钢结构课程设计计算书3

1、1、 设计资料与设计内容1. 设计题目 某车间芬克式三角形普通屋架2. 初始条件 车间为单跨厂房，全长96m。屋架支承在钢筋混凝土柱上，屋架间距6m，柱混凝土强度等级为C20.车间内设有一台起重量30t的中级工作制桥式吊车，吊车轨顶标高为+12.00m。 屋架钢材：Q235-BF，焊条E43型 屋架跨度：=27m 屋面坡度：1:3 屋面材料及自重：波形石棉瓦 0.2kN/m2 （沿坡向均布荷载） 木丝板保温层0.24kN/m2 （沿坡向均布荷载） 10号槽钢檩条0.1kN/m（檩条间距700800mm）屋架及支撑自重计算（估算）：0.12+0.011 kN/m2屋面活荷载0.3kN/m2基本雪

2、压：0.55kN/m2二、 屋架及支撑平面布置图（1）a上弦横向水平支撑在厂房纵向两端各设置一个横向水平支撑，由于厂方跨度比较大，所以在厂房中部增设一个上弦横向水平支撑 。b下线横向水平支撑厂房的横向跨度为27米，跨度太大不便设置下线横向水平支撑。所以通过加强上弦横向水平支撑和增设系杆对下弦侧向加以支承。c垂直支撑屋架的垂直支撑应与上下弦横向水平支撑布置在同一柱间，在屋架横向跨度的1/3处各设一道垂直支撑。 d系杆 上弦平面内，因为是有檩体系，檩条兼做系杆，故可不设系杆。下弦平面内，在屋架端部通长布置两根刚性系杆，中间设置一根柔性系杆。 （2）支撑平面布置图 三、屋架的形式和几何尺寸。计算跨度

3、l0=l-300=27000-300=26700mm跨中高度 由于坡度为1:3，故H= l0/6=26700/6=4450mmn= l0/H=26700/4450=6十二节间芬克式屋架杆件n值杆件长度6长度系数160.52723457,8,10,110.373166090.527234512170.8333707181.3335932191.0004450屋架几何尺寸及内力图：四、杆件的荷载与内力组合三角型屋架只考虑满跨荷载作用的情况。（坡角的余弦cos=0.949，坡角正弦值sWn=0.316）屋架和支撑的自重按全部作用在上弦考虑，并转化为等效的节点集中荷载Pk：屋架和自重：q1=0.12+

4、0.011=0.12+0.011×27=0.417kN/m2节间的檩条数由杆件尺寸知道，节间距离为2345mm，檩条间距为700800mm由于2345/800=2.93所以取每节间2根檩条。檩条坡向间距为2345/3=781.667mm活荷载取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取雪荷载0.55 kN/m2我们按荷载规范（GB500092001）第六章规定，屋面倾角=18.4°<25°,取屋面积雪分布系数r=1.0即仍取0.55 kN/m2.檩条承受的线荷载包括：屋面材料重×檩条坡向间距、檩条自重、屋面活荷载或雪荷载×檩条水平投影间距檩条线荷

5、载标准值：q=（0.2+0.24）×0.782+0.1+0.55×0.782×0.949=0.785kN/m檩条线荷载设计值：qk=1.2×（0.2+0.24）×0.782+0.1+1.4×0.55×0.782×0.949=1.104 kN/m檩条承受的集中荷载设计值：Qk= 1.104×6=6.624 kN檩条承受的集中荷载等效为节点荷载：Pk1=3 Qk=3×6.624=19.872 kN屋架自重产生的节点荷载标准值Pk2=1.2×0.417×6×2.345=7

6、.041 kN所以上弦节点荷载的设计值为Pk= Pk1+ Pk2=19.872+7.041=26.913 kN五、檩条验算由以上计算可知檩条坡向间距为781.667mm，每节间设置两根檩条，采用10号槽钢檩条。每跨设置两根拉条。檩条上的线荷载为（只考虑可变荷载效应控制的组合）：标准值：qk=(0.2+0.24) ×0.782+0.1+0.55×0.782×0.949=0.752 kN/m设计值：q=1.2×(0.2+0.24) ×0.782+0.1+1.4×0.55×0.782×0.949=1.104 kN/mqx

