钢屋盖结构第四节简支屋架设计.pptVIP

二. 杆件计算长度 1.桁架平面内 理想桁架压杆在平面内计算长度为节点中心距， 考虑到拉杆对节点转动的约束作用，一般可根据节 点的嵌固程度确定。如下所示，弦杆、支座斜杆和 支座竖杆计算长度不折减，其他受压腹杆计算长度l0x 0.8l0 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 2.桁架平面外 取侧向支承点之间的距离。 上弦：上弦横向水平支撑的节间长度 （1）有檩屋盖如檩条与横向水平支撑的交叉点用节 点板焊牢，可取檩条间距。 （2）无檩屋盖，横 向支撑由屋面板代 替时取两块屋面板 的宽度。一般不大 于3.0m。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 下弦：取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆 之间的距离。 腹杆：节点在桁架平面外的刚度很小，取l0yl0 。 3.斜平面 单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆 件，斜平面计算长度取l00.9l，支撑斜杆和支 座竖杆不变。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 桁架弦杆和单系腹杆计算长度如下表 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 4.其他杆件 桁架受压弦杆侧向支承点距离为两倍节间长度且 两节间弦杆内力不等时，则该弦杆在 桁架平面外的 计算长度可按下式计算： N1较大的压力，计算 时取正值； N2较小的压力或拉 力，计算时压力取正值， 拉力取负值。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆在桁架平面内 的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长 度按上式计算。 压力有变化的受压腹杆平面外计算长度 （a）再分式腹杆体系的受压主斜杆 （b）K形腹杆体系的竖杆 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 交叉腹杆在桁架平面内的计算长度应取节点中心到 交叉点间的距离，平面外的计算长度确定如下表。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 三. 杆件容许长细比 项 次 构 件 名 称 承受静力荷载或间接承 受动力荷载的结构 直接承 受动力 荷载的 结构 一般建 筑结构 有重级工作制 吊车的厂房 1桁架的杆件350250250 2 吊车梁或吊车桁架以 下的柱间支撑 300200 3 其他拉杆支撑系杆等 （张紧的圆钢除外 ） 400350 受拉构件的容许长细比 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 项 次 构 件 名 称容许长细 比 1柱、桁架和天窗架杆件 150 柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱 间支撑 2支撑（吊车梁梁或吊车桁架以下的柱间 支撑除外） 200 用以减少受压构件长细比的杆件 受压构件的容许长细比 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 四、截面形式 1. 单壁式屋架杆件的截面形式 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 确定原则等稳定 u上弦杆： 节间无荷载：满足计算长度loy2lox，要使y=x 应使iy2ix，宜采用不等边角钢短肢相连的截面 或TW截面；当loy=lox时，可采用两个等边角钢截 面或TM截面。 节间有荷载：为加强桁架平面内的抗弯能力，可 采用不等边角钢长肢相连的截面或TN截面。 u下弦杆： 一般loylox，采用不等边角钢短肢相连的截面 或TW截面。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u支座斜杆： 一般loy=lox，采用不等边角钢长肢相连的截面 或等边角钢截面，连有再分式杆件的斜腹杆因 loy=2lox ，可采用等边角钢相连的截面。 u腹杆： 一般loy=lo ， lox =0.8l即loy=1.25lox ，采用等边 角钢相连的截面，连接垂直支撑的竖腹杆，宜采 用两个等边角钢组成的十字形截面，受力很小的 腹杆，可采用单角钢截面。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 2.双壁式屋架杆件的截面形式 屋架跨度较大时，弦杆等杆件较长，单榀屋 架的横向刚度比较低。为保证安装时屋架的侧向 刚度，对跨度42m的屋架宜设计成双壁式。其 中由（a）和（b）适用于弦杆和腹杆，（c）适 用于大跨度的重型双壁式屋架的弦杆和腹杆。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 双角钢T形截面 填板 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 3.