特點(diǎn)：無檁體系屋蓋屋面構(gòu)件的種類和數(shù)量少，構(gòu)造簡單，安裝方便，施工速度快，且屋蓋剛度大、整體性能好；但屋面自重大，常需增大屋架桿件和下部結(jié)構(gòu)的截面，對抗震不利。2.有檁體系屋蓋

特點(diǎn):有檁體系屋蓋重量輕、用料省、運(yùn)輸安裝方便，但構(gòu)件數(shù)量多、構(gòu)造復(fù)雜、吊裝次數(shù)多、屋蓋整體剛度差。

1.無檁體系屋蓋

無檁體系屋蓋10.4.1.2、鋼屋架的形式及主要尺寸1.鋼屋架的形式

無檁體系屋蓋有檁體系屋蓋有檁體系屋蓋有檁體系屋蓋

普通鋼屋架按其外形可分為：三角形梯形平行弦平行弦確定屋架外形的原則：●確定屋架外形應(yīng)符合適用、受力合理、經(jīng)濟(jì)和施工方便等原則。●從受力角度出發(fā)，屋架外形應(yīng)盡量與彎矩圖相近，以使弦桿受力均勻。●從施工角度出發(fā)，屋架桿件的數(shù)量和品種規(guī)格應(yīng)盡可能少，在用鋼量增加不多的原則下，力求尺寸統(tǒng)一，構(gòu)造簡單，以便制造。腹桿與弦桿軸線間的夾角一般在30°~60°之間，最好在45°左右，以使節(jié)點(diǎn)緊湊。屋架上弦的坡度須適合屋面的排水要求。10.4.1.3支撐布置圖10-94屋蓋結(jié)構(gòu)簡圖2.鋼屋架的主要尺寸鋼屋架的主要尺寸包括屋架的跨度、跨中高度及梯形屋架的端部高度。1）跨度屋架的標(biāo)志跨度是指柱網(wǎng)軸線的橫向間距。屋架的計算跨度l0則是指屋架兩端支座反力之間的距離。當(dāng)屋架簡支于鋼筋混凝土柱或磚柱上，且柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合時，一般取l0=l-（300~400）mm（圖10-93a），l0表示屋架的標(biāo)志跨度；當(dāng)屋架支承于鋼筋混凝土柱上，而柱網(wǎng)采用非封閉結(jié)合時，計算跨度l0=l（圖10-93b）；當(dāng)屋架與鋼柱剛接時，其計算跨度取鋼柱內(nèi)側(cè)面之間的間距（圖10-93c）。圖10-93屋架的計算跨度（單位：mm）2)高度常用屋架高度為：三角形屋架一般取h=(1/4~1/6)l。梯形屋架當(dāng)上弦坡度為1/8~1/12時，跨中高度取h=(1/6~1/10)l，跨度大（或屋面荷載小）時取小值，跨度小（或屋面荷載大）時取大值。梯形屋架的端部高度，當(dāng)屋架與柱鉸接時取1.6~2.2m，剛接時取1.8~2.4m，端彎矩大時取大值，端彎矩小時取小值。10.4.1.3支撐布置支撐布置的必要性：●鋼屋蓋和柱組成的結(jié)構(gòu)體系是一平面排架結(jié)構(gòu)，縱向剛度很差，在荷載作用下，存在著所有屋架同向傾覆的危險。●由于檁條和屋面板均不能作為上弦桿的側(cè)向支承點(diǎn)，故上弦桿在受壓時，極易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)象，如圖中虛線所示，其承載力極低。

支撐布置的目的：保證整個屋蓋的空間幾何不變性，從而阻止屋架上、下弦側(cè)移，大大減小其自由長度，提高屋架弦桿的承載力。同時，可保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定和方便。

