【土木建筑】第七章 鋼桁架與門架

1、一、桁架的特點(diǎn)和應(yīng)用一、桁架的特點(diǎn)和應(yīng)用 桁架是指由直桿在桿端相互連接而組成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架中的桿件大多只承受軸向力，材料性能發(fā)揮較好，特別適用于跨度或高度較大的結(jié)構(gòu)。 桁架主要用于空間桁架（網(wǎng)架和塔架）、平面桁架（屋架、吊車桁架、水工結(jié)構(gòu)中的鋼棧橋、鋼桁架引橋、鋼閘門中的桁架等）。 本章主要介紹平面簡(jiǎn)支桁架的設(shè)計(jì)。本章主要介紹平面簡(jiǎn)支桁架的設(shè)計(jì)。 二、平面桁架的外形和腹桿體系二、平面桁架的外形和腹桿體系 影響桁架外形選擇的因素：1.滿足使用要求；2.受力合理 ；3.便于制做和安裝 ；4.綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好。 桁架應(yīng)具有適當(dāng)?shù)闹胁扛叨萮和端部高度h0（三角形桁架端部高度為零）。h

2、取決于運(yùn)輸界限（鐵路運(yùn)輸為3.85m）和建筑高度要求的最大限值hmax、剛度要求的最小限值hmin、以及使弦桿和腹桿總用鋼量最少的經(jīng)濟(jì)高度hec。簡(jiǎn)支梯形和平行弦桁架，通常h=（1/6 1/10）l ,簡(jiǎn)支梯形鋼桁架對(duì)端部高度h0無(wú)特殊要求。當(dāng)梯形鋼桁架與柱剛接時(shí)，桁架端部有負(fù)彎矩，要求h0具有一定高度。鋼屋架中常用h0=（1.82.2）m。 1.定義 門式剛架是由梁、柱單元構(gòu)件組成的單跨或多跨剛架，具有輕型屋蓋和輕型外墻，可以設(shè)置起重量不大于300kn（30噸）的中、輕級(jí)工作制橋式吊車或30kn（3噸）懸掛式起重機(jī)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)。4按截面形式分 有等截面和變截面。設(shè)有橋式吊車時(shí)，柱宜采用等

3、截面構(gòu)件。5橫梁與柱為剛接，柱腳多采用鉸支。當(dāng)用于廠房且有吊車時(shí)，或水平荷載較大，檐口標(biāo)高較高或剛度要求較高時(shí)，宜將柱腳設(shè)計(jì)為剛接。 如圖7-4（b）所示，桁架支撐一般包括下列幾種：1.上弦橫向水平支撐 位于相鄰兩榀桁架上弦桿之間的橫向水（斜）平面內(nèi)。沿廠房的縱向，上弦橫向水平支撐應(yīng)設(shè)置在房屋的兩端，或當(dāng)有溫度縫時(shí)設(shè)置在溫度縫區(qū)段的兩端。一般設(shè)在第一個(gè)柱間（圖7-4b）或設(shè)在第二個(gè)柱間。橫向水平支撐的間距l(xiāng)0不宜超過60m。 當(dāng)溫度區(qū)段長(zhǎng)度lt超過60m時(shí)，還應(yīng)在溫度區(qū)段中部布置一道或幾道橫向水平支撐。2. 下弦橫向水平支撐 布置原則布置原則：一般情況均應(yīng)設(shè)置下弦橫向水平支撐。只有當(dāng)桁架跨度比

4、較小（l18m），且沒有懸掛式吊車，或雖有懸掛吊車但起重噸位不大，廠房?jī)?nèi)也無(wú)較大的振動(dòng)設(shè)備時(shí)，可不設(shè)下弦橫向水平支撐。 布置位置布置位置：與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間，以形成空間穩(wěn)定體。3. 縱向水平支撐 布置位置：在屋架下弦（三角形屋架可在下弦或上弦）端節(jié)端節(jié)間間沿廠房縱向水平面內(nèi)布置。 布置原則：當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有托架，或有較大噸位的重級(jí)、中級(jí)工作制的橋式吊車，或有壁行吊車，或有鍛錘等大型振動(dòng)設(shè)備，以及房屋較高、跨度較大，空間剛度要求較高時(shí)，均應(yīng)布置縱向水平支撐。4.垂直支撐： 所有廠房中均應(yīng)設(shè)置垂直支撐。 布置位置布置位置： 梯形屋架在跨度l30m、三角形屋架在跨度l24m時(shí)，僅在屋架跨度

5、中央設(shè)置一道垂直支撐，當(dāng)屋架跨度大于上述數(shù)值時(shí)，宜在跨度1/3附近或天窗架側(cè)柱處設(shè)置兩道。 對(duì)于梯形屋架，在屋架兩端還應(yīng)各設(shè)置一道垂直支撐。 沿廠房縱向，屋架的垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同沿廠房縱向，屋架的垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同一柱間。一柱間。5.系桿：系桿的作用系桿的作用：對(duì)于不設(shè)橫向支撐的其它屋架，屋架上、下弦的側(cè)向穩(wěn)定性則由與橫向支撐節(jié)點(diǎn)相連的系桿來(lái)保證。系桿的類型系桿的類型：能承受壓力和拉力的系桿稱為剛性系桿剛性系桿；只能承受拉力的系桿叫柔性系桿柔性系桿。其長(zhǎng)細(xì)比分別按壓桿和拉桿控制。布置原則布置原則： 在垂直支撐的平面內(nèi)一般應(yīng)設(shè)置上、下弦系桿；屋脊節(jié)點(diǎn)及主要

6、節(jié)點(diǎn)處需設(shè)置剛性系桿，天窗側(cè)柱處及下弦跨中附近設(shè)置柔性系桿；當(dāng)屋架橫向支撐設(shè)在廠房端部第二柱間時(shí)，則第一柱間的所有系桿均布置為剛性系桿。 2.內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算：有交叉斜腹桿的支撐桁架是超靜定體系，但因受力較小，一般可按下述簡(jiǎn)化方法計(jì)算：即只考慮即只考慮受拉腹桿按柔性方案參與工作受拉腹桿按柔性方案參與工作。如圖7-5中用虛線表示的一組斜腹桿因收壓而退出工作，此時(shí)桁架按單斜桿靜定體系計(jì)算；當(dāng)荷載反向作用時(shí)，則認(rèn)為另一組斜腹桿退出工作。二、門式剛架支撐設(shè)計(jì)門式剛架支撐設(shè)計(jì) （一）門式剛架支撐的作用一）門式剛架支撐的作用1.門式剛架支撐的作用和類型門式剛架支撐的作用和類型： 支撐的作用支撐的作用： 通

