1.钢屋盖的结构组成

钢屋盖结构由屋面、屋架以及支撑三部分组成。钢屋盖结构可分为两类：一类为有檩屋盖（图7-41a），指的是在屋架上放置檩条，檩条上再铺设石棉瓦，瓦楞薄钢板、钢丝网水泥槽形板以及压型钢板等轻型屋面材料；而另一类则称无檩屋盖（图7-41b），指的是在屋架上直接放置钢筋混凝土大型屋面板，屋面荷载由大型屋面板直接传给屋架。

图7-41 屋盖结构组成

a）有檩屋盖 b）无檩屋盖

2.屋盖支撑的种类

屋盖支撑的种类有横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑与系杆四种。

1）横向水平支撑按照其位于屋架的上弦平面还是下弦平面，又可分为上弦横向水平支撑与下弦横向水平支撑两种。

2）纵向水平支撑设在屋架的上弦或下弦平面，设置在沿柱列的各屋架端部节间部位。

3）垂直支撑位于两屋架端部或跨间某处的竖向平面内。

4）按照系杆是否能抵抗轴心压力，将其分为刚性系杆与柔性系杆两种。一般刚性系杆的截面采用由双角钢组成的十字形截面，而柔性系杆截面则为单角钢的形式，在轻型屋架中柔性系杆也可以采用张紧的圆钢来构成。

3.设置屋盖支撑的必要性

平面屋架在其本身平面内，因弦杆与腹杆构成了几何不变铰接体系而具有较大的刚度，能够承受屋架平面内的各种荷载。但在与屋架平面垂直的方向（通称屋架平面外），不设支撑体系的平面屋架的刚度及稳定性很差，不能承受水平荷载。所以，为使屋架结构具有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统（图7-42），否则即使屋架设计得再好，屋盖结构的安全也得不到保证。

4.屋盖支撑的作用

1）保证结构的空间整体作用。仅由平面桁架、檩条和屋面材料组成的屋盖结构是一个不稳定的体系，简支在柱顶上的所有屋架有可能向一侧倾倒。若把某些屋架在适当部位用支撑连接起来，成为稳定的空间体系，而其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定的体系上，便可确保了整个屋盖结构的稳定，使其成为空间整体。

2）避免压杆侧向失稳，避免拉杆产生过大的振动。支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点（图7-42b），减小弦杆在屋架平面外的计算长度，确保受压弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦不会在某些动力作用之下（如吊车运行时）产生过大振动。

3）承受和传递纵向水平力。房屋两端的山墙挡风面积较大，其所承受的风压力或风吸力有一部分将会传递到屋面平面（也可传递到屋架下弦平面），而这一部分的风荷载必须由屋架上弦平面横向支撑（有时同时设置下弦平面横向支撑）承受。因此，这种支撑都设在房屋两端，就近承受风荷载并将它传递给柱或柱间支撑。

4）保证结构在安装和架设过程中的稳定性。屋盖的安装工作通常是从房屋温度缝区段的一端开始的，首先用支撑把两个相邻的屋架连接起来组成一个基本空间稳定体，在此基础之上即可按照顺序进行其他构件的安装工作。

图7-42 屋盖支撑作用示意图

a）无支撑屋盖 b）有支撑屋盖

5.屋盖支撑布置

（1）上弦横向水平支撑的布置 通常情况下，无论有檩屋盖还是无檩屋盖，均应在屋架上弦和天窗架上弦设置横向水平支撑。横向水平支撑一般应在房屋两端或纵向温度缝区段两端设置，如图7-43、图7-44所示。在山墙承重或设有纵向天窗但此天窗又未到温度缝区段尽端而退一个柱间断开时，为了与天窗支撑配合，可把屋架的横向水平支撑设置在第二柱间，但在第一柱间要设置刚性系杆以便支持端屋架和传递端墙风力，如图7-44b所示。两道上弦横向水平支撑间的距离不宜大于60m；当温度缝区段长度较大时，还应在温度缝区段中部设置支撑，以满足此要求。

当采用大型屋面板的无檩屋盖时，若大型屋面板与屋架的连接满足每块板有三点支撑处进行焊接等构造要求，则可以考虑大型屋面板起一定支撑作用。但因为施工条件的限制，焊接质量很难保证，所以通常只考虑大型屋面板起系杆作用。而在有檩屋盖中，上弦横向水平支撑的横杆可以用檩条代替。

当屋架间距大于12m时，还应加强上弦横向水平支撑，以确保屋盖的刚度。

（2）下弦横向水平支撑的布置 下弦横向水平支撑通常与上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系，其基本组成部分如图7-43、图7-44所示。(www.daowen.com)