支撐布置方式：在屋蓋兩端或中部適當(dāng)位置的相鄰兩榀屋架之間，設(shè)置一定數(shù)量的支撐，沿屋蓋縱向全長設(shè)置一定數(shù)量的縱向桿件（系桿），將屋架連成一空間結(jié)構(gòu)體系，形成屋架與支撐桁架組成的空間穩(wěn)定體系。支撐系統(tǒng)的組成：(a)無檁屋蓋支撐布置(b)有檁屋蓋支撐布置圖10-95屋蓋支撐布置圖支撐支撐支撐10.4.2.1角鋼屋架節(jié)點(diǎn)的基本要求（1）角鋼屋架各匯交的桿件一般焊接于節(jié)點(diǎn)板上，組成屋架節(jié)點(diǎn)。桿件截面重心軸線匯交于節(jié)點(diǎn)中心，截面重心線按所選用的角鋼規(guī)格確定，并取5mm的倍數(shù)。（2）除支座節(jié)點(diǎn)外，屋架其余節(jié)點(diǎn)宜采用同一厚度的節(jié)點(diǎn)板，支座節(jié)點(diǎn)板宜比其他節(jié)點(diǎn)板厚2mm。

10.4.2鋼屋架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

（3）節(jié)點(diǎn)板●節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)簡單，如矩形、梯形等，以制作簡便及切割鋼板時能充分利用材料為原則?！窆?jié)點(diǎn)板的平面尺寸（長度、寬度），宜為5mm的倍數(shù)，可根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長度作出大樣圖來確定，在滿足傳力要求的焊縫布置的前提下，節(jié)點(diǎn)板尺寸應(yīng)盡量緊湊。

●在焊接屋架節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿、腹桿與腹桿邊緣之間的間隙a不小于20mm，相鄰角焊縫焊趾間距應(yīng)不小于5mm；屋架弦桿節(jié)點(diǎn)板一般伸出弦桿10~15mm。

有時為了支承屋面結(jié)構(gòu)，屋架上弦節(jié)點(diǎn)板（厚度為t）一般從弦桿縮進(jìn)5~10mm，且不宜小于（t/2+2）mm。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

（4）角鋼端部的切斷面一般應(yīng)與其軸線垂直。

當(dāng)桿件較大，為使節(jié)點(diǎn)緊湊，斜切時，應(yīng)切去肢尖。角鋼端部的錯誤做法

（5）單斜桿與弦桿的連接應(yīng)使之不出現(xiàn)連接的偏心彎矩。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15°。單斜桿與弦桿連接的錯誤做法

（6）支承大型屋面板的上弦桿，當(dāng)屋面節(jié)點(diǎn)荷載較大而角鋼肢厚較薄時，應(yīng)對角鋼的水平肢予以加強(qiáng)。

圖10-99上弦角鋼的加強(qiáng)無集中荷載作用的下弦中間節(jié)點(diǎn)，弦桿無彎折時的連接構(gòu)造10.4.2.2節(jié)點(diǎn)構(gòu)造1.下弦中間節(jié)點(diǎn)

2.上弦中間節(jié)點(diǎn)

●節(jié)點(diǎn)板不伸出的方案：此時節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼肢背，采用橫焊縫焊接，節(jié)點(diǎn)板與上弦之間由槽焊縫和角焊縫傳力。節(jié)點(diǎn)板的縮進(jìn)深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1為節(jié)點(diǎn)板的厚度。（a）圖10-101上弦中間節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造

●節(jié)點(diǎn)板部分或全部伸出的方案：當(dāng)節(jié)點(diǎn)板伸出不妨礙屋面構(gòu)件的安放時，可采用該方案。

（a）（c）圖10-101上弦中間節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造3.弦桿拼接節(jié)點(diǎn)當(dāng)角鋼長度不足、弦桿截面有改變或屋架分單元運(yùn)輸時，弦桿常需要拼接。前兩者為工廠拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)范圍之外；后者為工地拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)處。1）工廠拼接●雙角鋼桿件采用拼接角鋼拼接，拼接角鋼宜采用與弦桿相同的規(guī)格，并切去豎肢及角鋼背直角邊棱。切肢Δ=t+hf+5mm以便施焊，其中t為拼接角鋼肢厚，hf為角焊縫焊腳尺寸，5mm為余量以避開肢尖圓角。