7、過在門式剛架之間設(shè)置支撐，使其與各個(gè)平行的剛架連成一體，形成一個(gè)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的空間整體結(jié)構(gòu)，從而保證門式剛架結(jié)構(gòu)在廠房縱向的幾何不變性及梁柱構(gòu)件在剛架平面外的穩(wěn)定性。支撐的類型：支撐的類型：如圖7-6所示；門式剛架的支撐主要有：屋面橫向水平支撐及系桿、柱間支撐、水平系桿、隅撐等。 屋面橫向水平支撐屋面橫向水平支撐：系設(shè)置在框架梁的上翼緣平面，由框架梁的上翼緣作為弦桿，檁條和交叉斜桿作為腹桿而組成的水平桁架。對(duì)于未設(shè)置橫向水平支撐的框架梁則通過系桿（或檁條）與之相連，從而使屋蓋形成一個(gè)整體。 柱間支撐柱間支撐： 設(shè)置在縱向柱列軸線位置，并且應(yīng)與屋面橫向水平支撐布置在同一開間。 隅撐

8、：隅撐： 為了提高框架梁、柱的整體穩(wěn)定性，應(yīng)在下列梁、柱的受壓翼緣區(qū)域布置隅撐：（1）框架梁下翼緣受壓區(qū)段內(nèi)的每根檁條處；（2）框架柱中靠近柱上端內(nèi)翼緣壓應(yīng)力較大的區(qū)段。隅撐也加強(qiáng)了檁條的豎向剛度，有利于提高檁條的承載力；隅隅撐對(duì)加強(qiáng)門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu)撐對(duì)加強(qiáng)門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu) 的空間剛度非常有利。的空間剛度非常有利。（二） 支撐結(jié)構(gòu)的布置和計(jì)算 1. 屋面橫向水平支撐和系桿 布置原則：布置原則： 橫向水平支撐一般布置在廠房（或溫度區(qū)段）兩端第一或第二開間，并且每隔30 40m再布置一道，最大間距不應(yīng)大于60m（圖7-8）。 在橫向水平支撐的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)系桿，其中屋脊和檐口處系桿及當(dāng)橫向支

9、撐布置在房屋兩端第二開間時(shí)的第一開間系桿均為剛性系桿，其它為柔性系桿。 內(nèi)力計(jì)算：內(nèi)力計(jì)算：屋面橫向水平支撐的計(jì)算，應(yīng)考慮由廠房?jī)啥丝癸L(fēng)柱所傳遞的縱向風(fēng)荷載及因阻止框架梁側(cè)向失穩(wěn)而起支撐作用所應(yīng)承受的內(nèi)力。 橫向水平支撐中的交叉斜桿可按拉桿設(shè)計(jì)，其豎腹桿應(yīng)按壓桿設(shè)計(jì)。 2.柱間支撐和水平系桿柱間支撐和水平系桿 布置原則：布置原則： 柱間支撐通常沿縱向柱列每隔3040m布置一道，最大間距不應(yīng)大于60m，當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置（如圖7-9所示）。在柱間支撐的節(jié)點(diǎn)處，沿縱向柱列應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)的剛性水平系桿。 內(nèi)力計(jì)算：內(nèi)力計(jì)算： 柱間支撐內(nèi)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮屋面橫向水平支撐傳來(lái)的縱向風(fēng)荷載及

10、為了減小柱的側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度而起支撐作用所應(yīng)承受的力。 當(dāng)廠房設(shè)有吊車時(shí)，還應(yīng)計(jì)入吊車的縱向制動(dòng)力。 柱間支撐的計(jì)算簡(jiǎn)圖可按支撐于柱腳基礎(chǔ)上的懸臂桁架計(jì)算柱間支撐的計(jì)算簡(jiǎn)圖可按支撐于柱腳基礎(chǔ)上的懸臂桁架計(jì)算（如圖7-9 所示）。3.隅撐隅撐 在框架梁中在框架梁中，隅撐設(shè)置在框架梁下翼緣受壓的區(qū)段內(nèi)；而在而在框架柱中框架柱中，隅撐則設(shè)置在框架柱中靠近柱上端內(nèi)翼緣壓應(yīng)力較大的區(qū)段。隅撐與梁、柱的連接方式如圖7-7所示。 第三節(jié)第三節(jié) 桁架設(shè)計(jì)桁架設(shè)計(jì) 一、桁架的內(nèi)力計(jì)算一、桁架的內(nèi)力計(jì)算 1. 作用荷載： 桁架上的作用荷載包括永久荷載和可變荷載兩類，計(jì)算桁架內(nèi)力時(shí)，應(yīng)考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、荷載組合系數(shù)，并

11、按最不利荷載組合情況計(jì)算桁架桿件內(nèi)力。 2.桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖：按鉸接平面桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。 3.內(nèi)力計(jì)算：首先把桁架上的作用荷載等效地轉(zhuǎn)換到桁架節(jié)點(diǎn)上得節(jié)點(diǎn)荷載，然后可按結(jié)構(gòu)力學(xué)中的數(shù)解法、圖解法或平面桁架有限元程序計(jì)算鉸接平面桁架桿件的軸力。待求得節(jié)點(diǎn)荷載作用下各桿件的軸力后，對(duì)有節(jié)間荷載的弦桿，再按剛接桁架計(jì)算該類桿件的正負(fù)彎矩值 。簡(jiǎn)化計(jì)算方法如圖7-11所示。二、桁架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度二、桁架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度 （一一） 桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度l l0 x0 x 桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度根據(jù)桿件的節(jié)間長(zhǎng)度和兩端約束情況確定：1. 1.上下弦桿上下弦桿： l0x=l（節(jié)間長(zhǎng)度）

12、 2. 腹腹 桿桿： 支座處豎腹桿和斜腹桿l0x=l（節(jié)間長(zhǎng)度） 中部其它腹桿l0x=0.8l（l為節(jié)間長(zhǎng)度） 3.交叉腹桿交叉腹桿： l0x=節(jié)點(diǎn)中心至交叉點(diǎn)間的距離（如圖7-12）。 （二）（二） 桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度l l0y0y 桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度l0y應(yīng)取側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離： 1. 上下弦桿上下弦桿：l0y=l1（側(cè)向支點(diǎn)間的距離） 2. 腹腹 桿桿： l0y=l（節(jié)間長(zhǎng)度） 3. 交叉腹桿交叉腹桿：交叉腹桿在桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度的確定與桿件 受拉和受壓有關(guān)，也與桿件在交叉點(diǎn)處的斷開情況有關(guān)，具體計(jì)算參見教材的相關(guān)規(guī)定。 受壓弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)間距l(xiāng)1時(shí)常為節(jié)間長(zhǎng)度