双角钢杆件的填板 双角钢十字形截面 填板 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 填板宽度：5080mm 填板长度：T形截面比角钢肢伸出1020mm 十字形截面从角钢肢尖缩进10 15mm。 填板厚度：与桁架节点板相同。 填板间距：压杆l140i1，拉杆l180i1，压 杆平面外计算长度范围内，至少 设两块。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 五. 截面选择 1. 一般原则 应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面 以增加截面的回转半径，但受压构件应满足局 部稳定要求。一般情况下，板件或肢件的最小 厚度为5mm，对小跨度屋架可用到4mm。 角钢杆件或T型钢的悬伸肢宽不得小于45mm。 开螺栓孔时，尚应满足孔径要求。 屋架节点板(或T型钢弦杆的腹板)的厚度，对 单壁式屋架，可根据腹杆的最大内力(梯形和人 字形屋架)或弦杆端节间内力(三角形屋架)，按 表选用；对双壁式屋架，则可按上述内力的一 半选用 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 跨度较大的桁架(例如24m)与柱铰接时，弦 杆宜根据内力变化而改变截面，但半跨内一 般只改变一次。变截面位置宜在节点处或其 附近，通常是变肢宽而保持厚度不变，以便 处理弦杆的拼接。 同一屋架的型钢规格不宜太多，以便订货， 一般不超过56种。同时应尽量避免选用相 同边长或肢宽而厚度相差很小的型钢，以免 施工时产生用料错误。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点 板边缘距离100mm时，计算杆件强度可不考虑截面 削弱。 单面连接的单角钢杆件 ，在按轴心受拉或轴心 受压计算其强度或稳定 以及连接时，钢材和连 接的强度设计值应乘以 相应的折成系数，考虑 受力偏心的影响。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 2. 截面选择 1）按强度及稳定选择截面，同时应满足容许长 细比的要求。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 节点设计 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 1.一般要求 1）各杆的重心线应与屋架轴线重合，汇交于节点 中心；角钢肢背至重心线的距离取5mm的倍数， 小角钢可取1mm的倍数； 2）弦杆截面有改变时，一般将拼接处弦杆肢背对齐， 屋架轴线在两个杆件形心线中间，如形心线偏移 距离超过较大弦杆截面高度5，应考虑由此引 起的偏心弯矩，杆件弯矩按下式计算： 式中：M节点偏心弯矩； Ki所计算杆件线刚度； Ki汇交于节点的各杆件线刚度之和。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 3）节点处腹杆与腹杆、腹杆与弦杆之间的净距不小 于1520mm；角钢端部切割宜垂直于轴线，为减小 节点板尺寸可采用(b)和(c)，不允许一肢完全切去而 另一肢伸出的斜切。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 4）节点板的形状应尽量简单规则，宜采用矩形 ，也可采用平行四边形和梯形等，一般至少有两 条边平行；节点板不允许有凹角；节点板尺 寸尽量使焊缝中心受力，节点板边缘与杆件轴线 夹角不应小于150 ；节点板应伸出角钢肢背 1015mm ，也可缩进（上弦搁置屋面板、檩体 需要）t1/2t1，t1为节点板厚度；同一屋架采 用相同节点板厚度。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 5） 支承大型混凝土屋面板的上弦杆，当支承处的总 集中荷载(设计值)超过表8.5的数值时、弦杆的伸出 肢容易弯曲，应对其加强。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 2.节点设计步骤 1）根据腹杆内力计算各杆所需焊缝长度和焊脚尺寸 。 2）画出屋架轴线。 3）按比例画出各杆件的角钢轮廓线(表示角钢厚度 的线可示意画出)，满足要求1、2。 4）切断角钢，满足要求3。 5）进行焊缝布置。 6）定出节点板的外形，适当考虑制作和装配误差。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 7）标注尺寸： 腹杆端部至节点中心的距离。数字准确到mm b 节点板的平面尺寸。节点中心至节点板边的长度 。 各杆件轴线至角 钢肢背的距离。 每条角焊缝的焊 脚尺寸和焊缝长度 。 8）验算弦杆与节 点板的连接焊缝。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 3. 屋架上弦节点 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两侧焊 u为便于大型屋面板或檩条连接角钢的放置，常将 节点板缩进上弦角钢背，缩进距离不宜小于 t1/2t1，也不宜大于t1 ，t1为节点板厚度。角钢 背凹槽的塞焊缝可假定只承受屋面集中荷裁，按 两条角焊缝计算： Q节点集中荷载垂直于屋面的分量； hf1焊脚尺寸，取hf1 0.5t； f正面角焊缝强度增大系数。