三角形屋架設(shè)計

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計三角形鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計時間 目錄1課程設(shè)計指導(dǎo)書62屋架桿件幾何尺寸的計算63屋架支撐布置73.1屋架支撐7 3.2屋面檁條及其支撐83.2.1截面選擇83.2.2強(qiáng)度計算93.2.3強(qiáng)度驗算93.2.4荷載計算94屋架的內(nèi)力計算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105.1上弦桿115.2下弦桿125.3腹桿135.3.1中間豎腹桿JG135.3.2主斜腹桿IK、KG145.3.3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)點設(shè)計 166.1支座節(jié)點A 166

2、.2上弦一般節(jié)點B、C、E、F、D 206.3屋脊拼接節(jié)點G 216.4下弦一般節(jié)點H 236.5下弦拼接節(jié)點I 236.6下弦中央節(jié)點J 256.7受拉主斜桿中間節(jié)點K 258參考資料 25三角形鋼屋架課程設(shè)計指導(dǎo)書西南交通大學(xué)自考班課程設(shè)計任務(wù)書鋼屋架設(shè)計一、設(shè)計資料1. 某地區(qū)某金工車間，長18Sm，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，1.5mSm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18S m，跨度L m，采用有檁屋蓋體系，三角形屋架

3、，屋面采用壓型鋼板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。屋架均簡支于鋼筋混凝土柱子上，混凝土標(biāo)號為C20，建造地點見附表。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)計內(nèi)容與要求1. 選擇計算跨度，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等方法求得半跨單位荷載作用下的桿力系數(shù)4. 荷載計算5. 桿力組合6. 選擇

4、桿件截面，列表匯總7. 節(jié)點設(shè)計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)計詳圖，詳圖中必須至少包含屋脊節(jié)點詳圖、跨中下弦節(jié)點詳圖和支座節(jié)點詳圖三、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，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，且腹桿較

5、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，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，跨中高度取h=(1/61/10)l，跨度大或屋面荷載小時取小值，跨度小或屋面荷載大時取大值。梯形屋架的端部高度，當(dāng)屋架與柱鉸接時取1.62.2 m，剛接時取1.82.4 m，端彎矩大時取大值，端彎矩小時取小值。對于跨度較大的屋架，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，對跨度L15 m的三角形屋架和跨度L24 m的梯形屋架，當(dāng)

6、下弦無向上曲折時，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。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，故上弦桿在受壓時，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。目的是保證整個屋蓋的空間幾何不變性，從而阻止屋架上下弦側(cè)移，大大減小其自由長度，提高

7、屋架弦桿的承載力。同時，可保證屋蓋結(jié)構(gòu)安裝時的穩(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)點設(shè)計的基本要求和構(gòu)造要求 基本要求1角鋼屋架各匯交的桿件一般焊接于節(jié)點板上，組成屋架節(jié)點。桿件截面重心軸線匯交于節(jié)點中心，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)點外，屋架其余節(jié)點宜采用同一厚度的節(jié)點板，支座節(jié)點板宜比其他節(jié)點板厚2mm。3節(jié)點板的形狀應(yīng)簡單，如矩形梯形等，以制作簡便及切割鋼板時能充分利用材料為原則。節(jié)點板的平面尺寸長度寬度，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度作出大樣圖來確定，在滿足

8、傳力要求的焊縫布置的前提下，節(jié)點板尺寸應(yīng)盡量緊湊。在焊接屋架節(jié)點處，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)點板一般伸出弦桿1015mm；有時為了支承屋面結(jié)構(gòu)，屋架上弦節(jié)點板厚度為t一般從弦桿縮進(jìn)510mm，且不宜小于t/2+2mm。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)點緊湊。5單斜桿與弦桿的連接應(yīng)防止偏心彎矩。節(jié)點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)計算腹桿與弦桿之間節(jié)點板的強(qiáng)度。6支承大型屋面板的上弦桿，當(dāng)屋面節(jié)點荷載較大而角鋼肢厚較薄時，應(yīng)對角鋼的水平肢予以加強(qiáng)。 節(jié)點構(gòu)造1下弦中間節(jié)點弦中間

