钢结构设计原理5

1、第八章第八章 钢屋盖设计钢屋盖设计大纲要求大纲要求: :1.1.了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；3.3.掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；2.2.掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则；掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则； 普通钢屋架设计内容普通钢屋架设计内容：屋架的荷载计算；屋架的荷载计算；杆件内力计算和组合；杆件内力计算和组合；正确选择杆的截面型式和确定计算长度；正确选择杆的截面型式和确定计算长度；选择截面并验算各杆件的承载力；选择截面并验算各杆件的承载力；计算节点连接并绘制钢屋架施工图。计算节点连接并绘制钢屋架施工图。钢屋盖的类别

2、包括：钢屋盖的类别包括：概概 述述平面钢屋架平面钢屋架空间桁架：空间桁架： 网架网架8.18.1 钢屋盖的组成钢屋盖的组成 钢屋盖由屋面、屋架钢屋盖由屋面、屋架和支撑组成。和支撑组成。 8.1.1 屋盖结构体系屋盖结构体系屋面板屋面板屋架屋架檩条檩条 其它：托架、天窗、其它：托架、天窗、檩条等。檩条等。 房屋横向刚度大，整体性、耐久性房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面板自重大，屋盖及下部结构好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。用料多，对抗震不利。 屋架间距灵活，构件重量轻、施工、屋架间距灵活，构件重量轻、施工、安装方便；屋盖构件数量多，整体刚安装方便；屋盖构件数量多，整体

3、刚度差。度差。无檩体系：无檩体系：有檩体系：有檩体系：一般用于预应力混凝土大型屋面板一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将屋面板直接放在屋等重型屋面，将屋面板直接放在屋架上。架上。 常用于轻型屋面材料的情况。常用于轻型屋面材料的情况。 3.3.满足制造、安装和运输要求满足制造、安装和运输要求 构造简单，杆件夹角构造简单，杆件夹角30306060； 杆件与节点数量少；杆件与节点数量少； 分段制造，便于运输与安装；分段制造，便于运输与安装；确定屋架形式的原则：确定屋架形式的原则：1.1.满足使用要求满足使用要求屋架外形应与屋架外形应与屋面材料的排水要求屋面材料的排水要求相适应。相适应。8.1

4、.2 屋架的形式屋架的形式2 2. .满足经济要求满足经济要求 屋架外形应尽量和屋架外形应尽量和弯矩图接近弯矩图接近，使上下弦杆，使上下弦杆 内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；内力沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小； 腹杆的布置宜使腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉；短杆受压，长杆受拉； 荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。 按腹杆布置方式不同有：按腹杆布置方式不同有： 芬克式芬克式 特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理，应特点：长腹杆受拉，短腹杆受压，受力合理，应 用广泛。用广泛。1 1三角形屋架三角形屋架 杆件数量少，节杆件数量少，节点数量少，受压

5、杆点数量少，受压杆较长，但抗震性能较长，但抗震性能优于芬克式屋架，优于芬克式屋架，适用于跨度小于适用于跨度小于1818m m的屋架。的屋架。 单斜式单斜式 腹杆和节点数量较多，长腹腹杆和节点数量较多，长腹杆受拉，但夹角小，适用于下弦杆受拉，但夹角小，适用于下弦设置天棚的屋架。设置天棚的屋架。 人字式人字式 适用范围适用范围：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料：跨度小，坡度大、采用轻型屋面材料的有檩体系。的有檩体系。 特点：特点： 外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。 上

6、下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下上下弦交角小，端节点构造复杂。可将上弦或下弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节点弦改变为折线形或陡坡梯形，以改善受力和节点构造。构造。 按腹杆布置方式不同有：按腹杆布置方式不同有： 人字式人字式2 2梯形屋架梯形屋架特点：腹杆总长度短，节点少。特点：腹杆总长度短，节点少。按支座斜杆与弦按支座斜杆与弦杆组成的支承点杆组成的支承点在下弦或在上弦在下弦或在上弦又可分为下承式又可分为下承式和上承式两种。和上承式两种。上承式上承式下承式下承式 再分式再分式特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。特点：可避免节间直接受荷（非节点荷载）。 单斜杆式单斜杆式 特点：

7、多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，特点：多数腹杆受压，杆件数量多，总长大，应用少。应用少。 特点特点 外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经济，应用广泛。均匀，用料经济，应用广泛。 适用范围适用范围 适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结适用于屋面坡度平缓且跨度较大时的无檩屋盖结构。构。 屋架高度屋架高度 梯形屋架的中部高度一般为（梯形屋架的中部高度一般为（1/101/101/81/8）L L，与与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（1/161/161/121/12）L L，通常取为通常取为2.02.

