三角形屋架設(shè)計(jì)

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)三角形鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)間 目錄1課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書62屋架桿件幾何尺寸的計(jì)算63屋架支撐布置73.1屋架支撐7 3.2屋面檁條及其支撐8截面選擇8強(qiáng)度計(jì)算93.2.3強(qiáng)度驗(yàn)算93.2.4荷載計(jì)算94屋架的內(nèi)力計(jì)算104.1桿件的軸力104.2上弦桿的彎矩105屋架桿件截面設(shè)計(jì)105.1上弦桿115.2下弦桿125.3腹桿13中間豎腹桿JG13主斜腹桿IK、KG14腹桿DI 145.3.4腹桿BH、CH、EK、FK 155.3.5腹桿HD、DK 155.4填板設(shè)置與尺寸選擇 156屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 166.1支座節(jié)點(diǎn)A 166.2上弦一般節(jié)點(diǎn)B、C、E、F、D 206.3屋脊

2、拼接節(jié)點(diǎn)G 216.4下弦一般節(jié)點(diǎn)H 236.5下弦拼接節(jié)點(diǎn)I 236.6下弦中央節(jié)點(diǎn)J 256.7受拉主斜桿中間節(jié)點(diǎn)K 258參考資料 25三角形鋼屋架課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書西南交通大學(xué)自考班課程設(shè)計(jì)任務(wù)書鋼屋架設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1. 某地區(qū)某金工車間，長(zhǎng)18×Sm，跨度Lm，柱距Sm，采用無檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系，梯形鋼結(jié)構(gòu)屋架，1.5m×Sm預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，膨脹珍珠巖制品保溫層（容重4kN/m3，所需保溫層厚度由當(dāng)?shù)販囟却_定），卷材屋面，屋面坡度i?；撅L(fēng)壓W，基本雪壓S. 活荷載q2. 某地區(qū)某車間，長(zhǎng)18×S m，跨度L m，采用有檁屋蓋體系，三角形屋架，屋面采用

3、壓型鋼板0.15Kn/m2，不保溫，屋面坡度i。基本風(fēng)壓W，基本雪壓S.活荷載q根據(jù)附表選擇題目。屋架均簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱子上，混凝土標(biāo)號(hào)為C20，建造地點(diǎn)見附表。屋架所受荷載，包括恒載，活荷載，及風(fēng)雪荷載等，均應(yīng)該根分組表采用。大組7組，小組52組，跨度24m，柱距6m，雪荷載0.75，風(fēng)壓0.3，屋面坡度0.42，屋面荷載0.5。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1. 選擇計(jì)算跨度，節(jié)間劃分和腹桿形式，選用鋼材以及焊條；2. 布置屋蓋支撐，說明各支撐布置的必要性和作用，并按比例繪制出支撐布置圖；3. 可用圖解法或者查手冊(cè)等方法求得半跨單位荷載作用下的桿力系數(shù)4. 荷載計(jì)算5. 桿力組合6. 選擇桿件截面，

4、列表匯總7. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)8. 施工圖繪制（包括繪制平面布置圖、支撐布置圖和一榀鋼屋架設(shè)計(jì)詳圖，詳圖中必須至少包含屋脊節(jié)點(diǎn)詳圖、跨中下弦節(jié)點(diǎn)詳圖和支座節(jié)點(diǎn)詳圖）三、其它補(bǔ)充技術(shù)資料1）三角形屋架三角形屋架上弦坡度一般為i =1/21/3，跨度一般為1824m之間，適用于屋面坡度較大的有檁體系屋蓋。三角形屋架與柱只能做成鉸接，故房屋的橫向剛度較低，且屋架弦桿的內(nèi)力變化較大，在支座處最大，跨中較小，故弦桿用同一規(guī)格截面時(shí)，其承載力不能得到充分利用。2）梯形屋架梯形屋架上弦坡度一般為i=1/81/20，跨度可達(dá)36m，適用于屋面坡度較小的屋蓋體系。梯形屋架的外形接近于彎矩圖，各節(jié)間弦桿受力較弱

