深圳大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、目錄一、設(shè)計(jì)資料2二、屋架幾何尺寸及檁條布置31、屋架幾何尺寸32、檁條布置3三、支撐布置41、上弦橫向水平支撐42、下弦橫向和縱向水平支撐43、垂直支撐44、系桿5四、荷載與內(nèi)力計(jì)算51、荷載計(jì)算52、荷載組合53、內(nèi)力計(jì)算6五、桿件截面設(shè)計(jì)81、節(jié)點(diǎn)板厚度82、桿件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)及截面形式93、上弦桿94、下弦桿105、再分式腹桿 bc-cD106、豎腹桿 Jj11六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)131、下弦節(jié)點(diǎn)“f”132上弦節(jié)點(diǎn)“D”153有工地拼接的下弦節(jié)點(diǎn)“j”184屋脊節(jié)點(diǎn)“J”195支座節(jié)點(diǎn)“a”21七、填板設(shè)計(jì)27一、 設(shè)計(jì)資料1. 車間平面尺寸為 150m×27m，柱距7.5m，跨度為

2、27m，柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合。車間內(nèi)有兩臺(tái) 15t/3t中級(jí)工作制軟鉤橋式吊車。2. 屋面采用長(zhǎng)尺復(fù)合屋面板，檁距 1.5m。檁條采用冷彎薄壁斜卷邊 Z 形鋼 Z250×75×20×2.5，屋面坡度 i=l/8。 3. 側(cè)向支撐點(diǎn)間距為 3l。 4. 鋼屋架簡(jiǎn)支在鋼筋混凝土柱頂上，柱頂標(biāo)高 9.000m，柱上端設(shè)有鋼筋混凝土連系梁。上柱截面為 400mm×400mm，所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc 14.3N/mm2。 抗風(fēng)柱的柱距為 6m，上端與屋架上弦用板鉸連接。 5. 鋼材用 Q235-B，焊條用 E43 系列型。 6. 屋架采

3、用平坡梯形屋架，無(wú)天窗，腹桿體系如下圖所示，根據(jù)桁架高度和檁條間距確定是否需要設(shè)置再分式腹桿。圖 1 屋架計(jì)算簡(jiǎn)圖及腹桿布置形式7. 該車間建于深圳近郊。 8. 屋蓋荷載標(biāo)準(zhǔn)值： (l)屋面活荷載 0.50 kN/m2 (2) 基本風(fēng)壓w0 0.75 kN/m2 (3) 復(fù)合屋面板自重 0.15 kN/m2 (4) 檁條自重 0.084kN/m(5) 屋架及支撐自重 0.417 kN/m29. 運(yùn)輸單元最大尺寸長(zhǎng)度為 15m，高度為 4.0m。二、屋架幾何尺寸及檁條布置1、屋架幾何尺寸屋架上弦節(jié)點(diǎn)用大寫字母A,B,C連續(xù)編號(hào)，下弦節(jié)點(diǎn)以及再分式腹桿節(jié)點(diǎn)用小寫字母a,b,c連續(xù)編號(hào)。由于梯形屋架

4、跨度L=30m>24m，為避免影響使用和外觀，制造時(shí)應(yīng)起拱f=L/500=54mm。屋架計(jì)算跨度l0 =L-2×0.15=27-2×0.15=26.7m。起拱后屋架桿件幾何尺寸和節(jié)點(diǎn)編號(hào)如圖2所示（其中虛線為原屋架，實(shí)線為起拱后屋架）。圖2 屋架幾何尺寸2、檁條布置采用長(zhǎng)尺復(fù)合屋面板，單坡內(nèi)不需要搭接，在屋架上弦節(jié)點(diǎn)設(shè)置檁條，水平檁距為1.5m。檁條跨度7.5m，在跨中三分點(diǎn)處設(shè)置兩道拉條，為檁條提供兩個(gè)側(cè)向支撐點(diǎn)。由于風(fēng)荷載較大，故在屋檐和屋脊處都設(shè)置斜拉條和剛性撐桿，以將拉條的拉力直接傳遞給屋架。檁條的設(shè)置如圖3所示。圖3 檁條、拉條和撐桿的布置三、支撐布置1、上