8、02.52.5m m。 与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度决定。度和上弦坡度决定。3.3.人字形桁架人字形桁架 上、下弦可为平行，坡度为上、下弦可为平行，坡度为1/201/201/101/10，节点构造较为，节点构造较为统一；统一； 上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以上、下弦可以具有不同坡度或下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情况。改善屋架受力情况。 跨中高度一般为跨中高度一般为2.02.02.52.5m m，跨度大于跨度大于3636m m时可取较大高时可取较大高度但不宜超过度但不宜超过3 3m m；端部高度一般为跨度

9、的端部高度一般为跨度的1/181/181/121/12。 4. 4.平行弦屋架平行弦屋架 上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。 屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀。屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀。 一般用于托架和支撑体系。一般用于托架和支撑体系。 平面屋架在屋架平面外平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。屋架间设置支撑系统。8.2 屋盖

10、支撑屋盖支撑 上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑 下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑 垂直支撑垂直支撑 系杆系杆 组成组成檩条屋面板檩条屋面板 保证屋盖的整体性，提高空间刚度保证屋盖的整体性，提高空间刚度 仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空的体系，如果将某些屋架在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个空间稳定体系上，就保证了整个

11、屋盖结构的稳定。就保证了整个屋盖结构的稳定。 避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度。 承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、承担和传递水平荷载（如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。悬挂吊车水平荷载和地震作用等）。 保证结构安装时的稳定与方便保证结构安装时的稳定与方便 屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构

12、件的安装。定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。8.2.1 支撑的作用支撑的作用8.2.2 支撑的布置支撑的布置 上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或上弦横向水平支撑一般应设置在房屋两端或纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其纵向温度区段两端的第一柱间或第二柱间，其最大最大间距为间距为6060m m，否则在中间应增设一道或几道支撑。否则在中间应增设一道或几道支撑。有时可将其布置在第二个柱间，但在第一个柱间要有时可将其布置在第二个柱间，但在第一个柱间要设置刚性系杆设置刚性系杆以支持端屋架和传递端墙风力。以支持端屋架和传递端墙风力。 1 1上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑2 2下弦横向水

13、平支撑下弦横向水平支撑 当屋架间距当屋架间距1212m m时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系的基本组成部分。体系的基本组成部分。 但当屋架跨度比较小（但当屋架跨度比较小（1818m m）又无吊车或其他振动设备又无吊车或其他振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。时，可不设下弦横向水平支撑。3 3纵向水平支撑纵向水平支撑当房屋较高、跨度较大、空间当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支承中刚度要求较高时，设有支承中间屋架的托架，或设有重级或间屋架的托架

14、，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时，均应在屋等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平架端节间平面内设置纵向水平支撑。支撑。 一般情况可以省掉。一般情况可以省掉。屋架间距屋架间距1212m m时，通常布置在时，通常布置在屋架下弦平面。屋架下弦平面。屋架间距屋架间距1212m m时，宜布置在时，宜布置在屋架的上弦平面内。屋架的上弦平面内。下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑 垂直支撑联系屋垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋起形成几何不变的屋盖空间结构，是上弦盖空间结构，

15、是上弦横向水平支撑的支承横向水平支撑的支承点，在屋盖安装过程点，在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。中保证屋盖稳定。 屋架的垂直支撑屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱平支撑设置在同一柱间。间。4 4垂直支撑垂直支撑5 5系杆系杆 作用：作用：系杆能保证无横向水平支撑的所有屋架系杆能保证无横向水平支撑的所有屋架在上弦杆平面外的稳定和安装时屋架的稳定，第在上弦杆平面外的稳定和安装时屋架的稳定，第一柱间的刚性系杆能将山墙的风荷载传到横向水一柱间的刚性系杆能将山墙的风荷载传到横向水平支撑。平支撑。 设置：设置：在横向支撑或垂直支撑节点处应沿房屋在横向支撑或垂直支撑节点处应沿

