梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)---簡(jiǎn)支梯形鋼屋架設(shè)計(jì)

1、<p>　　《鋼結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　班級(jí)</b></p><p><b>　　姓名</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)</b></p><p><b>　　日期</b></p><p>

2、<b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p>　　梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　簡(jiǎn)支梯形鋼屋架設(shè)計(jì)</b></p>&l

3、t;p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　工程名稱：某機(jī)加工車間</p><p><b>　　1 結(jié)構(gòu)平面布置</b></p><p>　　某地區(qū)單層單跨工業(yè)廠房機(jī)加工車間，屋架跨度及廠房長(zhǎng)度見(jiàn)附表，柱距6m，屋架下弦標(biāo)高16.5m。</p><p><b>　　2

4、 排架結(jié)構(gòu)體系</b></p><p>　　鋼筋混凝土柱（混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，上柱截面400×400）； </p><p><b>　　鋼屋架鉸支于柱上；</b></p><p>　　1.5×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板；</p><p><b>　　屋面坡度 。&l

5、t;/b></p><p>　　3 車間內(nèi)設(shè)有中級(jí)工作制、起重量300KN的吊車，計(jì)算溫度高于-200C。</p><p><b>　　4 材料</b></p><p>　　鋼屋架選用Q235-B·F鋼，焊條為E43型。</p><p>　　5 荷載（標(biāo)準(zhǔn)值） （屋面構(gòu)造層做法也可自定）&l

6、t;/p><p>　　二氈三油上鋪小石子 0.35 KN/m2</p><p>　　(硫化型橡膠油氈,PVC建筑防水塑料油膏)</p><p>　　砂漿找平層(厚20mm) 0.40 KN/m2</p><p>　　泡沫混凝土保溫層(厚80mm)

7、 0.48 KN/m2</p><p>　　預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2</p><p><b>　?。òü嗫p）</b></p><p>　　屋架及支撐自重 （ 0.12+0.011） KN/m2</p><p>

8、;　　懸掛管道（奇數(shù)） 0.15 KN/m2</p><p>　　吊頂 （奇數(shù)） 0.55 KN/m2</p><p>　　活荷載或施工荷載：見(jiàn)附表 </p><p>　　屋面積灰荷載：見(jiàn)附

9、表</p><p>　　雪荷載： 0.40 KN/m2</p><p>　　6、鋼屋架形式示意圖（未表示起拱）</p><p>　　圖1 鋼屋架形式示意圖</p><p><b>　　三、 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>

10、　　要求設(shè)計(jì)鋼屋架并繪制施工圖。掌握鋼屋架荷載的計(jì)算；掌握桿件內(nèi)力的計(jì)算和組合，桿件的計(jì)算長(zhǎng)度，截面型式，截面選擇及構(gòu)造要求，填板的設(shè)置及節(jié)點(diǎn)板的厚度；掌握普通鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則和要求，主要節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及計(jì)算和構(gòu)造；掌握鋼屋架施工圖的內(nèi)容和繪制。具體要求：</p><p><b>　　計(jì)算說(shuō)明書</b></p><p>　　確定屋架幾何尺寸(參考標(biāo)準(zhǔn)圖集)，選擇鋼材和

11、焊條；</p><p>　　布置屋蓋支撐：應(yīng)包括鋼屋架結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖（上弦水平支撐、下弦水平支撐、垂直支撐及系桿）；</p><p>　　鋼屋架計(jì)算簡(jiǎn)圖及幾何長(zhǎng)度；</p><p><b>　　荷載計(jì)算與組合；</b></p><p>　　桿件內(nèi)力計(jì)算及組合；（利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，P=1）</p><

12、;p><b>　　桿件截面設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（五個(gè)典型節(jié)點(diǎn)：支座、屋脊、下弦跨中、上下弦一般節(jié)點(diǎn)）</p><p>　　施工圖繪制：繪制運(yùn)送單元施工圖，該施工圖內(nèi)容應(yīng)包括：</p><p><b>　　鋼屋架正面圖；</b></p><p><b>　　上、

13、下弦桿平面圖；</b></p><p>　　端豎桿和正中豎桿的側(cè)面圖；（以上各圖軸線比例1:30，桿件截面及節(jié)點(diǎn)比例1:15）</p><p>　　屋架簡(jiǎn)圖，按1:100比例繪制；（注明起拱尺寸，左半部分注上桿件幾何長(zhǎng)度，右半部分注上桿件內(nèi)力）</p><p>　　特殊節(jié)點(diǎn)板大樣圖（按1:10～1:5比例）；</p><p>　　

14、整榀鋼屋架材料表（計(jì)入焊縫重量2%）；</p><p>　　圖紙附注，應(yīng)說(shuō)明鋼屋架選用的鋼材種類、焊縫型號(hào)、焊接方法和質(zhì)量要求，圖中未注明的焊縫和螺栓孔尺寸，圖中所用的單位，及對(duì)防護(hù)措施、運(yùn)輸和加工要求等在圖中未表明的其它內(nèi)容。</p><p>　　3 圖標(biāo)：按統(tǒng)一規(guī)格</p><p>　　注：（1）沒(méi)有計(jì)算的節(jié)點(diǎn)，可參照相同類型已計(jì)算的節(jié)點(diǎn)繪制。</p&g

15、t;<p>　?。?）圖中所用零件要按主次、上下、左右一定順序逐一編號(hào)。</p><p>　?。?）弦桿同支撐連接的螺栓孔位置，根據(jù)支撐布置簡(jiǎn)圖和所繪屋架位置確定。</p><p>　?。?）材料表中各部分尺寸要與圖中幾何軸線尺寸相閉合。</p><p>　　4 施工圖及計(jì)算書均要求圖面清晰、字跡工整、準(zhǔn)確無(wú)誤。</p><p&g

16、t;<b>　　四、參考資料</b></p><p>　　（1）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003），中國(guó)計(jì)劃出版社，2003。</p><p>　　（2）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），中國(guó)建筑工業(yè)出版社。</p><p><b>　　（3）現(xiàn)行教材</b></p><p