5、弦橫向水平支撐圖4 上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐應(yīng)設(shè)置在廠房?jī)啥说牡谝粋€(gè)柱間，且間距不宜超過(guò)60m。本車間長(zhǎng)度為150m，因此需要布置四道橫向水平支撐，如圖4所示。2、下弦橫向和縱向水平支撐屋架跨度L=27m，且車間內(nèi)有兩臺(tái)15t/3t 中級(jí)工作制軟鉤橋式吊車，故應(yīng)設(shè)置下弦橫向和縱向水平支撐。下弦橫向水平支撐與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間，如圖5所示。圖5 下弦橫向和縱向水平支撐3、垂直支撐垂直支撐必須設(shè)置。對(duì)于本屋架結(jié)構(gòu)，在跨度中央設(shè)置一道中間垂直支撐，在屋架兩端各設(shè)置一道垂直支撐。垂直支撐只設(shè)置在有橫向水平支撐的同一柱間的屋架上，如圖6所示。（a）跨中垂直支撐（b）端部垂直支撐 圖6

6、 垂直支撐4、系桿沒(méi)有設(shè)置橫向水平支撐的屋架，其上下弦的側(cè)向支撐點(diǎn)由系桿來(lái)充當(dāng)。上弦平面內(nèi)，屋脊和屋檐處需要設(shè)置剛性系桿，其它支撐點(diǎn)處設(shè)置柔性系桿。四、荷載與內(nèi)力計(jì)算1、荷載計(jì)算（1）永久荷載 復(fù)合屋面板自重 0.15 kN/m2 檁條自重 0.084 kN/m /1.5m = 0.056 kN/m2 屋架及支撐自重 0.417 kN/m2 永久荷載總和：0.623 kN/m2（2）可變荷載 活荷載：屋面活荷載0.50 kN/m2 風(fēng)荷載：wk=zszw0。z=1.0，z=1.0，w0=0.75kN/m2，迎風(fēng)面ms= -0.6，背風(fēng)面ms= -0.5。故迎風(fēng)面wk= -0.45kN/m2，背

7、風(fēng)面wk= -0.375kN/m2的。2、荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)考慮以下四種組合：（1）組合一：全跨永久荷載全跨活荷載活荷載起控制作用時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值為q =1.2´0.623+1.4´0.5=1.45 kN/ m2永久荷載起控制作用時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值：q =1.35´0.623+1.4´0.7´0.5=1.33 kN/ m2故屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載為：P = qA =1.45´1.5´7.5=16.31 kN（2）組合二：全跨永久荷載半跨活荷載全跨永久荷載（對(duì)結(jié)構(gòu)有利）：q1=1.0´0.623=0.623 kN/ m2P1

8、= q1 A =0.632´1.5´7.5=7.11 kN半跨活荷載：q2=1.4´0.5=0.7 kN/ m2P2= q2A =0.7´1.5´7.5=7.88 kN（3）組合三：全跨屋架及支撐自重半跨屋面板重半跨施工荷載 全跨屋架及支撐自重（對(duì)結(jié)構(gòu)有利）：q3=1.0´0.417=0.417 kN/ m2P3= q3 A =0.417´1.5´7.5=4.69 kN半跨屋面板重半跨屋面活荷載： 恒荷載控制：q4=1.2´(0.15+0.056)+1.4´0.5=0.947 kN/m2活荷載控

9、制：q4=1.35´(0.15+0.056)+1.4´0.7´0.5=0.768 kN/ m2故屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載為：P4= q4 A =0.947´1.5´7.5=10.66kN（4）組合四：全跨永久荷載風(fēng)荷載迎風(fēng)面：q5=1.0´0.623-1.4´0.45= -0.007kN/ m2背風(fēng)面：q6=1.0´0.623-1.4´0.375= -0.093kN/ m2可見(jiàn)，風(fēng)吸力相對(duì)于前面三種組合，數(shù)量級(jí)很低，可不用考慮該組合。上述各組合中，端部節(jié)點(diǎn)荷載取跨中節(jié)點(diǎn)荷載值的一半。3、內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用數(shù)值法計(jì)