9、節(jié)點，當(dāng)弦桿無彎折時，其連接構(gòu)造按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。2上弦中間節(jié)點支承大型屋面板或檁條的屋架上弦中間節(jié)點，為放置集中荷載下的水平板或檁條，可采用節(jié)點板不向上伸出部分向上伸出和全部伸出的做法。l 節(jié)點板不伸出的方案。此時節(jié)點板縮進(jìn)上弦角鋼肢背，采用橫焊縫焊接，于是節(jié)點板與上弦之間就由槽焊縫和角焊縫傳力。節(jié)點板的縮進(jìn)深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1為節(jié)點板的厚度。l 節(jié)點板部分或全部伸出的方案。當(dāng)節(jié)點板伸出不阻礙屋面構(gòu)件的安放時，可采用該方案。3弦桿拼接節(jié)點當(dāng)角鋼長度不足弦桿截面有改變或屋架分單元運(yùn)輸時，弦桿常需要拼接。前兩者為工廠拼接，拼接點通常在節(jié)點范圍之外；后者為工地拼接，

10、拼接點通常在節(jié)點處。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，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，通常不利用節(jié)點板作為拼接材料，而以拼接角鋼傳遞弦桿內(nèi)力。下弦中央拼接節(jié)點，拼接角鋼長度l=2lw+b，lw為下弦桿一側(cè)與拼接角鋼連接焊縫的長度，b為間隙，一般取b=1020mm。屋脊拼接節(jié)點

11、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，可將豎肢開口鉆孔焰割彎折后對焊。拼接角鋼長度l=2lw+b，一般取b=1020mm，當(dāng)截面垂直上弦切割時所需間隙稍大，常取b=50mm左右。當(dāng)為工地拼接時，為便于現(xiàn)場拼裝，拼接節(jié)點需要設(shè)置安裝螺栓。因此，拼接角鋼與節(jié)點板應(yīng)焊于不同的運(yùn)輸單元，以防止拼裝中雙插的困難。也可將拼接角鋼單個運(yùn)輸，拼裝時用安裝焊縫焊于兩側(cè)。4屋架支座節(jié)點屋架支座節(jié)點可做成鉸接或剛接。l 屋架鉸接支座節(jié)點支承于混凝土柱或砌體柱的屋架，其支座節(jié)點常設(shè)計為鉸接。屋架支座節(jié)點處各桿件匯交于一點，為保證底板的剛度力的傳遞以及節(jié)點板平面外剛度的需要，支座節(jié)點處

12、應(yīng)對稱放置加勁板，加勁板的厚度取等于或略小于節(jié)點板的厚度，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，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)點屋架支座節(jié)點設(shè)計成剛性連接時，為使支座節(jié)點板不致過大，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)點支座斜腹桿為上升式，的支座斜腹桿為下降式。安裝時屋架端節(jié)點板與焊在柱翼緣上的豎直角鋼相靠，在節(jié)點板另一側(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)點一般另加蓋板連接

13、，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)計報告書正文設(shè)計資料1、 設(shè)計資料及說明梗據(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，其承載力不能得到充分利用。所以本次設(shè)計采用題目2. 設(shè)計一位于x地區(qū)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36m24m，S=6m，即單跨屋架結(jié)構(gòu)總長度為36m，跨度為24m，柱距為6m。2、屋面材料為壓型鋼

14、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C20，柱頂標(biāo)高6m。5、鋼材標(biāo)號為Q345-B.F，其設(shè)計強(qiáng)度值為f=310N/mm2。6、焊條型號為E43型。7、荷載計算按全跨永久荷載+全跨可變荷載不包括風(fēng)荷載考慮，荷載分項系數(shù)?。篏 =1.2，Q =1.4。2 屋架桿件幾何尺寸的計算 根據(jù)所用屋面材料的排水需求及跨度參數(shù)，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度為i=0.42,屋面傾角=arctg0.42=22.78，sin=0.3872，cos=0.9220屋架計算跨度 l0 =l300240000300=23700mm屋

