【正文】 產(chǎn)生的均勻正應(yīng)力(圖7—4a、b虛線)與M引起的彎曲正應(yīng)力疊加后，截面上壓(拉)應(yīng)力大的一側(cè)最外纖維處為最大壓(拉)應(yīng)力，另一側(cè)最外纖維為最大拉(壓)應(yīng)力(當(dāng)M較大時，圖7—4a①)或最小壓(拉)應(yīng)力(當(dāng)M較小時，圖7—4b①)。當(dāng)最大壓(拉)應(yīng)力小于鋼材屈服強度fy時，構(gòu)件處于彈性工作狀態(tài)。當(dāng)N和M繼續(xù)增加，最大壓(拉)應(yīng)力達到人(圖7—4a、b②)時，構(gòu)件截面強度達到彈性階段極限第八章桁 架　　 第一節(jié)鋼桁架概述　　 一、鋼桁架的應(yīng)用和類型　　 桁架(圖8—1)是指由直桿在端部互相連接而組成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架主要承受橫向荷載，在荷載作用下桁架整體受彎，有些情況還同時受拉或受壓；但桁架中的桿件則大部分情況下只受軸心拉力或壓力?！　?最常采用的是平面桁架，在橫向荷載作用下其受力實質(zhì)是格構(gòu)式的梁。鋼桁架與實腹式的鋼梁相比較，其特點是以弦桿代替翼緣和以腹桿代替腹板，而在各節(jié)點處通過節(jié)點板(或其它零件)用焊縫或其它連接將腹桿和弦桿互相連接；有時也可不用節(jié)點板而直接將各桿件互相焊接(或其它連接)。這樣，平面桁架整體受彎時的彎矩表現(xiàn)為上、下弦桿的軸心受壓和受拉，剪力則表現(xiàn)為各腹桿的軸心受壓或受拉?！　?桁架在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很廣，例如在工業(yè)與民用建筑的屋蓋(屋架等)和吊車梁(即吊車桁架)、橋梁、起重機(其塔架、梁或臂桿等)、水工閘門、海洋采油平臺中，常用鋼桁架作為承重結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件。在大跨度公共建筑屋蓋結(jié)構(gòu)中較多采用的各種型式的鋼網(wǎng)架，則屬于空間鋼桁架。各種類型的塔架，如電視、輸電、鉆井、起重機用塔架和桅桿塔，常用三面、四面或多面平面桁架組成的空間鋼桁架?！　?鋼桁架與實腹梁相比是用稀疏的腹桿代替整體的腹板，并且桿件主要承受軸心力，從而常能節(jié)省鋼材和減輕結(jié)構(gòu)自重。這使鋼桁架特別適用于跨度或高度較大的結(jié)構(gòu)。此外，鋼桁架還便于按照不同的使用要求制成各種需要的外形。并且，由于腹桿鋼材用量比實腹梁的腹板有所減少，鋼桁架?？勺龀捎休^大高度，從而具有較大的剛度。但是，鋼桁架的桿第336頁件和節(jié)點較多，構(gòu)造較為復(fù)雜，制造較為費工。　　 鋼桁架中，梁式簡支桁架最為常用。因為這種桁架受力明確，桿件內(nèi)力不受支座沉陷和溫度變化的影響，構(gòu)造簡單，安裝方便；但用鋼量稍大。剛架式和多跨連續(xù)鋼桁架等能節(jié)省鋼材，但其內(nèi)力受支座沉陷和溫度變化的影響較敏感，制造和安裝精度要求較高，因此采用較少。在單層廠房鋼骨架中，屋蓋鋼桁架常與鋼柱組成單跨或多跨剛架，水平剛度較大，能更好適應(yīng)較大吊車或振動荷載的要求。連續(xù)鋼桁架常用于較大跨度的橋梁等結(jié)構(gòu)和有纖繩的桅桿塔結(jié)構(gòu)。在大跨度的公共建筑和橋梁中，也常采用拱式鋼桁架。在海洋平臺和某些房屋結(jié)構(gòu)中，也常采用懸臂式鋼桁架。各種塔架都屬于懸臂式結(jié)構(gòu)。　　 鋼桁架按桿件內(nèi)力、桿件截面和節(jié)點構(gòu)造特點可分為普通、重型和輕型鋼桁架。普通鋼桁架一般采用單腹式桿件，通常是兩個角鋼組成的T形截面，有時也用十形、槽形或管形等截面(圖8—2a)，在節(jié)點處用一塊節(jié)點板連接，構(gòu)造簡單，應(yīng)用最廣。重型鋼桁架的桿件受力較大，采用由鋼板或型鋼組成的H形或箱形截面(圖8—2b)，節(jié)點處用兩塊平行的節(jié)點板連接，它常用于跨度和荷載較大的鋼桁架，如橋梁和大跨度屋架等。輕型鋼桁架采用小角鋼及圓鋼(圖8—2c)，或采用冷彎薄壁型鋼(圖8—2d)，節(jié)點處可用節(jié)點板連接，也可將桿件直接相連，它主要用于跨度較小、屋面較輕的屋蓋結(jié)構(gòu)?！　?鋼桁架通常采用焊縫連接。支撐系統(tǒng)和可拆卸的結(jié)構(gòu)(輸電塔、起重機等)的安裝部分則常采用c級(粗制)或高強度螺栓連接。重型桁架各桿件間的工地連接通常采用高強度螺栓連接。