18米跨度鋼結(jié)構(gòu)帶節(jié)點(diǎn)詳圖

1、一、設(shè)計(jì)資料：1.某廠房總長(zhǎng)度60m，跨度為18m.，柱距6m。車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)30/5噸中級(jí)工作制吊車。屋架端高1900mm,屋面坡度為1/10,置于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，無(wú)檁屋蓋體系，采用1.5×6.0m。計(jì)算最低溫度-200C。采用1.5×6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板和卷材屋面。二、結(jié)構(gòu)形式與布置圖：屋架支撐布置圖如下圖所示。28000061 a.18米跨屋架(幾何尺寸) b.18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值c . 18米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值四、荷載計(jì)算與組合1、荷載計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板

2、 1.40kN/×1.35=1.89kN/m2三氈四油防水層 0.4kN/×1.35=0.54kN/m2找平層（20mm厚） 0.4kN/×1.35=0.54kN/m2泡沫混凝土保溫層 （80mm） 0.48kN/×1.35=0.648kN/m2鋼屋架和支撐自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/管道荷載 0.1×0.35=0.135 kN/永久荷載總和 4.361 kN/屋面活荷載 0.5×1.4=0.7kN/積灰荷載 0.5×1.4=0.7kN/可變荷載總和 1.4 kN/ 2

3、、荷載組合計(jì)算屋架桿內(nèi)力時(shí)，應(yīng)考慮如下三種荷載組合：1全跨永久荷載+全跨可變荷載F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN 2全跨永久荷載+半跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載：F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載：F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3全跨屋架（包括支撐）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重：F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及活荷載：F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN屋架桿件

4、內(nèi)組合表注：表內(nèi)負(fù)責(zé)表示壓力：正值表示拉力。 表1桿件名稱內(nèi)力系數(shù)(F=1)第一種組 合F第二種組合第三種組合計(jì)算桿件內(nèi)力/KN全跨左半全跨右半全跨F1F1F3F3上弦AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BCD-6.22-4.37-1.85-332.82-300.19-255.72-126.17-65.81-332.82DEF-8.99-5.64-3.36-481.13-421.91-381.71-166.04-111.48-481.13FG-9.10-4.55-4.55-486.96-406.68-406.68-140.44-140.44-486.96

5、下弦a-c3.472.540.93185.65169.19140.8972.7434.34185.65c-e7.965.332.64425.97379.45332.03155.0390.68425.97e-g9.285.313.97496.43426.45402.72159.27127.08496.43斜腹桿aB-6.50-4.75-1.75-347.86-317.02-264.00-136.31-64.34-347.86Bc4.743.161.58253.54225.65197.8392.0054.25253.54cD-3.38-1.86-1.52-180.94-154.12-148.09-

6、56.28-48.09-180.94De1.880.541.34100.7977.0991.2719.4538.69100.79eF-0.690.62-1.31-36.92-13.89-47.7612.34-33.63-47.7612.34Fg-0.46-1.631.17-24.72-45.364.07-40.6726.41-45.364.07豎桿Aa-0.50-0.500.00-26.75-26.75-17.93-13.70-1.73-26.75Cc-1.00-1.00-1.00-53.50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50Ee-1.00-1.00-1.00-53.

7、50-53.50-53.50-27.40-27.40-53.50Gg0.810.460.4143.4437.2336.2813.8212.5343.441、上弦桿(FG桿)；整個(gè)上弦桿采用相同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算，N=486.96kN（壓）。上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長(zhǎng)度：在桁架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，?。阂?yàn)椋式孛嬉诉x用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并(詳見(jiàn)圖3)。腹桿最大內(nèi)力N=347.86KN，查表，節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度用12mm。設(shè)=60，查附錄4得需要截面積需要回轉(zhuǎn)半徑：， 根據(jù)需要A、的查角鋼型鋼規(guī)格表(附錄8)，選2L125×80

8、×10，A=3942，=2.26cm、=6.11cm，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：， 滿足允許長(zhǎng)細(xì)比：<=150的要求。截面在x和y平面皆屬b類，由于，只需求。查(附錄4)軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表得。，所選截面合適。2、下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大的內(nèi)力eg桿計(jì)算:N=496.43kN（拉）計(jì)算長(zhǎng)度：屋架平面內(nèi)取節(jié)點(diǎn)間軸線長(zhǎng)度：屋架平面外根據(jù)支撐布置?。河?jì)算所需要凈截面面積為： 選用2L125×80×7。因?yàn)?，故用不等肢角鋼，短肢相?見(jiàn)圖4)所示。A=28.19cm2>23.09cm2,。按所選角鋼進(jìn)行截面驗(yàn)算，取， ，所選取的截面滿足要求。3、端斜桿(a