当屋架间距小于12m时，还应在屋架下弦布置横向水平支撑，但当屋架跨度比较小（l＜18m），又无吊车或其他振动设备时，则可不设下弦横向水平支撑。

当屋架间距大于或等于12m时，因屋架下弦设置支撑不便，则可不必设置下弦横向水平支撑，但上弦支撑应当加强，并且应用隅撑或系杆对屋架下弦侧向加以支撑，如图7-43b所示。

图7-43 有檩屋盖的支撑布置

a）屋架间距为6m时 b）屋架间距为12m时

图7-44 无檩屋盖的支撑布置

a）屋架间距为6m无天窗架 b）天窗未到尽端

屋架间距大于或等于18m时，若仍采用上述方案，则檩条跨度过大，此时宜设置纵向次桁架，使主桁架（屋架）同次桁架组成纵横桁架体系，在次桁架间再设置檩条或设置横梁及檩条。次桁架同时还对屋架下弦平面外提供支撑。

（3）纵向水平支撑的布置 当房屋较高、跨度较大以及空间刚度要求较高时，要设支撑中间屋架的托架。为确保托架的侧向稳定，在设有重级或大吨位的中级工作制起重机、壁行起重机或有锻锤等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。纵向水平支撑与横向水平支撑形成封闭体系，将大大提高房屋的纵向刚度。单跨厂房通常沿两纵向柱列设置，多跨厂房则要根据具体实际情况，沿全部或部分纵向柱列设置。

屋架间距小于12m时，纵向水平支撑通常设置在屋架下弦平面内，如图7-44a所示。

当屋架间距大于或等于12m（或屋架为三角形屋架，以及端斜杆为下降式且主要支座设在上弦处的梯形屋架与人字形屋架）时，纵向水平支撑宜设置在上弦平面内如图7-44b所示。

（4）垂直支撑的布置 不管有无檩屋盖，通常都应设置垂直支撑。屋架的垂直支撑与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。对于三角形屋架的垂直支撑，当屋架跨度小于或等于18m时，可在跨度中央仅设置一道，如图7-45c所示；当跨度大于18m时，宜设置两道，也就是在跨度1/3左右处各设置一道，如图7-45d所示。

对于梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多边形屋架，必须在屋架端部布置垂直支撑，此外，还应按下列条件设置中部的垂直支撑：

1）当屋架跨度小于或等于30m时，可仅在屋架跨中设置一道垂直支撑，如图7-45a所示。

2）当跨度大于30m时，则应在跨度1/3左右的竖杆平面内各设置一道垂直支撑，如图7-45b所示。

3）当有天窗时，宜设置在天窗腿下面（图7-45b），若屋架端部有托架，就用托架来替代，不另设垂直支撑。

图7-45 垂直支撑的布置和形式

与天窗架上弦横向水平支撑相似，天窗架垂直支撑也应设置在天窗架端部，以及中部有横向水平支撑的柱间（图7-44b），并应在天窗两侧柱平面内设置（图7-45b），对于多竖杆及三点式天窗架，当其宽度大于12m时，在中央竖杆平面内还应增设一道垂直支撑。

（5）系杆的布置 为了支撑未连支撑的平面屋架与天窗架，确保它们的稳定及传递水平力，应在横向支撑或垂直支撑节点处沿厂房通长设置系杆，如图7-43、图7-44所示。

在屋架上弦平面内，对于无檩体系屋盖，系杆应在屋脊处和屋架端部处设置；对于有檩体系屋盖，系杆只在有纵向天窗下的屋脊处设置。

在屋架下弦平面内，当屋架间距为6m时，屋架端部处、下弦杆有折弯处、与柱刚接的屋架下弦端节间处受压应设置压杆，但是未设纵向水平支撑的节点处、跨度大于或等于18m的芬克式屋架的主斜杆与下弦相交的节点处等部位均应设置系杆。当屋架间距大于或等于12m时支撑杆件截面将大大增加，钢材耗量较多，比较合理的做法是把水平支撑全部在上弦平面内布置，并利用檩条作为支撑体系的压杆和系杆，而作为下弦侧向支撑的系杆可用支于檩条的隅撑替代。

系杆分为刚性系杆与柔性系杆两种，其中刚性系杆既能受拉也能受压，而柔性系杆则只能受拉。屋架主要支撑节点处的系杆以及屋架上弦屋脊节点处的系杆均宜用刚性系杆，当横向水平支撑在房屋温度缝区段端部第二柱间设置时，第一柱间的所有系杆（图7-44b）都为刚性系杆，而其他情况可用柔性系杆。