7、=qcos=1.104×0.949=1.048 kN/mqy=qsWn=1.104×0.316=0.349 kN/m弯矩设计值：Mx=18×1.048×62=4.716kNm（垂直坡向向下弯曲）My=18×0.349×22=0.175 kNm（沿坡向向下弯曲）檩条选用的是10号槽钢，查表（1）知Wx=198cm4, W x =39.7cm3,Wx=3.94cm,Wy=25.6cm4,Wy=7.8cm3,Wy=1.42cm在一个柱距间设置拉条，故不必验算檩条的整体稳定性。（1） 强度验算按下式进行验算：MxxWnx+MyyWny<

8、f 查表知（2）x=1.05，y=1.2由于跨中无孔洞削弱，故有Wnx=Wx，Wny=Wy代入数据则有，4.716×1061.05×39.7×103+0.175×1061.2×7.8×103=131.8N/mm2<f=215 N/mm2故强度满足要求。（2） 验算刚度验算垂直于屋面方向的挠度（或相对挠度/)不能超过其允许值(或/，查（3）表知，屋面材料为石棉瓦的檩条允许相对挠度值为1150)/=5qkxl3384EIx=53840.752×0.949×60003206×103×198

9、15;104=1203<Tl=1150 挠度符合要求。 （3） 长细比验算 作为屋架上弦水平支撑横杆或刚性系杆的檩条，因验算其长细比(压杆允许长细比为200)沿屋架纵向，每跨设置两根檩条，故l0y=6000/3=2000mmx=l0xix=600039.4=152<200y=l0yiy=200014.2=141<200设置拉条后，长细比均满足要求，故可不必验算整体稳定性。六、屋架内力计算（1）各杆件的内力值等于内力系数和上线节点荷载设计值的乘积。将计算结果列表如下：杆件内力系数杆件内力值全跨屋面荷载P的内力系数1-17.39-468.02 2-16.13-434.1073-1

10、6.76-451.0624-16.44-442.455-15.18-408.5396-15.81-425.4957,8,10,11-1.34-36.06349-2.58-69.435512,13380.739144.5121.1085157.5201.84751616.5444.0651713.5363.326189242.2171900将表中的计算结果画在第二部分的屋架形式几何尺寸图的另一半屋架上。（2）计算荷载时将节间荷载全部等效成相应的节点荷载，现在计算上弦节间荷载在上弦杆引起的弯矩值。屋架上弦杆在节间荷载Q作用下的弯矩近似按下列公式计算：上弦杆端节间最大弯矩 M1=0.8M0其它节间的

11、最大正弯矩和支座负弯矩M2=±0.6M0M0是视上弦节间杆段为简支梁在同样的荷载作用下的最大弯矩。计算时忽略上弦杆的重量。M0=13Qa=13×6.624×2.345=5.178kNm端节间最大弯矩M1=0.8M0=0.8×5.178=4.142 kNm其它节间最大正弯矩和节点负弯矩M2=±0.6M0=±0.6×5.178=±3.107 kNm弯矩图如下图所示：七、屋架各杆件的计算长度 （1）桁架平面内 弦杆本身刚度比较大，且两端相连的拉杆少，因而对节点的嵌固程度较小，可以不考虑，即其计算长度不折减而取几何长度（即

12、节点间的距离）。腹杆考虑到节点受到拉杆的牵制作用，计算长度适当折减取0x=0.80 (2)桁架平面外 屋架弦杆在平面外的计算长度，应取侧向支撑点间的距离。 上弦：一般取上弦横向水平支撑的节间距离。 下弦：取系杆与系杆之间的距离。 腹杆：因节点在桁架平面外的刚度很小，对杆件没有什么嵌固作用，故所有腹杆均取0y= （3）其他。桁架受压弦杆侧向支撑点间的距离为两倍节间距，且节间距弦杆内力内力不等，则该弦杆在平面外的计算长度为：l0y=l1（0.75+0.25N1N2）且不小于0.51. 八、杆件截面的选取和杆件验算腹杆最大内力为468.02kN，查表（4）选用中间节点板厚度为t=10mm，支座节点板