17、>　　（4）《鋼結(jié)構(gòu)》，鐘善桐，武漢大學(xué)出版社，2001。</p><p>　?。?）梯形鋼屋架，05G511，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院</p><p><b>　　五、成果形式要求：</b></p><p>　　手寫結(jié)構(gòu)計(jì)算說(shuō)明書一份，A4紙最低不少于10頁(yè)；計(jì)算說(shuō)明書應(yīng)首先說(shuō)明自己所選序號(hào)及結(jié)構(gòu)主要參數(shù)；</p><

18、p>　　硫酸紙制圖一張，用繪圖筆手繪；</p><p>　　裝訂：封面與封底采用學(xué)院統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，圖紙須按照A4紙大小標(biāo)準(zhǔn)折疊，標(biāo)題欄在最上面且面向外，上交前學(xué)生自己試一下圖紙是否能夠順利展開。</p><p>　　裝訂次序：封面、誠(chéng)信聲明、任務(wù)書、計(jì)算說(shuō)明書、圖紙、封底。</p><p><b>　　附表</b></p>&l

19、t;p><b>　　北京建筑工程學(xué)院</b></p><p><b>　　土木與交通工程學(xué)院</b></p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p><b>　　班級(jí)</b></p><p><b>　　姓名</b></p>

20、<p><b>　　學(xué)號(hào)</b></p><p><b>　　日期</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p><b>　　2011年6月</b></p><p>　　2 鋼屋架課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p>

21、<p>　　由于鋼結(jié)構(gòu)具有承載力高、抗震性能好、自重輕和建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，因而在重型或大型廠房、大跨度的公共建筑中，已愈來(lái)愈多地使用鋼屋蓋結(jié)構(gòu)。鋼屋蓋的承重結(jié)構(gòu)體系通常有平面鋼桁架體系、空間桁架、網(wǎng)架和懸索等。</p><p>　　2.2.1屋蓋結(jié)構(gòu)體系</p><p><b>　　1.無(wú)檁設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　在鋼

22、屋架上直接放置預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，其上鋪設(shè)保溫層和防水層，如圖2.1(a)所示。這種方案最突出的優(yōu)點(diǎn)是屋蓋的橫向剛度大，整體性好，所以對(duì)結(jié)構(gòu)的橫向剛度要求高的廠房宜采用無(wú)檁設(shè)計(jì)方案。但因屋面板的自重大，屋蓋結(jié)構(gòu)自重大，抗震性能較差。</p><p><b>　　2.有檁設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　在鋼屋架上設(shè)置檁條，檁條上面再鋪設(shè)輕型屋面材料，如石棉

23、瓦、壓型鋼板等，如圖2.1(b)所示。對(duì)于橫向剛度要求不高，特別是不需要做保溫層的中小型廠房，宜采用有檁設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　2.2.2屋蓋支撐</b></p><p>　　鋼屋架在其自身平面內(nèi)為幾何形狀不變體系并具有較大的剛度。但這種體系在垂直于屋架平面的側(cè)向(即屋架平面外)的剛度和穩(wěn)定性很差，不能承受水平荷載。為了充分保證房屋的安全、適用和滿足施

24、工要求，在屋蓋系統(tǒng)中必須設(shè)置必要的支撐體系，把平面屋架相互連接起來(lái)，使之成為一個(gè)穩(wěn)定而剛強(qiáng)的整體結(jié)構(gòu)。</p><p>　　屋蓋支撐的作用主要包括以下幾方面：</p><p>　　(1)保證桁架結(jié)構(gòu)的空間幾何形狀不變。平面桁架能保證桁架平面內(nèi)的幾何穩(wěn)定性，支撐系統(tǒng)則保證桁架平面外的幾何穩(wěn)定性。</p><p>　　(2)保證桁架結(jié)構(gòu)的空間剛度和空間整體性。桁架上弦和

25、下弦的水平支撐與桁架弦桿組成水平桁架，桁架端部和中央的垂直支撐則與桁架豎桿組成垂直桁架，都有一定的側(cè)向抗彎剛度。因而，無(wú)論桁架結(jié)構(gòu)承受豎向或縱、橫向水平荷載，都能通過(guò)一定的桁架體系把力傳向支座，只發(fā)生較小的彈性變形，即有足夠的剛度和整體性。</p><p>　　(3)為桁架弦桿提供必要的側(cè)向支承點(diǎn)。水平和垂直支撐桁架的節(jié)點(diǎn)以及由此延伸的支撐系桿都成為桁架弦桿的側(cè)向支承點(diǎn)，從而減小弦桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，減小其

26、長(zhǎng)細(xì)比，并提高其受壓時(shí)的整體穩(wěn)定性。</p><p>　　(4)承受并傳遞水平荷載。包括縱向和橫向水平荷載，例如風(fēng)荷載、懸掛或橋式吊車的水平制動(dòng)或振動(dòng)荷載及地震荷載等，最后都傳到桁架支座。</p><p>　　(5)保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定和方便。</p><p>　　具體設(shè)置方法：上、下弦橫向水平支撐一般布置在房屋兩端或溫度縫區(qū)段兩端第一開間內(nèi)；如布置在第二開間內(nèi)，第

27、一開間需設(shè)剛性系桿。兩支撐間距不超過(guò)60m。排架結(jié)構(gòu)溫度縫最大間距為：露天70m，室內(nèi)100m?？v向水平支撐設(shè)置于屋架下弦兩端節(jié)間。垂直支撐設(shè)置于與橫向支撐對(duì)應(yīng)的位置，屋脊和兩端各一道。系桿上下弦各三道：上弦兩端各設(shè)一道柔性系桿，中間設(shè)一道剛性系桿；下弦兩端各設(shè)一道剛性系桿，中間設(shè)一道柔性系桿。要求對(duì)屋架及支撐編號(hào)。</p><p>　　2．2．3屋架的形式和主要尺寸</p><p>　　

28、1．屋架形式的確定應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)、適用和制造安裝方便的原則</p><p>　　(1)滿足使用要求。屋架外形應(yīng)與屋面材料。的排水要求相適應(yīng)。如屋面采用瓦類、鐵皮或鋼絲網(wǎng)水泥槽板時(shí)，屋架上弦坡度應(yīng)做得陡些，一般取1／5～1／2，以利排水；當(dāng)采用大型屋面板上鋪卷材防水屋面時(shí)，則要求屋面坡度平緩些，一般取1／12～1／8。</p><p>　　(2)滿足經(jīng)濟(jì)要求。屋架外形應(yīng)盡量接近彎矩圖形。因一般跨