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u弦杆角钢肢尖与节点板连接焊缝承受相邻杆的内 力差N及引起的弯矩M=Ne，计算： 式中, hf2肢尖焊缝的焊脚尺寸。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 式中, hf1、lw1肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度； hf2 、lw2肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。 当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置， 或因相邻弦杆节间内力差N较大，胶尖焊缝按 上式不满足时，节点板部分向上伸出或全部向上 伸出，弦杆与节点板的连接焊缝计算： 肢背： 肢尖： 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 肢背 肢尖 4. 下弦节点 u节点上无集中荷载时： 一般内力差很小，实际的焊缝焊脚尺寸按构造确 定，并沿节点板全长满焊。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u节点上有集中荷载时： 肢背： 肢尖： 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 5.屋脊节点 u上弦在屋脊处 断开，用角钢 拼接。 u拼接角钢棱角 铲去，切肢 =(t+hf+5)mm u拼接角钢一般 热弯成形，坡 度较大或角钢 肢较宽时，切 口后弯折焊成 。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 式中，N节点两侧弦杆内力较小值。 拼接角钢长度 u弦杆与节点板的连接焊缝，按上弦节点，但N 取弦杆最大内力的15， u拼接角钢长度由焊缝长度要求确定,接头一侧的每 条连接焊缝长度应为 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 6.下弦拼接节点 u当杆件长度不够或弦杆截面有改变时，一般在工 厂拼接，拼接位置通常在节点范围以外。当 屋架 分为几个运送单元时在工地进行拼接，拼接位置 一般在节点处，为减轻节点板负担和保证整个屋 架平面外刚度，通常不利用节点扳作为拼接材料 ，而以拼接角钢传递弦杆内力。拼接角钢宜采用 与弦杆相同的截面，使弦杆在拼接处保持原有的 强度和刚度。 u拼接角钢的切角、截肢和长度计算同前。 u弦杆与节点板的连接焊缝，按下弦节点，但N取 为相邻节间弦杆内力之差和弦杆最大内力15两 者较大值。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 三角形屋架的支座节点 7. 支座节点 支承于混凝土 柱或砖柱的屋架 按铰接设计，支 承于钢柱的屋架 铰接或刚接。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 人字形或梯形屋架支座节点 （a）上承式 （b）下承式 u 支于混凝土柱的支座节点由节点板、底板、加劲 肋和锚栓组成。支座节点的中心应在加劲肋上，加 劲肋起分布支承处支座反力的作用，保证支座节点 板平面外刚度。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u为便于施焊，屋架下弦角钢背与支座底板的距 离不宜小于下弦角钢伸出肢的宽度及130mm。 u屋架支座底板与柱顶预埋锚栓相连锚栓直径 通常为2024mm。为便于安装时调整位置，底 板上的锚栓孔径宜为锚栓直径的22.5倍，小垫 扳上的孔径比锚径直径大(12)mm。 u支座节点的传力路线是：桁架各杆件的内力通 过杆端焊缝传给节点板，通过节点板与加劲肋 之间的垂直焊缝，把一部分力传给加劲肋，再 通过节点板、加劲肋与底板的水平焊缝把全部 支座压力传给底板，最后传给支座。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 式中，R支座反力； fc支座混凝土局部承 压强度设计值；A0锚栓孔的面积。 一般短边不小于200mm，考虑锚栓孔要求来 确定底板平面尺寸。 u底板厚度由柱顶反力作用产生的弯矩决定，计算 方法同铰接柱脚底板。不宜小于1620mm。 u加劲肋的高度由节点板尺寸和焊缝要求决定，其 厚度取等于或略小于节点板的厚度。 u支座底板的毛面积为： 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 u加劲肋可视为支承于节点板上的悬臂梁，一个 加劲肋通常假定传递支座反力的14，它与节 点板的连接焊续承受剪力vR4和弯短MVb 4，加劲肋与节点板连接焊缝验算： 底板与节点板、加劲肋的连接焊缝验算： lw2a+2(b-t-2c)-6cm，t和c分别为节点板厚度和 加劲肋切口宽度。 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 8. T型钢作弦杆的屋架节点 u当腹杆也用T型钢或单角钢时，腹杆与弦杆直接焊 接，不需要节点板； u当腹杆采用双角钢时，有时需设节点板，节点板与 弦杆采用对接焊缝，此焊缝承受弦杆相邻节间的内 力差及产生的偏心弯矩，可按下式进行计算： 钢屋盖结构 第四节 简支屋架设计 lw由斜腹杆焊缝确定的节点板长度，若无引 弧板时要出去弧坑； t节点板厚度，通常取与T型钢腹板等厚或相 差不超过1mm；