13、的2倍（圖7-13（a），而弦桿兩節(jié)間的軸心壓力可能不相等（設(shè)n1n2），當(dāng)用較大的軸力n1驗(yàn)算弦桿平面外穩(wěn)定時(shí)，如果計(jì)算長(zhǎng)度仍用l1顯然過于保守。此時(shí)應(yīng)按下式確定平面外的計(jì)算長(zhǎng)度： l0y=l1（0.75+0.25n2/n1） 且l0y0.5l1 計(jì)算時(shí)壓力取正號(hào)，拉力取符號(hào)。 再分式腹桿的受壓主斜桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度（圖7-13b），也按上式計(jì)算。在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度則取節(jié)點(diǎn)間的距離。對(duì)于再分式受拉主斜桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度仍取l1。（三）斜平面的計(jì)算長(zhǎng)度三）斜平面的計(jì)算長(zhǎng)度對(duì)于單角鋼或雙角鋼組成的十字形截面腹桿，受壓桿件將繞截面最小回轉(zhuǎn)半徑imin的軸整體失穩(wěn)。該方向相對(duì)于桁架平

14、面為一斜平面。 繞該軸的計(jì)算長(zhǎng)度取為： l0=0.9l（l為節(jié)間長(zhǎng)度）三、桁架桿件的截面形式選擇三、桁架桿件的截面形式選擇 基本原則：基本原則：桁架桿件的截面形式應(yīng)根據(jù)用料經(jīng)濟(jì)、連接構(gòu)造簡(jiǎn)單和具有足夠剛度等要求綜合確定。（1）對(duì)于軸心受力的腹桿，應(yīng)考慮兩方向（繞x軸、y軸）的等穩(wěn)定性要求。 （2）對(duì)于上弦桿，當(dāng)為軸心壓桿時(shí)，應(yīng)考慮等穩(wěn)定性要求；當(dāng)為壓彎構(gòu)件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大彎矩作用方向的截面高度。 （3） 對(duì)于下弦桿，作為平面桁架的外框，應(yīng)適當(dāng)加大桿件在桁架平面外的剛度。普通桁架的桿件截面常采用角鋼組合成的t形、十字形或單角鋼截面。重型桁架常采用h型鋼、箱形截面或兩槽鋼組合截面。此外，鋼管（圓管或

15、方管）也 是桁架結(jié)構(gòu)中的桿件常用截面。 四、桁架桿件截面設(shè)計(jì)四、桁架桿件截面設(shè)計(jì) 桁架的桿件一般為軸心受力構(gòu)件，當(dāng)桁架弦桿作用有節(jié)間荷載時(shí)，則弦桿為壓彎（上弦）或拉彎（下弦）構(gòu)件。對(duì)于軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)方法可分別參考第四章和第六章內(nèi)容。普通綱桁架桿件截面設(shè)計(jì)時(shí)尚需注意下列問題：（1）宜優(yōu)先選用肢寬壁薄的截面，使桿件在相同用鋼量的情況下截面具有較大的回轉(zhuǎn)半徑和慣性矩。 （2） 需用c級(jí)螺栓與支撐桿件相連接的桁架桿件角鋼的邊長(zhǎng)，應(yīng)注意其所能采用的螺栓最大直徑。 （3） 為減少拼接的設(shè)置，桁架弦桿的截面宜根據(jù)弦桿的最大內(nèi)力來(lái)選擇，對(duì)于跨度不大的桁架宜采用等截面弦桿。 （4） 對(duì)于

16、桁架的桿件，應(yīng)根據(jù)桿件在桁架平面內(nèi)、外的計(jì)算長(zhǎng)度不同，選擇不同形式的雙角鋼組合截面，盡量做到xy。 （5） 當(dāng)桁架豎桿的外伸邊需與垂直支撐相連時(shí)，則該豎桿宜采用由雙角鋼組成的十字形截面，以使垂直支撐對(duì)該豎桿的連接偏心為最小。 （6） 為了便于備料，整榀桁架所用的角鋼規(guī)格不宜超過56種。五、桁架的桿件設(shè)計(jì)五、桁架的桿件設(shè)計(jì) 鋼桁架一般在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置節(jié)點(diǎn)板，交匯于節(jié)點(diǎn)的各桿件都與節(jié)點(diǎn)板相連接，形成桁架的節(jié)點(diǎn)（圖7-17），各桿件把力傳給節(jié)點(diǎn)板并相互平衡。一般桿件（腹桿和端部弦桿）把桿件全部?jī)?nèi)力n傳給節(jié)點(diǎn)板，而在節(jié)點(diǎn)處連續(xù)的桿件（如中部區(qū)域弦桿）則把節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的內(nèi)力差n傳給節(jié)點(diǎn)板。當(dāng)節(jié)點(diǎn)上作用有荷載p時(shí)

17、，則傳給節(jié)點(diǎn)板的力為n或n與p（如圖7-24）。有局部彎矩的桿件則還要傳遞彎矩和剪力。 桿件與節(jié)點(diǎn)板的連接通常采用焊接。對(duì)于輸電線路塔架和一些需拆卸的桁架以及安裝連接時(shí)也常采用c級(jí)螺栓。高強(qiáng)度螺栓連接在重型桁架中應(yīng)用較多，可在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。本節(jié)主要介紹雙角鋼桿件組成的普通桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。本節(jié)主要介紹雙角鋼桿件組成的普通桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。 （一） 節(jié)點(diǎn)板的厚度 鋼桁架各桿件在節(jié)點(diǎn)處都與節(jié)點(diǎn)板相連接，傳遞內(nèi)力并相互平衡。節(jié)點(diǎn)板中的應(yīng)力分布非常復(fù)雜，確定節(jié)點(diǎn)板厚度的主要依據(jù)是各節(jié)點(diǎn)處每根桿件傳給節(jié)點(diǎn)板的內(nèi)力。因?yàn)檎旒艿墓?jié)點(diǎn)板厚度相同，故應(yīng)以桁架的最大腹桿內(nèi)力nmax（對(duì)三角形桁架取弦桿端節(jié)間內(nèi)