29、度的屋架弦桿通常都設(shè)計(jì)成等截面的，當(dāng)屋架外形與荷載引起的彎矩圖形相似時(shí)，屋架的上下弦桿內(nèi)力沿跨長(zhǎng)分布比較均勻，這樣可使弦桿材料獲得充分利用。腹桿的布置應(yīng)使短桿受壓，長(zhǎng)桿受拉，且桿件數(shù)以少為宜。總長(zhǎng)度要短，桿件夾角宜在30°～60°之間。夾角過(guò)小時(shí)，將使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造難以處理。同時(shí)應(yīng)注意盡可能避免非節(jié)點(diǎn)荷載作用，以免弦桿局部受彎而多耗鋼材。</p><p>　　(3)滿足制造、安裝和運(yùn)輸要求。設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)

30、構(gòu)造要簡(jiǎn)單合理，節(jié)點(diǎn)數(shù)宜少，容易制造，且盡量減少節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力集中。應(yīng)使屋架的形式和高度便于在工廠分段制造、裝車運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝。</p><p>　　全面滿足上述要求是困難的，一般還需考慮材料供應(yīng)情況和制造條件等因素，經(jīng)綜合分析，才能最后選定。</p><p>　　2．普通鋼屋架的形式</p><p>　　(1)三角形鋼屋架，如圖2．2所示。三角形屋架用于陡坡屋面的屋

31、蓋結(jié)構(gòu)中。三角形屋架的共同缺點(diǎn)是：屋架外形和荷載引起的彎矩圖形不相適應(yīng)，因而弦桿內(nèi)力分布很不均勻，支座處最大而跨中卻較小。當(dāng)屋面坡度不很陡時(shí)，支座處桿件的夾角較小，使構(gòu)造比較困難。</p><p>　　(2)梯形鋼屋架，如圖2．3所示。梯形屋架是由雙梯形合并而成，它的外形和荷載引起的彎矩圖形比較接近，因而弦桿內(nèi)力沿跨度分布比較均勻，材料比較經(jīng)濟(jì)。這種屋架在支座處有一定的高度，既可與鋼筋混凝土柱鉸接，也可與鋼柱做成

32、固接，因而是目前采用無(wú)檁設(shè)計(jì)的工業(yè)廠房屋蓋中應(yīng)用最廣泛的一種屋架形式。屋架中的腹桿體系可采用人字式、再分式和單斜桿式。</p><p>　　(3)平行弦鋼屋架，如圖2．4所示。平行弦屋架的特點(diǎn)是桿件規(guī)格化，節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造也統(tǒng)一，因而便于制造，但弦桿內(nèi)力分布不均勻。傾斜式平行弦屋架常用于單坡屋面的屋蓋中，而水平式平行弦屋架多用作托架。</p><p>　　(4)人字形鋼屋架，如圖2．5所示。人字

33、形鋼屋架的上、下弦是平行的，下弦也可以有一部分水平段，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較統(tǒng)一，制作時(shí)可以不再起拱，可以用于較大的跨度。人字形鋼屋架一般宜采用上承式，即支座節(jié)點(diǎn)在上弦節(jié)點(diǎn)。</p><p><b>　　3．屋架的主要尺寸</b></p><p>　　(1)跨度。柱網(wǎng)縱向軸線的間距就是屋架的標(biāo)志跨度，以3m為模數(shù)。屋架的計(jì)算跨度是屋架兩端支反力之間的距離，。</p>

34、<p>　　(2)高度。屋架跨中的最大高度由經(jīng)濟(jì)、剛度、建筑要求和運(yùn)輸界限限制等因素來(lái)決定。根據(jù)屋架的容許撓度可確定最小高度，最大高度則取決于運(yùn)輸界限，例如鐵路運(yùn)輸界限為3．85m；屋架的經(jīng)濟(jì)高度是根據(jù)上下弦桿和腹桿的總重量為最小的條件確定；有時(shí)，建筑設(shè)計(jì)也可能對(duì)屋架的最大高度加以某種限制。</p><p>　　一般情況下，設(shè)計(jì)屋架時(shí)，首先根據(jù)屋架形式和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)先確定屋架的端部高度h0，再按照屋面坡

35、度計(jì)算跨中高度。對(duì)于三角形屋架h0＝0；陡坡梯形屋架取h0＝0.5～1.0m；緩坡梯形屋架取h0＝1.8～2.1m。因此，跨中屋架高度為h＝h0+i0／2式中i——屋架上弦桿的坡度。</p><p>　　人字形屋架跨中高度一般為2.0～2.5m，跨度大于36m時(shí)可取較大高度但不宜超過(guò)3m；端部高度一般為跨度為1/18～1/12。</p><p>　　一般屋架高度可在下列范圍內(nèi)采用：<

36、/p><p>　　梯形和平行弦屋架：h＝（1/10～1/6）0</p><p>　　三角形屋架：h＝（1/10～1/6）0 </p><p>　　人字形屋架：h＝（1/10～1/6）0</p><p>　　跨度較大的桁架，在荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度。所以對(duì)跨度為15m或15m以上的三角形屋架和跨度為24m或24m以上的梯形和平行弦屋架，當(dāng)下弦不

37、向上曲折時(shí)，宜采用起拱的方法，即預(yù)先給屋架一個(gè)向上的反彎拱度。屋架受荷后產(chǎn)生的撓度，一部分可曲反彎拱度抵消。因此，起拱能防止撓度過(guò)大而影響屋架的正常使用。腹桿體系采用節(jié)間距3m的人字形，或參照?qǐng)D集。起拱高度一般為跨度的1/500。</p><p>　　2.2.4普通鋼屋架的設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　1、屋架荷載計(jì)算與荷載效應(yīng)組合</p><p>　　（1）屋蓋上

38、的荷載。屋蓋上的荷載有永久荷載和可變載兩大類。永久荷載包括屋面材料和檁條、支撐、屋架、天窗架等結(jié)構(gòu)的自重；可變荷載包括雪荷載、風(fēng)荷載和施工荷載等，一般可按規(guī)范查取。</p><p>　　屋架和支撐的自重可按下面經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，即gk=0.12+0.01 kN/m2</p><p>　　式中l(wèi)——屋架的標(biāo)志跨度，m；</p><p>　　gk——按屋面的水平投影面分