13、厚度为t=12mm。（1） 上弦杆（压弯构件）为避免采用不同杆件时的杆件拼接问题，整个上弦不改变截面，采用等截面通长杆。Nmax=-425.495kN，l0x=234.5cm， 选用2125×12，A=28.91cm，R=14mm, Wx=3.83cm， Wy=5.56cm，Wxmax=119.9cm3,WxmWn=47.17 cm3（单根尺寸）截面塑性发展系数x1=1.05，x2=1.20a， 强度验算（截面无削弱）取上弦杆最大内力杆（最大弯矩和最大轴力均在屋架端部节间）轴心压力N=-468.02kN，最大正弯矩（端节间）Mx=M1=4.142 kNm最大负弯矩（节点处）Mx=M2

14、=3.107 kNm正弯矩截面：截面的最大应力在角钢水平边，故塑性发展系数取x1NA+MxxWnx=NA+M1x1Wxmax=468.02×1032×28.91×102+4.142×1061.05×2×119.9×103=80.94+16.45=97.39N/mm2 <f=215 N/mm2负截面弯矩最大应力在角钢竖直边趾尖，塑性发展系数取x2=1.20NA+MxxWnx=NA+M2x2WxmWn=468.02×1032×28.91×102+3.107×1061.2×2

15、×47.17×103=80.94+27.45=108.39 N/mm2<f=215 N/mm2上弦杆的强度满足要求。b、弯矩作用平面内的验算x=l0xix=234.53.83=61.23<=200属于b类截面，查表（5）知x=0.801（由内插法得到）欧拉临界力NEx=2EA1.1x2=2×206×103×2×28.91×1021.1×61.232×10-3=2850.5 kNNNEx=468.022850.5=0.164验算在最大节间正弯矩作用下，角钢的水平边弯矩等效系数mx=0.85（支座

16、弯矩使构件产生反向曲率）NxA+mxMxxW1x（1-0.8NNEx） =468.02×1030.801×2×28.91×102+0.85×4.412×1061.05×2×119.9×103×（1-0.8×0.164）=101.05+16.09=117.14 N/mm2<f=215 N/mm2在最大节间正弯矩下，角钢的垂直边趾尖：由于单轴对称截面压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且大翼缘受压时，可能在受拉区首先屈服而使构件失去承载力。所以还应按下面这个式子验算受拉边缘NA-mx

17、MxxW2x（1-1.25NNEx）f即468.02×1032×28.91×102-0.85×4.412×1061.2×2×47.17×103×（1-1.25×0.164）=80.94-41.67=39.27 N/mm2<f=215 N/mm2用最大负弯矩进行验算，角钢水平边受拉，竖直边趾尖受压，所以只需验算趾尖即可。NxA+mxMxxW1x（1-0.8NNEx）=468.02×1030.801×2×28.91×102+0.85×3.107

18、 ×1061.2×2×47.17×103×（1-0.8×0.164）=101.05+26.85=127.9 N/mm2<f=215 N/mm2综上所述，平面内的长细比和稳定性均满足要求。c弯矩作用平面外的稳定验算单轴对称截面的构件绕对称轴的稳定性应考虑扭转效应的换算长细比 zy取代x 。该界面的调整系数=1.0等效弯矩系数tx=mx=0.85轴心压力N1=468.02kN,N2=434.107kN计算长度l0y=l1（0.75+0.25N1N2）=4690×(0.75+0.25×434.107468.02)=