18、力）來(lái)確定全桁架的節(jié)點(diǎn)板厚度。如表7-2所示。桿件的填板：桿件的填板：雙角鋼t形或十字形是組合截面，為保證兩個(gè)角鋼能整體共同受力，應(yīng)每隔一定間距在兩角鋼間放置填板（綴板），如圖7-18所示。填板中距l(xiāng)d分別為： 壓桿 ld40i1 拉桿 ld80i1。（二）（二） 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求 （1） 各桿件的形心線理論上應(yīng)與桿件軸線重合，以免出現(xiàn)偏心受力而引起附加彎矩。但為了方便制造，通常將角鋼肢背至桿件軸線的距離取為5mm的整數(shù)倍，所取數(shù)值應(yīng)使軸線與桿件的形心線間距最小，作為角鋼的定位尺寸（如圖7-19）。當(dāng)弦桿截面有改變時(shí)，為方便拼接和安放屋面構(gòu)件，應(yīng)使角鋼的肢背齊平；此時(shí)應(yīng)取兩

19、形心線的中線作為弦桿的共同軸線（圖7-19），以減小兩個(gè)角鋼的形心線錯(cuò)開而產(chǎn)生的偏心影響。 （2） 節(jié)點(diǎn)處各桿件邊緣間應(yīng)留一定間隙c（圖7-19），以便于拼接和施焊，并避免焊縫過于密集而使鋼材焊接過熱變脆。一般取c20mm；對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的焊接桁架，腹桿與弦桿之間的間隙取c50mm。但在桁架圖中一般不直接表明各處c值，而是注明各切斷桿件的端距以控制有足夠的間隙c。（3） 角鋼的切斷面一般應(yīng)與其軸線垂直，為使節(jié)點(diǎn)緊湊需要斜切時(shí)，只能切肢尖（圖7-20(a)）。節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸在繪制桁架施工圖時(shí)決定。節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)簡(jiǎn)單，如采用矩形、梯形（圖7-20）等凸多邊形。 （4） 一般腹桿和端節(jié)間弦桿

20、需將其全部?jī)?nèi)力傳給節(jié)點(diǎn)板，節(jié)點(diǎn)板外邊緣與桿件邊線間的擴(kuò)大角宜1：41：3（15。20。，圖7-21(b)），強(qiáng)度用足的桿件宜1：2。 （5） 在屋架雙角鋼截面上弦桿上放置檁條或大型屋面板時(shí)，角鋼的水平伸出肢寬一般應(yīng)7090mm。角鋼應(yīng)有一定厚度以免在集中荷載作用下發(fā)生過大彎曲，可參考表7-3選用。當(dāng)厚度確有困難不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施，如圖7-22所示。 六、 桁架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和計(jì)算 一般原則一般原則 桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)宜結(jié)合繪制屋架施工圖進(jìn)行。 節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)步驟為： 按正確角度畫出交匯于該節(jié)點(diǎn)的各桿軸線（軸線至角鋼肢背的距離取5mm的整數(shù)倍）。 按比例畫出與各桿件軸線相應(yīng)的角鋼輪廓線，并依據(jù)桿

21、件邊緣的間隙要求c，確定各桿端位置。 根據(jù)各桿件內(nèi)力n，計(jì)算各桿件端部與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫尺寸lw，布置焊縫，并按比例繪于節(jié)點(diǎn)圖上。 確定節(jié)點(diǎn)板的合理形狀（凸多邊形）和尺寸，要求節(jié)點(diǎn)板能框進(jìn)所有焊縫，并注意沿焊縫長(zhǎng)度方向多留約2hf的長(zhǎng)度以考慮施焊時(shí)的焊口影響，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)留出1015mm的焊縫位置。 進(jìn)行節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。 鋼桁架的節(jié)點(diǎn)主要有一般節(jié)點(diǎn)（無(wú)節(jié)點(diǎn)荷載、無(wú)拼接）、有集中荷載的節(jié)點(diǎn)、弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)和支座節(jié)點(diǎn)幾種類型：1、一般節(jié)點(diǎn)、一般節(jié)點(diǎn) 一般節(jié)點(diǎn)是指無(wú)集中菏載和無(wú)弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造形式如圖7-23所示。設(shè)計(jì)步驟如下： 根據(jù)各腹桿內(nèi)力ni計(jì)算各腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊

22、縫尺寸， 肢背焊縫：取hf1，計(jì)算lw1=k1ni/(20.7hf1ffw)+2hf1 肢尖焊縫：取hf2，計(jì)算lw2=k2ni/(20.7hf2ffw)+2hf2 按比例把各腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸標(biāo)注在各桿端，并確定節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸，節(jié)點(diǎn)板的尺寸應(yīng)能框進(jìn)所有的焊縫，同時(shí)還應(yīng)伸出弦桿角鋼肢背10-15mm，以便弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊接。 計(jì)算弦桿角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，由于弦桿不斷開，故弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫應(yīng)按相鄰節(jié)間弦桿的內(nèi)力差n=n1-n2計(jì)算。通常所需焊縫長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于節(jié)點(diǎn)板的實(shí)際長(zhǎng)度，因此可按構(gòu)造要求的hfmin滿焊即可。2、有集中荷載作用的接點(diǎn)、有集中荷載作用的接點(diǎn) 確定各腹桿與節(jié)點(diǎn)板

23、的連接焊縫及節(jié)點(diǎn)板形狀和尺寸的步驟、方法同一般節(jié)點(diǎn)。 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：為了放置上部構(gòu)件（檁條或大型屋面板），節(jié)點(diǎn)板須縮入上弦角鋼肢背不小于（0.5+2mm),且不大于(為節(jié)點(diǎn)板厚度)的深度,并用塞焊縫連接.常采用近似方法計(jì)算,即假定塞焊縫相當(dāng)于兩條焊腳尺寸各為hf1=/2、長(zhǎng)度為lw1（即節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度）的角焊縫，且僅承受p力的作用。計(jì)算時(shí)忽略屋架坡度的影響，設(shè)p力垂直于焊縫，故焊縫強(qiáng)度應(yīng)滿足： f = p/(f20.7hf1lw1)ffw （7-2）通常p力不大，按上式算出的f很小，一般可不做計(jì)算。 角鋼肢尖焊縫承受相鄰節(jié)間弦桿的內(nèi)力差n=n1-n2和由其產(chǎn)生的偏心彎矩m=（n1-n

