本文聚焦鋼結(jié)構(gòu)普通鋼屋架設(shè)計中的支撐布置，闡述了支撐布置對保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵作用，介紹常見支撐類型如上下弦水平支撐、垂直支撐和系桿等，分析支撐布置原則，包括依據(jù)屋架形式、跨度、荷載等因素合理確定位置與間距，探討不同布置方式對結(jié)構(gòu)受力性能的影響，通過實(shí)例說明優(yōu)化布置可提升屋架承載能力、減少變形。

普通鋼屋架的基本組成

普通鋼屋架通常由以下幾個部分組成：

1. 上弦桿：承受壓力，通常采用角鋼或H型鋼。
2. 下弦桿：承受拉力，多采用角鋼或槽鋼。
3. 腹桿：包括斜腹桿和豎腹桿，用于傳遞剪力并維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
4. 節(jié)點(diǎn)板：連接各桿件，確保力的有效傳遞。
5. 支撐系統(tǒng)：包括水平支撐、垂直支撐和系桿等，用于增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。

鋼屋架的跨度一般在12~36m之間，適用于單層工業(yè)廠房、倉庫等建筑，其設(shè)計需綜合考慮荷載、跨度、材料、連接方式及支撐布置等因素。

支撐系統(tǒng)的作用

支撐系統(tǒng)在鋼屋架設(shè)計中至關(guān)重要,其主要作用包括：

（1）提高整體穩(wěn)定性

鋼屋架在豎向荷載作用下可能發(fā)生側(cè)向失穩(wěn),尤其是上弦桿受壓時容易發(fā)生屈曲，合理的支撐布置可以限制桿件的側(cè)向位移，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

（2）傳遞水平荷載

風(fēng)荷載、地震作用等水平力需要通過支撐系統(tǒng)傳遞至基礎(chǔ)，水平支撐和垂直支撐共同作用，確保結(jié)構(gòu)在水平荷載下的安全性。

（3）減少計算長度

支撐可以減小受壓桿件的計算長度,提高其臨界屈曲荷載，上弦桿在無支撐時的計算長度較大，而通過設(shè)置系桿或支撐可有效降低其長細(xì)比。

（4）保證施工安全

在鋼屋架安裝過程中,支撐系統(tǒng)可提供臨時穩(wěn)定性，防止構(gòu)件在吊裝過程中發(fā)生變形或倒塌。

支撐布置的基本原則

合理的支撐布置應(yīng)遵循以下原則：

（1）水平支撐的布置

水平支撐通常布置在屋架的上弦平面和下弦平面,形成穩(wěn)定的桁架體系。

• 上弦水平支撐：一般沿屋架跨度方向設(shè)置，間距不宜超過6m，以增強(qiáng)屋蓋的整體剛度。
• 下弦水平支撐：主要用于傳遞水平力，通常布置在端部或跨中，與垂直支撐形成閉合體系。

（2）垂直支撐的布置

垂直支撐通常布置在屋架的端部和跨中,用于傳遞豎向荷載并增強(qiáng)側(cè)向剛度。

• 端部垂直支撐：設(shè)置在屋架兩端，防止側(cè)向位移。
• 跨中垂直支撐：在跨度較大時（如超過24m），需在跨中增設(shè)垂直支撐，以提高穩(wěn)定性。

（3）系桿的設(shè)置

系桿主要用于連接各榀屋架,增強(qiáng)整體性。

• 剛性系桿：通常采用鋼管或H型鋼，用于承受拉力和壓力。
• 柔性系桿：如圓鋼或角鋼，主要用于傳遞拉力。

（4）支撐的對稱性

支撐布置應(yīng)盡量對稱,避免因剛度不均勻?qū)е陆Y(jié)構(gòu)受力不平衡。

常見支撐布置方案

根據(jù)建筑功能和荷載特點(diǎn),鋼屋架的支撐布置可采用以下幾種方案：

（1）單層工業(yè)廠房的支撐布置

• 上弦水平支撐：沿屋架跨度方向每隔4~6m設(shè)置一道。
• 下弦水平支撐：在端部和跨中設(shè)置，形成閉合體系。
• 垂直支撐：在端部和跨中設(shè)置，間距不超過12m。

（2）大跨度屋架的支撐布置

• 桁架式支撐：適用于跨度超過30m的屋架，采用交叉支撐或K形支撐增強(qiáng)剛度。
• 空間桁架支撐：適用于體育館、展覽館等大空間建筑，采用三維支撐體系提高穩(wěn)定性。

（3）輕型鋼屋架的支撐布置

• 圓鋼支撐：適用于輕型鋼結(jié)構(gòu)，采用張緊的圓鋼作為柔性支撐。
• 角鋼支撐：用于剛性支撐，增強(qiáng)局部穩(wěn)定性。

支撐設(shè)計中的常見問題及對策

（1）支撐剛度不足

• 問題：支撐截面過小，無法有效限制桿件位移。
• 對策：增加支撐截面尺寸或采用剛度更大的材料（如H型鋼）。

（2）支撐布置不合理

• 問題：支撐間距過大，導(dǎo)致局部失穩(wěn)。
• 對策：按照規(guī)范要求調(diào)整支撐間距，確保計算長度滿足穩(wěn)定性要求。

（3）節(jié)點(diǎn)連接不可靠

• 問題：支撐與屋架的連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不足，易發(fā)生破壞。
• 對策：采用高強(qiáng)度螺栓或焊接連接，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算。

（4）施工誤差影響支撐效果

• 問題：支撐安裝偏差導(dǎo)致受力不均。
• 對策：嚴(yán)格控制施工精度，確保支撐位置準(zhǔn)確。

支撐布置是普通鋼屋架設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),合理的支撐系統(tǒng)能有效提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、剛度和安全性，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑功能、荷載特點(diǎn)及規(guī)范要求，選擇合適的支撐形式，并確保節(jié)點(diǎn)連接的可靠性，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制支撐的安裝質(zhì)量，避免因施工誤差影響結(jié)構(gòu)性能，隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化設(shè)計和新型支撐材料的應(yīng)用將進(jìn)一步優(yōu)化鋼屋架的設(shè)計與施工。

（全文完）