39、布的均布面荷載，kN/m2。</p><p>　　通常假定屋架的自重一半作用在上弦平面，一半作用在下弦平面。但當(dāng)屋架下弦無(wú)其他荷載時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算可假定全部作用于屋架的上弦平面。</p><p>　　當(dāng)屋面與水平面的傾角水平30°時(shí)，風(fēng)荷載對(duì)屋面產(chǎn)生吸力，起著卸載的作用，一般不予考慮；但對(duì)于采用輕質(zhì)屋面材料的三角形屋架和開敞式房屋，在風(fēng)荷載和恒荷載的作用下可能使用下可能使原來(lái)受拉的

40、桿件變?yōu)槭軌?。所以在?jì)算桿件內(nèi)力時(shí)，根據(jù)荷載規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)該計(jì)算風(fēng)荷載的作用。</p><p>　　在荷載時(shí)，需要注意屋面的均布荷載通常是按屋面水平投影面上分布的荷載進(jìn)行計(jì)算，所以凡沿屋面斜面布的均布荷載（屋面板、瓦、各種屋面做法等恒荷載）均應(yīng)換算為水平投影面上分布的荷載。假定沿屋面斜面分布的均布荷載為q1k，則換算為水平投影面上分布的荷載為q1k=/cosɑ,ɑ為屋面的傾角。對(duì)于屋面坡度較小的緩坡梯形屋架結(jié)構(gòu)的

41、屋面，ɑ較小，可按cosɑ=1，即不再換算?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）給出的屋面均布活荷載、雪荷載均為水平投影面上的荷載，在計(jì)算時(shí)不需換算。</p><p>　　（2）節(jié)點(diǎn)荷載匯集。屋架所受的荷載一般通過(guò)檁條或大型屋面板的邊肋以集中力的方式作用于屋架的節(jié)點(diǎn)上。屋架節(jié)點(diǎn)荷載匯集如圖2.6所示，作用于屋架上弦節(jié)點(diǎn)的集中力可按下式計(jì)算：Pk=qkɑs</p><p>　　式

42、中Pk——節(jié)點(diǎn)集中力標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　qk——按屋面水平投影面分布的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　a——上弦節(jié)間的水平投影長(zhǎng)度；</p><p><b>　　s——屋架的間距。</b></p><p>　　對(duì)于有節(jié)間荷載作用的屋架弦桿，則應(yīng)把節(jié)間荷載分配在相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，屋架按節(jié)點(diǎn)荷載求出各桿件的軸心力

43、，然后再考慮節(jié)間荷載引起的局部彎矩。</p><p>　　(3)荷載效應(yīng)組合。由于可變荷載的作用位置將影響屋架內(nèi)力，有的桿件并非所有恒載和活載都作用時(shí)引起最不利桿力，可能當(dāng)某些荷載半跨作用時(shí)，該桿內(nèi)力最大或由拉桿變成壓桿，成為起控制作用的桿力。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮施工及使用階段可能遇到的各種荷載及其組合的可能情況，對(duì)屋架進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)應(yīng)按最不利組合取值。一般應(yīng)考慮以下三種荷載組合：</p><p

44、>　　組合一：全跨恒載十全跨活載；</p><p>　　組合二：全跨恒載+半跨活載；</p><p>　　組合三：全跨屋架、支撐和天窗自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷載。</p><p>　　在荷載效應(yīng)組合時(shí)，屋面活荷載和雪荷載不同時(shí)考慮，取兩者中的較大值進(jìn)行組合。積灰荷載與屋面活荷載和雪荷載兩者中的較大值同時(shí)考慮。</p><p>　

45、　2．屋架桿件內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　(1)計(jì)算屋架桿件內(nèi)力時(shí)的基本假定：①屋架的節(jié)點(diǎn)為鉸接；②屋架所有桿件的軸線都在同一平面內(nèi)，且相交于節(jié)點(diǎn)的中心；③荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上，且都在屋架平面內(nèi)。</p><p>　　計(jì)算屋架桿件內(nèi)力時(shí)，假定各節(jié)點(diǎn)均為鉸接點(diǎn)。實(shí)際上用焊縫連接的各節(jié)點(diǎn)具有一定的剛度，在屋架桿件中引起了次應(yīng)力，根據(jù)理論和實(shí)驗(yàn)分析，由角鋼組成的普通鋼屋架，由于桿件的線剛度較小，

46、次應(yīng)力對(duì)承載力的影響很小，設(shè)計(jì)時(shí)可以不予考慮。</p><p>　　(2)桿件的計(jì)算長(zhǎng)度。理想的桁架結(jié)構(gòu)中，桿件兩端鉸接，計(jì)算長(zhǎng)度在桁架平面內(nèi)應(yīng)是節(jié)點(diǎn)中心間的距離，在桁架平面外，是側(cè)向支承間的距離。但在節(jié)點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)是具有一定剛度的，加上受拉桿件的約束作用，使得桿件端部的約束介于剛接和鉸接之間。拉桿越多，約束作用越大，相連拉桿的截面相對(duì)越大，約束作用也就越大，在這種情況下，桿件的計(jì)算長(zhǎng)度小于節(jié)點(diǎn)中心間的或側(cè)向支承間的

47、幾何長(zhǎng)度。</p><p>　　桿件的計(jì)算長(zhǎng)度公式為</p><p>　　式中和x——y分別為桿件平面內(nèi)和平面外的幾何長(zhǎng)度；</p><p>　　ax和ay——分別為桿件平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度；</p><p>　　和，——分別為桿件平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，在桁架桿件中，、，均為小于或等于1．0的數(shù)值。</p><

48、p>　　桿件的計(jì)算長(zhǎng)度可以參考《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017—2003)第5.3.1條的規(guī)定，如表2.2所示。</p><p>　　表2.2 桁架弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度0</p><p>　　注1.為構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度(節(jié)點(diǎn)中心間距離)；1為桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。</p><p>　　2．斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不