24、2）e(e為角鋼肢尖至弦桿軸線的距離）。焊縫的強(qiáng)度應(yīng)滿足式（7-3）的要求。 當(dāng)n較大，按式（7-3）計(jì)算的肢尖焊縫強(qiáng)度難以滿足要求時(shí)，可按圖7-24（b）的形式處理和計(jì)算。3、弦桿的拼接節(jié)點(diǎn)、弦桿的拼接節(jié)點(diǎn) 弦桿的拼接分工廠拼接和工地拼接兩種。工廠工廠拼接拼接是因型鋼供應(yīng)長(zhǎng)度不足時(shí)所做的拼接，通常設(shè)在內(nèi)力較小的節(jié)間內(nèi)。工地拼接工地拼接是在桁架分段制造和運(yùn)輸時(shí)的安裝接頭，弦桿的拼接位置一般在節(jié)點(diǎn)處，多設(shè)在跨度中央。 為保證拼接處具有足夠的強(qiáng)度和在桁架平面外的剛度，弦桿的拼接通常不利用節(jié)點(diǎn)板作為拼接材料，應(yīng)采用拼接角鋼。拼接角鋼取與弦桿相同的截面規(guī)格，以使弦桿在拼接處基本保持強(qiáng)度和剛度不變。 屋

25、架屋脊拼接節(jié)點(diǎn)和下弦拼接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造分別如圖7-25a、b所示。 拼接角鋼的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)拼接角鋼與弦桿連接焊縫的長(zhǎng)度確定，一般可按被拼接處弦桿的最大內(nèi)力或偏安全地按與弦桿等強(qiáng)（宜用于拉桿）計(jì)算，并假定4條拼接焊縫均勻受力。接頭一側(cè)需要的焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為： lw = n / (40.7hfffw) (7-4)n拼接處弦桿的最大內(nèi)力，或n=af a為弦桿的截面面積。 則拼接角鋼的總長(zhǎng)度為： l = 2（lw+10）+ a (mm) (7-5) 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，可按較大一側(cè)弦桿內(nèi)力的15%與節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿的內(nèi)力差n兩者中的較大值計(jì)算。計(jì)算方法同前述節(jié)點(diǎn)。4、支座節(jié)點(diǎn) 桁架與柱的連接分鉸接和剛接兩種形式

26、。圖7-26所示為梯形桁架的鉸接支座節(jié)點(diǎn)，采用由節(jié)點(diǎn)板、底板、加勁肋和錨栓組成的構(gòu)造形式。加勁肋的作用是分布支座反力，減小底板彎矩和提高節(jié)點(diǎn)板的側(cè)向剛度。加勁肋應(yīng)設(shè)在節(jié)點(diǎn)的中心，其軸線與支座反力的作用線重合。為便于施焊，下弦桿和底板間應(yīng)保持一定距離（圖7-26中s），一般不應(yīng)小于下弦角鋼水平肢的寬度。 支座節(jié)點(diǎn)的傳力路線是：桁架端部各桿件的內(nèi)力通過桿端焊縫傳給節(jié)點(diǎn)板，再經(jīng)節(jié)點(diǎn)板和加勁肋間的豎直焊縫將一部分力傳給加勁肋，然后通過節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板間的水平焊縫將全部支座反力傳給底板，最終傳至柱。支座節(jié)點(diǎn)可采用第六章鉸接柱腳類似方法計(jì)算： 底板面積； 按式（6-53）計(jì)算。 底板厚度： 按式（6-

27、59）計(jì)算，但應(yīng)注意底板不宜太薄，以使柱頂壓力分布均勻。 加勁肋： 加勁肋的高度應(yīng)結(jié)合節(jié)點(diǎn)板的尺寸確定。加勁肋的厚度可略小于中間節(jié)點(diǎn)板的厚度。加勁肋可視為支承于節(jié)點(diǎn)板的懸臂梁，可近似地取每塊加勁肋承受1/4支座反力。 加勁肋和節(jié)點(diǎn)板與底板間的水平焊縫按承受全部支座反力計(jì)算。5、t形鋼作弦桿的桁架節(jié)點(diǎn) 如圖7-27 所示，桁架的弦桿和腹桿全部由t形鋼制成，對(duì)于次種桁架，在腹桿端部需要進(jìn)行較為復(fù)雜的切割，使得加工制造難度有所增加。 圖7-28所示的桁架弦桿采用t型鋼，腹桿采用雙角鋼。雙角鋼可直接與t型鋼腹板相連。6、節(jié)點(diǎn)處板件的計(jì)算、節(jié)點(diǎn)處板件的計(jì)算 根據(jù)試驗(yàn)研究，連接節(jié)點(diǎn)處的板件受拉、剪作用時(shí)，

28、應(yīng)按下列公式進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算（圖7-29） n / （iai）f (7-6)式（7-6）中各符號(hào)的物理意義見教材解釋。 考慮到桁架節(jié)點(diǎn)板的外形往往不規(guī)則，采用式（7-6）計(jì)算比較麻煩，也可用有效寬度法進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)試驗(yàn)研究，節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度也可按下式計(jì)算： = n /(bet)f (7-7) 式中，be-板件的有效寬度（圖7-30（a），當(dāng)用螺栓連接時(shí)，應(yīng)取凈寬度（圖7-30(b)），圖中為應(yīng)力擴(kuò)散角，可取為30。 。 根據(jù)試驗(yàn)研究，桁架節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿壓力n作用下的穩(wěn)定性可用下列方法進(jìn)行計(jì)算： 對(duì)有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板：當(dāng)a/t15235/fy 時(shí)，可不計(jì)算穩(wěn)定，否則按附錄二b 中的要求進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。對(duì)無(wú)豎

29、腹桿的節(jié)點(diǎn)板：當(dāng)a/t10235/fy時(shí)，節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定承載力可取為0.8betf。 當(dāng)a/t10235/fy時(shí)， 應(yīng)按附錄二b中的要求計(jì)算。 關(guān)于節(jié)點(diǎn)板的其他要求參見教材相關(guān)內(nèi)容。第四節(jié)第四節(jié) 門式剛架門式剛架一、內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算一、內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算（一）變截面門式剛架內(nèi)力計(jì)算（一）變截面門式剛架內(nèi)力計(jì)算 對(duì)構(gòu)件為變截面的門式剛架，有可能在幾個(gè)截面同時(shí)或接近同時(shí)出現(xiàn)塑性鉸，不宜利用塑性鉸出現(xiàn)后的應(yīng)力重分布；剛架構(gòu)件的腹板通常很薄，截面發(fā)展塑性的潛力也不大，故應(yīng)采采用彈性分析方法按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。用彈性分析方法按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。當(dāng)有必要且有條件時(shí)，可考慮屋面板的蒙皮效應(yīng)，具體方法見門式剛

