2.1.3 屋 盖 支 撑
当采用屋架作为主要承重构件时,支撑(包括屋架支撑和天窗架支撑)是屋盖结构的必要组成部分。以下按支撑作用和支撑的布置原则,分别加以叙述。
2.1.3.1 屋盖支撑的作用 (1)保证屋盖结构的几何稳定性
在屋盖中屋架是主要承重构件。各个屋架如仅用檩条和屋面板连系时.由于没有必要的支撑,屋盖结构在空间是几何可变体系,如图2—16中虚线所示。只有用支撑合理地连接各个屋架,形成几何不变体系时,才能发挥屋架的作用,并保证屋盖结构在各种荷载作用下能很好地上作。
首先用支撑将两个相邻的屋架组成空间稳定体,然后用檩条及上下弦平面内的一些系杆将其余各屋架与空间稳定体连接起来,形成几何不变的屋盖结构体系(图2—16b)。
图2—16 屋盖支撑作用示意图
a上弦横向水平支撑 b下弦横向水平支撑 c垂直支撑 d 檩条或大垂屋面板
(2)保证屋盖的刚度和空间整体性
横向水平支撑是一个水平放置(或接近水平放置)的桁架,桁架两端的支座是柱或垂直支撑,桁架的高度常为6m(柱距方向),在屋面平面内具有很大的抗弯刚度。在山墙风荷载或悬挂吊车纵向刹车力作用下,可以保证屋盖结构不产生过大变形。 〔3)为弦杆提供适当的侧向支承点
支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点(图2—16b),减小弦杆在屋架平面外的计算长度,保证受压上弦杆的侧向稳定,并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。 (4)承担并传递水平荷载
如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。 (5)保证结构安装时的稳定与方便。
2.1.3.2 屋盖支撑的布置 (1)上弦横向水平支撑
在有檩条(有檩条系)或不用擦条而只采用大型屋面板(无檩条系)的屋盖中都应设置屋架上弦横向水平支撑。当有天窗架时,天窗架上弦也应设置横向水平支撑。
上弦横向水平支撑应设置在房屋的两端或有横向伸缩缝时在温度缝区段的两瑞。一般设在第一个柱间(图2—17)或设在第二个柱间。横向水平支撑的间距L。以不超过60m为宜,所以在一个温度区段Lt的中间还要布置一或几道。
图2—17 屋盖支撑示例
a上弦横向水平支撑 b下弦横向水平支撑 c纵向水平支撑 d屋架垂直支撑 a?天窗架横向水平支撑 d?天窗架垂直支撑 e刚性系杆 f 柔性系杆
(2)下弦横向水平支撑
一般情况下应该设置下弦横向水平支撑,只是当跨度比较小(L?18m)且没有悬挂式吊车,或虽有悬挂式吊车但起重吨位不大,厂房内也没有较大的振动设备时,可不设下弦横向水平支撑。 (3)纵向水平支撑
当房屋内设有托架,或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车,或有壁行吊车,或有锻锤等大型振动设备,以及房屋较高,跨度较大,空间刚度要求高时,均应在屋架下弦(三角形屋架可在下弦或上弦)端节间设置纵向水平支撑。纵向水平支撑与横向水平支撑形成闭合框,加强了屋盖结构的整体性并能提高房屋纵、横向的刚度。 (4)垂直文撑
所有房屋中均应设置垂直支撑。梯形屋架在跨度L?30m,三角形屋架在跨度L?24m时,仅在跨度中央设置一道(图2—18a,b),当跨度大于上述数值时宜在跨度1/3附近或天窗架侧柱外设置两道(图2—18c、d)。梯形屋架不分跨度大小,其两端还应各设置一道(图2—17、2—18),当有托架时则由托架代替。垂直支撑本身是一个平行弦桁架,根据尺寸的不同,一般可设计成图2—18(e)、(f)及(g)的形式。
图2—18 屋架的垂直支撑
天窗架的垂直支撑,一般在两侧设置(图2—19a),当天窗的宽度大于12m时还应在中央设置一道(图2—19b)。两侧的垂直支撑桁架,考虑到通风与采光的关系常采用图2—19(c)及(d)的形式,而中央处仍采取与屋架中相同的形式(图2—19e)。
沿房屋的纵向,屋架的垂直支撑及上、下弦横向水平支撑布置在同一柱间(图2—16、图2—17)。 (5)系秆
没有参与空间稳定体的屋架,其上下弦的侧向支承点由系杆来充当,系杆的另一端最终连接于垂直支撑或上下弦横向水平支撑的节点上。能承受拉力也能承受压力的系杆,截面要大一些,叫刚性系杆, 只能承受拉力的,戴面可以小些,叫柔性系杆。
系杆的布置原则是:在垂直支撑的平面内一般设置山下系杆,屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆,天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆:当屋架横向支撑设在端部第二柱间时,则第 一柱间所有系杆均应为刚性系杆。