及計算和構(gòu)造。

    1．上弦橫向水平支撐
    上弦橫向水平支撐一般布置在屋蓋兩端（或每個溫度區(qū)段的兩端）的兩榀相鄰屋架的上弦桿之間，位于屋架上弦平面沿屋架全跨布置，形成一平行弦桁架，其節(jié)間長度為屋架節(jié)間距的2～4倍。
它的弦桿即屋架的上弦桿，腹桿由交叉的斜桿及豎桿組成。交叉的斜桿一般用單角鋼或圓鋼制成（按拉桿計算），豎桿常用雙角鋼的T形截面。當屋架有檁條時，豎桿由檁條兼任。
    2．下弦橫向水平支撐
    下弦橫向水平支撐布置在與上弦橫向水平支撐同一開間，它也形成一個平行弦桁架，位于屋架下弦平面。其弦桿即屋架的下弦，腹桿也是由交叉的斜桿及豎桿組成，其形式和構(gòu)造與上弦橫向水平支撐相同。橫向水平支撐的間距不宜大于60 m，當溫度區(qū)段長度較長時，應(yīng)在中部增設(shè)上下弦橫向水平支撐。
    3．下弦縱向水平支攆
    它位于屋架下弦兩端節(jié)間處，位于屋架下弦平面，沿房屋全長布置，也組成一個具有交叉斜桿及豎桿的平行弦桁架，它的端豎桿就是屋架端節(jié)間的下弦。下弦縱向水平支撐與下弦橫向水平支撐共同構(gòu)成一個封閉的支撐框架，以保證屋蓋結(jié)構(gòu)有足夠的水平剛度。
    一般情況下，屋架可以不設(shè)置下弦縱向水平支撐，僅在房屋有較大起重量的橋式吊車、壁行吊車或鍛錘等較大振動設(shè)備，以及房屋高度或跨度較大或空間剛度要求較大時，才設(shè)置下弦縱向水平支撐。此外，在房屋設(shè)有托架處，為保證托架的側(cè)向穩(wěn)定，在托架范圍及兩端各延伸一個柱間應(yīng)設(shè)置下弦縱向水平支撐。
    4．垂直支撐
    垂直支撐位于上、下弦橫向水平支撐同一開間內(nèi)，形成一個跨長為屋架間距的平行弦桁架。它的上、下弦桿分別為上、下弦橫向水平支撐的豎桿，它的端豎桿就是屋架的豎桿（或斜腹桿）。垂直支撐中央腹桿的形式由支撐桁架的高跨比決定，一般常采用W形或雙節(jié)間交叉斜桿等形式。腹桿截面可采用單角鋼或雙角鋼T形截面。
    跨度小于30 m的梯形屋架通常在屋架兩端和跨度中央各設(shè)置一道垂直支撐。當跨度大于30 m時，則在兩端和跨度1／3處分別共設(shè)四道。一般情況下，跨度小于18 m的三角形屋架只需在跨度中央設(shè)一道垂直支撐，大于18 m時則在1／3跨度處共設(shè)兩道。
    5．系桿
    在沿廠房縱向每間隔4~6個屋架應(yīng)設(shè)置垂直支撐，以保證屋架安裝時的穩(wěn)定性。系桿在未設(shè)橫向支撐的開間，相鄰平面屋架由系桿連接。系桿通常在屋架兩端，有垂直支撐位置的上、下弦節(jié)點以及屋脊和天窗側(cè)柱位置，沿房屋縱向通長布置。系桿對屋架上、下弦桿提供側(cè)向支承，因此必要時，還應(yīng)根據(jù)控制這些弦桿長細比的要求按一定距離增設(shè)中間系桿。對于有檁屋蓋，檁條可兼作系桿。
    系桿申只能承受拉力的稱為柔性系桿，設(shè)計時可按容許長細比[A] =400（有重級工作制吊車的廠房為350）控制，常采用單角鋼或張緊的圓鋼拉條（此時不控制長細比）；能承受壓力的稱剛性系桿，設(shè)計時可按[A] =200控制，常用雙角鋼T形或十字形截面。一般在屋架下弦端部及上弦屋脊處需設(shè)置剛性系桿，其他可設(shè)柔性系桿。
    當房屋兩端為山墻時，上、下弦橫向水平支撐及垂直支撐可設(shè)在兩端第二開間，這時第一開間的所有系桿均設(shè)為剛性系桿。當房屋長度大于60 m時，應(yīng)在中間增設(shè)一道（或幾道）上、下弦橫向水平支撐及垂直支撐。
    鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支撐因受力較小一般不進行內(nèi)力計算。其截面尺寸由桿件容許長細比和構(gòu)造要求確定。交叉斜桿一般按拉桿控制，容許長細比與柔性系桿相同。非交叉斜桿、弦桿等按壓桿[A]=200控制。對于跨度較大且承受墻面?zhèn)鱽砗艽蟮娘L(fēng)荷載的橫向水平支撐，應(yīng)按桁架體系計算內(nèi)力選擇截面，同時亦應(yīng)控制長細比。
    具有交叉斜腹桿的支撐桁架可按圖9.4.4所示計算簡圖計算。在節(jié)點荷載F的作用下，圖中每節(jié)間僅考慮受拉斜腹桿工作，另一根（虛線所示）斜腹桿則假定它因屈曲退出工作（偏安全），這樣桁架成為靜定體系使計算簡化。當荷載反向時，兩組斜桿受力情況怡好相反。
    圖9.4.4支撐桁架桿件的內(nèi)力計算簡圖屋蓋支撐的構(gòu)造應(yīng)力求簡單、安裝方便。其連接節(jié)點構(gòu)造如圖9.4.5所示。