5、，且腹桿較短。梯形屋架與柱的連接可做成剛接也可做成鉸接。當(dāng)做成剛接時(shí)，可提高房屋的橫向剛度，因此是目前工業(yè)廠房無檁體系屋蓋中應(yīng)用最廣的屋蓋形式。3）選型參數(shù)常用屋架高度為：三角形屋架一般取h=(1/41/6)l。梯形屋架當(dāng)上弦坡度為1/81/12時(shí)，  跨中高度取h=(1/61/10)l，跨度大（或屋面荷載小）時(shí)取小值，跨度?。ɑ蛭菝婧奢d大）時(shí)取大值。梯形屋架的端部高度，當(dāng)屋架與柱鉸接時(shí)取1.62.2 m，剛接時(shí)取1.82.4 m，端彎矩大時(shí)取大值，端彎矩小時(shí)取小值。對(duì)于跨度較大的屋架，在橫向荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，有損外觀并可能影響屋架的正常使用。為此，對(duì)跨度L15

6、m的三角形屋架和跨度L24 m的梯形屋架，當(dāng)下弦無向上曲折時(shí)，宜采用起拱來抵消屋架受荷后產(chǎn)生的部分撓度。起拱高度一般為其跨度的1/500左右。4）屋蓋支撐鋼屋蓋和柱組成的結(jié)構(gòu)體系是一平面排架結(jié)構(gòu)，縱向剛度很差，在荷載作用下，存在著所有屋架同向傾覆的危險(xiǎn)。此外，在這樣的體系中，由于檁條和屋面板均不能作為上弦桿的側(cè)向支承點(diǎn)，故上弦桿在受壓時(shí)，極易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)象，如圖中虛線所示，其承載力極低。在屋蓋兩端或中部適當(dāng)位置的相鄰兩榀屋架之間，設(shè)置一定數(shù)量的支撐，沿屋蓋縱向全長(zhǎng)設(shè)置一定數(shù)量的縱向桿件（系桿），將屋架連成一空間結(jié)構(gòu)體系，形成屋架與支撐桁架組成的空間穩(wěn)定體系。目的是保證整個(gè)屋蓋的空間幾何不變性

7、，從而阻止屋架上下弦側(cè)移，大大減小其自由長(zhǎng)度，提高屋架弦桿的承載力。同時(shí)，可保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定和方便。鋼屋蓋支撐主要由上弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐下弦縱向水平支撐垂直支撐及系桿組成。5、鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求和構(gòu)造要求Ø 基本要求（1）角鋼屋架各匯交的桿件一般焊接于節(jié)點(diǎn)板上，組成屋架節(jié)點(diǎn)。桿件截面重心軸線匯交于節(jié)點(diǎn)中心，截面重心線按所選用的角鋼規(guī)格確定，并取5mm的倍數(shù)。（2）除支座節(jié)點(diǎn)外，屋架其余節(jié)點(diǎn)宜采用同一厚度的節(jié)點(diǎn)板，支座節(jié)點(diǎn)板宜比其他節(jié)點(diǎn)板厚2mm。（3）節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)簡(jiǎn)單，如矩形梯形等，以制作簡(jiǎn)便及切割鋼板時(shí)能充分利用材料為原則。節(jié)點(diǎn)板的平面尺寸（長(zhǎng)度寬度），

8、宜為5mm的倍數(shù)，可根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長(zhǎng)度作出大樣圖來確定，在滿足傳力要求的焊縫布置的前提下，節(jié)點(diǎn)板尺寸應(yīng)盡量緊湊。在焊接屋架節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿腹桿與腹桿邊緣之間的間隙a不小于20mm，相鄰角焊縫焊趾間距應(yīng)不小于5mm；屋架弦桿節(jié)點(diǎn)板一般伸出弦桿1015mm；有時(shí)為了支承屋面結(jié)構(gòu)，屋架上弦節(jié)點(diǎn)板（厚度為t）一般從弦桿縮進(jìn)510mm，且不宜小于（t/2+2）mm。（4）角鋼端部的切斷面一般應(yīng)與其軸線垂直；當(dāng)桿件較大，為使節(jié)點(diǎn)緊湊。（5）單斜桿與弦桿的連接應(yīng)避免偏心彎矩。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15°。在單腹桿的連接處，應(yīng)計(jì)算腹桿與弦桿之間節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度。（6）支承大