49、在桁架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。</p><p>　　3．無(wú)節(jié)點(diǎn)板的腹桿計(jì)算長(zhǎng)度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長(zhǎng)度(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。當(dāng)桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離為節(jié)間長(zhǎng)度的2倍(見(jiàn)圖2．7)且兩節(jié)間的弦桿軸心壓力不相同時(shí)，則該弦桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，應(yīng)按下式確定(但不應(yīng)小于0．5／1)：</p><p>　　0=1(0.75+0.25)</p><p&

50、gt;　　式中N1——較大的壓力，計(jì)算時(shí)取正值；</p><p>　　N2——較小的壓力或拉力，計(jì)算時(shí)壓力取正值，拉力取負(fù)值。</p><p>　　(3)屋架桿件的內(nèi)力計(jì)算。確定屋架的計(jì)算簡(jiǎn)圖之后，可用圖解法(節(jié)點(diǎn)法)、數(shù)解法(節(jié)點(diǎn)法或截面法)或計(jì)算機(jī)法求解屋架桿件的內(nèi)力。對(duì)三角形和梯形屋架用圖解法比較方便，對(duì)平行弦屋架用數(shù)解法比較方便，用計(jì)算機(jī)法求解各種屋架的內(nèi)力比較精確，而且快速。在某

51、些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中有常用屋架的內(nèi)力系數(shù)表，利用手冊(cè)計(jì)算屋架內(nèi)力時(shí)，只要將屋架節(jié)點(diǎn)荷載乘以相應(yīng)桿件的內(nèi)力系數(shù)，即得該桿件的內(nèi)力。</p><p>　　(4)桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比。桿件長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大，在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中容易因剛度不足而產(chǎn)生彎曲，在動(dòng)力荷載作用下振幅較大，在自重作用下有可見(jiàn)撓度。為此，對(duì)桁架桿件應(yīng)按各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的容許長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行控制，即</p><p>　　式中——桿件的最大長(zhǎng)細(xì)比；<

52、/p><p>　　——桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017—2003)第5．3．8條規(guī)定了受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比，如表2．3所示；第5．3．9條規(guī)定了受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比，如表2．4所示。</p><p>　　表2.3 受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比</p><p>　　注 桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當(dāng)其內(nèi)力等于或小于承載能力的50%時(shí)，容許長(zhǎng)細(xì)比值可取為

53、200。</p><p>　　表2.4 受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比</p><p>　　注承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比。</p><p><b>　　3．屋架桿件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1)桿件的合理截面。普通鋼屋架的桿件一般采用兩個(gè)等肢或不等肢角鋼組成的T形截面或十字形

54、截面，這些截面能使兩個(gè)主軸的回轉(zhuǎn)半徑與桿件在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度相配合，而使兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比接近、能達(dá)到用料經(jīng)濟(jì)、連接方便和剛度等要求。</p><p>　　對(duì)于屋架上弦，如無(wú)局部彎矩，因屋架平面外計(jì)算長(zhǎng)度往往是屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度的2倍，上弦宜采用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并而長(zhǎng)肢水平的T形截面形式。如有較大的非節(jié)點(diǎn)荷載，為提高上弦在屋架平面內(nèi)的抗彎能力，宜采用不等肢角鋼長(zhǎng)肢相并而短肢水平的T形截面。<

55、/p><p>　　對(duì)于屋架的支座斜桿，由于它在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度相等，因此，采用兩個(gè)不等肢角鋼長(zhǎng)肢相并的T形截面比較合理。</p><p>　　腹桿宜采用兩個(gè)等肢角鋼組成的T形截面。但與豎向支撐相連的豎腹桿宜采用兩個(gè)等肢角鋼組成的十字形截面，使豎向支撐與屋架節(jié)點(diǎn)連接不產(chǎn)生偏心。受力特別小的腹桿也可以采用單角鋼桿件。</p><p>　　屋架下弦在平面外的計(jì)算長(zhǎng)

56、度很大，故宜采用兩個(gè)不等肢角鋼短肢相并，這種形式截面的側(cè)向剛度較大，且連接支撐比較方便。</p><p>　　(2)墊板(填板)。為了使兩個(gè)角鋼組成的桿件起整體作用，應(yīng)在角鋼相并肢之間焊上墊板(或填板)。墊板厚度與節(jié)點(diǎn)板厚度相同，墊板寬度一般取40～60mm左右；T形截面時(shí)墊板長(zhǎng)度比角鋼肢寬大10～15mm；十字形截面時(shí)墊板長(zhǎng)度為角鋼肢寬縮進(jìn)10～15mm。墊板間距／在受壓桿件中不大于40i，在受拉桿件中不大于8

57、0j。在十字形截面中i為一個(gè)角鋼對(duì)平行于墊板自身重心軸的回轉(zhuǎn)半徑；在十字形截面中i為一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。在桿件的計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)至少設(shè)置兩塊墊板。如果只在桿件中央設(shè)一塊墊板，則由于在墊板處剪力為零而不起作用。</p><p>　　(3)節(jié)點(diǎn)板厚度。鋼桁架各桿件在節(jié)點(diǎn)處都與節(jié)點(diǎn)板相連，傳遞內(nèi)力并相互平衡，節(jié)點(diǎn)板中應(yīng)力復(fù)雜并難于分析，通常不作計(jì)算。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017—2003)給出了單壁式桁架節(jié)點(diǎn)板

58、厚度選用表，如表2.5所示，設(shè)計(jì)時(shí)可以參考。</p><p>　　表2.5 單壁式桁架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表</p><p>　　注1．本表的使用范圍如下：</p><p>　　(1)適用于焊接桁架的節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度驗(yàn)算，節(jié)點(diǎn)板鋼材為Q235，焊條E43。</p><p>　　(2)節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角應(yīng)不小于30°。</p&

59、gt;<p>　　(3)節(jié)點(diǎn)板與腹桿用側(cè)焊縫連接，當(dāng)采用圍焊時(shí)，節(jié)點(diǎn)板的厚度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。</p><p>　　(4)對(duì)有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，當(dāng)時(shí)，可不驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定；對(duì)無(wú)豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，當(dāng)討，可將受壓腹桿的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.25后再查表求節(jié)點(diǎn)板厚度，此時(shí)亦可不驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定；式中c為受壓腹桿連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向至弦桿的凈距離。</p><p>　　2．支座節(jié)點(diǎn)板