19、4605mm y=l0yiy=460.505.56=82.82<=200, bt=12512=10.42 < 0.58l0yb=0.58×4605125=21.37故对y轴的计及扭转效应的换算长细比为（简化方法） zy=y（1+0.475b4l0y2t2）=82.82×（1+0.475×125446502×122）=85.90b类截面，查表知，y=0.649 （5）用最大正弯矩进行验算：（弯矩作用在对称轴平面内，弯矩使翼缘受压的双角钢T形截面，且y<120235fy=120）b=1-0.0017yfy235=1-0.0017×

20、85.90×1=0.854NyA+txMxbW1x=468.02×1030.649×2×28.91×102+1.0×0.85×4.142×1060.854×119.9×103=124.72+34.38=159.1 N/mm2<f=215 N/mm2用最大负弯矩进行验算:(弯矩使角钢翼缘受拉，腹板宽厚比bt=12512=10.42 < 18235fy=18)b=1-0.0005yfy235=1-0.0005×85.90×1=0.957所以，NyA+txMxbW1x=

21、468.02×1030.649×2×28.91×102+1.0×0.85×3.107×1060.957×47.17×103=124.72+58.50=183.22 N/mm2<f=215 N/mm2可见平面外长细比和稳定性均满足要求。d、局部稳定验算双角钢T形截面的构件满足局部稳定的条件：翼缘自由外伸宽厚比要满足：bt13fy235=13对弯矩使腹板自由边受压的压弯构件，腹板高厚比h0tw应满足：当01.0时，h0tw15fy235=15；当0>1.0时，h0tw18fy235=18对于212

22、5×12组成的T形截面压弯构件翼缘：bt=125-12-1412=8.08<13 满足腹板：h0tw=8.08，满足所以上弦杆截面完全满足各项设计要求，截面合适。（2）、下弦杆（轴心受拉构件） 下弦杆不改变截面，采用等截面通长杆，按最大内力计算。在下弦杆K节点处（拼接节点）下弦杆角钢水平边上开直径为d0=17.5mm的安装螺栓孔。计算下弦杆截面强度时，必需考虑及此。此外，选截面时还要求角钢开孔边的边长63mm，以便开d0=17.5mm的孔。首先按杆段HW的强度和中段下弦杆的长细比条件选择截面。杆段HW的轴拉力为N=444.065kN下弦杆（取18号杆进行验算）的计算长度为l0x

23、=5932mm，l0y=2×5932=11864mmAnNf=444.065×103215×10-2=20.65cm2ix=l0x=5932350=16.95mmiy=l0y=11864350=33.90mm(零杆下有拼接节点，不设置系杆，故平面外的计算长度取主斜杆下弦节间距离)故按此选用不等边短肢相连双角钢100×80×7.A=2×12.3=24.6 cm2ix=2.39cm,iy=4.71cma 强度验算杆段HW：An=A=24.6 cm2=NAn=444.065×10324.6 ×102=180.51 N/m

24、m2<f=215 N/mm2节点K处截面：杆件W-K杆件的内力为N=242.217kN,An=A-2 d0t=24.6-2×1.75×0.7=22.15 cm2=NAn=242.217×10322.15×102=109.35 N/mm2<f=215 N/mm2下弦杆截面强度满足要求。b， 长细比验算因所选截面已满足所需要的回转半径条件，所以不用验算。满足长细比条件。综上，所选下弦杆截面合适。（3） 腹杆a、 短压杆B-H、C-H、E-J、F-J轴压力N=36.063kN，l=1660mm因内力较小，杆件较短，拟采用单角钢截面、通过节点板单面连

25、接。先按长细比试选截面，然后进行验算斜平面计算长度l0=0.9l=0.9×1660=1494mmiminl0=1494150=9.96mm=1.0cm选用163×4,A=4.98cm2, imin=iy0=1.26cm得=0imin=149412.6=118.6<=150B类截面，查表知=0.444单面连接的角钢构件按轴心受压计算稳定性时的强度设计值折减系数（6）(且不大于1)R=0.6+0.0015=0.6+0.0015×118.6=0.778<1角钢的整体稳定验算：NA=36.063×1030.444×4.98×102

