鋼屋架桿件節(jié)點設計.

1、二. 桿件計算長度1.桁架平面內 理想桁架壓桿在平面內計算長度為節(jié)點中心距，考慮到拉桿對節(jié)點轉動的約束作用，一般可根據(jù)節(jié)點的嵌固程度確定。如下所示，弦桿、支座斜桿和支座豎桿計算長度不折減，其他受壓腹桿計算長度l0 x0.8l0鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計2.桁架平面外 取側向支承點之間的距離。上弦：上弦橫向水平支撐的節(jié)間長度（1）有檁屋蓋如檁條與橫向水平支撐的交叉點用節(jié)點板焊牢，可取檁條間距。（2）無檁屋蓋，橫向支撐由屋面板代替時取兩塊屋面板的寬度。一般不大于3.0m。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計下弦：取縱向水平支撐節(jié)點與系桿或系桿與系桿之間的距離。腹桿：節(jié)點在桁架平面外的剛度很小，取

2、l0yl0。3.斜平面 單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，斜平面計算長度取l00.9l，支撐斜桿和支座豎桿不變。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計桁架弦桿和單系腹桿計算長度如下表鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計4.其他桿件 桁架受壓弦桿側向支承點距離為兩倍節(jié)間長度且兩節(jié)間弦桿內力不等時，則該弦桿在 桁架平面外的計算長度可按下式計算：N1較大的壓力，計算時取正值；N2較小的壓力或拉力，計算時壓力取正值，拉力取負值。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計 桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿在桁架平面內的計算長度取節(jié)點中心間距，在桁架平面外的計算長度按上式計算。壓力有變化的受壓腹桿平面外計算長度（a）再

3、分式腹桿體系的受壓主斜桿 （b）K形腹桿體系的豎桿鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計交叉腹桿在桁架平面內的計算長度應取節(jié)點中心到交叉點間的距離，平面外的計算長度確定如下表。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計三. 桿件容許長細比項次構 件 名 稱承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構直接承受動力荷載的結構一般建筑結構有重級工作制吊車的廠房1桁架的桿件3502502502吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐3002003其他拉桿支撐系桿等（張緊的圓鋼除外）400350受拉構件的容許長細比鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計項次構 件 名 稱容許長細比1柱、桁架和天窗架桿件150柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間

4、支撐2支撐（吊車梁梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外）200用以減少受壓構件長細比的桿件受壓構件的容許長細比鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計四、截面形式1. 單壁式屋架桿件的截面形式鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計確定原則等穩(wěn)定u上弦桿：節(jié)間無荷載：滿足計算長度loy2lox，要使y=x 應使iy2ix，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面或TW截面；當loy=lox時，可采用兩個等邊角鋼截面或TM截面。節(jié)間有荷載：為加強桁架平面內的抗彎能力，可采用不等邊角鋼長肢相連的截面或TN截面。u下弦桿： 一般loylox，采用不等邊角鋼短肢相連的截面或TW截面。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u支座斜桿： 一般

5、loy=lox，采用不等邊角鋼長肢相連的截面或等邊角鋼截面，連有再分式桿件的斜腹桿因loy=2lox ，可采用等邊角鋼相連的截面。u腹桿： 一般loy=lo ， lox =0.8l即loy=1.25lox ，采用等邊角鋼相連的截面，連接垂直支撐的豎腹桿，宜采用兩個等邊角鋼組成的十字形截面，受力很小的腹桿，可采用單角鋼截面。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計 2.雙壁式屋架桿件的截面形式 屋架跨度較大時，弦桿等桿件較長，單榀屋架的橫向剛度比較低。為保證安裝時屋架的側向剛度，對跨度42m的屋架宜設計成雙壁式。其中由（a）和（b）適用于弦桿和腹桿，（c）適用于大跨度的重型雙壁式屋架的弦桿和腹桿。鋼屋蓋

6、結構 第四節(jié) 簡支屋架設計雙角鋼T形截面填板鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計3.雙角鋼桿件的填板雙角鋼十字形截面填板鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計填板寬度：5080mm填板長度：T形截面比角鋼肢伸出1020mm 十字形截面從角鋼肢尖縮進10 15mm。 填板厚度：與桁架節(jié)點板相同。 填板間距：壓桿l140i1，拉桿l180i1，壓 桿平面外計算長度范圍內，至少 設兩塊。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計b)ldld111015a)ld5080ld101511鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計五. 截面選擇1. 一般原則應優(yōu)先選用肢寬而薄的板件或肢件組成的截面以增加截面的回轉半徑，但受壓構件應滿足

