鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架按受力、截面形式、節(jié)點構(gòu)造分按受力、截面形式、節(jié)點構(gòu)造分重型桁架重型桁架普通桁架普通桁架輕型桁架輕型桁架薄壁型鋼桁架薄壁型鋼桁架第1頁/共33頁第2頁/共33頁三角形屋架第二節(jié)第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置桁架的外形、尺寸和腹桿布置第3頁/共33頁梯形屋架第二節(jié)第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置桁架的外形、尺寸和腹桿布置第4頁/共33頁平行弦及人字形屋架第二節(jié)第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置桁架的外形、尺寸和腹桿布置第5頁/共33頁第五章第五章 鋼桁架鋼桁架第6頁/共33頁第五章第五章 鋼桁架鋼桁架第7頁/共33頁第五章第五章 鋼桁架鋼桁架第8頁/共33頁

2、第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第9頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度下弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐上下對應(yīng)設(shè)置在廠房兩端或溫度區(qū)段兩端上下對應(yīng)設(shè)置在廠房兩端或溫度區(qū)段兩端第一柱間或第二柱間（有天窗）第一柱間或第二柱間（有天窗）兩道橫向水平支撐的距離不易大于兩道橫向水平支撐的距離不易大于60m下弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐：房屋高度、跨度較大或空間剛度要求較高時設(shè)置：房屋高度、跨度較大或空間剛度要求較高時設(shè)置 與橫向水平支撐形成封閉體系。與橫向水平支撐形成封閉體系。垂直支撐垂直支撐： 設(shè)置在縱向垂直平面內(nèi)設(shè)置在縱向垂

3、直平面內(nèi) 與橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間與橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間 是橫向水平支撐的支承結(jié)構(gòu)是橫向水平支撐的支承結(jié)構(gòu)第10頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度系桿系桿：未設(shè)置支撐的桁架：未設(shè)置支撐的桁架 在橫向水平支撐或垂直支撐節(jié)點處通長設(shè)置系桿在橫向水平支撐或垂直支撐節(jié)點處通長設(shè)置系桿柔性系桿柔性系桿：承受拉力：承受拉力剛性系桿剛性系桿：既承受拉力，又承受壓力：既承受拉力，又承受壓力（橫向水平支撐設(shè)置在第二柱間時，（橫向水平支撐設(shè)置在第二柱間時，第一柱間系桿為剛性系桿，傳遞山墻所承受的部分風(fēng)壓力）第一柱間系桿為剛性系桿，傳遞山墻所承受的部分風(fēng)壓力）第1

4、1頁/共33頁第12頁/共33頁第13頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度三、桿件計算長度三、桿件計算長度1、桁架平面內(nèi)計算長度、桁架平面內(nèi)計算長度 xlxlxl 節(jié)點不是真正鉸接節(jié)點不是真正鉸接 而具有一定的彈性嵌固作用而具有一定的彈性嵌固作用 節(jié)點上拉桿越多，嵌固作用越大節(jié)點上拉桿越多，嵌固作用越大第14頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度三、桿件計算長度三、桿件計算長度xlxla a、一般中間腹桿、一般中間腹桿上端與上弦相連：壓桿多，拉桿少，視為鉸接上端與上弦相連：壓桿多，拉桿少，視為鉸接 下端與下弦相連：拉

5、桿多，壓桿少，視為彈性固定下端與下弦相連：拉桿多，壓桿少，視為彈性固定xl取取xll=0.8第15頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度三、桿件計算長度三、桿件計算長度xlxlb、受壓弦桿（上弦桿）、支座豎桿、支座斜桿、受壓弦桿（上弦桿）、支座豎桿、支座斜桿xl取取xll=1.0上弦節(jié)點，支座節(jié)點處匯集壓桿多，上弦節(jié)點，支座節(jié)點處匯集壓桿多，并且受壓弦桿、支座豎桿、支座斜桿自身剛度也較大并且受壓弦桿、支座豎桿、支座斜桿自身剛度也較大c、受拉弦桿：、受拉弦桿： 所受的嵌固作用比受壓弦桿大，但為了簡化計算所受的嵌固作用比受壓弦桿大，但為了簡化計算取取xl=1.