10、算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)（單位節(jié)點(diǎn)力分別作用于全跨、左半跨和右半跨），內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如表1所示。表1 內(nèi)力系數(shù)表?xiàng)U件名稱編號(hào)內(nèi)力系數(shù)（P1）組合一組合二組合三計(jì)算內(nèi)力/kN全跨左半跨右半跨P×P1× +P2×P1× +P2×P3× +P4×P3× +P4×上弦桿AB22-5.46 -4.03 -1.43 -89.07 -70.58 -50.10 -68.57 -40.87 -89.07 BC21-6.18 -4.74 -1.43 -100.71 -81.29 -55.18 -79.53 -4

11、4.22 -100.71 CD20-6.18 -4.74 -1.43 -100.71 -81.29 -55.18 -79.53 -44.22 -100.71 DE19-17.21 -11.46 -5.75 -280.71 -212.65 -167.71 -202.85 -142.06 -280.71 EF18-17.21 -11.46 -5.75 -280.71 -212.65 -167.71 -202.85 -142.06 -280.71 FG17-17.21 -11.46 -5.75 -280.71 -212.65 -167.71 -202.85 -142.06 -280.71 GH16-

12、17.21 -11.46 -5.75 -280.71 -212.65 -167.71 -202.85 -142.06 -280.71 HI15-16.98 -8.70 -8.28 -277.01 -189.32 -186.03 -172.41 -167.95 -277.01 IJ14-16.98 -8.70 -8.28 -277.01 -189.32 -186.03 -172.41 -167.95 -277.01 下弦桿ab50.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 be613.03 9.14 3.89 212.49 164.66 123.26

13、158.54 102.54 212.49 eh1017.42 10.31 7.11 284.04 205.03 179.84 191.54 157.46 284.04 斜腹桿Ab479.52 7.02 2.49 155.21 122.99 87.31 119.48 71.22 155.21 Bc370.82 0.82 0.00 13.36 12.28 5.82 12.57 3.84 13.36 bc28-9.89 -6.69 -3.21 -161.35 -123.02 -95.62 -117.66 -80.60 -161.35 cD29-8.97 -5.76 -3.21 -146.33 -10

14、9.21 -89.07 -103.52 -76.28 -146.33 Dd305.27 2.90 2.37 85.87 60.25 56.10 55.56 49.95 85.87 dF400.77 0.77 0.00 12.56 11.54 5.47 11.82 3.61 12.56 de314.59 2.22 2.37 74.78 50.06 51.27 45.13 46.76 74.78 Ff430.68 0.68 0.00 11.09 10.19 4.83 10.44 3.19 11.09 ef32-1.27 0.80 -2.06 -20.66 -2.74 -25.26 2.53 -27

15、.92 -27.92 fH33-0.50 1.57 -2.06 -8.11 8.80 -19.78 14.35 -24.31 -24.31 Hg34-0.83 -2.46 1.63 -13.49 -25.28 7.00 -30.12 13.54 -30.12 gJ450.69 0.69 0.00 11.25 10.34 4.91 10.59 3.24 11.25 gh35-1.44 -3.07 1.63 -23.45 -34.43 2.65 -39.49 10.67 -39.49 豎桿Aa1-9.00 -6.77 -2.23 -146.79 -117.35 -81.55 -114.40 -65

16、.96 -146.79 Bb36-1.50 -1.50 0.00 -24.47 -22.49 -10.67 -23.03 -7.04 -24.47 Cc38-1.00 -1.00 0.00 -16.31 -14.99 -7.11 -15.35 -4.69 -16.31 Ed39-1.00 -1.00 0.00 -16.31 -14.99 -7.11 -15.35 -4.69 -16.31 Fe41-2.00 -2.00 0.00 -32.62 -29.98 -14.22 -30.70 -9.38 -32.62 Gf42-1.00 -1.00 0.00 -16.31 -14.99 -7.11 -

17、15.35 -4.69 -16.31 Ig44-1.00 -1.00 0.00 -16.31 -14.99 -7.11 -15.35 -4.69 -16.31 jh32.11 1.06 1.06 34.43 23.32 23.32 21.15 21.15 34.43 29五、桿件截面設(shè)計(jì)1、 節(jié)點(diǎn)板厚度對(duì)于梯形屋架，節(jié)點(diǎn)板厚度由腹桿最大內(nèi)力（一般在支座處）按下表取用：梯形桁架腹桿內(nèi)力或三角形屋架弦桿端節(jié)間內(nèi)力(kN)<=180181300301500501700701950中間節(jié)點(diǎn)板厚(mm)688101214支座節(jié)點(diǎn)板厚(mm)810121416本屋架中腹桿最大內(nèi)力N=161.35kN