16、房屋通长设置系杆。在屋架上弦平面内，对无檩体系通长设置系杆。在屋架上弦平面内，对无檩体系屋盖应在屋脊处和屋架端部处设置系杆；对有檩屋盖应在屋脊处和屋架端部处设置系杆；对有檩体系只在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。体系只在有纵向天窗下的屋脊处设置系杆。 系杆分系杆分刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆（只能承受拉力）系杆（只能承受拉力）两种。屋架主要支承节点两种。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用刚性处的系杆，屋架上弦脊节点处的系杆均宜用刚性系杆。系杆。 屋架支撑为平行弦桁架，其弦杆可兼作支撑桁屋架支撑为平行弦桁架，其弦杆可兼作支撑桁架的弦杆

17、，斜腹杆一般采用十字交叉式，与弦杆的架的弦杆，斜腹杆一般采用十字交叉式，与弦杆的交角在交角在3030o o6060o o之间。通常横向水平支撑节点间的之间。通常横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦节间距离的距离为屋架上弦节间距离的2 24 4倍，纵向水平支撑倍，纵向水平支撑的宽度取屋架端节间的长度，一般为的宽度取屋架端节间的长度，一般为6 6m m左右。左右。 支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计，支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计，通常用单角钢做成；非交叉斜杆、弦杆、横杆以及通常用单角钢做成；非交叉斜杆、弦杆、横杆以及刚性系杆按压杆设计，宜采用双角钢做成的刚性系杆按压杆设计，宜采用双角钢

18、做成的T T形截形截面或十字形截面，其中横杆和刚性系杆常用十字形面或十字形截面，其中横杆和刚性系杆常用十字形截面使在两个方向具有等稳定性。截面使在两个方向具有等稳定性。 屋盖支撑受力较小，截面尺寸一般由杆件容许屋盖支撑受力较小，截面尺寸一般由杆件容许长细比和构造要求决定。长细比和构造要求决定。 8.2.3 支撑的计算和构造支撑的计算和构造8.3 简支屋架设计简支屋架设计8.3.1 屋架的内力分析屋架的内力分析 屋架上的荷载包括恒载、活荷载、雪荷载、风荷屋架上的荷载包括恒载、活荷载、雪荷载、风荷载、积灰荷载及悬挂荷载等。载、积灰荷载及悬挂荷载等。 （1 1）基本假定）基本假定 通常将荷载集中到节

19、点上，并假定屋架各杆均为理通常将荷载集中到节点上，并假定屋架各杆均为理想直杆，各杆轴线在同一平面内且汇交于节点中心，想直杆，各杆轴线在同一平面内且汇交于节点中心，各节点均为理想铰接，忽略实际节点产生的次应力。各节点均为理想铰接，忽略实际节点产生的次应力。 （2 2）节间荷载引起的局部弯矩）节间荷载引起的局部弯矩节间荷载作用的屋架，除把节节间荷载作用的屋架，除把节间荷载分配到相邻节点外，还应间荷载分配到相邻节点外，还应计算节间荷载引起的局部弯矩。计算节间荷载引起的局部弯矩。0.8M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M00.6M0（3 3）内力计算与荷载组合）内力计算与荷载

20、组合 全跨恒载全跨恒载+ +全跨活载：即全跨活载：即全跨永久荷载全跨永久荷载+ +全跨屋面活载或全跨屋面活载或雪荷载（取较大值）雪荷载（取较大值）+ +全跨积灰荷载全跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。悬挂吊车荷载。 全跨恒载全跨恒载+ +半跨活载：即半跨活载：即全跨永久荷载全跨永久荷载+ +半跨屋面活载半跨屋面活载（或半跨雪荷载）（或半跨雪荷载）+ +半跨积灰荷载半跨积灰荷载+ +悬挂吊车荷载。悬挂吊车荷载。 采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑安装时可能的半采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑安装时可能的半跨荷载：即跨荷载：即屋架、支撑和天窗自重屋架、支撑和天窗自重+ +半跨屋面板自重半跨屋面板