15、架跨中高度 h= l0i/2=237000.21=4977mm上弦長度 L=l0/2cos12852mm節(jié)間長度 a=L/6=12852/62142mm節(jié)間水平段投影尺寸長度 a=acos=21420.922=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、在房屋兩端第一個之間各設(shè)置一道上弦平面橫向支撐和下弦平面橫向支撐。 2、因為屋架是有檁屋架，為了與其他支撐相協(xié)調(diào)，在屋架的下弦節(jié)點設(shè)計三道柔性水平系桿，上弦節(jié)點處的柔性水平系桿均用該處的檁條代替。 3、根據(jù)廠房長度36m,跨度為24m，在廠房兩端第二柱間和廠房中部設(shè)置三

16、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1820mm,要求搭接長度150mm，且每張瓦至少要有三個支撐點，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)點處必須設(shè)置檁條，為了便于布置，實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3.2.1 截面選擇 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 0.30.778=0.233kN/m 壓型鋼板 0.15kN/m 檁條

17、和拉條 0.080kN/m 合計 gk=0.463kN/m 可變荷載 qk=0.75000.778=0.5835kN/m 檁條的均布荷載設(shè)計值 q=Ggk+Qqk=1.20.463+1.40.5835=1.3605kN/m qx=qsin=1.36050.3872=0.5268kN/m qy=qcos=1.36050.9220=1.254kN/m3.2.2 強(qiáng)度計算 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)度驗算 載荷標(biāo)準(zhǔn)值 沿屋面方向有拉條，所以只驗算垂直于屋面方向的撓度：能滿足剛度要求。3.2.4 荷載計算 恒

18、載 0.30.778=0.233kN/m壓型鋼板 0.15kN/m 檁條和拉條 0.080kN/m 合計 gk =0.463kN/m 可變荷載 qk=0.75000.778=0.5835kN/m 檁條的均布荷載設(shè)計值 q=Ggk+Qqk=1.20.463+1.40.5835=1.3725kN/m節(jié)點荷載設(shè)計值 P=qas=1.37251.9756=11.52kN4 屋架的內(nèi)力計算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，故只按全跨雪荷載和全跨永久荷載組合計算桁架桿件內(nèi)力。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊，對于十二節(jié)間芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得內(nèi)力系數(shù)

19、，再乘以節(jié)點荷載P=11.52kN,屋架及荷載是對稱的，所以只需計算半個屋架的桿件軸力。計算出的內(nèi)力如表1所示。表1 桁架桿件內(nèi)力組合設(shè)計值桿件內(nèi)力系數(shù)內(nèi)力設(shè)計值/kN(P=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+7.500-32.832-1

20、5.44-15.44+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，其它節(jié)間最大正彎矩和節(jié)點負(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 =11.521/4=2.88kNm端節(jié)間 M1=0.8M0=0.81.904=2.304kNm中間節(jié)間及節(jié)點 M2=0.6M0=0.62.88=1.728kNm5 屋架桿件截面設(shè)計在設(shè)計屋架桿件截面前，首先要確定所選節(jié)點板的厚度。在三角形屋架中，節(jié)點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=20

21、0.88kN,查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計及實用計算P83頁表5-1單壁式桁架節(jié)點板厚度選用表可選擇支座節(jié)點板厚為8mm,其它節(jié)點板厚為6mm。5.1 上弦桿 整個上弦桿采用等截面通長桿，由兩個角鋼組成T形截面壓彎構(gòu)件，以防止采用不同截面時的桿件拼接。 彎矩作用平面內(nèi)的計算長度 lox=4680mm 側(cè)向無支撐長度 l1=24680=9360mm首先試選上弦截面為2706，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。5.1.1 強(qiáng)度驗算 取AB段上弦桿最大內(nèi)力桿段驗算： 軸心壓力： N=200.88kN 最大正彎矩節(jié)間： Mx=M1=2.304kNm； My=M2=1072