26、=163.098 N/mm2<Rf=0.778×215=167.27 N/mm2由于以上计算中将钢材的抗压强度设计值做了一定量的折减，规范规定，可不考虑扭转效应的不利影响。所选截面符合受力要求，选择合适。b、 长压杆D-W号杆件l=2345mm，N=-69.436kN计算长度l0x=0.8l0=0.8×2345=187.6cm l0y=l0=234.5cm垂直支撑连接在长压杆和弦杆的连接板上，截面无削弱，一般情况下不用验算其强度条件，只用验算整体稳定性（如果整体稳定性满足要求，则强度也一定满足要求） 假长细比为=140，则查表知=0.345采用等边双角钢组成的T形截面

27、。ANf=69.436×1030.345×215×10-2=9.36cm2ix=l0x=187.6140=1.34cmiy=l0y=234.5140=1.675cm选用250×5，T形截面A=2×4.80=9.60cm2, ix=1.53cm, iy=2.45cm验算 x=l0xix=187.61.53=122.6<=150 y=l0yiy=234.52.45=95.7<=150由max=x=122.6,查表知，=0.423，NA=69.436×1030.423×9.60×102=171 N/mm2&l

28、t;f=215 N/mm2所以所选截面合适。c、 短拉杆D-H、D-J杆N=80.739kN，=370.7cm采用单面连接的单角钢截面（截面无削弱）l0=0.9=0.9×370.7=333.63cm根据规范规定，单角钢按轴心受力计算强度时的强度折减系数为0.85（规范第条）AN0.85f=80.739×1030.85×215×10-2=4.42cm2iminl0=333.63350=0.953cm选用150×5，A=4.80 cm2>4.42cm2imin=0.98cm>0.953cm所选截面合适d、 长拉杆G-J-WN=201.8

29、48kN, l0x=370.7cm, l0y=2×370.7=741.4cm需要ANf=201.848×103215×10-2=9.39cm2ix=l0x=370.7350=1.06cmiy=l0y=741.4350=2.12cm选用245×6，A=2×5.08=10.16 cm2>9.39cm2, ix=1.36cm>1.06cm,iy=2.28cm>2.12cm所选截面合适。e、 中央吊杆G-KN=0，l =445cm因吊杆不连接垂直支撑，拼接的螺孔在水平下弦杆上，截面无削弱，故按拉杆长细比条件选择截面。为减少焊接工作量，

30、不增设填板，故中央吊杆选单面角钢截面。l0=0.9l=0.9×445=400.5cm需要iminl0=400.5350=1.14cm选用190×56×5，A=7.21cm2，imin=iy0=1.23>1.14cm 填板设置和尺寸选择杆件名称杆件截面节间杆件几何长度（cm）i(cm)40i(压杆)或80i（拉杆）（cm）实际填板间距（cm）每一节间填板数量（块）填板尺寸b×h×t(cm)上弦杆125×12等边角钢234.53.83153.2117.3170×150×10下弦杆A-H、H-W100×8

31、0×7不等边角钢短肢相连370.73.39271.2185.4170×100×10W-K5932197.732腹杆D-W250×5234.51.5361.258.63350×70×10G-J-W245×6370.71.36108.8185.4250×70×10上弦杆侧向支撑点间的距离为469cm，其填板数（包括节点数）大于2，满足要求。八、屋架节点设计(1)各腹杆的焊缝计算角焊缝强度设计值（焊条E43型）：ffw=160N/mm2屋架各杆件轴心至各杆件角钢背面的距离z0'按下表采用，表中z0为由型

32、钢表查得的杆件重心线至角钢背面的距离。屋架各杆件轴线至角钢背面的距离z0'杆件名称杆件截面中心距离z0（mm）轴线距离（z0'）备注上弦杆125×12等边角钢35.335下弦杆100×80×7不等边角钢T形截面20.120短肢相连短压杆B-H、C-H、E-J、F-J163×417.015单面相连长压杆D-W250×514.215短拉杆D-H、D-J杆150×514.215单面相连长拉杆G-J-W245×613.315中央吊杆G-K190×56×529.130短边单面相连注：屋架各杆件轴心至