18、，因此中間節(jié)點(diǎn)板厚度取6mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚取8mm。2、桿件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)及截面形式（1）上弦桿 面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)mx = 1.0。根據(jù)上弦橫向水平支撐的布置方案（圖 4），面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)my = 3.0 。m y = 3mx ，根據(jù)等穩(wěn)定原則，采用長(zhǎng)邊外伸的兩不等邊角鋼短肢相并組成的 T 形截面。（2）下弦桿與上弦桿類似，面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)mx = 1.0 ，面外計(jì)算長(zhǎng)度l0y 分別為7.5m，6m。下弦桿受拉，不需要考慮穩(wěn)定性，因此下弦桿采用兩邊等肢角鋼組成的 T 形截面。（3）支座腹桿（Aa、Ab）面內(nèi)和面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)都為 1.0，采用短邊外伸的兩不邊等肢角鋼組成的 T形截面。 （4）再

19、分式腹桿面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)mx = 1.0 ，面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)如下：對(duì)于受壓主斜桿（bc、cD、fg、gH、Hi、ij）：bD=2×0.75+0.25N1N2=2×0.75+0.25146.33161.35=1.936fH=2×0.75+0.25N1N2=2×0.75+0.2524.3127.92=1.954Hj=2×0.75+0.25N1N2=2×0.75+0.2530.1239.19=1.884采用長(zhǎng)邊外伸的兩不等邊角鋼組成的T形截面。對(duì)于受拉主斜桿（De、ef、Hj、ij）：mx = 1.0，故m y = 1.0mx，采用兩等邊角

20、鋼組成的 T形截面。（5）跨中豎腹桿（If）采用兩個(gè)等肢角鋼組成的十字形截面，斜平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為 0.9。（6）其它腹桿面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)mx = 0.8 ，面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)my =1.0 ，m y = 1.25mx，根據(jù)等穩(wěn)定原則，采用兩邊等肢角鋼組成的 T 形截面。3、上弦桿上弦桿需要貫通，各桿截面相同，故按 DE、EF、FG、GH桿的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)，即 N= -280.71kN 。計(jì)算長(zhǎng)度l0x = l = 1512mm ，l0y = 3l = 4536mm 。 長(zhǎng)邊外伸，短邊相并，肢背間距a=8mm，首先暫不考慮繞 y 軸彎扭屈曲初選截面。設(shè)=x =y = 150，由Q235鋼b類截面

21、查附表，得= 0.308，需要ANf=280.71×1030.308×215×10-2=42.39cm2ixl0xx=151.2150=1.008cm iyl0yy=453.6150=3.024cm 由附表可供選用的截面最小尺寸為2125×80×12：A=46.702cm2，ix=2.24cm，iy=6.00cm截面驗(yàn)算：xl0xix=151.22.24=67.5<=150yl0yiy=453.66.00=75.6<=150穩(wěn)定性驗(yàn)算：繞截面對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮彎扭屈曲影響，用換算長(zhǎng)細(xì)比 yz 代替 y。對(duì)于等邊雙角鋼組成的T形截面

22、，當(dāng)b1/t0.56l0x/b1時(shí)，近似取yz=y：今0.56l0y/b1=0.56×4536/125=20.32>12512=10.41故yz=y=75.6>x=67.5由yz=75.6和b類截面查表，得=0.717Nf=280.71×1030.717×46.702×102=83.83<f=215（N/mm2）滿足穩(wěn)定驗(yàn)算要求。4、下弦桿下弦桿需要貫通，各桿截面相同，按 f j 桿的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)，即 N = 284.04kN 。計(jì)算長(zhǎng)度l0x = 4l = 6000mm ，l0y = 4l = 6000mm。需要毛截面積：（滿足強(qiáng)度驗(yàn)

23、算）ANf=284.04×103215×10-2=13.21cm2需要截面回轉(zhuǎn)半徑：（滿足長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算）ixl0x=600250=2.4cm由附表選取下弦桿截面為280×5：A=15.824cm2，ix=2.48cm，ix=3.56cm符合驗(yàn)算要求。5、再分式腹桿（bc，cD）再分式腹桿在節(jié)點(diǎn)處不斷開(kāi)，采用通長(zhǎng)桿件。最大拉力N =74.78kN ，N =85.87kN ；最大壓力 N = -146.33kN ， N= -161.35kN ?？梢?jiàn)，該桿截面由bc桿的最大壓力確定，即N = -161.35kN 。計(jì)算長(zhǎng)度l0x = l = 1954mm ，l0y = 1