6、0l第16頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度度三、桿件計算長度三、桿件計算長度2、桁架平面外計算長度、桁架平面外計算長度 xlyla. 弦桿弦桿yl側(cè)向支撐點的間距側(cè)向支撐點的間距 橫向水平支撐在交叉點與系桿無連接：橫向水平支撐在交叉點與系桿無連接： yl2 倍節(jié)間長度倍節(jié)間長度 橫向水平支撐在交叉點與系桿連接橫向水平支撐在交叉點與系桿連接 ：yl節(jié)間長度節(jié)間長度第17頁/共33頁第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度三、桿件計算長度三、桿件計算長度2、桁架平面外計算長度、桁架平面外計算長度 xlylyl1.0 l b. 腹桿腹

7、桿節(jié)點板在平面外的剛度很小，不能約束腹桿的轉(zhuǎn)動節(jié)點板在平面外的剛度很小，不能約束腹桿的轉(zhuǎn)動 c. 單角鋼和雙角鋼組成的十字形截面腹桿單角鋼和雙角鋼組成的十字形截面腹桿斜平面計算長度斜平面計算長度 ll9 . 0斜支座斜桿和支座豎桿仍取幾何長度支座斜桿和支座豎桿仍取幾何長度 第18頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計一、桁架的荷載一、桁架的荷載xl按荷載規(guī)范按荷載規(guī)范GB500092001規(guī)定查得規(guī)定查得 恒荷載：桁架自重（包括支撐），屋面材料自重恒荷載：桁架自重（包括支撐），屋面材料自重 可變荷載：風(fēng)荷載、雪荷載、屋面活荷載、可變荷載：風(fēng)荷載、雪荷載、屋面活荷載、 積灰荷載、懸

8、掛吊車荷載等積灰荷載、懸掛吊車荷載等 （人群荷載，不與雪荷載同時考慮，取兩者中較大值）（人群荷載，不與雪荷載同時考慮，取兩者中較大值） 第19頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計計一、桁架的荷載一、桁架的荷載xl荷載組合：荷載組合：1、全跨荷載：全跨永久荷載全跨可變荷載、全跨荷載：全跨永久荷載全跨可變荷載2、半跨荷載：全跨永久荷載半跨可變荷載、半跨荷載：全跨永久荷載半跨可變荷載（考慮部分斜腹桿在半跨荷載作用下會產(chǎn)生最大內(nèi)力或出現(xiàn)內(nèi)力變號）（考慮部分斜腹桿在半跨荷載作用下會產(chǎn)生最大內(nèi)力或出現(xiàn)內(nèi)力變號）3、全跨桁架、支撐、天窗架自重半跨檁條、屋面板自重、全跨桁架、支撐、天窗架自重半跨

9、檁條、屋面板自重 半跨屋面活荷載（或半跨雪荷載）半跨屋面活荷載（或半跨雪荷載） （考慮安裝時可能出現(xiàn)的荷載組合）（考慮安裝時可能出現(xiàn)的荷載組合）第20頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計xl二、內(nèi)力二、內(nèi)力按理想的桁架計算（假定節(jié)點為理想鉸，各桿軸線相交于節(jié)點中心）按理想的桁架計算（假定節(jié)點為理想鉸，各桿軸線相交于節(jié)點中心）荷載作用在節(jié)點上荷載作用在節(jié)點上：用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的結(jié)點法、截面法：用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的結(jié)點法、截面法弦桿節(jié)間荷載弦桿節(jié)間荷載：用等效結(jié)點法：用等效結(jié)點法（把節(jié)間荷載按杠桿原理等效分配到相鄰節(jié)點計算軸向力（把節(jié)間荷載按杠桿原理等效分配到相鄰節(jié)點計算軸向力再計算由節(jié)間荷

10、載引起的彎矩）再計算由節(jié)間荷載引起的彎矩）0M0M彎矩按多跨連續(xù)梁作近似計算：彎矩按多跨連續(xù)梁作近似計算：端節(jié)間正彎矩為端節(jié)間正彎矩為0.8節(jié)點上負(fù)彎矩和節(jié)點上負(fù)彎矩和其它節(jié)間正彎矩為其它節(jié)間正彎矩為0.6第21頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計xl三、桿件截面形式三、桿件截面形式原則：等穩(wěn)定條件；足夠的側(cè)向剛度；節(jié)點連接方便原則：等穩(wěn)定條件；足夠的側(cè)向剛度；節(jié)點連接方便 等肢角鋼相拼等肢角鋼相拼 短肢相拼短肢相拼 長肢相拼十字形截面長肢相拼十字形截面xyii5 . 135. 1xyii2 . 2xyii0 . 1xyii中部腹桿中部腹桿 llllyx0 . 18 . 0弦桿