9、型屋面板的上弦桿，當(dāng)屋面節(jié)點(diǎn)荷載較大而角鋼肢厚較薄時(shí)，應(yīng)對(duì)角鋼的水平肢予以加強(qiáng)。Ø 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造（1）下弦中間節(jié)點(diǎn)弦中間節(jié)點(diǎn)，當(dāng)弦桿無彎折時(shí)，其連接構(gòu)造按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。（2）上弦中間節(jié)點(diǎn)支承大型屋面板或檁條的屋架上弦中間節(jié)點(diǎn)，為放置集中荷載下的水平板或檁條，可采用節(jié)點(diǎn)板不向上伸出部分向上伸出和全部伸出的做法。l 節(jié)點(diǎn)板不伸出的方案。此時(shí)節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼肢背，采用橫焊縫焊接，于是節(jié)點(diǎn)板與上弦之間就由槽焊縫和角焊縫傳力。節(jié)點(diǎn)板的縮進(jìn)深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1為節(jié)點(diǎn)板的厚度。l 節(jié)點(diǎn)板部分或全部伸出的方案。當(dāng)節(jié)點(diǎn)板伸出不妨礙屋面構(gòu)件的安放時(shí)，可采用該方案。（3）弦

10、桿拼接節(jié)點(diǎn)當(dāng)角鋼長(zhǎng)度不足弦桿截面有改變或屋架分單元運(yùn)輸時(shí)，弦桿常需要拼接。前兩者為工廠拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)范圍之外；后者為工地拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)處。l 工廠拼接雙角鋼桿件采用拼接角鋼拼接，拼接角鋼宜采用與弦桿相同的規(guī)格（弦桿截面改變時(shí)，與較小截面的弦桿相同），并切去豎肢及角鋼背直角邊棱。切肢=t+hf+5mm以便施焊，其中t為拼接角鋼肢厚，hf為角焊縫焊腳尺寸，5mm為余量以避開肢尖圓角；切邊棱是為使之與弦桿密貼，切去部分由填板補(bǔ)償。單角鋼桿件宜采用拼接鋼板拼接，拼接鋼板的截面面積不得小于角鋼的截面面積。l 工地拼接屋架的工地拼接節(jié)點(diǎn)，通常不利用節(jié)點(diǎn)板作為拼接材料，而以拼接角鋼傳遞弦桿內(nèi)

11、力。下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)，拼接角鋼長(zhǎng)度l=2lw+b，lw為下弦桿一側(cè)與拼接角鋼連接焊縫的長(zhǎng)度，b為間隙，一般取b=（1020）mm。屋脊拼接節(jié)點(diǎn)的拼接角鋼一般采用熱彎形成，當(dāng)屋面較陡需要彎折較大且角鋼肢寬不易彎折時(shí)，可將豎肢開口（鉆孔焰割）彎折后對(duì)焊。拼接角鋼長(zhǎng)度l=2lw+b，一般取b=（1020）mm，當(dāng)截面垂直上弦切割時(shí)所需間隙稍大，常取b=50mm左右。當(dāng)為工地拼接時(shí)，為便于現(xiàn)場(chǎng)拼裝，拼接節(jié)點(diǎn)需要設(shè)置安裝螺栓。因此，拼接角鋼與節(jié)點(diǎn)板應(yīng)焊于不同的運(yùn)輸單元，以避免拼裝中雙插的困難。也可將拼接角鋼單個(gè)運(yùn)輸，拼裝時(shí)用安裝焊縫焊于兩側(cè)。（4）屋架支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)可做成鉸接或剛接。l 屋架鉸接支

12、座節(jié)點(diǎn)支承于混凝土柱或砌體柱的屋架，其支座節(jié)點(diǎn)常設(shè)計(jì)為鉸接。屋架支座節(jié)點(diǎn)處各桿件匯交于一點(diǎn)，為保證底板的剛度力的傳遞以及節(jié)點(diǎn)板平面外剛度的需要，支座節(jié)點(diǎn)處應(yīng)對(duì)稱放置加勁板，加勁板的厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度，加勁板厚度的中線應(yīng)與各桿件合力線重合。為便于施焊，下弦角鋼背與底板間的距離e一般應(yīng)不小于下弦伸出肢的寬度，且不小于130mm；梯形屋架端豎桿角鋼肢朝外時(shí)，角鋼邊緣與加勁板中線距離不宜小于50mm。l 屋架剛接支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成剛性連接時(shí)，為使支座節(jié)點(diǎn)板不致過大，屋架弦桿和斜腹桿的軸線一般匯交于柱的內(nèi)邊緣。采用安裝焊縫加支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)支座斜腹桿為上升式，的支座斜腹桿為下降式。