24、.936l = 3818mm。長(zhǎng)邊外伸，短邊相并，肢背間距a=8mm，首先暫不考慮繞y軸彎扭屈曲初選截面。設(shè)=x=y=150，由Q235鋼b類截面查附表，得=0.308，需要：ANf=161.35×1030.308×215×10-2=24.365cm2ixl0xx=195.4150=1.303cm iyl0yy=381.8150=2.545cm 由附表可供選用的截面最小尺寸為2100×80×7：A=24.602cm2，ix=2.39cm，iy=4.57cm截面驗(yàn)算：xl0xix=195.42.39=81.8<=150yl0yiy=381.

25、84.57=83.5<=150穩(wěn)定性驗(yàn)算：繞截面對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)考慮彎扭屈曲影響，用換算長(zhǎng)細(xì)比yz代替y。對(duì)于由短邊相并的不等邊雙角鋼組成的T形截面，當(dāng)b1/t0.56l0x/b1時(shí)：近似取yz=y今0.56l0y/b1=0.56×3818/100=21.38>1007=14.29故yz=y=83.5>x=81.8由yz=83.5和b類截面查表，得=0.664NA=161.35×1030.664×24.602×102=98.77<f=215（N/mm2）滿足穩(wěn)定驗(yàn)算要求。可以考慮選擇更小的截面面積，以求桿件材料經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)構(gòu)件截面

26、驗(yàn)算，如表2所示，此再分式腹桿選取2100×63×6更為合理。6、跨中豎腹桿 桿件軸力N=34.43kN，計(jì)算長(zhǎng)度l0u = l0v = 0.9l = 0.9´ 3618 = 3256mm，十字形截面，間距a=6mm。需要毛截面積：（滿足強(qiáng)度驗(yàn)算）ANf=34.43×103215×10-2=1.60cm2需要截面回轉(zhuǎn)半徑：（滿足長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算）iul0u=325.6350=0.93cm由附表選取下弦桿截面為263×5：（與垂直支撐相連豎桿最低構(gòu)造要求）A=12.286cm2，iu=2.45cm 符合驗(yàn)算要求。表2 構(gòu)件截面驗(yàn)算表?xiàng)U件名稱截

27、面特性桿件特性設(shè)計(jì)參數(shù)驗(yàn)算過(guò)程結(jié)論截面規(guī)格A(cm2)ix(cm)iy(cm)計(jì)算內(nèi)力(kN)L(mm)xyxyyz上弦桿DE、EF、FG、GH2125×80×12*46.7022.246-280.7115121367.5 75.6 81.5 0.678 0.41 滿足下弦桿fj280×515.8242.483.56284.04600011241.9 168.5 -0.83 滿足bf280×515.8242.483.56212.49600011.25241.9 210.7 -0.62 滿足斜腹桿Ab245×58.5841.372.18155.2

28、1236611172.7 108.5 -0.84 滿足Bc245×46.9721.382.0813.3617320.81100.4 83.3 -0.09 滿足bc2100×63×6*19.2341.794.78-161.35195411.936109.2 79.1 79.1 0.498 0.78 滿足cD2100×63×6*19.2341.794.78-146.33195411.936109.2 79.1 79.1 0.498 0.71 滿足De245×46.9721.382.0885.87194611141.0 93.6 -0.57

29、 滿足eF245×46.9721.382.0812.5622130.81128.3 106.4 -0.08 滿足ef245×46.9721.382.0874.78194611141.0 93.6 -0.50 滿足Fg245×46.9721.382.0811.0919460.81112.8 93.6 -0.07 滿足fg290×56×5*14.4241.594.33-27.92221311.954139.2 98.9 98.9 0.348 0.26 滿足gH290×56×5*14.4241.594.33-24.31221311