30、架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程cecs102：98的條文說明。 變截面門式剛架的內(nèi)力分析可按一般結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或利用靜力計(jì)算公式、圖表進(jìn)行；也可采用有限單元法計(jì)算。 （二）變截面門式剛架側(cè)移計(jì)算（二）變截面門式剛架側(cè)移計(jì)算 1、單跨剛架當(dāng)單跨變截面門式剛架橫梁上翼緣坡度不大于1：5時(shí)，在柱頂水平力作用下的側(cè)移u可按下列公式估算： 柱腳鉸接剛架 u=hh3(2+t)/(12eic) (7-8) 柱腳剛接剛架 u=hh3(3+2t)/12eic(6+2t) (7-9)式中 t-剛架柱與剛架梁的線剛度比值， t = icl / (hib); h，l-剛架柱高度和剛架跨度；當(dāng)橫梁坡度大于1：10時(shí)，l應(yīng)取橫梁

31、沿坡折線的總長(zhǎng)度2s（圖7-32）； ic，ib-柱和橫梁的平均慣性矩，對(duì)于楔形構(gòu)件：ic=（ic0+ic1）/2，ic0和ic1分別為柱小頭和大頭的慣性矩；對(duì)于雙楔形橫梁：ib=ib0+ib1+（1-）ib2/2，ib0、ib1和ib2分別為楔形橫梁最小截面、檐口和跨中截面的慣性矩； h-剛架柱頂?shù)刃搅Α．?dāng)估算剛架在沿柱高度均布的水平風(fēng)荷載作用下的側(cè)移時(shí)（圖7-33）， 柱腳鉸接柱腳鉸接：h=0.67w， w=（w1+w2）h；柱腳剛接柱腳剛接：h=0.45w。當(dāng)估算剛架在吊車水平荷載pc作用下的側(cè)移時(shí)（圖7-34），柱腳鉸接：柱腳鉸接： h=1.15pc柱腳剛接柱腳剛接: h=pc2、

32、兩跨剛架 中間柱為搖擺柱的兩跨剛架中間柱為搖擺柱的兩跨剛架，柱頂側(cè)移可采用公式（7-8）和公式（7-9）計(jì)算，但計(jì)算t時(shí)，應(yīng)以2s代替l，s為單坡面長(zhǎng)度（圖7-35）。 當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)，可將多跨剛架看作多個(gè)單跨剛架的組合體（每個(gè)中柱分為兩半，慣性矩各為i/2），按下式計(jì)算剛架在柱頂水平荷載作用下的側(cè)移： u = h/ki (7-10)式中，ki-柱腳鉸接時(shí)各單跨剛架的側(cè)向剛度之和； ki=12eiei/hi3(2+ti）， ti=ieili/(hiibi); hi-所計(jì)算跨兩柱的平均高度（圖7-36）；hi=(hl+hr)/2 li-與所計(jì)算柱相連接的單跨剛架

33、梁的跨度； iei-兩柱慣性矩不相同時(shí)的等效慣性矩，iei=（il+ir）/4 + ilir/（il+ir）il,ir-分別為所計(jì)算跨左、右兩柱的慣性矩（圖7-36）二、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) （一） 變截面剛架的構(gòu)件計(jì)算 1、 板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用工字形截面構(gòu)件受壓翼緣自由外伸寬度b1與其厚度之比：b1/t15235/fy工字形截面梁、柱腹板的計(jì)算高度h0與其厚度tw之比：h0/tw250235/fy 對(duì)于工字形截面的腹板，從經(jīng)濟(jì)考慮宜采用高薄形截面，此時(shí)，充分利用腹板的屈曲后強(qiáng)度是比較合理的。對(duì)于工字形截面構(gòu)件腹板的受剪板幅，當(dāng)腹板高度的變化不超過60mm/m

34、時(shí)，可考慮屈曲后強(qiáng)度，其抗剪承載力設(shè)計(jì)值vd按下式計(jì)算： vd = hwtwfv (7-11) 式中 hw-腹板高度，對(duì)楔形腹板取板幅平均高度。 fv-腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，計(jì)算詳見規(guī)程cecs102:98當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，橫向加勁肋間距a宜在(12)hw之間。 工字形截面構(gòu)件腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按有效寬度計(jì)算截面特性：當(dāng)截面全部受壓時(shí)當(dāng)截面全部受壓時(shí)，有效寬度he=hw，是有效寬度系數(shù)，其計(jì)算詳見cecs102：98；當(dāng)截面部分受拉時(shí)當(dāng)截面部分受拉時(shí)，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)有效寬度he=hc， hc為腹板受壓區(qū)高度。2、剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算和加勁肋設(shè)置 工字形截

35、面受彎構(gòu)件在剪力v和彎矩m共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)滿足下列要求：當(dāng) v0.5vd時(shí) mme (7-12)當(dāng)0.5vdvvd時(shí) mmf+(me-mf)1-(2v/vd-1)2 (7-13)式中 mf-兩翼緣所承擔(dān)的彎矩,對(duì)雙軸對(duì)稱截面:mf=af(hw+t)f; me-構(gòu)件有效截面所承擔(dān)的彎矩, me=wef; we-構(gòu)件有效截面最大受壓纖維的截面模量; af-構(gòu)件翼緣截面面積。 工字形截面壓彎構(gòu)件在剪力v、彎矩m和軸心壓力n共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)滿足下列要求： 當(dāng)v0.5vd時(shí) mmen=me-nwe/ae （7-14） 當(dāng)0.5vdvvd時(shí) mmfn+（men-mfn）1-（2v/vd-1）2 （7-

36、15）式中 mfn-兼承受壓力n時(shí)兩翼緣所能承受的彎矩，對(duì)雙軸對(duì)稱截面： mfn=af(hw+t)(f-n/a) a-有效截面面積。 梁腹板應(yīng)在與中柱連接處、較大集中荷載處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋。梁腹板利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，其中間加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外，還應(yīng)承受拉力場(chǎng)產(chǎn)生的壓力。該拉力場(chǎng)產(chǎn)生的壓力ns=v-0.9hwtwcr，cr是利用拉力場(chǎng)時(shí)腹板的屈曲剪應(yīng)力，其計(jì)算詳見規(guī)程cecs102：98。 當(dāng)驗(yàn)算加勁肋的穩(wěn)定性時(shí)，其截面應(yīng)包括每側(cè)15235/fy范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長(zhǎng)度取hw.3、變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算 n0/(xae0)+ mxm1/(1- x n0/n