13、安裝時(shí)屋架端節(jié)點(diǎn)板與焊在柱翼緣上的豎直角鋼相靠，在節(jié)點(diǎn)板另一側(cè)加豎直肋板，屋架就位 再焊三條豎焊縫，豎直角鋼下的短角鋼為安裝支托。上弦節(jié)點(diǎn)一般另加蓋板連接，連接蓋板的厚度一般為814 mm，連接角焊縫的焊腳尺寸為610 mm。課程設(shè)計(jì)報(bào)告書正文設(shè)計(jì)資料1、 設(shè)計(jì)資料及說明梗據(jù)三角形屋架的要求：三角形屋架上弦坡度一般為i =1/21/3，跨度一般為1824m之間，適用于屋面坡度較大的有檁體系屋蓋。三角形屋架與柱只能做成鉸接，故房屋的橫向剛度較低，且屋架弦桿的內(nèi)力變化較大，在支座處最大，跨中較小，故弦桿用同一規(guī)格截面時(shí)，其承載力不能得到充分利用。所以本次設(shè)計(jì)采用題目2. 設(shè)計(jì)一位于x地區(qū)

14、x車間的單跨屋架結(jié)構(gòu)（封閉式），主要參數(shù)如下：1、單跨屋架，平面尺寸為36m×24m，S=6m，即單跨屋架結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度為36m，跨度為24m，柱距為6m。2、屋面材料為壓型鋼板3、屋面坡度i=0.42。恒載為0.5kN/m2 ,活（雪）載為0.75kN/m2。4、屋架支承在鋼筋混凝土柱頂，混凝土標(biāo)號(hào)C20，柱頂標(biāo)高6m。5、鋼材標(biāo)號(hào)為Q345-B.F，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值為f=310N/mm2。6、焊條型號(hào)為E43型。7、荷載計(jì)算按全跨永久荷載+全跨可變荷載（不包括風(fēng)荷載）考慮，荷載分項(xiàng)系數(shù)?。篏 =1.2，Q =1.4。2 屋架桿件幾何尺寸的計(jì)算 根據(jù)所用屋面材料的排水需求及跨度參數(shù)，采用芬

15、克式三角形屋架。屋面坡度為i=0.42,屋面傾角=arctg（0.42）=22.78°，sin=0.3872，cos=0.9220屋架計(jì)算跨度 l0 =l300240000300=23700mm屋架跨中高度 h= l0×i/2=23700×0.21=4977mm上弦長(zhǎng)度 L=l0/2cos12852mm節(jié)間長(zhǎng)度 a=L/6=12852/62142mm節(jié)間水平段投影尺寸長(zhǎng)度 a=acos=2142×0.922=1975mm根據(jù)幾何關(guān)系，得屋架各桿件的幾何尺寸如圖1所示圖1 屋架形式及幾何尺寸3 屋架支撐布置3.1 屋架支撐 1、在房屋兩端第一個(gè)之間各設(shè)置一

16、道上弦平面橫向支撐和下弦平面橫向支撐。 2、因?yàn)槲菁苁怯袡_屋架，為了與其他支撐相協(xié)調(diào)，在屋架的下弦節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)三道柔性水平系桿，上弦節(jié)點(diǎn)處的柔性水平系桿均用該處的檁條代替。 3、根據(jù)廠房長(zhǎng)度36m,跨度為24m，在廠房?jī)啥说诙g和廠房中部設(shè)置三道上弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐及垂直支撐。如圖2所示。3.2 屋面檁條及其支撐 壓型鋼板長(zhǎng)1820mm,要求搭接長(zhǎng)度150mm，且每張瓦至少要有三個(gè)支撐點(diǎn)，因此最大檁條間距為 半跨屋面所需檁條數(shù) 考慮到上弦平面橫向支撐節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置檁條，為了便于布置，實(shí)際取半跨屋面檁條數(shù)13根，則檁條間距為：可以滿足要求。圖3 屋面檁條及其支撐布置示意圖 截面選擇