30、.954139.2 98.9 98.9 0.348 0.23 滿足Hi290×56×5*14.4241.594.33-30.12220411.884138.6 95.9 95.9 0.350 0.28 滿足iJ245×46.9721.382.0811.2525020.81145.0 120.3 -0.08 滿足ij290×56×5*14.4241.594.33-39.49220411.884138.6 95.9 95.9 0.350 0.36 滿足豎腹桿Aa263×614.5761.932.84-146.79194911101.0 6

31、8.6 72.4 0.549 0.85 滿足Bb245×58.5841.372.11-24.4721180.81123.7 100.4 102.1 0.418 0.32 滿足Cc245×46.9721.382.08-16.3110590.8161.4 50.9 56.4 0.800 0.14 滿足Ee245×46.9721.382.08-16.3114340.8183.1 68.9 73.0 0.667 0.16 滿足Ff256×48.781.732.52-32.6228680.81132.6 113.8 117.8 0.376 0.46 滿足Gg245

32、×46.9721.382.08-16.3114340.8183.1 68.9 73.0 0.667 0.16 滿足Ii245×46.9721.382.08-16.3118090.81104.9 87.0 90.2 0.524 0.21 滿足注：帶*號(hào)截面為短邊相并不等邊雙角鋼截面，不帶*號(hào)截面為等邊雙角鋼截面六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、下弦節(jié)點(diǎn)“f”（1）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫（a）“Ff”桿桿件軸力N = -32.62kN，截面為256×4，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸取：hf,1=4mmhf.min=1.5tmax =

33、1.5×6=3.7mmhf.max=1.2tmin=1.2×4=4.8mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.7×32.62×1032×0.7×4×160+2×4=33.5mm?。簂1=50mm62hf,1=62×4=248mm 40+2hf,1=48mm 10hf,1=10×4=40mm 肢尖焊縫焊腳尺寸?。篽f.2=4mmhf,min=1.5tmax =1.5×6=3.7mm hf.max=tmin=4mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l2= N2

34、15;0.7hf,2ffw+2hf,2=0.3×32.62×1032×0.7×4×160+2×4=18.9mm取：l2=50mm62hf,2=62×4=248mm 40+2hf,2=48mm 10hf,2=10×4=40mm （b）“ef”桿桿件軸力N =74.78kN，截面為245×4，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸取：hf,1=4mmhf.min=1.5tmax=3.7mm hf.max=1.2tmin=1.2×4=4.8mm 所需焊縫長(zhǎng)度

35、：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.7×74.78×1032×0.7×4×160+2×4=66.4mm取：l1=70mm62hf,1=62×4=248mm 40+2hf,1=48mm 10hf,1=10×4=40mm 肢尖焊縫焊腳尺寸?。篽f.2=4mmhf,min=1.5tmax=3.7mm hf.max=tmin=4mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l2= N2×0.7hf,2ffw+2hf,2=0.3×74.78×1032×0.7×4×

36、160+2×4=33.0mm?。簂2=50mm62hf,2=62×4=248mm 40+2hf,2=48mm 10hf,2=10×4=40mm （c）“fg”桿桿件軸力N =-27.92kN，截面為290×56×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為=0.75，=0.25，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸?。篽f,1=5mmhf.min=1.5tmax =1.5×6=3.7mmhf.max=1.2tmin=1.2×5=6mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.75

37、15;27.92×1032×0.7×5×160+2×5=28.7mm取:l1=50mm62hf,1=62×5=310mm 40+2hf,1=50mm 10hf,1=10×5=50mm 肢尖焊縫焊腳尺寸?。篽f.2=5mmhf,min=1.5tmax =1.5×6=3.7mm hf.max=tmin=5mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l2= N2×0.7hf,2ffw+2hf,2=0.25×27.92×1032×0.7×5×160+2×5=16.2mm取:l2

38、=50mm62hf,2=62×5=310mm 40+2hf,2=50mm 10hf,2=10×5=50mm （2）節(jié)點(diǎn)詳圖根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖7所示，從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為350mm×190mm。圖7 下弦節(jié)點(diǎn)“b”（3）下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長(zhǎng)度l =350mm,所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差=71.55kN。下弦桿截面為280×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢尖與肢背的焊腳尺寸都?。篽f=5mmhf,min=1.5tmax=1.5×6=3.7mm焊縫計(jì)算

39、長(zhǎng)度：lw=l-2hf=350-2×5=340mm>60hf=300mm取lw=300mm。受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為：f= N2×0.7hflw=0.7×71.55×1032×0.7×5×300=23.85<ffw=160N/mm22上弦節(jié)點(diǎn)“D”（1）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫（a）“cD”桿桿件軸力N =-146.33kN，截面為2100×63×6，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為=0.75，=0.25，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸?。篽f,1=6mmhf.min=1.