21、自重+ +半半跨屋面活荷载。跨屋面活荷载。 屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆由作用时屋架上、下弦杆和靠近支座的腹杆由作用时会引起杆件的最不利内力；会引起杆件的最不利内力； 跨中附近的腹杆可能由两种荷载组合控制。跨中附近的腹杆可能由两种荷载组合控制。B.B.中间腹杆：两端中间腹杆：两端或一端嵌固程度较或一端嵌固程度较大，视为弹性嵌固。大，视为弹性嵌固。lox= 0.8l(1)(1)在桁架平面内在桁架平面内 A.A.弦杆、支座斜杆、支座竖杆：本身线刚度大，弦杆、支座斜杆、支座竖杆：本身线刚度大，但两端节点嵌固程度较低，视为两端铰接杆件。但两端节点嵌固程度较低，视为两端铰接杆件。 lox = l8.3

22、.2 杆件的计算长度和容许长细比杆件的计算长度和容许长细比 1. 1. 杆件的计算长度杆件的计算长度 下弦杆：下弦杆：取纵向水平支撑节点与系取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的距离。杆或系杆与系杆之间的距离。 腹杆：腹杆：由于节点在平面外刚度很小，由于节点在平面外刚度很小，对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视为铰接，则为铰接，则lOy=l(2)(2)在桁架平面外在桁架平面外 取决于弦杆侧向支承点间距离。取决于弦杆侧向支承点间距离。上弦杆上弦杆无檩方案无檩方案: :有檩方案有檩方案: :能保证大型屋面板三点与上弦杆焊接时能保证大型屋面板三点与上弦杆焊接时: :l

23、Oy= =l1 1（l13m3m） l1 两块屋面板宽度。两块屋面板宽度。檩条与支撑点交叉不连接时：檩条与支撑点交叉不连接时：lOy=l1檩条与支撑点交叉连接时：檩条与支撑点交叉连接时：lOy=l1/2 单面连接的单角钢和双角钢组成单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆件，受力后有可能斜向失的十字形杆件，受力后有可能斜向失稳，由于两端节点有一定的嵌固作用，稳，由于两端节点有一定的嵌固作用，故斜平面计算长度略作折减故斜平面计算长度略作折减( (支座斜支座斜杆和支座竖杆除外），杆和支座竖杆除外），l0=0.9l(4)(4)其他其他 如桁架受压弦杆侧向支承点间的如桁架受压弦杆侧向支承点间的距离为两倍

24、节间长度，且两节间弦杆距离为两倍节间长度，且两节间弦杆内力不等时，该弦杆在桁架平面外的内力不等时，该弦杆在桁架平面外的计算长度按下式计算：计算长度按下式计算： )25. 075. 0(1210NNll 式中：式中：N Nl l较大的压力，计算时取正值；较大的压力，计算时取正值；N N2 2较小的压力或拉力，计算时压力取正值，拉力取负值较小的压力或拉力，计算时压力取正值，拉力取负值但不小于但不小于0.50.5l ll l(3)(3)腹杆在斜平面内的计算长度腹杆在斜平面内的计算长度 确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算长度应按下表规定采用。长度应按下表规

25、定采用。项项 次次弯曲方向弯曲方向弦弦 杆杆腹腹 杆杆支座斜杆和支座支座斜杆和支座竖杆竖杆 其他腹杆其他腹杆1 1在桁架平面内在桁架平面内ll0.8 l2 2在桁架平面外在桁架平面外l1ll3 3斜平面斜平面l0.9 ll 构件的几何长度（节点中心间距离）；构件的几何长度（节点中心间距离）；l1 桁架弦杆侧向支承点间的距离；桁架弦杆侧向支承点间的距离；2. 杆件的容许长细比杆件的容许长细比规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。 8.3.3 杆件的截面形式杆件的截面形式 对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相近的稳定性，