17、試選用普通槽鋼8，查表得m=0.08kN/m,Ix=101cm4,Wx=25.3cm3,Wy=5.8cm3; 截面塑性發(fā)展系數(shù)為x=1.05,y=1.2。 恒載 0.3×0.778=0.233（kN/m） 壓型鋼板 0.15（kN/m） 檁條和拉條 0.080（kN/m） 合計(jì) gk=0.463（kN/m） 可變荷載 qk=0.7500×0.778=0.5835（kN/m） 檁條的均布荷載設(shè)計(jì)值 q=Ggk+Qqk=1.2×0.463+1.4×0.5835=1.3605kN/m qx=qsin=1.3605×0.3872=0.5268kN/m

18、qy=qcos=1.3605×0.9220=1.254kN/m3.2.2 強(qiáng)度計(jì)算 檁條的跨中彎距 X方向: Y方向: （在跨中設(shè)了一道拉條）檁條的最大拉力（拉應(yīng)力）位于槽鋼下翼緣的肢尖處滿足要求。3.2.3 強(qiáng)度驗(yàn)算 載荷標(biāo)準(zhǔn)值 沿屋面方向有拉條，所以只驗(yàn)算垂直于屋面方向的撓度：能滿足剛度要求。3.2.4 荷載計(jì)算 恒載 0.3×0.778=0.233（kN/m）壓型鋼板 0.15（kN/m） 檁條和拉條 0.080（kN/m） 合計(jì) gk =0.463（kN/m） 可變荷載 qk=0.7500×0.778=0.5835（kN/m） 檁條的均布荷載設(shè)計(jì)值 q=G

19、gk+Qqk=1.2×0.463+1.4×0.5835=1.3725kN/m節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值 P=qas=1.3725×1.975×6=11.52kN4 屋架的內(nèi)力計(jì)算4.1 桿件的軸力芬克式三角形桁架在半跨活（雪）荷載作用下，腹桿內(nèi)力不變號(hào)，故只按全跨雪荷載和全跨永久荷載組合計(jì)算桁架桿件內(nèi)力。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)，對(duì)于十二節(jié)間芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得內(nèi)力系數(shù)，再乘以節(jié)點(diǎn)荷載P=11.52kN,屋架及荷載是對(duì)稱的，所以只需計(jì)算半個(gè)屋架的桿件軸力。計(jì)算出的內(nèi)力如表1所示。表1 桁架桿件內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值桿件內(nèi)力系數(shù)內(nèi)力設(shè)計(jì)值/kN(P

20、=11.52kN)上弦桿ABBCCDDEEFFG-17.39-16.13-16.76-16.44-15.18-15.81-200.33-185.81-193.07-189.39-174.87-182.13下弦桿AHHIIJ+16.50+13.50+9.00+190.18+155.52+103.68腹桿DIBH、CHEK、FKHD、DKIKKGGJ-2.85-1.34-1.34+3.00+4.50+7.500-32.832-15.44-15.44+34.56+51.84+89.8560注：負(fù)為壓桿，正為拉桿。4.2 上弦桿的彎矩 由鋼結(jié)構(gòu)與組合結(jié)構(gòu)查的，上弦桿端節(jié)間最大正彎矩：M1=0.8M0，

21、其它節(jié)間最大正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩為M2=±0.6M0。上弦桿節(jié)間集中載荷 P=11.52kN節(jié)間最大彎矩 M0= Pl/4 =11.52×1/4=2.88kN·m端節(jié)間 M1=0.8M0=0.8×1.904=2.304kN·m中間節(jié)間及節(jié)點(diǎn) M2=±0.6M0=±0.6×2.88=1.728kN·m5 屋架桿件截面設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)屋架桿件截面前，首先要確定所選節(jié)點(diǎn)板的厚度。在三角形屋架中，節(jié)點(diǎn)板厚度與弦桿的最大內(nèi)力有關(guān)。根據(jù)弦桿最大內(nèi)力Nmax=200.88kN,查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)用計(jì)算P83頁表5-1單壁式桁架節(jié)