40、5tmax =1.5×6=3.7mmhf.max=1.2tmin=1.2×6=7.2mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.75×146.33×1032×0.7×6×160+2×6=93.6mm?。?l1=100mm62hf,1=62×6=372mm 40+2hf,1=56mm 10hf,1=10×6=60mm 肢尖焊縫焊腳尺寸取：hf.2=5mmhf,min=1.5tmax =1.5×6=3.7mm hf.max=tmin=6mm 所需焊縫長(zhǎng)

41、度：l2= N2×0.7hf,2ffw+2hf,2=0.25×146.33×1032×0.7×5×160+2×5=42.7mm?。簂2=50mm62hf,2=62×5=310mm 40+2hf,2=50mm 10hf,2=10×5=50mm （b）“De”桿桿件軸力N=85.87kN，截面為245×4，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸?。篽f,1=4mmhf.min=1.5tmax=3.7mm hf.max=1.2tmin=1.2×4=

42、4.8mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.7×85.87×1032×0.7×4×160+2×4=75.1mm?。?l1=80mm62hf,1=62×4=248mm 40+2hf,1=48mm 10hf,1=10×4=40mm 肢尖焊縫焊腳尺寸取：hf.2=4mmhf,min=1.5tmax=3.7mm hf.max=tmin=4mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l2= N2×0.7hf,2ffw+2hf,2=0.3×85.87×1032×0.7

43、×4×160+2×4=36.8mm?。簂2=50mm62hf,2=62×4=248mm 40+2hf,2=48mm 10hf,2=10×4=40mm （2）節(jié)點(diǎn)詳圖根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖所示，從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為390mm×180mm。圖8 上弦節(jié)點(diǎn)“D”（3）上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長(zhǎng)度l = 390mm，所受的力為左右兩上弦桿的內(nèi)力差N=180kN以及節(jié)點(diǎn)荷載P=16.31kN。上弦桿截面為2125×80×12，節(jié)點(diǎn)

44、板厚6mm。（a）上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫承受節(jié)點(diǎn)荷載P，槽焊縫按兩條的角焊縫計(jì)算。屋面傾角，所以，節(jié)點(diǎn)荷載P的偏心距e =36mm。槽焊縫所受的應(yīng)力為：f= Psin2×0.7hflw=16.31×103×0.1242×0.7×3×(390-2×3)=1.25<ffw=160N/mm2f=Pcos2×0.7hflw+6Pecos2×0.7hflw2 =16.31×103×0.9922×0.7×3×(390-2×3)

45、+6×16.31×36×0.9922×0.7×3×(390-2×3)2=10.04N/mm2ff2+f2=10.041.222+1.252=8.32<0.8ffw=0.8×160=128N/mm2故應(yīng)力滿足要求。（b）上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫上弦肢尖的兩條角焊縫承擔(dān)偏心荷載N=180kN，偏心距e = 60mm。取焊腳尺寸：hf=6mmhf,min=1.5tmax=3.7mmt1=6mm hf,max=12-2=10mm 肢尖焊縫所受的應(yīng)力為： f= N2×0.7hflw=180×103

46、2×0.7×6×(390-2×6)=56.69<ffw=160N/mm2f=6Ne2×0.7hflw2=6×180×103×602×0.7×6×(390-2×6)2=53.99N/mm2 ff2+f2=53.991.222+56.692=71.92<ffw=160N/mm2故應(yīng)力滿足要求。3有工地拼接的下弦節(jié)點(diǎn)“j”“j”節(jié)點(diǎn)與一般下弦節(jié)點(diǎn)的區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)處弦桿中斷而需對(duì)弦桿進(jìn)行拼接。（1）拼接角鋼的截面和長(zhǎng)度弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為了使拼接角鋼與原來(lái)的角