26、即可使近的稳定性，即可使两方向的长细比接近相等两方向的长细比接近相等。 基本上采用由两个角钢组成的基本上采用由两个角钢组成的T T形截面或十字形截面或十字形截面形式的杆件，也可用形截面形式的杆件，也可用H H型钢剖开而成的型钢剖开而成的T T形钢形钢代替双角钢组成的代替双角钢组成的T T形截面。受力较小的次要杆件形截面。受力较小的次要杆件可采用单角钢。可采用单角钢。 当当 = = 时，可采用两个等边时，可采用两个等边角钢截面或角钢截面或TMTM截面；截面；yl0 xl0 通常采用不等边角钢短通常采用不等边角钢短肢相连的截面，或肢相连的截面，或TWTW型截面型截面以满足长细比要求。以满足长细比要

27、求。v上弦杆：上弦杆： 有节间荷载时，可采用不等有节间荷载时，可采用不等边角钢长肢相连或边角钢长肢相连或TNTN型截面。型截面。 无节间荷载时，宜采用不等无节间荷载时，宜采用不等边角钢短肢相连的截面；边角钢短肢相连的截面；v下弦杆：下弦杆： 受力很小的腹杆（如受力很小的腹杆（如再分杆等次要杆件），再分杆等次要杆件），可采用单角钢截面。可采用单角钢截面。v支座斜杆：支座斜杆：v其他一般腹杆：其他一般腹杆：宜采用等边角钢相并的截面；宜采用等边角钢相并的截面； 连接垂直支撑的竖腹杆宜采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用两个等边角钢组成的十字形截面；截面；= = 时，宜采用不等边角钢

28、时，宜采用不等边角钢yl0 xl0长肢相连或等边角钢的截面。长肢相连或等边角钢的截面。由双角钢组成的由双角钢组成的T T形或十字形截面形或十字形截面杆件按实腹式杆件进行计算，必须每杆件按实腹式杆件进行计算，必须每隔一定距离在两个角钢间加设填板。隔一定距离在两个角钢间加设填板。v双角钢杆件的填板：双角钢杆件的填板： 填板的间距对压杆填板的间距对压杆l140i1，拉杆拉杆l180 i1；在在T T形截面中，形截面中，i1为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径；在十字形截面中，填板应沿两个方向交错放置截面中，填板应沿两个方向交错放置，i1为一个

29、角钢的最小回为一个角钢的最小回转半径，在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置转半径，在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。两块填板。填板的宽度一般取填板的宽度一般取5080mm；填填板的长度：对板的长度：对T T形截面应比角钢肢形截面应比角钢肢伸出伸出1020mm，对十字形截面则对十字形截面则从角钢肢尖缩进从角钢肢尖缩进1015mm。填板填板的厚度与桁架节点板相同的厚度与桁架节点板相同。8.3.4 杆件的截面选择杆件的截面选择1.1.一般原则一般原则应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面，应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面，一般板件或肢件的最小厚度为一般板件或肢件

30、的最小厚度为5 5mmmm。角钢杆件或角钢杆件或T T型钢的悬伸肢宽不得小于型钢的悬伸肢宽不得小于4545mmmm。直接与支撑或系杆相连的最小肢宽，应根据连接螺直接与支撑或系杆相连的最小肢宽，应根据连接螺栓的直径栓的直径d d而定而定。屋架节点板（或屋架节点板（或T T型钢弦杆的腹板）的厚度，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（对梯形和对单壁式屋架，可根据腹杆的最大内力（对梯形和人字形屋架）或弦杆端节间内力（对三角形屋架），人字形屋架）或弦杆端节间内力（对三角形屋架），按教材表按教材表8-48-4选用。选用。跨度较大的桁架（跨度较大的桁架（2424m m）与柱铰接时，弦