22、點(diǎn)板厚度選用表可選擇支座節(jié)點(diǎn)板厚為8mm,其它節(jié)點(diǎn)板厚為6mm。5.1 上弦桿 整個(gè)上弦桿采用等截面通長(zhǎng)桿，由兩個(gè)角鋼組成T形截面壓彎構(gòu)件，以避免采用不同截面時(shí)的桿件拼接。 彎矩作用平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度 lox=4680mm 側(cè)向無支撐長(zhǎng)度 l1=2×4680=9360mm首先試選上弦截面為270×6，查鋼結(jié)構(gòu)得其主要參數(shù)：, ，, 截面塑性發(fā)展系數(shù) x1=1.05,x2=1.2。 強(qiáng)度驗(yàn)算 取AB段上弦桿（最大內(nèi)力桿段）驗(yàn)算： 軸心壓力： N=200.88kN 最大正彎矩（節(jié)間）： Mx=M1=2.304kN·m； My=M2=10728kN·m截面強(qiáng)度驗(yàn)

23、算由負(fù)彎矩控制。 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算x=l0x / ix=214/2.14=100150， 按GB50017附錄C表C-2查得=0.734 按有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用使弦桿產(chǎn)生反向曲率，故取等效彎矩系數(shù)為補(bǔ)充驗(yàn)算：.故平面內(nèi)的穩(wěn)定性得以保證。 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算 此穩(wěn)定性由負(fù)彎矩控制，驗(yàn)算上弦桿ABC段在彎矩作用下平面外的穩(wěn)定性 軸心壓力 N1=200.88kN，N2=185.81kN。 loy= l1(0.75+0.25N2/N1)=2×214.2×(0.75+0.25×185.81/200.88)=420.23y= loy / iy =420

24、.23 / 3.13=134.3150 查鋼結(jié)構(gòu)附表得， 對(duì)彎矩使角鋼水平肢受壓的雙角T形截面，查相關(guān)規(guī)范得整體穩(wěn)定系數(shù)可用下式計(jì)算： 在計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)彎矩和曲率多次改變向號(hào)，為偏于安全，取 平面外長(zhǎng)細(xì)比和穩(wěn)定性均滿足要求。 局部穩(wěn)定驗(yàn)算 對(duì)由270×7組成的T形截面壓彎構(gòu)件 翼緣：滿足局部穩(wěn)定要求。 腹板：亦滿足要求。 所選上弦桿截面完全滿足各項(xiàng)要求，截面適用。5.2 下弦桿（軸心受拉桿件） 整個(gè)下弦鋼不改變截面，采用等截面通長(zhǎng)桿。在下弦節(jié)點(diǎn)I處，下弦桿角鋼水平肢上開有直徑為17.5mm的安裝螺栓擴(kuò)孔。因此，計(jì)算下弦桿強(qiáng)度時(shí)，必須考慮及此。此外，選截面時(shí)還要求角鋼水平肢（開孔肢）的

25、邊長(zhǎng)63mm，以便開d0=17.5mm的安裝螺栓孔。 首先按段AH的軸心拉力N=190.8kN 下弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度 lox=393.4cm （取下弦桿IJ段的長(zhǎng)度） loy=2×393.4=786.8cm 需要 選用256×4的角鋼，其截面相關(guān)參數(shù)為 A=8.78cm2，ix=1.73cm，iy=2.52cm。 長(zhǎng)度驗(yàn)算 桿段AH An=A=8.78cm2 桿段HI 桿段IJ 長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算下弦桿長(zhǎng)細(xì)比滿足要求，所以所選下弦桿截面適用。5.3 腹桿 中間豎腹桿JG 對(duì)于中間豎腹桿，N=0，=295cm對(duì)連接垂直支撐的桁架，采用250×4組成十字形截面，單個(gè)角鋼50

26、15;4，=0.99cm =0.9 l =0.9×295=265.5cm 可滿足要求。 主斜腹桿IK、KG主斜腹桿IK、KG兩桿采用相同截面，lox=245.8cm，loy=2245.8=491.6cm，內(nèi)力設(shè)計(jì)值 N=89.85kN 所需凈截面面積 選用230×4，T形截面A=2×2.76=5.52cm22.9cm2，ix=0.90cm0.7cm， iy=1.491.40cm 可以使用 腹桿DI NDI=-32.832kN，lox=0.8 l=0.8×214.2=171.36cm，loy=l =214.2cm 選用40×4，A=3.09cm2