22、8kNm截面強(qiáng)度驗算由負(fù)彎矩控制。5.1.2 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗算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)充驗算：.故平面內(nèi)的穩(wěn)定性得以保證。5.1.3 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗算 此穩(wěn)定性由負(fù)彎矩控制，驗算上弦桿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)=2214.2(0.75+0.25185.81/200.88)=420.23y= loy / iy =42

23、0.23 / 3.13=134.3150 查鋼結(jié)構(gòu)附表得， 對彎矩使角鋼水平肢受壓的雙角T形截面，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得整體穩(wěn)定系數(shù)可用下式計算： 在計算長度范圍內(nèi)彎矩和曲率多次改變向號，為偏于安全，取 平面外長細(xì)比和穩(wěn)定性均滿足要求。5.1.4 局部穩(wěn)定驗算 對由2707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要求，截面適用。5.2 下弦桿軸心受拉桿件 整個下弦鋼不改變截面，采用等截面通長桿。在下弦節(jié)點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，計算下弦桿強(qiáng)度時，必須考慮及此。此外，選截面時還要求角鋼水平肢開孔肢的邊長63

24、mm，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 下弦桿的計算長度 lox=393.4cm 取下弦桿IJ段的長度 loy=2393.4=786.8cm 需要 選用2564的角鋼，其截面相關(guān)參數(shù)為 A=8.78cm2，ix=1.73cm，iy=2.52cm。5.2.1 長度驗算 桿段AH An=A=8.78cm2 桿段HI 桿段IJ 5.2.2 長細(xì)比驗算下弦桿長細(xì)比滿足要求，所以所選下弦桿截面適用。5.3 腹桿5.3.1 中間豎腹桿JG 對于中間豎腹桿，N=0，=295cm對連接垂直支撐的桁架，采用2504組成十字形截面，單個角鋼504，=0.99cm =

25、0.9 l =0.9295=265.5cm 可滿足要求。5.3.2 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)計值 N=89.85kN 所需凈截面面積 選用2304，T形截面A=22.76=5.52cm22.9cm2，ix=0.90cm0.7cm， iy=1.491.40cm 可以使用5.3.3 腹桿DI NDI=-32.832kN，lox=0.8 l=0.8214.2=171.36cm，loy=l =214.2cm 選用404，A=3.09cm2,ix=1.22cm，iy=1.96cm 剛度驗算： 按b類截面查表

26、得可滿足要求。5.3.4 腹桿BH、CH、EK、FK 4根桿均為壓桿，受力及長度均有小于DI桿，故可按DI桿選用404，只不采用填板。5.3.5 腹桿HD、DK兩者均為拉桿。N=+34.56kN,l=24.58cm。仍選用304，A=2.76cm2驗算如下：x=lox / ix=0.8245.8/0.9=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)間桿件幾何長度mm)i(mm)40i(壓桿或80i拉桿(mm)實際填板間距(mm)每一節(jié)間填板數(shù)量(塊)填板尺寸bth(mm)上弦桿2706214221.485

27、6778160670下弦桿AH、HI2564245817.313841229160676IJ393413112腹桿GJ250429509.9792658560680IK、KG23042458972011535406506 屋架節(jié)點設(shè)計 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計E43型焊條屋架各桿件軸線至各桿件角鋼反面的距離Z0如表3，表中Z0為桿件重心線至角鋼反面的距離表3 屋架各桿件軸線至角鋼反面的距離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270719.920下弦桿256415.315腹桿JG250413.815IK、KG23048.910DI240411.315單面連接BH、CH、E

28、K、FK240411.315單面連接DH、DK23048.910單面連接6.1 支座節(jié)點A6.1.1 下弦桿與節(jié)點板間連接焊縫計算 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 實際焊縫長度采用角鋼背部l1=120mm 趾部l2=60mm6.1.2 繪制節(jié)點詳圖 按以下方法、步驟和要求畫節(jié)點大樣，并確定節(jié)點板尺寸 1嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點A的各桿件軸線軸線至桿件角鋼反面的距離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ab=220220mm，使節(jié)點