31、杆与柱铰接时，弦杆宜根据内力变化改变截面，半跨内一般只改变一次。宜根据内力变化改变截面，半跨内一般只改变一次。同一屋架的型钢规格不宜同一屋架的型钢规格不宜太多，以便订货。太多，以便订货。当连接支撑等的螺栓孔在当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点板边缘节点板范围内且距节点板边缘距离距离100100mmmm时，计算杆件强时，计算杆件强度可不考虑截面的削弱。度可不考虑截面的削弱。轴心受拉杆件应验算轴心受拉杆件应验算强度和长细比要求。强度和长细比要求。轴心受轴心受压杆件和压弯构件要计算压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、局部强度、整体稳定、局部稳定和长细比。稳定和长细比。 单面连接的单角钢杆件

32、，在按轴心构件计算其单面连接的单角钢杆件，在按轴心构件计算其强度或稳定以及连接时，钢材和连接的强度设计值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减系数。应乘以相应的折减系数。2. 杆件的截面选择杆件的截面选择8.3.5 钢桁架的节点设计钢桁架的节点设计1.节点设计的一般要求节点设计的一般要求 以桁架杆件的形心线以桁架杆件的形心线为轴线并在节点处相交于为轴线并在节点处相交于一点，肢背至轴线的距离一点，肢背至轴线的距离为为5 5mmmm的倍数。的倍数。 节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的节点处，腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间焊缝的净距，不宜小于净距，不宜小于1010mmmm，或

33、者杆件之间的空隙不小于或者杆件之间的空隙不小于15152020mmmm。 角钢端部的切割一般垂直于其轴线。有时允许角钢端部的切割一般垂直于其轴线。有时允许切去一肢的部分，但不允许将一个肢完全切去而另切去一肢的部分，但不允许将一个肢完全切去而另一肢伸出的斜切。一肢伸出的斜切。 节点板的外形应简单而规节点板的外形应简单而规则，至少宜有两边平行，如矩则，至少宜有两边平行，如矩形、平行四边形和直角梯形等。形、平行四边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件轴线的夹角节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于不应小于1515。2. 角钢桁架角钢桁架的节点设的节点设计计 一般节点一般节点一般节点是指无集中荷载和一般节点是

34、指无集中荷载和无弦杆拼接的节点无弦杆拼接的节点 节点板的平面尺寸，一般应节点板的平面尺寸，一般应根据杆件截面尺寸和腹杆端部根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度画出大样图来确定。焊缝长度画出大样图来确定。12NNN :式式中中肢背焊缝：肢背焊缝： 1fhwfwflNk7 . 021 腹杆与节点板的连接腹杆与节点板的连接焊缝按角钢角焊缝承焊缝按角钢角焊缝承受轴心力方法计算。受轴心力方法计算。节点板应伸出弦杆节点板应伸出弦杆10101515mmmm以便焊接。以便焊接。弦杆与节点板的弦杆与节点板的连接焊缝，应考连接焊缝，应考虑承受弦杆相邻虑承受弦杆相邻节间内力之差，节间内力之差，按下式计算按下式计算:

35、: 通常因通常因NN很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，并沿节点板全长满焊。并沿节点板全长满焊。2fhwfwflNk7 . 022 肢尖焊缝：肢尖焊缝： 为便于大型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢为便于大型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢背，缩进距离不宜小于背，缩进距离不宜小于( (0.5t+2)mmmm，也不宜大于节点板厚度也不宜大于节点板厚度t。wffwffflhQ 17 . 02 角钢桁架有集中荷载的节角钢桁架有集中荷载的节点点 角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受屋面集中荷载，按下式计算其强度：

36、屋面集中荷载，按下式计算其强度：式中：式中：Q 节点集中荷载垂直于屋面的分量；节点集中荷载垂直于屋面的分量； 焊脚尺寸，取焊脚尺寸，取 0.5t； 正面角焊缝强度增大系数。一般因正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊不大，按构造满焊1fhf 1fh 计算时应考虑偏心弯矩计算时应考虑偏心弯矩M MNNe（e e为角钢肢尖至弦杆轴为角钢肢尖至弦杆轴线距离），按下列公式计算：线距离），按下列公式计算： :N 对对wfflhN27 . 02 227 . 026wfflhMM :对对wfffff 22 :验验算算式式为为2fh式中式中 肢尖焊缝的焊脚尺寸。肢尖焊缝的焊脚尺寸。 弦杆角钢肢尖与节