47、鋼相緊貼，并便于施焊，需將拼接角鋼頂部截去棱角，寬度為9mm（角鋼內(nèi)圓弧半徑），且將垂直肢截去=15mm(t為角鋼厚度），見(jiàn)圖9所示。因切割而對(duì)拼接角鋼截面的削弱考慮由節(jié)點(diǎn)板補(bǔ)償而不計(jì)。拼接角鋼與下弦桿共有4條角焊縫，都位于角鋼的肢尖，承擔(dān)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿中較小的內(nèi)力設(shè)計(jì)值N2，對(duì)于下弦桿，可偏安全地取N2 =A2 f 。下弦桿截面為280×5，A=15.824cm2。焊腳尺寸取為:hf=5mmhf,min=1.5tmax=3.7mm hf,max=1.2tmin=6mm 所需的拼接角鋼總長(zhǎng)度為:ls=2Af4×0.7hfffw+2hf+20 =2×15.824

48、15;102×2154×0.7×5×160+2×5+20=343.8mm?。簂s=350mm（2）下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的計(jì)算內(nèi)力取和兩者中的較大值，“j”節(jié)點(diǎn)處N1 = N2 =284.04kN，下弦桿截面為280×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為，角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。肢背焊縫焊腳尺寸?。篽f,1=5mmhf,min=1.5tmax=3.7mm hf,max=1.2tmin=6mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l1= N2×0.7hf,1ffw+2hf,1=0.7×0.15×

49、284.04×1032×0.7×5×160+2×5=36.6mm?。簂1=50mm62hf,1=62×5=310mm 40+2hf,1=50mm 10hf,1=10×5=50mm 肢尖焊縫焊腳尺寸?。篽f.2=4mmhf,min=1.5tmax=3.7mmhf.max=tmin=5mm 所需焊縫長(zhǎng)度：l2= N2×0.7hf,2ffw+2hf,2=0.3×0.15×284.04×1032×0.7×4×160+2×4=22.3mml2=50mm62

50、hf,2=62×4=248mm 40+2hf,2=48mm 10hf,2=10×4=40mm （3）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫焊縫尺寸列表計(jì)算如表3所示。“ij”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf,1=4mm，l1=50mm；肢尖hf,2=4mm，l2=50mm。“Jj”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf,1=5mm，l1=50mm；肢尖hf,2=5mm，l2=50mm。（4）節(jié)點(diǎn)詳圖根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖所示。圖中，屋架右半邊運(yùn)輸單元上的構(gòu)件必須在工地裝配后才能與節(jié)點(diǎn)板焊接，已以工地焊縫代號(hào)標(biāo)明

51、。圖9 下弦節(jié)點(diǎn)“j”4屋脊節(jié)點(diǎn)“J”“J”節(jié)點(diǎn)與一般上弦節(jié)點(diǎn)的區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)處弦桿中斷而需對(duì)弦桿進(jìn)行拼接。（1）拼接角鋼的截面和長(zhǎng)度與“j”節(jié)點(diǎn)類似，拼接角鋼采用上弦桿同號(hào)角鋼，頂部截去棱角，寬度為12mm，垂直肢截去hf+t+5mm=23mm（t為角鋼厚度），見(jiàn)圖所示。拼接角鋼與上弦桿共有4條角焊縫，都位于角鋼的肢尖，承擔(dān)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿中較小的內(nèi)力設(shè)計(jì)值N =-277.01kN，上弦桿截面為2125×80×12。焊腳尺寸取為:hf=6mmhf,min=1.5tmax=3.7mmt1=6mm hf,max=12-2=10mm 所需的拼接角鋼總長(zhǎng)度為:ls=2N4×0

52、.7hfffw+2hf+30 =2×277.01×1034×0.7×6×160+2×6+30=260.1mm取ls=270mm（2）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫焊縫尺寸列表計(jì)算如表3所示?！癷J”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf,1=4mm，l1=50mm；肢尖hf,2=4mm，l2=50mm。（3）節(jié)點(diǎn)詳圖根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖10所示。圖中，屋架右半邊運(yùn)輸單元上的構(gòu)件必須在工地裝配后才能與節(jié)點(diǎn)板焊接，已以工地焊縫代號(hào)標(biāo)明。圖10 屋脊節(jié)點(diǎn)“J”（4）上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫長(zhǎng)度l1=139mm，承受節(jié)點(diǎn)荷載P=16.31/2=8.16kN；肢尖焊縫長(zhǎng)度l2=149mm，承受偏心荷載0.15N