29、A的垂直軸線通過底板的形心。 4節(jié)點板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼反面t1/2+2mm=6mm(式中t1=8mm為節(jié)點板厚度，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)點板間的連接焊縫長度等，確定節(jié)點板尺寸如圖4所示。圖4 支座節(jié)點A6.1.3 上弦桿與節(jié)點板間連接焊縫計算 N=200.88kN， P1=P/2=11.52/2=5.76kN 節(jié)點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)點荷載P1。因P1值很小，焊縫強(qiáng)度不必計算，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)點圖中量得實際焊縫長度l=474mm(全長

30、焊滿時，計算長度 lw2=l2-8mm=474-8=466mm60hf2=240mm，取最小lw2=60，hf2=240mm計算， 焊縫強(qiáng)度可滿足要求。6.1.4 底板計算支座反力 R=6P=611.52=69.12kN，采用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-220220，錨栓套板用-401040，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=2222-245+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ab=220mm220mm適用。（2） 底板厚度t 底板被節(jié)點板和加勁肋劃分成四塊相鄰邊支承

31、德小板，板中最大彎矩取單位板寬計算 j 斜邊 斜邊上之高 ，查表得=0.06，代入j所需底板厚度取t=12mm。底板選用-22012220。6.1.5 節(jié)點板、加勁肋與底板間的水平連接焊縫的計算1節(jié)點板與底板間水平連接焊縫 承受軸心力 N=R/2=69.12/2=34.56kN 焊縫計算長度 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。6.1.6 加勁肋與節(jié)點板間豎向連接焊縫計算 加勁肋厚度采用6mm，與中間節(jié)點板等厚。每塊加勁肋與節(jié)點板間豎向連接焊縫受力： 焊縫計算長度 lw=(

32、40+63)-10=93mm需要 構(gòu)造要求 采用hf=6mm，滿足要求。 由以上計算可見，底板和加勁肋及其連接焊縫均是構(gòu)造控制。6.2 上弦一般節(jié)點B、C、E、F、D6.2.1 按一下方法、步驟和要求繪制節(jié)點詳圖 1嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點B的各桿件軸線軸線至桿件角鋼反面的距離Z0按表3； 2節(jié)點板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼反面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)點板間的連接焊縫尺寸等，確定節(jié)點板尺寸如圖5所示； 3標(biāo)注節(jié)點詳圖所需各種尺寸。6.2.2 上弦桿與節(jié)點板間連接焊縫計算 N1=200.88kN N2=185.81kN P=11.52kN節(jié)點荷載P假定全部由上弦

33、桿角鋼背部塞焊承受，取焊腳尺寸=3 mm，為節(jié)點板厚度，因P值很小，焊縫強(qiáng)度不必計算。上弦桿角鋼趾部角焊縫假定承受節(jié)點兩側(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)點詳圖(a) 節(jié)點B、E (b) 節(jié)點C、F (c) 節(jié)點D 由圖中量得實際焊縫長度l2=141mm,計算長度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)點節(jié)點C、D、E和F的設(shè)計方法、步驟等與節(jié)點B相同，節(jié)點詳圖見圖5所示。因節(jié)點E和節(jié)點B的幾何關(guān)系、受力等完全相同，故節(jié)點詳圖也完全相同。節(jié)點C和節(jié)點F的詳圖也

34、完全相同。6.3 屋脊拼接節(jié)點G N=182.13kN P=11.52kN6.3.1 拼接角鋼的構(gòu)造和計算 拼接角鋼采用與上弦桿截面相同的2707。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算長度54.2mm 拼接處左右弦桿端部空隙40mm，需要拼接角鋼長度218.8mm 為了保證拼接處的剛度，實際采用拼接角鋼長度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= 270-7-18/2.5=36mm 采用40mm，如圖6所示，先鉆孔在切割，然后冷彎對齊焊接。6.3.2 繪制節(jié)點詳圖 繪制方法、步驟和要求與上弦一般節(jié)點B基本相同，腹桿與節(jié)點板間連接焊