37、e)we1f (7-16)式中 ne-歐拉臨界力，計(jì)算時(shí)，回轉(zhuǎn)半徑i以小頭為準(zhǔn)； n0-小頭的軸向壓力設(shè)計(jì)值； ae0小頭的有效截面面積； we1大頭有效截面最大受壓纖維的截面模量； m1-大頭的彎矩設(shè)計(jì)值；當(dāng)柱最大彎矩不出現(xiàn)在大頭時(shí)，m1和we1分別取最大彎矩和該彎矩所在截面的有效截面模量； mx等效彎矩系數(shù)，有側(cè)移剛架柱的等效彎矩系數(shù)=1.0； x桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，取小頭的回轉(zhuǎn)半徑；而對(duì)截面高度呈線形變化的楔形柱，在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度h0=h，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可按下列三種方法之一確定： 查表法：用于柱腳鉸接的剛架。柱腳鉸接單跨剛架楔形柱的可由表7-4查得。 多跨剛架的中間柱

38、為搖擺柱時(shí)（圖7-37），搖擺柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取為1.0。邊柱的計(jì)算長(zhǎng)度按下式計(jì)算： h0=h (7-17)式中各符號(hào)的物理意義見講義解釋。 式（7-17）的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)適用于屋面坡度不大于1：5的情況，超過此值時(shí)應(yīng)考慮橫梁軸向力對(duì)柱剛度的不利影響（橫梁軸向力將產(chǎn)生豎向分力）。 一階分析法： 可用于柱腳鉸接和剛接的剛架。 對(duì)于單跨對(duì)稱屋架對(duì)于單跨對(duì)稱屋架（圖7-38（a），按一階分析法得出柱頂水平荷載h作用下的側(cè)移剛度k=h / u后，柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可由下列公式計(jì)算： 當(dāng)柱腳為鉸接時(shí) =4.16(eic0/(kh3) (7-18) 當(dāng)柱腳為剛接時(shí) =5.88(eic0/(kh3) (7-19

39、) 對(duì)中間為非搖擺柱的多跨剛架對(duì)中間為非搖擺柱的多跨剛架(圖7-38(b), 可按下列公式計(jì)算: 當(dāng)柱腳為鉸接時(shí) =0.851.2ne0i(ni/hi)/(k*n) (7-20) 當(dāng)柱腳為剛接時(shí) =1.201.2ne0i(ni/hi)/(k*n) (7-21)式中 hi、 ni、ne0i分別為第i根柱的高度、軸心壓力和以小頭為準(zhǔn)的歐拉臨界力 公式（7-20）和公式（7-21）也可用于單跨非對(duì)稱剛架。 二階分析法；可用于柱腳鉸接和剛接的剛架?？捎糜谥_鉸接和剛接的剛架。 當(dāng)采用計(jì)入豎向荷載-側(cè)移效應(yīng)（p-u效應(yīng)）的二階分析法計(jì)算內(nèi)力時(shí)，構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)由下列公式計(jì)算：=1-0.375+0.08

40、2(1-0.0775)式中,-構(gòu)件的楔率,=(d1/d0)-1不大于0.268l/d0及6.0d0,d1分別為柱的小頭和大頭的截面高度(圖7-39).4、變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定計(jì)算 n0/(yae0)+t m1/(bwe1)f (7-23)式中，y軸心受壓構(gòu)件在剛架平面外的穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算長(zhǎng)度取側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離，截面回轉(zhuǎn)以小頭為準(zhǔn)； t等效彎矩系數(shù)，對(duì)一端彎矩為零的區(qū)段：t=1-n/nex0+0.75(n/nex0)2, nex0為以小頭為準(zhǔn)的歐拉臨界力；對(duì)兩端彎曲應(yīng)力基本相等的區(qū)域： t =1.0; b-均勻彎曲楔形受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù),可按講義中的公式(7-24)及相關(guān)規(guī)定計(jì)算. 5

41、 5、變截面柱柱端抗剪承載力驗(yàn)算、變截面柱柱端抗剪承載力驗(yàn)算 變截面柱下端鉸接時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算柱端的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)不滿足時(shí)，應(yīng)對(duì)該處腹板加強(qiáng)。 6 6、橫梁設(shè)計(jì)、橫梁設(shè)計(jì) 實(shí)腹式橫梁在剛架平面內(nèi)和平面外均應(yīng)按壓彎構(gòu)件計(jì)算強(qiáng)度和穩(wěn)定。當(dāng)屋面坡度很小時(shí)（10。），在剛架平面內(nèi)可僅按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度。 變截面實(shí)腹式剛架橫梁的平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度可取豎向支承點(diǎn)間的距離；實(shí)腹式剛架橫梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度，應(yīng)取側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離；當(dāng)橫梁的上、下翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離不等時(shí)，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。 當(dāng)實(shí)腹式剛架橫梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣的兩側(cè)布置隅撐（廠房端部剛架橫梁僅布置在一側(cè)）作為橫梁的側(cè)向支撐

42、；隅撐的另一端連接在檁條上或焊接于太空輕質(zhì)大型屋面板的邊框上。 當(dāng)橫梁上翼緣承受集中荷載處不設(shè)橫向加緊肋時(shí)，除應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50017-）的規(guī)定驗(yàn)算腹板上邊緣的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力共同作用時(shí)的折算應(yīng)力外，還應(yīng)滿足下式要求：f15（tf235/twfy)1/2tw2mf (7-25) 式中，f上翼緣所承受的集中荷載； tf、tw-橫梁翼緣和腹板的厚度； m-參數(shù)， m=1.5-m(wef),且m1.0， 橫梁負(fù)彎矩區(qū)取零； m集中荷載作用處的彎矩。 橫梁不需計(jì)算整體穩(wěn)定的側(cè)向支撐點(diǎn)間最大長(zhǎng)度，可取橫梁下翼緣寬度的16(235/fy)1/2。7 7、隅撐設(shè)計(jì)、隅撐設(shè)計(jì) 隅撐應(yīng)按軸心

43、受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，軸心壓力可按下式計(jì)算 n=af(fy/235)1/2/（85cos) (7-26)式中，a實(shí)腹式橫梁被隅撐所支撐翼緣的截面面積； 隅撐與檁條軸線的夾角； f、fy實(shí)腹式斜梁鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和屈服強(qiáng)度。隅撐宜采用單角鋼制作，通常采用單個(gè)螺栓連接，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折減系數(shù)。隅撐與剛架構(gòu)件腹板的夾角不宜小于45。（二） 等截面剛架構(gòu)件計(jì)算 等截面構(gòu)件可采用三塊鋼板焊成的工字形截面、高頻焊接輕型h型鋼及熱扎h型鋼。等截面剛架按彈性設(shè)計(jì)時(shí)，可按上述變截面剛架的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 等截面剛架按塑性設(shè)計(jì)時(shí)，可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50017-）中有關(guān)塑性設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)三、