●單角鋼桿件宜采用拼接鋼板拼接，拼接鋼板的截面面積不得小于角鋼的截面面積。2)工地拼接

●屋架的工地拼接節(jié)點(diǎn)，通常不利用節(jié)點(diǎn)板作為拼接材料，而以拼接角鋼傳遞弦桿內(nèi)力。

●下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)拼接角鋼長度l=2lw′+b，一般取b=（10~20）mm。圖10-103下弦拼接節(jié)點(diǎn)

屋脊拼接節(jié)點(diǎn)的拼接角鋼一般采用熱彎形成，當(dāng)屋面較陡需要彎折較大且角鋼肢寬不易彎折時，可將豎肢開口（鉆孔、焰割）彎折后對焊。●屋脊拼接節(jié)點(diǎn)

拼接角鋼長度l=2lw′+b，一般取b=（10~20）mm，當(dāng)截面垂直上弦切割時所需間隙稍大，常取b=50mm左右。圖10-104上弦拼接節(jié)點(diǎn)4.屋架支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)可做成鉸接或剛接。1）屋架鉸接支座節(jié)點(diǎn)支承于混凝土柱或砌體柱的屋架，其支座節(jié)點(diǎn)常設(shè)計為鉸接（圖10-105）。為便于施焊，下弦角鋼背與底板間的距離e一般應(yīng)不小于下弦伸出肢的寬度，且不小于130mm；梯形屋架端豎桿角鋼肢朝外時，角鋼邊緣與加勁板中線距離不宜小于50mm。（a）三角形屋架支座節(jié)點(diǎn)；（b）梯形屋架支座節(jié)點(diǎn)1－上弦；2－下弦；3－節(jié)點(diǎn)板；4－加勁肋；5－底板；6－墊板圖10-105屋架鉸接支座節(jié)點(diǎn)2）屋架剛接支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計成剛性連接時，節(jié)點(diǎn)不僅承受屋架的豎向支座反力，還要承受屋架作為框架橫梁的支座彎矩和水平力。為使支座節(jié)點(diǎn)板不致過大，屋架弦桿和斜腹桿的軸線一般匯交于柱的內(nèi)邊緣。（1）采用安裝焊縫加支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)（圖10-106）

（2）采用普通C級螺栓加承力支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)(圖10-107)

圖10-106采用安裝焊縫的剛接支座節(jié)點(diǎn)圖10-107采用普通螺栓加承力支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)3)柱頂設(shè)置切口臺階的上承式屋架剛性支座節(jié)點(diǎn)(圖10-108)

該種支承形式適用于柱截面高度較大的場合。圖10-108上承式屋架剛接節(jié)點(diǎn)

（4）屋架支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)可做成鉸接或剛接。

1）屋架鉸接支座節(jié)點(diǎn)●支承于混凝土柱或砌體柱的屋架，其支座節(jié)點(diǎn)常設(shè)計為鉸接。

屋架鉸接支座節(jié)點(diǎn)●屋架支座節(jié)點(diǎn)處各桿件匯交于一點(diǎn)，為保證底板的剛度、力的傳遞以及節(jié)點(diǎn)板平面外剛度的需要，支座節(jié)點(diǎn)處應(yīng)對稱放置加勁板，加勁板的厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度，加勁板厚度的中線應(yīng)與各桿件合力線重合?！駷楸阌谑┖?，下弦角鋼背與底板間的距離e一般應(yīng)不小于下弦伸出肢的寬度，且不小于130mm；梯形屋架端豎桿角鋼肢朝外時，角鋼邊緣與加勁板中線距離不宜小于50mm。

