夏桂云鋼結構桁架

1、第21 章 鋼桁架構件鋼桁架構造三角形三角形交叉形交叉形軸心受拉構件截面選擇軸心受拉構件截面選擇要點： 軸心受拉構件的毛截面Am由凈截面An增加10%-15%得到 NAm15. 110. 1實腹式軸心受壓構件實腹式軸心受壓構件理想軸心受壓構件：理想軸心受壓構件： 截面幾何中心（形心）和物理中心截面幾何中心（形心）和物理中心（質心）始終重合（質心）始終重合桿件軸線（截面形心的連線）筆直桿件軸線（截面形心的連線）筆直軸力作用線與桿件軸線始終重合軸力作用線與桿件軸線始終重合第一類穩(wěn)定：歐拉失穩(wěn)第二類失穩(wěn)：極值點失穩(wěn)影響因素：初始變形、殘余應力、幾何缺陷分析方法分析方法壓屈理論-切線模量理論；邊緣纖維

2、屈服理論-Shanley理論壓潰理論-極限荷載理論 1kffkANyycrcrm設計方法：穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)鋼桁架梁橋的構件計算長度鋼桁架梁橋的構件計算長度理論計算長度兩端鉸結：L兩端固結：0.7L一端固結一端自由：2L實際結構視節(jié)點嵌固程度而定實際結構視節(jié)點嵌固程度而定鉸接構件：節(jié)點中心點的距離；鉸接構件：節(jié)點中心點的距離；嵌固構件：視節(jié)點的嵌固程度定嵌固構件：視節(jié)點的嵌固程度定弦桿：視為兩端鉸結，取幾何長度；弦桿：視為兩端鉸結，取幾何長度；腹桿：中間腹桿腹桿：中間腹桿0.8L;端部腹桿端部腹桿0.9L; 相交腹桿或交叉腹桿取相交點相交腹桿或交叉腹桿取相交點 至桿端的較長段至桿端的較長段 長度

3、。長度。構件在桁架平面內的計算長度構件在桁架平面內的計算長度構件在桁架平面外的計算長度構件在桁架平面外的計算長度構件：取側向支撐點間的距離；構件：取側向支撐點間的距離；弦桿：取縱向水平聯(lián)結系與弦桿連接弦桿：取縱向水平聯(lián)結系與弦桿連接 點間的距離；點間的距離；腹桿：取幾何長度。腹桿：取幾何長度。實腹式軸心受壓構件的局部穩(wěn)定實腹式軸心受壓構件的局部穩(wěn)定設計計算方法：tbtb實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹式軸心受壓構件的截面設計原則：等穩(wěn)定性：兩個主軸方向的穩(wěn)定承載力相同；寬肢薄壁：增大慣性矩和回旋半徑；連接方便：一般選擇開敞式；制造節(jié)省：構造簡單、加工方便、取材容易步驟：確定所需面積： 1NAm

4、req確定兩個主軸所需回旋半徑：yyreqxxreqlili00 ,確定截面各自板件尺寸：截面驗算：格構式軸心受壓構件格構式軸心受壓構件格構式軸心受壓構件分肢穩(wěn)定計算格構式軸心受壓構件分肢穩(wěn)定計算格構式軸心受壓構件的一部分；單獨的實腹式受壓構件。格構式構件需要計算強度、剛度和穩(wěn)定性分肢的強度、剛度和穩(wěn)定性，且應保證各分肢失穩(wěn)不先于格構式構件整體失穩(wěn)。格構式軸心受壓構件的剪力格構式軸心受壓構件的剪力AV 210:140015. 0:235340:200017. 0:345MPaQMPaQ最大剪力構件全長剪力假定不變如果承受反復荷載，應乘折減系數(shù) minn綴條設計綴條設計斜綴條內力sin11VNd

5、綴條材料 45X5、56X36X5等角鋼、扁鋼綴板設計綴板設計綴板內力2,111111lVMclVVbb綴板尺寸 見表21-1格構式軸心受壓構件的橫隔和綴件連接構造格構式軸心受壓構件的橫隔和綴件連接構造設置原因： 截面幾何形狀不變； 傳遞必要內力；設置方式： 端橫隔、中間橫隔橫隔間距： 不得大于構件截面較大寬度的9倍、或8m材料 鋼板、交叉角鋼格構式軸心受壓構件截面設計格構式軸心受壓構件截面設計截面選擇 1)按實軸穩(wěn)定條件選擇截面尺寸； 2)按虛軸與實軸等穩(wěn)定原則確定兩分肢間距； 截面驗算 剛度、整體穩(wěn)定性、分肢長細比驗算壓彎構件的穩(wěn)定壓彎構件的穩(wěn)定壓彎構件的破壞壓彎構件的破壞壓彎構件整體失穩(wěn)