60、的厚度宜較中間節(jié)點(diǎn)板增加2mm。</p><p>　　(4)桿件截面選擇。選擇截面時(shí)應(yīng)考慮下列原則：</p><p>　　1)選用肢寬而壁薄的角鋼，以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，但最薄不能小于4mm。</p><p>　　2)為了便于訂貨和制造，相近的角鋼應(yīng)盡量統(tǒng)一，同一屋架所采用的角鋼型號(hào)不超過(guò)5-6種。同時(shí)應(yīng)盡量避免使用同一肢寬而厚度相差不大的角鋼，同一種規(guī)格的厚度之差

61、不宜小于2mm，以便施工時(shí)辨認(rèn)。</p><p>　　3)角鋼最小規(guī)格一般按∟50X5或∟75×50×5(受力較小桁架可按∟45×4或∟56×36×4)。有垂直支撐處桁架豎桿通常用≥2∟63×5的角鋼。有螺栓孔時(shí)，角鋼的肢寬須滿足構(gòu)造要求。</p><p>　　4)屋架弦桿一般采用等截面，但當(dāng)跨度大于30m時(shí)，弦桿可根據(jù)內(nèi)力的變化

62、改變截面，通常保持厚度不變而縮小肢寬，以利于拼接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造處理。</p><p>　　(5)桿件設(shè)計(jì)。當(dāng)桿件以承受軸力為主時(shí)，按軸心壓桿或軸心拉桿計(jì)算；當(dāng)桿件同時(shí)受到較大彎矩時(shí)，按壓彎或拉彎構(gòu)件計(jì)算。計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)注意對(duì)削弱處必須使用凈截面進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算桿件整體穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)注意對(duì)兩個(gè)方向的穩(wěn)定性都進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　1)軸心拉桿。軸心拉桿可按強(qiáng)度條件確定所需的凈截面面積，由型鋼表

63、選用合適的角鋼，然后按軸心受拉構(gòu)件驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　2)軸心壓桿。如果沒(méi)有截面削弱，軸心壓桿可由穩(wěn)定條件確定所需的截面面積和回轉(zhuǎn)半徑。參考這些數(shù)據(jù)從角鋼規(guī)格表中選擇合適的角鋼。根據(jù)所選用角鋼的實(shí)際截面面積和回轉(zhuǎn)半徑按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。因?yàn)槭切弯摚?，局部穩(wěn)定滿足要求，不需要再進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　3)拉彎或壓彎桿件。屋架上弦或下弦

64、有節(jié)間荷載作用時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸心力和局部彎矩，按拉彎或壓彎構(gòu)件的計(jì)算方法對(duì)節(jié)點(diǎn)處或節(jié)間彎矩較大截面進(jìn)行計(jì)算。一般先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參照已有設(shè)計(jì)資料試選截面，對(duì)拉彎桿件驗(yàn)算強(qiáng)度和剛度，對(duì)壓彎桿件驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度、彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性。若不滿足或截面富裕太多則改選截面，重新進(jìn)行試算，直至符合要求為止。</p><p>　　4)按剛度條件選擇桿件截面。對(duì)屋架中內(nèi)力很小的腹桿或因構(gòu)造需要設(shè)置的桿件(如芬克式屋架

65、跨中豎桿)，其截面可按剛度條件確定。為存件的容許長(zhǎng)細(xì)比，可參考表2.3和表2.4。</p><p><b>　　4．屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)的作用是把匯交于節(jié)點(diǎn)中心的桿件連接在一起，一般都通過(guò)節(jié)點(diǎn)板來(lái)實(shí)現(xiàn)。各桿的內(nèi)力通過(guò)各自與節(jié)點(diǎn)板相連的角焊縫把桿力傳到節(jié)點(diǎn)板上以取得平衡，所以節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是：根據(jù)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求，確定各桿件的切斷位置；根據(jù)焊

66、縫的長(zhǎng)度，確定節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸。</p><p>　　(1)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求如下：</p><p>　　1)布置桁架桿件時(shí)，原則上應(yīng)使桿件形心線與桁架幾何軸線重合，以免桿件偏心受力。為便于制造，通常取角鋼肢背至形心距離為5mm的整倍數(shù)。例如，在型鋼表中查得角鋼∟90×7的肢背至形心距離為24．8mm，取5mm的整倍數(shù)，則角鋼∟90×7的肢背至形心距離取為25mm。&

67、lt;/p><p>　　2)焊接屋架節(jié)點(diǎn)中，各桿件邊緣間應(yīng)留一定的間隙，一般不宜小于20mm，以利拼裝和施焊，同時(shí)也避免因焊縫過(guò)于密集而使鋼材過(guò)熱變脆。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的焊接桁架，腹桿與弦桿之間的間隙一般不宜小于50mm。桁架圖中一般不直接標(biāo)明各處的間隙值，而是注明各切斷桿件的端距，以控制有足夠的間隙。</p><p>　　3)角鋼端部的切割面一般應(yīng)與桿件軸線垂直，當(dāng)角鋼較寬，為了減小節(jié)點(diǎn)板

68、尺寸，也可采用斜切，即允許把角鋼的一個(gè)邊斜切(切掉一角)但不影響角鋼背圓角部分。</p><p>　　4)節(jié)點(diǎn)板的尺寸主要取決于所連桿件的大小和所需焊縫的長(zhǎng)短，一般至少要有兩條邊平行，如矩形、平行四邊形或直角梯形等，以節(jié)約鋼材和減少切割次數(shù)。節(jié)點(diǎn)板外形還應(yīng)盡量考慮傳力均勻，不應(yīng)有凹角，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。</p><p>　　(2)各節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。</p><

69、p>　　1)下弦一般節(jié)點(diǎn)。下弦一般節(jié)點(diǎn)是指下弦桿直通連續(xù)和沒(méi)有節(jié)點(diǎn)集中荷載的節(jié)點(diǎn)，如圖2．7所示。首先畫出各桿件的軸線位置及各桿件的截面大小，·根據(jù)構(gòu)造要求確定各桿件的端部切斷位置(即腹桿端部至節(jié)點(diǎn)中心的距離)，如圖2．7中的，所示，這個(gè)距離主要用于制造時(shí)的拼裝，可以由此計(jì)算每一根腹桿的實(shí)際長(zhǎng)度，即由腹桿兩端的節(jié)點(diǎn)間幾何長(zhǎng)度減去兩端至各自節(jié)點(diǎn)的距離之和。</p><p>　　計(jì)算下弦節(jié)點(diǎn)中各腹桿與