9、B桿)：桿件軸力：N=347.86KN(壓)，計(jì)算長(zhǎng)度:因?yàn)?，故采用不等肢角鋼，長(zhǎng)肢相并，使。選用角鋼2L×125×80×7，詳見(jiàn)圖5所示。A=28.19cm2,。截面剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算：， ，因?yàn)?，只求：，所需截面合適。4、斜腹桿(eF、fg)桿件內(nèi)力：二桿可以選擇內(nèi)力較大桿件進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算長(zhǎng)度：, 內(nèi)力較小，按選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為： 。查型鋼表(附錄8)，選項(xiàng)截面的和比上述計(jì)算的和略大些。選用2L63×5，得截面幾何特性：A=12.286cm2,， ，因?yàn)?，只求：查附?.2得，所需截面合適。5、中豎桿(Ee桿)：桿件軸力：N=53.50KN(壓)，

10、計(jì)算長(zhǎng)度: , 內(nèi)力較小，按選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為： 。查型鋼表(附錄8)，選項(xiàng)截面的和比上述計(jì)算的和略大些,選用2L56×5，得截面幾何特性：A=10.83cm2,， ，因?yàn)?，只求：查附?.2得，所需截面合適。其余各桿件的截面選擇計(jì)算過(guò)程不作一一列出，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。桿件截面選擇表 表2桿件內(nèi) 力/KN截 面 規(guī) 格面 積/cm2計(jì)算長(zhǎng)度/cm回轉(zhuǎn)半徑/cm應(yīng)力/(N/mm2)上弦-486.96短肢相并2L125X80X1039.42150.75301.52.266.11132.741500.771160.22下弦496.43短肢相并2L125X80X728.19300.006

11、00.002.2986.04130.55150-176.1aB-347.86長(zhǎng)肢相并2L125X80X728.19253.00253.004.023.3375.981500.714172.83Bc253.54T形截面2L63X512.29209.04261.301.942.96107.75150-206.30cD-180.94T形截面2L75X514.82229.12286.402.323.4390.101500.620196.92De100.79T形截面2L50X52.96229.12286.401.532.45149.75150-104.88eF-47.76T形截面2L63X512.292

12、49.92312.401.942.96128.821500.39398.8812.34Fg-45.36T形截面2L63X512.29249.92312.401.942.96128.821500.39393.914.07Aa-26.75T形截面2L70X512.29199.00199.001.532.45130.071500.38771.93Cc-53.50T形截面2L56X510.83183.20229.001.722.69106.511500.51496.11Ee-53.50T形截面2L56X510.83207.20259.001.722.69120.471500.435113.56Gg43

13、.44T形截面2L63X512.29260.10260.101.942.96134.07150-35.35五、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)采用E43焊條，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。各桿件內(nèi)力由表1查得，最小焊縫長(zhǎng)度應(yīng)小于8。1、下弦節(jié)點(diǎn)c點(diǎn)(詳見(jiàn)圖7)：(1)、斜桿Bc與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:N=253.54KN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm.所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背:取肢尖：取(2)、斜桿Dc與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:N=180.94KN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm.所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背:取肢尖：取(3)、豎桿Cc與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：N=53.5KN因?yàn)槠鋬?nèi)力很小，焊縫尺寸可

14、按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸=5mm，焊縫長(zhǎng)度(4)、下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：焊縫受力為左右下弦桿的內(nèi)力差N=425.97KN-186.65=239.32KN，設(shè)肢尖與肢背的焊腳尺寸為6mm，所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背:取肢尖：取(5)、節(jié)點(diǎn)板尺寸：根據(jù)以上求得的焊縫長(zhǎng)度，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為290mm×420mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長(zhǎng)度為420mm，=6mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差N=425.97KN-186.65=239.32KN,受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。2、下弦節(jié)點(diǎn)e點(diǎn)(詳見(jiàn)圖7-1)