27、,ix=1.22cm，iy=1.96cm 剛度驗(yàn)算： 按b類截面查表得可滿足要求。 腹桿BH、CH、EK、FK 4根桿均為壓桿，受力及長(zhǎng)度均有小于DI桿，故可按DI桿選用40×4，只不采用填板。 腹桿HD、DK兩者均為拉桿。N=+34.56kN,l=24.58cm。仍選用30×4，A=2.76cm2驗(yàn)算如下：x=lox / ix=0.8×245.8/0.9=218.49350可滿足要求。5.4 填板設(shè)置與尺寸選擇雙角鋼桿件的填板設(shè)置與尺寸選擇如表2表2 填板設(shè)置與尺寸選擇桿件名稱桿件截面節(jié)間桿件幾何長(zhǎng)度（mm)i(mm)40i(壓桿）或80i（拉桿）(mm)實(shí)際填

28、板間距(mm)每一節(jié)間填板數(shù)量(塊)填板尺寸b×t×h(mm)上弦桿270×6214221.4856778160×6×70下弦桿AH、HI256×4245817.313841229160×6×76IJ393413112腹桿GJ250×429509.9792658560×6×80IK、KG230×4245897201153540×6×506 屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)（E43型焊條）屋架各桿件軸線至各桿件角鋼背面的距離Z0如表3，表中Z0為桿件重心線至角鋼

29、背面的距離表3 屋架各桿件軸線至角鋼背面的距離Z0桿件名稱桿件截面重心距離Z0(mm)軸線距離Z0(mm)備注上弦桿270×719.920下弦桿256×415.315腹桿JG250×413.815IK、KG230×48.910DI240×411.315單面連接BH、CH、EK、FK240×411.315單面連接DH、DK230×48.910單面連接6.1 支座節(jié)點(diǎn)A 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算 N=190.8kN 取角鋼北部焊腳尺寸，角鋼趾部焊腳尺寸，按焊縫連接強(qiáng)度要求得 背部 趾部 實(shí)際焊縫長(zhǎng)度采用角鋼背部l1=120m

30、m 趾部l2=60mm 繪制節(jié)點(diǎn)詳圖 按以下方法、步驟和要求畫節(jié)點(diǎn)大樣，并確定節(jié)點(diǎn)板尺寸 （1）嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點(diǎn)A的各桿件軸線（軸線至桿件角鋼背面的距離Z0按表3采用）。 （2）下弦桿與支座底板之間的凈距取140mm（符合大于130mm和大于下弦桿角鋼水平肢寬的要求）。 （3）按構(gòu)造要求預(yù)定底板平面尺寸為a×b=220×220mm，使節(jié)點(diǎn)A的垂直軸線通過底板的形心。 （4）節(jié)點(diǎn)板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼背面t1/2+2mm=6mm(式中t1=8mm為節(jié)點(diǎn)板厚度），取上、下弦桿端部邊緣輪廓線間的距離為20mm和根據(jù)下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫長(zhǎng)度等，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸如圖4所

31、示。圖4 支座節(jié)點(diǎn)A 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算 N=200.88kN， P1=P/2=11.52/2=5.76kN 節(jié)點(diǎn)板與角鋼背部采用塞焊縫連接（取hf1= t/2=4），設(shè)僅承受節(jié)點(diǎn)荷載P1。因P1值很小，焊縫強(qiáng)度不必計(jì)算，一定能滿足要求。令角鋼趾部角焊縫承受全部軸心力N及其偏心彎矩M的共同作用：其中取焊腳尺寸=4，由節(jié)點(diǎn)圖中量得實(shí)際焊縫長(zhǎng)度l=474mm(全長(zhǎng)焊滿時(shí)），計(jì)算長(zhǎng)度 lw2=l2-8mm=474-8=466mm60hf2=240mm，取最小lw2=60，hf2=240mm計(jì)算， 焊縫強(qiáng)度可滿足要求。 底板計(jì)算支座反力 R=6P=6×11.52=69.12kN，采