70、節(jié)點(diǎn)板所需的連接焊縫長(zhǎng)度：</p><p><b>　　肢背焊縫：</b></p><p><b>　　肢尖焊縫：</b></p><p>　　弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)考慮承受弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差△N，按下式計(jì)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接所需的焊腳尺寸：</p><p><b>　　肢背焊縫：&

71、lt;/b></p><p><b>　　肢尖焊縫：</b></p><p>　　式中 N——桿件的軸力；</p><p>　　——角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；</p><p>　　和——分別為角鋼肢背和肢尖的焊腳尺寸；</p><p>　　和——分別為角鋼肢背和肢尖的焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)每條焊

72、縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去；</p><p>　　和——分別為角鋼肢背和肢尖焊縫受力配系數(shù)，可取=2/3，=1/3。</p><p>　　通常弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差△N很小，實(shí)際需要的焊腳尺寸可由構(gòu)造要求確定，并沿節(jié)點(diǎn)板全長(zhǎng)滿焊。</p><p>　　2）上弦一般節(jié)點(diǎn)。計(jì)算上弦節(jié)點(diǎn)中各腹桿與節(jié)點(diǎn)板所需的連接焊縫長(zhǎng)度與下弦節(jié)點(diǎn)中各腹桿與節(jié)點(diǎn)板所需的連接焊縫長(zhǎng)度方法相同。<

73、/p><p>　　如圖2.8所示，上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫是由角鋼肢背的槽焊縫和角鋼腳肢尖的兩條角焊縫組成，假定角鋼肢背的槽焊縫承受節(jié)點(diǎn)荷載P，角鋼肢尖的兩條角焊縫承擔(dān)△N和由于△N與肢尖焊縫的偏心距e而產(chǎn)生的彎矩△M=△Ne。</p><p>　　當(dāng)屋面坡度較緩時(shí)，角鋼肢背槽焊縫的強(qiáng)度可按下式計(jì)算：</p><p>　　角鋼肢背的槽焊縫近似按兩條（t為節(jié)點(diǎn)板厚度）的角

74、焊焊縫計(jì)算；上式中的系數(shù)0.8是考慮到槽焊縫的質(zhì)量不易保證，而將角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低20%。為正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，。</p><p>　　角鋼肢尖焊縫的強(qiáng)度計(jì)算：</p><p><b>　　在△N 作用下，有</b></p><p>　　在△M=△Ne作用下，有

75、</p><p><b>　　合應(yīng)力應(yīng)滿足下式：</b></p><p>　　3)屋脊拼接節(jié)點(diǎn)。弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。因角鋼長(zhǎng)度不夠或弦桿截面有改變時(shí)在工廠進(jìn)行的拼接稱為工廠拼接，這種拼接的位置通常在節(jié)點(diǎn)范圍以外。工地拼接是由于運(yùn)輸條件的限制，屋架分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)輸單元時(shí)在工地進(jìn)行的拼接，這種拼接的位置一般在節(jié)點(diǎn)處。為減輕節(jié)點(diǎn)板負(fù)擔(dān)和保證整個(gè)屋架

76、平面外的剛度，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)力。拼接角鋼一般與弦桿的截面相同，使弦桿在拼接處保持原有的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　屋脊拼接節(jié)點(diǎn)中的拼接角鋼，當(dāng)屋面坡度較緩時(shí)，拼接角鋼可以熱彎成型；當(dāng)屋面坡度較陡時(shí)，常需將拼接角鋼的豎肢切成斜口彎曲后對(duì)接焊牢。</p><p>　　如圖2．9所示，屋脊拼接節(jié)點(diǎn)的連接焊縫有兩類：一是拼接角鋼與弦桿之間的連接焊縫；二是

77、弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接焊縫。</p><p>　　屋脊拼接角鋼與弦桿的連接計(jì)算及拼接角鋼總長(zhǎng)度的確定。拼接角鋼與受壓弦桿之間的連接可按弦桿最大內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，每邊共有4條焊縫平均承受此力，則一條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為 </p><p>　　一條焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度為 </p><p>　　拼接角鋼的總長(zhǎng)度()為 </p><p>　　對(duì)于弦

78、桿與節(jié)點(diǎn)板之間的連接焊縫，假定節(jié)點(diǎn)荷載戶由上弦角鋼肢背處的槽焊縫承受，按下式計(jì)算：</p><p>　　上弦角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按上弦桿最大內(nèi)力的15％計(jì)算，并考慮此力產(chǎn)生的彎矩M=0.15Ne，按下列公式計(jì)算：</p><p>　　在0.15N作用下，有</p><p>　　在M=0.15Ne作用下，有</p><p><b&g

79、t;　　合應(yīng)力應(yīng)滿足下式：</b></p><p>　　對(duì)承受靜力荷載和間接承動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，；對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，。</p><p>　　4）下弦拼接節(jié)點(diǎn)。拼接角鋼與下弦桿的連接計(jì)算及拼接角鋼總長(zhǎng)度的確定。如圖2.10所示，拼接角鋼與下弦桿之間每邊有4條角焊縫連接，由于拼接角鋼豎向肢切割去，可近似認(rèn)為4條角焊縫均勻傳力。拼接角鋼與下弦桿的連接焊縫按下弦截面積等強(qiáng)度計(jì)算，

80、即拼接角鋼與下弦桿的連接焊縫最大承受的內(nèi)力值為，A為下弦角鋼截面總面積。則在拼接節(jié)點(diǎn)一邊每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為</p><p>　　每條焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度為</p><p>　　拼接角鋼的總長(zhǎng)度()為 </p><p>　　下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，除按拼接節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿的內(nèi)力差進(jìn)行計(jì)算外，還應(yīng)考慮到拼接角鋼由于切角和切肢，截面有一定的削弱，這個(gè)削弱的部分由節(jié)點(diǎn)板來(lái)補(bǔ)償