33、各杆件角钢背面的距离z0'取整，且取5mm的倍数，方便轴线定位。屋架各腹杆与节点板间连接焊接的焊脚尺寸hfi和焊缝实际长度lilwi+2hfi按下表采用。表中焊脚尺寸hfi按构造要求确定。所需焊缝计算长度lwi按下列公式计算得到：a、 双角钢T形截面杆件lwW=kiN2×0.7×hfi×ffwmax8hfi,40mb、 单面连接的单角钢杆件lwW=kiN0.7hfi（0.85ffw）max8hfi,40m式中，ki角钢背部（W=1）或趾部（W=2）角焊缝的轴力分配系数。对等边角钢取k1=0.7, k2=0.3；对短边相连的不等边角钢，k1=0.75, k2

34、=0.25；0.85单面连接的单角钢的角焊缝强度设计值折减系数（规范第条）腹杆与节点板间的连接角焊缝尺寸杆件名称杆件截面杆件内力（kN）角钢背部焊缝（mm）角钢趾部焊缝（mm）hf1lw1l1hf2lw2l2短压杆B-H、C-H、E-J、F-J163×4-36.0634405044050长压杆D-W250×5-69.4366486054050短拉杆D-H、D-J杆150×580.7396426054050长拉杆G-J-WG端245×6201.84879011064860W端121.10956704860中央吊杆G-K190×56×50

35、6406054050（2）下弦一般节点Ha、 绘制节点详图如下图所示(3)下弦杆与节点板间连接焊缝计算N1=444.065kN,N2=363.326kNN=N1-N2=444.065-363.326=80.739 kN由节点详图中量得焊缝尺寸长度为l1=l2=545mm其计算长度 lw1=lw2=545-10=535mm（暂取hf为5mm）需要hf1k1N2×0.7×lw1×ffw=0.75×80.739×1032×0.7×535×160=0.51mmhf2=k2N2×0.7×lw2×

36、ffw=0.25×80.739×1032×0.7×535×160=0.17mm构造要求hf1.5tmax=1.510=4.74mm采用hf1=hf2=5mm满足要求。(3)、上弦一般节点B、C、D、E、F上弦一般节点B节点大样图：上弦杆与节点板间的连接焊缝计算N1=468.02kN,N2=434.107kNN=N1-N2=468.02-434.107=33.913kN节点荷载P=26.913 kN全部由赛焊缝承受，焊缝缩进距离不宜小于（0.5t+2）mm=7mm,所以选择节点板缩进8mm。按下式计算赛焊缝的强度f=P2×0.7

37、5;hf1×lwfffw焊脚尺寸取hf1=0.5t=0.5×10=5mmf正面角焊缝增大系数对承受静力荷载和间接承受动力荷载的屋架取1.22，对直接承受动力荷载的屋架取1.0f=P2×0.7×hf1×lw=26.913×1032×0.7×5×140=27.461.22×160=195.2 N/mm2下面验算上弦杆角钢趾部角焊缝假定承受节点两侧弦杆内力差及其偏心弯矩M的共同作用，其中M=N（125-z0'）×10-3=33.913×（125-35）×10-3=

38、3.05kNm由图中量的得实际焊缝尺寸为l2=145mm,计算长度为lw2=l2-2hf=145-2×5=135mm，需要hf212×0.7×lw2×ffw（6Mlw2f)2+(N)2=12×0.7×135×160（6×3.05×1061351.22)2+(33.913×103)2=3.84mm构造要求hf1.5tmax=1.510=4.74mm采用hf2=5mm，满足要求。（4）支座节点A1、 下弦杆与节点板之间连接焊缝计算N=444.065kN，短边相连的不等边角钢轴力分配系数k1=0.75