2）屋架剛接支座節(jié)點(diǎn)①采用安裝焊縫加支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)上升式支座斜腹桿下降式支座斜腹桿

安裝時屋架端節(jié)點(diǎn)板與焊在柱翼緣上的豎直角鋼相靠，在節(jié)點(diǎn)板另一側(cè)加豎直肋板，屋架就位后再焊三條豎焊縫，豎直角鋼下的短角鋼為安裝支托。上弦節(jié)點(diǎn)一般另加蓋板連接，連接蓋板的厚度一般為8~14mm，連接角焊縫的焊腳尺寸為6~10mm。

②采用普通C級螺栓加承力支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)

在屋架下弦支承節(jié)點(diǎn)處，與柱相連所用的普通螺栓一般成對配置，且不宜小于6M20。焊于柱上的承力支托一般采用厚度為30~40mm鋼板制成，其寬度取屋架支承連接板寬度加50~60mm，高度不應(yīng)小于140mm。當(dāng)支座豎向反力較小時，可采用不小于L140×90×14的角鋼并切去部分水平肢作成。

3)柱頂設(shè)置切口臺階的上承式屋架剛性支座節(jié)點(diǎn)適用于柱截面高度較大的場合。10.4.3輕鋼屋蓋10.4.3.1檁條檁條宜優(yōu)先采用實(shí)腹式構(gòu)件，也可采用空腹式或格構(gòu)式構(gòu)件。1.實(shí)腹式檁條實(shí)腹式檁條包括普通型鋼和冷彎薄壁型鋼兩種，如圖10-109所示。（a）(b)(c)(d)(e)(f)圖10-109實(shí)腹式檁條2.空腹式檁條空腹式檁條（圖10-110）由角鋼的上、下弦和綴板焊接組成，其主要特點(diǎn)是用鋼量少，能合理利用小角鋼和薄鋼板，因綴板間距較密，拼裝和焊接工作量較大。3.桁架式檁條當(dāng)跨度及荷載較大采用實(shí)腹式檁條不經(jīng)濟(jì)時，可采用桁架式檁條。其跨度通常為6~12m，一般分為平面桁架式和空間桁架式。圖10-110空腹式檁條10.4.3.2屋架輕型鋼屋架與普通鋼屋架在本質(zhì)上并無多大區(qū)別，只是輕型鋼屋架的桿件截面尺寸較小，連接構(gòu)造和使用條件稍有不同。（1）三角形屋架三角形屋架（圖10-111）通常用于屋面坡度較陡的有檁體系屋蓋，屋面材料為波形石棉瓦、瓦楞鐵或短尺壓型鋼板，屋面坡度為1/3~1/2.5。圖10-111三角形屋架外形2.三鉸拱屋架和梭形屋架三鉸拱屋架（圖10-112）和梭形屋架（圖10-113）都屬于采用圓鋼或小角鋼（小于L45×4或L56×76×4）的輕型鋼屋架。主要用于跨度l≤18m，具有起重量Q≤5t輕、中級工作制橋式吊車，且無高溫、高濕和強(qiáng)烈侵蝕性環(huán)境的房屋，以及中小型倉庫，農(nóng)業(yè)用溫室，商業(yè)售貨棚等的屋蓋。(a)(b)圖10-112三鉸拱屋架圖10-113梭形屋架（3）平坡梯形屋架平坡梯形屋架（圖10-114）是隨著壓型鋼板和太空輕質(zhì)屋面板的開發(fā)和應(yīng)用而形成的，屋面系統(tǒng)空間剛度大，受力合理，施工方便。屋架跨度一般為15~30m，柱距6~12m，通常以鉸接支承于混凝土柱頂。圖10-114輕型梯形鋼屋架10.4.3.3天窗架（1）三鉸拱式三鉸拱式天窗架（圖10-115a、b）由兩個三角桁架組成，天窗架只有兩點(diǎn)與屋架鉸接，制作簡單，便于運(yùn)