81、，一般拼接角鋼削弱的面積不超過(guò)15％。所以下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按下弦較大內(nèi)力的15％和兩側(cè)下弦的內(nèi)力之差兩者中的較大者進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　下弦桿肢背與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算長(zhǎng)度：</p><p>　　下弦桿肢背與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫實(shí)際長(zhǎng)度：</p><p>　　下弦桿肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算長(zhǎng)度：</p><p>　　下弦桿肢尖與

82、節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫實(shí)際長(zhǎng)度：</p><p>　　5)支座節(jié)點(diǎn)。屋架與柱的連接有簡(jiǎn)支和剛接兩種形式，支承于鋼筋混凝土柱或磚柱上的屋架一般為簡(jiǎn)支，而支承于鋼柱上的屋架通常為剛接。圖2．11所示為簡(jiǎn)支屋架的支座節(jié)點(diǎn)，由節(jié)點(diǎn)板、加勁肋、支座底板和錨栓等部分組成。它的設(shè)計(jì)和軸心受壓柱鉸接柱腳相似。</p><p><b>　　支座底板的面積</b></p><

83、;p><b>　　錨栓孔缺口面積。</b></p><p>　　式中R——屋架的支座反力；</p><p>　　——柱混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。</p><p>　　錨栓預(yù)埋于柱中，其直徑一般取20～25mm；為了便于安裝屋架時(shí)能夠調(diào)整位置，底板上的錨栓孔直徑應(yīng)為錨栓直徑的2～2.5倍，通常采用40～60mm。屋架安裝完畢后，在錨栓上套上

84、墊圈，并與底板焊牢以固定屋架。</p><p>　　底板取1m板帶寬進(jìn)行計(jì)算，則底板厚度應(yīng)滿足的條件為</p><p>　　所以底板的厚度應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p>　　其中 </p><p>　　式中 M——兩鄰邊支承板單位板寬的最大彎矩；</p><p>　　q——底板單位面積的

85、壓力；</p><p>　　——系數(shù)，根據(jù)由表2.6查出；</p><p>　　——兩相鄰支承邊的對(duì)角線長(zhǎng)度，如圖2.12所示；</p><p>　　——支承邊的交點(diǎn)至對(duì)角線的垂直距離，如圖2.12所示。</p><p>　　表2.6 兩相鄰邊支承板的彎矩系數(shù)</p><p>　　支座底板的厚度和面積還應(yīng)

86、滿足下列構(gòu)造要求：</p><p>　　厚度：當(dāng)屋架跨度不大于18m時(shí)，t≥16mm；</p><p>　　當(dāng)屋架跨度大于18m時(shí)，t≥20mm。</p><p>　　面積：寬度取200～360mm；</p><p>　　長(zhǎng)度(垂直于屋架方向)取200～400mm。</p><p>　　加勁肋的作用是加強(qiáng)底板的剛度，提

87、高節(jié)點(diǎn)板的側(cè)向剛度。加勁肋的高度由節(jié)點(diǎn)板的尺寸決定，厚度可與節(jié)點(diǎn)板的厚度相同。加勁肋可視為支承于節(jié)點(diǎn)板上的懸臂梁，一個(gè)加勁肋通常假定傳遞支座反力的1／4，并考慮偏心彎矩M。</p><p><b>　　焊縫受剪力： </b></p><p><b>　　焊縫受彎矩：</b></p><p>　　一個(gè)加勁肋與支座節(jié)點(diǎn)板的連

88、接焊縫按下式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：</p><p><b>　　式中e——偏心距；</b></p><p>　　——加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的焊腳尺寸；</p><p>　　——加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。</p><p>　　支座節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平連接焊縫，按下式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：</p><

89、;p>　　其中 </p><p>　　式中節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平焊縫總長(zhǎng)度，共有6條焊縫；</p><p>　　t和——分別為節(jié)點(diǎn)板厚度和加勁肋切口寬度。</p><p>　　5．屋架施工圖的繪制</p><p>　　鋼屋架施工圖是制造廠加工制造和工地結(jié)構(gòu)安裝的主要依據(jù)。當(dāng)屋架形式、各桿件尺寸、桿件截面以及各腹桿與

90、節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫確定后，即可按運(yùn)輸單元繪制施工圖。繪制屋架施工圖應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：</p><p>　　(1)通常在圖紙左上角用合適的比例畫出“屋架幾何軸線圖(屋架簡(jiǎn)圖)”。圖中一半標(biāo)出幾何長(zhǎng)度，另一半標(biāo)出桿件的計(jì)算內(nèi)力值。當(dāng)屋架跨度較大時(shí)，在自重及外荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，影響結(jié)構(gòu)的使用并有損建筑物的外觀。因此，當(dāng)跨度不小于24m的梯形屋架和跨度不小于15m的三角形屋架，在制作時(shí)需要起拱，起拱值約為

91、跨度1／500。起拱值應(yīng)在屋架簡(jiǎn)圖上標(biāo)出來(lái)，而在屋架詳圖上不必表示。</p><p>　　(2)繪制屋架的施工圖，通常采用兩種比例尺繪制，桿件軸線一般用1：20～1：30的比例尺，桿件截面和節(jié)點(diǎn)尺寸采用1：10～1：15的比例尺，這樣可使節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)表示清楚。</p><p>　　(3)繪制屋架上、下弦桿的平面圖、屋架端部和跨中的側(cè)面圖及必要的剖面圖。</p><p>

92、;　　(4)標(biāo)注尺寸，要全部注明各桿件和板件的定位尺寸和孔洞位置等。定位尺寸主要是節(jié)點(diǎn)中心至腹桿頂端的距離和屋架軸線到角鋼肢背的距離。由這兩個(gè)尺寸即能確定桿件的位置和實(shí)際長(zhǎng)度，桿件的實(shí)際斷料長(zhǎng)度為桿件幾何軸線長(zhǎng)度減去兩端的節(jié)點(diǎn)中心到腹桿頂端的距離。</p><p>　　(5)編制材料表，對(duì)所有零件應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)編號(hào)，編號(hào)應(yīng)按零件的主次、上下、左右的順序逐一進(jìn)行。完全相同的零件用同一編號(hào)，當(dāng)兩個(gè)形狀、尺寸相同只是栓孔位