15、：(1)、斜桿eD與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:N=100.79KN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm.所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背:取肢尖：取(2)、斜桿eF與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算:N=47.76KN設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm.所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背:取肢尖：取(3)、豎桿eE與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：N=53.5KN因?yàn)槠鋬?nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸=5mm，焊縫長(zhǎng)度(4)、下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：焊縫受力為左右下弦桿的內(nèi)力差N=496.43KN-425.97KN=70.46KN，設(shè)肢尖與肢背的焊腳尺寸為6mm，所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背:取肢尖：取(5)、節(jié)點(diǎn)板尺寸：根據(jù)以上

16、求得的焊縫長(zhǎng)度，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為230mm×330mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長(zhǎng)度為420mm，=6mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差N=496.43KN-425.97KN=70.46KN,受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。3、上弦節(jié)點(diǎn)B點(diǎn)如(詳見(jiàn)圖8)：(1)、斜桿Bc與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算，與下弦節(jié)點(diǎn)c中的cB桿計(jì)算相同。(2)、斜桿Ba與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算，N=347.86KN設(shè)肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為：10mm和6mm。所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背:取肢尖：取(3)、上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：為了

17、便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm，用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來(lái)。槽焊縫可按兩條焊縫計(jì)算，計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載F與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力為：(節(jié)點(diǎn)板厚度)=×12mm=6mm，上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長(zhǎng)度為400mm。節(jié)點(diǎn)荷載由槽焊縫承受，上弦兩相鄰節(jié)間內(nèi)力差由角鋼肢尖焊縫承受，這時(shí)槽焊縫肯定是安全的，可不必須驗(yàn)算。肢尖焊縫驗(yàn)算為：，滿足要求。(4)、節(jié)點(diǎn)板尺寸：根據(jù)以上求得的焊縫長(zhǎng)度，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙和制作裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板尺寸為290mm×410mm。4、屋脊節(jié)點(diǎn)“G

18、”(詳見(jiàn)圖9)：(1)、弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施工焊接，需將拼接角鋼的尖角削除，且截支垂直肢的一部分寬度(一般為t+5mm)。拼接角鋼的這部分削弱，可以靠節(jié)點(diǎn)板來(lái)補(bǔ)償。接頭一邊的焊縫長(zhǎng)度按弦桿內(nèi)力計(jì)算。N=486.96KN，設(shè)焊肢尖、肢背焊腳尺寸為8mm，則所需焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為(一條焊縫)：，取拼接角鋼的長(zhǎng)度取：2×150mm+50=350mm(2)、弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板用槽焊縫，假定節(jié)點(diǎn)荷載，驗(yàn)算從略。上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15%計(jì)算，N=486.96KN×15%=73.044KN。

19、設(shè)焊肢尖、肢背焊腳尺寸為8mm，節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為300mm，節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為：，焊縫應(yīng)力為：，滿足要求。(3)、中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：N=53.5KN，此桿內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊腳尺寸=5mm，焊縫長(zhǎng)度。5、下弦跨中節(jié)點(diǎn)“g”(詳見(jiàn)圖10)：(1)、弦桿與拼接角鋼連接焊縫計(jì)算：拼接角鋼與下弦桿截面相同，傳遞內(nèi)力N=496.43KN。設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為8mm，則需焊縫長(zhǎng)度為：，取。拼接角鋼長(zhǎng)度不小于2×150mm+10=310mm。肢尖節(jié)切去=t+5=7+8+5=20mm,截面削弱A=20×7=140mm2。 (切去部分滿足要求)。(2)、弦

20、桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：按下弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算，N=496.43KN×15%=77.465KN。設(shè)肢背、肢尖焊腳尺寸為6mm，弦桿一側(cè)需焊縫長(zhǎng)度為：肢背:取。肢尖：按構(gòu)造要求。(3)、腹桿與接點(diǎn)板連接焊接縫計(jì)算：計(jì)算過(guò)程與以上幾個(gè)節(jié)點(diǎn)相同，本設(shè)計(jì)省略計(jì)算(因內(nèi)力較小可按構(gòu)造要求)。因桁架的跨度較大，需將桁架分成兩個(gè)運(yùn)輸單元，在屋脊節(jié)點(diǎn)和下弦跨中節(jié)點(diǎn)設(shè)置工地拼接，左半邊的上弦、斜桿和豎桿與節(jié)點(diǎn)板連接用工廠焊縫，而右半邊的上弦、斜桿與節(jié)點(diǎn)板的連接用工地焊縫。6、端部支座節(jié)點(diǎn)a(詳見(jiàn)圖11)為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座板的凈距離取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度