7、局部穩(wěn)定要求。一般情況下，板件或肢件的最小厚度為5mm，對小跨度屋架可用到4mm。角鋼桿件或T型鋼的懸伸肢寬不得小于45mm。開螺栓孔時，尚應滿足孔徑要求。 屋架節(jié)點板(或T型鋼弦桿的腹板)的厚度，對單壁式屋架，可根據(jù)腹桿的最大內力(梯形和人字形屋架)或弦桿端節(jié)間內力(三角形屋架)，按表選用；對雙壁式屋架，則可按上述內力的一半選用鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計跨度較大的桁架(例如24m)與柱鉸接時，弦桿宜根據(jù)內力變化而改變截面，但半跨內一般只改變一次。變截面位置宜在節(jié)點處或其附近，通常是變肢寬而保持厚度不變，以便處理弦桿的拼接。同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，以便訂貨，一般不超過56種。同時應盡

8、量避免選用相同邊長或肢寬而厚度相差很小的型鋼，以免施工時產(chǎn)生用料錯誤。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計當連接支撐等的螺栓孔在節(jié)點板范圍內且距節(jié)點板邊緣距離100mm時，計算桿件強度可不考慮截面削弱。單面連接的單角鋼桿件，在按軸心受拉或軸心受壓計算其強度或穩(wěn)定以及連接時，鋼材和連接的強度設計值應乘以相應的折成系數(shù)，考慮受力偏心的影響。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計2. 截面選擇1）按強度及穩(wěn)定選擇截面，同時應滿足容許長細比的要求。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計節(jié)點設計鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計1.一般要求1）各桿的重心線應與屋架軸線重合，匯交于節(jié)點中心；角鋼肢背至重心線的距離取5mm的

9、倍數(shù)，小角鋼可取1mm的倍數(shù)； 2）弦桿截面有改變時，一般將拼接處弦桿肢背對齊，屋架軸線在兩個桿件形心線中間，如形心線偏移距離超過較大弦桿截面高度5，應考慮由此引起的偏心彎矩，桿件彎矩按下式計算：式中：M節(jié)點偏心彎矩； Ki所計算桿件線剛度； Ki匯交于節(jié)點的各桿件線剛度之和。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計3）節(jié)點處腹桿與腹桿、腹桿與弦桿之間的凈距不小于1520mm；角鋼端部切割宜垂直于軸線，為減小節(jié)點板尺寸可采用(b)和(c)，不允許一肢完全切去而另一肢伸出的斜切。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計4）節(jié)點板的形狀應盡量簡單規(guī)則，宜采用矩形，也可采用平行四邊形和梯形等，一般至少有兩條邊平行；

10、節(jié)點板不允許有凹角；節(jié)點板尺寸盡量使焊縫中心受力，節(jié)點板邊緣與桿件軸線夾角不應小于150 ；節(jié)點板應伸出角鋼肢背1015mm ，也可縮進（上弦擱置屋面板、檁體需要）t1/2t1，t1為節(jié)點板厚度；同一屋架采用相同節(jié)點板厚度。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計5） 支承大型混凝土屋面板的上弦桿，當支承處的總集中荷載(設計值)超過表8.5的數(shù)值時、弦桿的伸出肢容易彎曲，應對其加強。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計2.節(jié)點設計步驟1）根據(jù)腹桿內力計算各桿所需焊縫長度和焊腳尺寸。2）畫出屋架軸線。3）按比例畫出各桿件的角鋼輪廓線(表示角鋼厚度的線可示意畫出)，滿足要求1、2。4）切斷角鋼，滿足要求3。5

11、）進行焊縫布置。6）定出節(jié)點板的外形，適當考慮制作和裝配誤差。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計7）標注尺寸：腹桿端部至節(jié)點中心的距離。數(shù)字準確到mm b節(jié)點板的平面尺寸。節(jié)點中心至節(jié)點板邊的長度。各桿件軸線至角鋼肢背的距離。每條角焊縫的焊腳尺寸和焊縫長度。8）驗算弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計3. 屋架上弦節(jié)點鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u腹桿與節(jié)點板的連接焊縫一般采用兩側焊u為便于大型屋面板或檁條連接角鋼的放置，常將節(jié)點板縮進上弦角鋼背，縮進距離不宜小于t1/2t1，也不宜大于t1 ，t1為節(jié)點板厚度。角鋼背凹槽的塞焊縫可假定只承受屋面集中荷裁，按兩條角焊縫計算

12、：Q節(jié)點集中荷載垂直于屋面的分量；hf1焊腳尺寸，取hf1 0.5t；f正面角焊縫強度增大系數(shù)。wffwfhNl1117 . 02wffwfhNl2227 . 02wffwffflhQ117 . 02鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u弦桿角鋼肢尖與節(jié)點板連接焊縫承受相鄰桿的內力差N及引起的彎矩M=Ne，計算：式中, hf2肢尖焊縫的焊腳尺寸。227 . 026wfflhNe227 . 02wfflhN fwffff22/鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計 式中, hf1、lw1肢背的焊縫焊腳尺寸和計算長度； hf2 、lw2肢尖焊縫的焊腳尺寸和計算長度。 當節(jié)點板向上伸出不妨礙屋面構件的放置，或