6、壓彎構件局部失穩(wěn)壓彎構件的強度破壞平面內失穩(wěn)-彎曲屈曲平面外失穩(wěn)-彎扭屈曲壓彎構件的局部失穩(wěn)壓彎構件的局部失穩(wěn)設計原則壓彎構件在彎矩作用平面內的穩(wěn)定驗算 mmWMAN1壓彎構件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定驗算壓彎構件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定驗算 mmWMAN21雙向壓彎構件的穩(wěn)定驗算雙向壓彎構件的穩(wěn)定驗算實腹式壓彎構件的截面設計實腹式壓彎構件的截面設計試選截面驗算截面 強度-(21-23) 剛度-(21-5) 面內穩(wěn)定性-(21-25) 面外穩(wěn)定性-(21-26) 局部穩(wěn)定-(21-7)鋼桁架節(jié)點設計鋼桁架節(jié)點設計設計內容：設計內容：節(jié)點的構造；節(jié)點的構造；連接計算機連接計算機確定節(jié)點板形確定節(jié)點板形

7、狀和尺寸狀和尺寸鋼桁架分類鋼桁架分類輕型桁架輕型桁架-桿件內力不大桿件內力不大 桿件常用桿件常用T形截面或角鋼組合截面形截面或角鋼組合截面 一塊節(jié)點板傳力一塊節(jié)點板傳力重型桁架重型桁架-桿件內力大桿件內力大 桿件常用桿件常用H形或工字形截面形或工字形截面 兩塊節(jié)點板傳力兩塊節(jié)點板傳力設計要求設計要求同一節(jié)點的各桿件截面形心軸交于一點，避免偏心引起桿件次內力不從心各桿件布置緊湊，提高節(jié)點桁架平面外風度和減少節(jié)點板用料節(jié)點板形狀簡單、規(guī)整、最好為矩形、梯形或平行四邊形桿件間應每隔一定距離焊接一塊墊板，加強整體性桿件端部工地螺栓孔布置一致桿件端部連接的計算桿件端部連接的計算 NAnn桿件承載力計算桿

8、件承載力計算等強度原則等強度原則-連接與桿件有相同強度連接與桿件有相同強度受拉桿件：受拉桿件：受壓桿件：受壓桿件： NAnnm1桿件內力計算桿件內力計算最大內力法原則最大內力法原則-聯(lián)結系或次要桿件的連聯(lián)結系或次要桿件的連接按受力最大桿件的實際內力計算接按受力最大桿件的實際內力計算 NNn 螺栓個數(shù)：螺栓個數(shù)：21.6.3 節(jié)點板強度驗算節(jié)點板強度驗算節(jié)點板設計：按經(jīng)驗和構造要求確定節(jié)點板厚度；根據(jù)螺栓孔布置確定節(jié)點板外形尺寸；節(jié)點板強度驗算。計算內容：計算內容：驗算節(jié)點板在豎向截面上的法向應力驗算節(jié)點板在豎向截面上的法向應力計算截面：計算截面：a-a 截面截面cos41NNN nnxnnsINeyANINeyAN21驗算節(jié)點板在水平截面上的剪應力驗算節(jié)點板在水平截面上的剪應力計算截面：計算截面：d-d 截面截面 nATNNTcos43驗算斜腹桿與節(jié)點板連接處節(jié)點板的撕裂應力驗算斜腹桿與節(jié)點板連接處節(jié)點板的撕裂應力計算截面：可能的撕裂截面計算截面：可能的撕裂截面計算內力：提高計算內力：提高10%容許應力：容許應力： 1)撕裂截面垂直于被連接桿件的軸線方向時撕裂截面垂直于被連接桿件的軸線方向時 采用鋼材的容許應力采用鋼材的容許應力 2)撕破裂截面與被連接桿件軸線小于撕破裂截面與被連接桿件軸線小于90, 采用鋼材容許應力的