39、, k2=0.25取角钢背部焊脚尺寸hf1=6mm，角钢趾部焊脚尺寸hf2=5mm，按焊缝连接强度要求得背部lw1k1N2×0.7×hf1×ffw=0.75×444.065×1032×0.7×7×160=212mmlw2=k2N2×0.7×hf2×ffw=0.25×444.065×1032×0.7×6×160=82.6mm实际焊缝长度取：角钢背部l1=230mm（满焊），角钢趾部焊脚尺寸l2=90mm（满焊）下弦杆与支座底板的距离不宜小

40、于下弦杆角钢伸出肢的宽度，也不宜小于130mm。所以下弦杆与支座之间的净距取150mm。屋架支座底板与柱顶用锚栓连接，锚栓预埋与柱顶，直径通常为2024mm,取为24mm为了便于安装时调整位置，底板上的锚栓孔径一般为锚栓直径的22.5倍,取为50mm。支座底板的毛面积：A=abRfc+A0R为支座反力，R=6P=6×26.913=161.48kNfc为混凝土的局部抗压强度，C20混凝土取fc=9.6 N/mm2A0为锚栓孔的面积，取A0=2×(50×30+12×4×502)=4963.5 mm2求得A=161.48×1039.6+49

41、63.5=21784mm2，底板取为正方形，则得边长148mm取底板的尺寸为a×b=250mm×250mm节点板缩进上弦杆角钢背面t12+2=8(支座节点板的厚度为12mm)2、上弦杆与节点板间的连接焊缝计算N=-468.02kN,P1P2=13.46kN（节点荷载）节点板与角钢背部采用塞焊缝连接，取（hf1=t12=6mm），设仅承受节点荷载P1。因P1值很小，不必验算其焊缝强度，一定满足要求。取上下弦杆端部边缘轮廓线间的距离为30mm，根据下弦杆与节点板之间的连接焊缝长度等，确定节点板间尺寸。令角钢趾部角焊缝承受全部轴心力N，及其偏心弯矩M的共同作用，其中M=N(125

42、-35)×10-3=468.02×90×10-3=42.12kNm取趾部焊脚尺寸hf2=8，由节点图中量得实际焊缝长度l2=800mm（全长焊满时）计算长度lw2=l2-2hf2=800-2×8=784mmf=6M2×0.7×hf2×lw22=6×42.12×1062×0.7×8×7842=36.71 N/mm2f=N2×0.7×hf2×lw2=468.02×1032×0.7×8×800=52.23N/mm

43、2ff2+f2=36.711.222+52.232=60.28 N/mm2ffw=160N/mm2焊缝强度满足要求3、底板计算R=6P=6×26.913=161.48kN，C20混凝土取fc=9.6 N/mm2锚栓直径采用22，底板上留矩形带半圆孔；锚栓套板采用70×70×20,孔径为24mm，如图所示。a、底板面积A=a×b=250mm×250mmAn=A-A0=62500-4963.5=57536.5 mm2q=RAn=161.48×10357536.5 =2.8 N/mm2<fc=9.6 N/mm2b、 底板厚度t底板被节

44、点板和加劲勒划分成四块相同的相邻边支承的小板，板中最大弯矩（取单位宽板计算）M=qa12式中斜边a1=25-122+25-1.222=16.9cm斜边上之高b1=25-1225-1.2216.9=8.45cmb1a1=0.5，查表得，=0.056。则M=qa12=0.056×2.8×1×16.9×102=4478.4Nmm按底板抗弯强度条件，需要底板厚度t6Mf=6×4478.4215=11.17mm为保证底板有一定刚度使底板下压力尽量均布，采用底板厚度t=20mm。底板选用250×250×204、节点板、加劲勒与底板间水平

45、连接焊缝计算因底板为正方形，故节点板和加劲勒与底板的连接焊缝各承担支座反力的50%。a、 节点板与底板间水平连接焊缝承受轴心力N=R2=80.74kN焊缝计算长度lw=2×(250-2×10)=460mm(暂时假设焊脚尺寸为hf=10mm)需要hfN0.7×lw×fffw=80.74×1030.7×460×1.22×160=1.28mm构造要求hf1.5tmax=1.520=6.71mm采用hf=8mm，满足要求b、 加劲勒与底板间水平连接焊缝N=R2=80.74kN lw=4×(104-2×8