鉚釘連接有時用于受較大動力荷載的重型鋼桁架，目前幾乎已全部被工廠的焊縫連接和工地的高強度螺栓連接所代替。　　 本章主要敘述普通平面鋼桁架的設(shè)計，適當(dāng)介紹輕型鋼桁架，著重結(jié)合鋼屋架進行說明，包括選型、支撐、計算和構(gòu)造等。其主要原理同樣適用于其它桁架?！　?二、鋼桁架的外形和高度　　　　 鋼桁架按外形可分為三角形、梯形、平行弦和多邊形的(圖8—1)。三角形和梯形鋼桁架常用于屋架結(jié)構(gòu)，其上弦坡度與屋面防水要求相適應(yīng)：需要較陡屋面坡度時(如瓦楞鐵、波形石棉瓦等屋面)采用三角形鋼桁架，上弦坡度一般為1／2—1／3，跨度一般在18—24m以下；需要較平緩屋面坡度時(如油氈卷材防水屋面的屋面坡度一般為1／10—1／12，長尺壓型鋼板屋面的屋面坡度一般為1／8～1／16)采用梯形鋼桁架，跨度一般為18—36m，應(yīng)用較廣。其它類型和用途的鋼桁架，以及傾斜放置的鋼屋架，則常做成構(gòu)造和制造較為簡第九章 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)　　 第一節(jié) 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成　　 鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房是工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)較多的建筑物。廠房結(jié)構(gòu)是由屋蓋(屋面板、檁條、天窗、屋架或梁、托架)、柱、吊車梁(包括制動梁或制動桁架)、墻架、各種支撐和基礎(chǔ)等構(gòu)件組合而成的空間剛性骨架(圖9—1)，承受作用在廠房結(jié)構(gòu)上的各種荷載，是整個建筑物的承重骨干。第399頁　　在單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中，通常由許多平行等間距放置的橫向平面框架(圖9—2)作為基本承重結(jié)構(gòu)。橫向平面框架由柱和橫梁組成。柱在基礎(chǔ)處通常做成固定端橫梁與柱的連接可以做成鉸接，但為了增加剛度和節(jié)約鋼材，通常做成剛接，則構(gòu)成橫向平面剛架。橫向平面框架基本上承受廠房結(jié)構(gòu)的全部豎向荷載和橫向水平荷載，包括全部建筑物重量(屋蓋、墻、結(jié)構(gòu)自重等)、屋面雪荷載和其它活荷載、吊車豎向荷載和橫向水平制動力、橫向風(fēng)荷載、橫向地震作用等(圖9—2)。橫梁通常是桁架式的(即屋架)，輕屋面和跨度較小時也可采用實腹式的?！　?在橫向平面框架間設(shè)置各種縱向構(gòu)件，如檁條或屋面板、吊車梁、墻架梁等(圖9—1)，以傳遞屋蓋、吊車和墻的各種豎向和水平荷載于橫向平面框架。對屋蓋結(jié)構(gòu)還需設(shè)置各種屋蓋支撐，已在第八章第三節(jié)敘述?！　?上述縱向構(gòu)件把各個橫向平面框架互相聯(lián)系，起系桿的作用。但是，為了把全部橫向平面框架從縱向連成具有整體性和剛性的幾何不可變體系，能夠把各種不同標(biāo)高處的縱向水平荷載最終傳到柱基礎(chǔ)，則還需設(shè)置柱間支撐：即對于每一排縱列柱，至少在其中兩根柱間設(shè)置十字交叉或其它桁架形式的柱間支撐(圖9—9—3)。同一縱列上的全部柱，其間的吊車梁、墻架梁等縱向構(gòu)件，以及柱間支撐等，共同組成廠房結(jié)構(gòu)的縱向平面框架(圖9—3)。各縱向平面框架對傳遞廠房縱向水平荷載起主要作用(吊車縱向水平制動力、縱向風(fēng)荷載、縱向地震作用等，見圖9—3)。　　 廠房中常設(shè)置橋式吊車，其豎向和水平荷載由吊車梁承受。吊車梁兩端支承于柱的變截面平臺或牛腿上(圖9—1)。在吊車梁上翼緣平面內(nèi)，通常沿水平方向設(shè)置制動梁或制動桁架，以便有效地將吊車的橫向水平制動力傳遞到相鄰的柱上?！　?墻架一般由墻架梁和墻架柱(亦稱抗風(fēng)柱)等組成，用以承受墻重和墻面風(fēng)荷載。當(dāng)墻為自承重磚墻時只承受墻面風(fēng)荷載，而全部墻重則傳到底部擱置在相鄰柱基礎(chǔ)的鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁上或?qū)ＴO(shè)的墻基礎(chǔ)上。對于縱向柱距較小的側(cè)墻，一般只設(shè)墻架梁(圖9—1)。對山墻和縱向柱距較大的側(cè)墻，則需加設(shè)墻架柱作為墻架梁的支承。墻架柱下端設(shè)基礎(chǔ)，