44、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) （一）（一） 橫梁與柱連接橫梁與柱連接 門式剛架橫梁與柱的連接，可采用端板豎放（圖門式剛架橫梁與柱的連接，可采用端板豎放（圖7-40(a)7-40(a)）、端板橫放）、端板橫放（圖（圖7-40(b)7-40(b)）和端板斜放（圖）和端板斜放（圖7-407-40）三種形式。）三種形式。 端板連接應(yīng)按連接初所受最大內(nèi)力設(shè)計(jì)。端板連接應(yīng)按連接初所受最大內(nèi)力設(shè)計(jì)。 當(dāng)內(nèi)力較小時(shí)，應(yīng)按能夠當(dāng)內(nèi)力較小時(shí)，應(yīng)按能夠承受不小于較小被連接截面承載力的一半設(shè)計(jì)。主剛架構(gòu)件的連接應(yīng)采用高承受不小于較小被連接截面承載力的一半設(shè)計(jì)。主剛架構(gòu)件的連接應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓，吊車梁與制動(dòng)梁的連接宜采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連

45、接。強(qiáng)度螺栓，吊車梁與制動(dòng)梁的連接宜采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接。 端板連接螺栓應(yīng)成對(duì)對(duì)稱布置。在受拉翼緣和受壓翼緣的內(nèi)外兩側(cè)均端板連接螺栓應(yīng)成對(duì)對(duì)稱布置。在受拉翼緣和受壓翼緣的內(nèi)外兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置，并宜使每個(gè)翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。為此，應(yīng)應(yīng)設(shè)置，并宜使每個(gè)翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。為此，應(yīng)采用將端板伸出截面高度范圍以外的外伸式連接。當(dāng)螺栓群間的力臂足夠大采用將端板伸出截面高度范圍以外的外伸式連接。當(dāng)螺栓群間的力臂足夠大時(shí)或受力較小時(shí)，也可采用將螺栓全部設(shè)在構(gòu)件截面高度范圍內(nèi)的端板齊平時(shí)或受力較小時(shí)，也可采用將螺栓全部設(shè)在構(gòu)件截面高度范圍內(nèi)的端板齊平式連接。式連接。 在

46、門式剛架中，受壓翼緣的螺栓不宜少于兩排。與橫梁端板連接的柱翼緣部分應(yīng)與端板等厚度（圖7-40(a)）。端板的厚度可根據(jù)支承條件（圖7-41）按下列公式計(jì)算，但不宜小于12mm。 伸臂類端板： ( 7-27）無(wú)加勁肋類端板： （7-28）兩邊支承類端板：bfnettf6feanetwtw)5 . 0(3當(dāng)兩端板外伸時(shí)： (7-29）當(dāng)兩端板齊平時(shí)： (7-30）三邊支承類端板： (7-31）式中，nt-一個(gè)高強(qiáng)度螺栓承受的拉力設(shè)計(jì)值； f-端板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 feeebeneetwffwtwf)(26feeebeneetwffwtwf)(412febbbeneetfswtwf4)2(62

47、 門式剛架的框架梁與框架柱相交的節(jié)點(diǎn)域，應(yīng)按下式驗(yàn)算剪切強(qiáng)度，當(dāng)不能滿足時(shí)，應(yīng)加厚腹板或設(shè)置加勁肋(圖7-40(b、c)。 （7-32）式中 dc、tc分別為節(jié)點(diǎn)域柱腹板的寬度和厚度； db框架梁端部高度或節(jié)點(diǎn)域高度（圖7-40（）； m節(jié)點(diǎn)承受的彎矩，多跨剛架中間柱應(yīng)取兩側(cè)斜梁端彎 矩之代 數(shù)和或柱端彎矩； fv-節(jié)點(diǎn)域柱腹板鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 門式剛架梁、柱的翼緣和腹板與端板的連接，應(yīng)采用全熔透對(duì)接焊縫，使焊縫截面與構(gòu)件截面等強(qiáng)。當(dāng)不滿足要求時(shí)，可設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。 當(dāng)nt0.4p時(shí)， (7-33) 當(dāng)nt0.4p時(shí), (7-34)vccbftddm2 . 1ftenfte

48、pwwtww)/()/(4 . 0(二二)門式剛架框架梁拼接構(gòu)造門式剛架框架梁拼接構(gòu)造 圖7-42（a）為屋脊處框架梁拼接，圖7-42（b）為非屋脊處框架梁拼接，拼接構(gòu)造要求和計(jì)算方法同框架梁與框架柱的連接。 （三）門式剛架框架梁與搖擺柱的連接構(gòu)造 圖7-43為框架梁與搖擺柱的連接，柱兩端均為鉸接。螺栓直徑和布置由構(gòu)造決定，不考慮受力。加勁肋設(shè)置和設(shè)計(jì)應(yīng)考慮有效地傳遞支承反力。（四）門式剛架的柱腳構(gòu)造 門式剛架柱腳分為鉸接柱腳鉸接柱腳和剛接柱腳剛接柱腳兩種。 對(duì)于一般的門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，常采用制造方便的平板式鉸接柱腳。圖7-44（a）和圖7-44（b）為分別采用兩個(gè)和四個(gè)錨栓的平板式鉸接

49、柱腳。前者當(dāng)柱子繞x-x軸有微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錨栓不承受拉力，是一種比較理想的鉸接構(gòu)造；后者當(dāng)柱子繞x-x軸有微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錨栓將受到拉力，但由于錨栓力臂較小，且錨栓受力后底板易發(fā)生變形，故該拉力不大，這種柱腳構(gòu)造接近于鉸接，常用于橫向剛度要求較大的門式剛架柱腳。圖7-45為用于搖擺柱的鉸接柱腳構(gòu)造。 剛接柱腳用于設(shè)置有橋式吊車的門式剛架或大跨度剛架。對(duì)于剛接柱腳，應(yīng)至少有4個(gè)錨栓對(duì)稱布置在軸線兩側(cè)，并保證對(duì)主軸xx具有較大的距離。此外，柱腳還必須有足夠的剛度。圖7-46（a）為底板用加勁肋加強(qiáng)的剛接柱腳。圖7-46（b）為采用靴梁和加勁肋的剛接柱腳。(五）、牛腿設(shè)計(jì) 牛腿的構(gòu)造要求見圖7-47。 柱為焊接工字形截面，可為等截面或變截面柱。牛腿板件截面尺寸與柱截面尺寸相協(xié)調(diào)，牛腿個(gè)部分焊縫由計(jì)算確定。牛腿上、下翼緣與柱的連接可采