46、)=352mm需要hfN0.7×lw×fffw=80.74×1030.7×352×1.22×160=1.68mm采用hf=8mm，满足要求5、加劲勒与节点板间竖向连接焊缝计算加劲勒厚度采用10mm，与中间节点板等厚。每块加劲勒与节点板之间竖向连接焊缝受力：V=12(12R)=40.37 kN,每块加劲勒承受的剪力作用在板的中心，所以近似取偏心距为14b M=14Vb=14×40.37×250×10-3=2.52kNm焊缝计算长度lw=(35+106）-2×10=121mm（这里暂设焊脚尺寸为hf

47、=10mm）需要hf1ffw（6M2×0.7×lw2f)2+(V2×0.7lw)2=12×0.7lwffw（6Mlwf)2+(v)2=12×0.7×121×160（6×2.52×106121122)2+(40.37×103)2=4.06mm构造要求hf1.5tmax=1.512=5.20mm采用hf=6mm，满足要求。（5） 、屋脊拼接节点N=-425.495kN，P=26.913 kN 1、 拼接角钢的构造和计算拼接角钢宜采用与弦杆一样的截面，使弦杆在拼接处保持原有的强度和刚度。故拼接角钢仍取

48、125×12等边角钢组成的T形截面。拼接角钢与上弦间连接焊缝的焊脚尺寸取hf=6mm，为便于两者紧贴和施焊以保证焊缝质量，铲去拼接角钢角顶棱角1=r=14mmr为角钢内圆弧半径切短拼接角钢竖直边2=t+hf+5=12+6+5=23mm如图所示，拼接接头每侧的连接焊缝共有四条，按连接强度条件需要每条焊缝长度lwN4×0.7×hf×ffw=425.495×1034×0.7×6×160=159mm拼接处左右杆端部空隙取40mm，需要拼接角钢长度La=2lw+2hf+(125-122+4021cos)= 2159+2

49、15;6+(125-122+4021cos)=497mm为保证拼接处的刚度，实际采用拼接角钢长度La=600mm此外，因屋面坡度较大，应将拼接角钢的竖直边剖口3=2×125-12-183=63.3mm采用70mm如图所示，先钻孔后切割，然后冷弯对齐焊接。1、 绘制节点详图如下：2、 拼接接头每侧上弦杆与节点板间连接焊缝计算弦杆轴力的竖向分力NsWn与节点荷载P2的合力为：V=NsWn-P2=425.495sWn18.43-26.9132=121.06 kN设角钢背部的塞焊缝承受竖向合力V的一半，取hf1=5mm，需要焊缝计算长度（因P2很小，不计其偏心影响） lw1V22×

50、0.7×hf1×ffw=121.06×10322×0.7×5×160=54mm由图量得的实际焊缝长度远大于lw1=54mm，因此认为焊缝满足计算要求。在计算需要的lw1时，没有考虑斜焊缝的强度设计值增大系数。再设角钢趾部与节点板间的角焊缝承受余下的V2以及当屋脊两侧活荷载不对称作用时可能引起的弦杆内力差N=0.15N=0.15×425.495=63.824kN，M=N（110z0'）×10-3=63.824×（110-35）×10-3=4.79 kNm取hf2=5mm，由节点图量得的趾部

51、实际焊缝长度为l2=470mm其计算长度为lw2=l2-2hf2=470-2×5=460mm焊缝中应力fV=V2cos2×0.7hf2lw2=121.06×103 2×0.9492×0.7×5×460=35.68N/mm2fV= V2sWn2×0.7hf2lw2=121.06×103 2×0.3162×0.7×5×460=11.88 N/mm2 fN=6M2×0.7hf2lw22=6×4.79×1062×0.7×5×4602=19.4 N/mm2fN=N2×