11、弦桿 端部豎桿、斜桿端部豎桿、斜桿 xyll25. 1xyll2xyll 第22頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計xl四、截面選擇四、截面選擇原則：原則：1、在面積、在面積A相等情況下，優(yōu)先選用肢寬而薄的角鋼相等情況下，優(yōu)先選用肢寬而薄的角鋼 （增加截面回轉(zhuǎn)半徑）（增加截面回轉(zhuǎn)半徑）2、型鋼規(guī)格不宜過多、型鋼規(guī)格不宜過多3、受力很小或不受力桿件，按容許長細(xì)比、受力很小或不受力桿件，按容許長細(xì)比 或構(gòu)造要求決定截面尺寸或構(gòu)造要求決定截面尺寸第23頁/共33頁第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計四、截面選擇四、截面選擇桿件的填板桿件的填板作用：保證兩角鋼共同工作作用：保證兩角

12、鋼共同工作 1 1、壓桿在桁架平面外計算長度范圍內(nèi)，至少設(shè)置兩塊填板、壓桿在桁架平面外計算長度范圍內(nèi)，至少設(shè)置兩塊填板2 2、填板尺寸：寬度、填板尺寸：寬度404080mm, 80mm, 厚度與節(jié)點板等厚厚度與節(jié)點板等厚 3 3、填板間距：壓桿、填板間距：壓桿 140ils拉桿拉桿 180ils1i：單個角鋼對與填板平行的形心軸：單個角鋼對與填板平行的形心軸 1y1y的回轉(zhuǎn)半徑的回轉(zhuǎn)半徑第24頁/共33頁第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計定位（桿件的位置）定位（桿件的位置） 計算桿件與節(jié)點板的焊縫尺寸計算桿件與節(jié)點板的焊縫尺寸確定節(jié)點板形狀及尺寸確定節(jié)點板形狀及尺寸1y節(jié)點構(gòu)造要求節(jié)點構(gòu)

13、造要求1、（減小節(jié)點板尺寸）腹桿端部盡量靠近弦桿、（減小節(jié)點板尺寸）腹桿端部盡量靠近弦桿但保證一定間隙（避免焊縫密集，鋼材變脆）但保證一定間隙（避免焊縫密集，鋼材變脆） （動載）（靜載）mmmma402015第25頁/共33頁第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計1y2、桿件軸線：、桿件軸線： 以桿件的形心線為軸線，并在節(jié)點處相交于一點以桿件的形心線為軸線，并在節(jié)點處相交于一點 角鋼肢背到軸線距離角鋼肢背到軸線距離Z0取為取為5mm的倍數(shù)（為制造方便）的倍數(shù)（為制造方便）3、節(jié)點板、節(jié)點板節(jié)點板形狀：簡單規(guī)則，至少有兩邊平行（一般采用矩形、平行四邊形或梯形）節(jié)點板形狀：簡單規(guī)則，至少有兩邊平

14、行（一般采用矩形、平行四邊形或梯形） 節(jié)點板邊緣與桿件軸線夾角不應(yīng)小于節(jié)點板邊緣與桿件軸線夾角不應(yīng)小于1520中間節(jié)點板厚度：決定于腹桿最大內(nèi)力中間節(jié)點板厚度：決定于腹桿最大內(nèi)力支座節(jié)點板厚度：中間節(jié)點板厚度支座節(jié)點板厚度：中間節(jié)點板厚度+2mm節(jié)點板平面尺寸：根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿與節(jié)點板的連接焊縫長度決定節(jié)點板平面尺寸：根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿與節(jié)點板的連接焊縫長度決定第26頁/共33頁1、腹桿與節(jié)點板的焊縫計算、腹桿與節(jié)點板的焊縫計算（先計算腹桿內(nèi)力）（先計算腹桿內(nèi)力）單個角鋼肢背單個角鋼肢背 wffwfhNkl1117 . 02肢尖肢尖 wffwfhNkl2227 . 022、弦桿與節(jié)點板的焊縫計算、弦桿與節(jié)點板的焊縫計算2121NNNNNwffwfhNkl1117 . 02wffwfhNkl2227 . 02第27頁/共33頁第28頁/共33頁1 1、節(jié)點板伸出弦桿、節(jié)點板伸出弦桿弦桿與節(jié)點板的焊縫承受集中荷載弦桿與節(jié)點板的焊縫承受集中荷載P P和弦桿內(nèi)力差和弦桿內(nèi)力差NN11117 . 02wfNlhNk22227 . 02wfNlhNkP由四條焊縫共同承擔(dān)：由四條焊縫共同承擔(dān)： 22117 . 02wfwfPlhlhPwfNfPf22內(nèi)力差內(nèi)力差N第29頁/共33頁N2、節(jié)點板縮進弦桿表面、節(jié)點板縮進弦桿表面角鋼背：角