13、因相鄰弦桿節(jié)間內力差N較大，膠尖焊縫按上式不滿足時，節(jié)點板部分向上伸出或全部向上伸出，弦桿與節(jié)點板的連接焊縫計算：肢背：肢尖：wfwfflhQN112217 . 025 . 0wfwfflhQN222227 . 025 . 0鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計肢背肢尖4. 下弦節(jié)點u節(jié)點上無集中荷載時： 一般內力差很小，實際的焊縫焊腳尺寸按構造確定，并沿節(jié)點板全長滿焊。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u節(jié)點上有集中荷載時：肢背：肢尖：wfwffflhQN112217 . 02/5 . 0wfwffflhQN222227 . 02/5 . 0鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計5.屋脊節(jié)點u上弦在屋脊

14、處斷開，用角鋼拼接。u拼接角鋼棱角鏟去，切肢=(t+hf+5)mmu拼接角鋼一般熱彎成形，坡度較大或角鋼肢較寬時，切口后彎折焊成。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計式中，N節(jié)點兩側弦桿內力較小值。 拼接角鋼長度u弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，按上弦節(jié)點，但N取弦桿最大內力的15，u拼接角鋼長度由焊縫長度要求確定,接頭一側的每條連接焊縫長度應為wffwfhNl7 . 04mmhlLfw)2010()2(2鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計6.下弦拼接節(jié)點u當桿件長度不夠或弦桿截面有改變時，一般在工廠拼接，拼接位置通常在節(jié)點范圍以外。當 屋架分為幾個運送單元時在工地進行拼接，拼接位置一般在節(jié)點處，為減輕節(jié)點

15、板負擔和保證整個屋架平面外剛度，通常不利用節(jié)點扳作為拼接材料，而以拼接角鋼傳遞弦桿內力。拼接角鋼宜采用與弦桿相同的截面，使弦桿在拼接處保持原有的強度和剛度。u拼接角鋼的切角、截肢和長度計算同前。u弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，按下弦節(jié)點，但N取為相鄰節(jié)間弦桿內力之差和弦桿最大內力15兩者較大值。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計三角形屋架的支座節(jié)點7. 支座節(jié)點 支承于混凝土柱或磚柱的屋架按鉸接設計，支承于鋼柱的屋架鉸接或剛接。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計人字形或梯形屋架支座節(jié)點 （a）上承式 （b）下承式u 支于混凝土柱的支座節(jié)點由節(jié)點板、底板、加勁肋和錨栓組成。支座節(jié)點的中心應在加勁肋上，加勁

16、肋起分布支承處支座反力的作用，保證支座節(jié)點板平面外剛度。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u為便于施焊，屋架下弦角鋼背與支座底板的距離不宜小于下弦角鋼伸出肢的寬度及130mm。u屋架支座底板與柱頂預埋錨栓相連錨栓直徑通常為2024mm。為便于安裝時調整位置，底板上的錨栓孔徑宜為錨栓直徑的22.5倍，小墊扳上的孔徑比錨徑直徑大(12)mm。u支座節(jié)點的傳力路線是：桁架各桿件的內力通過桿端焊縫傳給節(jié)點板，通過節(jié)點板與加勁肋之間的垂直焊縫，把一部分力傳給加勁肋，再通過節(jié)點板、加勁肋與底板的水平焊縫把全部支座壓力傳給底板，最后傳給支座。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計式中，R支座反力； fc支座混凝土局

17、部承壓強度設計值；A0錨栓孔的面積。 一般短邊不小于200mm，考慮錨栓孔要求來確定底板平面尺寸。u底板厚度由柱頂反力作用產(chǎn)生的彎矩決定，計算方法同鉸接柱腳底板。不宜小于1620mm。u加勁肋的高度由節(jié)點板尺寸和焊縫要求決定，其厚度取等于或略小于節(jié)點板的厚度。u支座底板的毛面積為：鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計u加勁肋可視為支承于節(jié)點板上的懸臂梁，一個加勁肋通常假定傳遞支座反力的14，它與節(jié)點板的連接焊續(xù)承受剪力vR4和彎短MVb4，加勁肋與節(jié)點板連接焊縫驗算： 底板與節(jié)點板、加勁肋的連接焊縫驗算：lw2a+2(b-t-2c)-6cm，t和c分別為節(jié)點板厚度和加勁肋切口寬度。鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計8. T型鋼作弦桿的屋架節(jié)點u當腹桿也用T型鋼或單角鋼時，腹桿與弦桿直接焊接，不需要節(jié)點板；u當腹桿采用雙角鋼時，有時需設節(jié)點板，節(jié)點板與弦桿采用對接焊縫，此焊縫承受弦桿相鄰節(jié)間的內力差及產(chǎn)生的偏心彎矩，可按下式進行計算：鋼屋蓋結構 第四節(jié) 簡支屋架設計lw由斜腹桿焊縫確定的節(jié)點板長度，若無引弧板時要出去弧坑；t節(jié)點板厚度，通常取與T型鋼腹板等厚或相差不超過1m