32、用C20混凝土柱=10 N/。 錨栓直徑采用20，底板上留矩形帶半圓形孔，尺寸-220×220，錨栓套板用-40×10×40，孔徑22。（1）底板面積A 底板與鋼筋混凝土柱面間的接觸面面積 A=22×22-2×（4×5+0.5××/4）=424.4； 接觸面壓應(yīng)力：可滿足混凝土軸心抗壓強(qiáng)度要求，預(yù)定底板尺寸a×b=220mm×220mm適用。（2） 底板厚度t 底板被節(jié)點(diǎn)板和加勁肋劃分成四塊相鄰邊支承德小板，板中最大彎矩（取單位板寬計(jì)算） （j） 斜邊 斜邊上之高 ，查表得=0.06，代入（j）

33、所需底板厚度取t=12mm。底板選用-22012220。 節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板間的水平連接焊縫的計(jì)算（1）節(jié)點(diǎn)板與底板間水平連接焊縫 承受軸心力 N=R/2=69.12/2=34.56kN 焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 需要 構(gòu)造要求 采用hf=6mm，滿足要求。（2） 加勁肋與底板間水平連接焊縫 N=R/2=69.12/2=34.56kN 需要 采用hf=6mm，滿足要求。 加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向連接焊縫計(jì)算 加勁肋厚度采用6mm，與中間節(jié)點(diǎn)板等厚。每塊加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向連接焊縫受力： 焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 lw=(40+63)-10=93mm需要 構(gòu)造要求 采用hf=6mm，滿足要求。 由以上計(jì)算可見，底板和加勁

34、肋及其連接焊縫均是構(gòu)造控制。6.2 上弦一般節(jié)點(diǎn)B、C、E、F、D 按一下方法、步驟和要求繪制節(jié)點(diǎn)詳圖 （1）嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點(diǎn)B的各桿件軸線（軸線至桿件角鋼背面的距離Z0按表3）； （2）節(jié)點(diǎn)板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼背面10mm、取上弦桿與短壓桿輪廓間距離為15mm和根據(jù)短壓桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫尺寸等，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸如圖5所示； （3）標(biāo)注節(jié)點(diǎn)詳圖所需各種尺寸。 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算 N1=200.88kN N2=185.81kN P=11.52kN節(jié)點(diǎn)荷載P假定全部由上弦桿角鋼背部塞焊承受，取焊腳尺寸=3 mm，（為節(jié)點(diǎn)板厚度），因P值很小，焊縫強(qiáng)度不必計(jì)算。上弦桿角鋼趾部

35、角焊縫假定承受節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力差及其偏心彎矩M 的共同作用，其中=200.88-185.81=15.07kN圖5 上弦桿一般節(jié)點(diǎn)詳圖(a) 節(jié)點(diǎn)B、E (b) 節(jié)點(diǎn)C、F (c) 節(jié)點(diǎn)D 由圖中量得實(shí)際焊縫長(zhǎng)度l2=141mm,計(jì)算長(zhǎng)度lw2=l2-8mm=141-8=133mm需要 構(gòu)造要求 采用hf=6mm，滿足要求。 其他上弦一般節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)C、D、E和F）的設(shè)計(jì)方法、步驟等與節(jié)點(diǎn)B相同，節(jié)點(diǎn)詳圖見圖5所示。因節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)B的幾何關(guān)系、受力等完全相同，故節(jié)點(diǎn)詳圖也完全相同。節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)F的詳圖也完全相同。6.3 屋脊拼接節(jié)點(diǎn)G N=182.13kN P=11.52kN 拼接角鋼的構(gòu)造和計(jì)算 拼接角鋼采用與上弦桿截面相同的270×7。拼接角鋼與上弦桿間連接焊縫的焊腳尺寸取hf=6mm。 拼接接頭每側(cè)的連接焊縫共有四條，按連接強(qiáng)度條件需要每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度54.2mm 拼接處左右弦桿端部空隙40mm，需要拼接角鋼長(zhǎng)度218.8mm 為了保證拼接處的剛度，實(shí)際采用拼接角鋼長(zhǎng)度La=350mm。 此外，因屋面坡度較大，應(yīng)將拼接接角鋼的豎肢剖口3= 2×（70-7-18）/2.5