37、点板的连接焊弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受弦杆相邻节间的内力差缝承受弦杆相邻节间的内力差12NNN 当节点板向上伸出不妨碍屋面构件的放置，或因相邻弦杆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节间内力差NN较大，肢尖焊缝不满足强度要求时，可将节较大，肢尖焊缝不满足强度要求时，可将节点板部分向上伸出或全部向上伸出。点板部分向上伸出或全部向上伸出。此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计算：此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计算： 肢背焊缝：肢背焊缝：wfwfflhQNk 112217 . 02)5 . 0()( 肢尖焊缝：肢尖焊缝：wfwfflhQNk 222227 .

38、 02)5 . 0()( 式中：式中： 、 伸出肢背的焊缝伸出肢背的焊缝焊脚尺寸和计算焊脚尺寸和计算长度；长度； 1fh1wl上弦肢背槽焊缝的计算公式：上弦肢背槽焊缝的计算公式：上弦肢尖角焊缝的计算公式：上弦肢尖角焊缝的计算公式：注：注：hf为角钢肢背槽焊缝的焊脚尺寸为角钢肢背槽焊缝的焊脚尺寸, ,取节点板厚度的一半。取节点板厚度的一半。上弦节点也可这样计算：上弦节点也可这样计算：集中荷载集中荷载P由肢背槽焊缝承受，由肢背槽焊缝承受，上弦节点相邻节间的内力差上弦节点相邻节间的内力差N1N2由角钢肢尖与节点板的角焊缝承受，由角钢肢尖与节点板的角焊缝承受，考虑偏心力矩考虑偏心力矩M(N1N2)e的

39、作用。的作用。2)下弦节点下弦节点 腹杆与节点板的连接按肢尖、肢腹杆与节点板的连接按肢尖、肢背分配力后计算焊缝长度和焊缝背分配力后计算焊缝长度和焊缝厚度。弦杆与节点板的连接，无厚度。弦杆与节点板的连接，无节点荷载时，按相邻节间内力差节点荷载时，按相邻节间内力差NNN N1 1N N2 2，在肢尖、肢背上分在肢尖、肢背上分配力计算，往往配力计算，往往NN较小，所以按较小，所以按构造确定焊缝。有集中荷载作用时，构造确定焊缝。有集中荷载作用时，计算同上弦与节点板的连接，但下计算同上弦与节点板的连接，但下弦处节点板伸出肢背，而非槽焊缝，弦处节点板伸出肢背，而非槽焊缝，所以焊缝强度设计值所以焊缝强度设计

40、值 不需乘以不需乘以0.80.8。 3)3)屋脊节点屋脊节点注意施工顺序，拼接角钢刨角切肢。注意施工顺序，拼接角钢刨角切肢。o拼接角钢单边长度计算：拼接角钢单边长度计算：式中式中: : N 相邻上弦节间中较大的内力。相邻上弦节间中较大的内力。 拼接角钢实际长度拼接角钢实际长度(Lw+10)2，且不小于且不小于600mm。o上弦与节点板连接焊缝：集中荷上弦与节点板连接焊缝：集中荷载载P由上弦角钢肢背处槽焊缝承受。由上弦角钢肢背处槽焊缝承受。o肢尖与节点板的连接焊缝承受上弦内力的肢尖与节点板的连接焊缝承受上弦内力的15（按经（按经验），并考虑附加弯矩作用验），并考虑附加弯矩作用M0.15NL。o上

41、述计算基于屋架上弦坡度较小的基础。坡度较大时，上述计算基于屋架上弦坡度较小的基础。坡度较大时，拼接角钢与上弦杆之间的连接焊缝按上弦内力的水平拼接角钢与上弦杆之间的连接焊缝按上弦内力的水平分力计算。上弦杆与节点板之间的连接焊缝，取上弦分力计算。上弦杆与节点板之间的连接焊缝，取上弦内力的竖向分力与节点荷载的合力，和上弦内力的内力的竖向分力与节点荷载的合力，和上弦内力的15两者中的较大值来计算。两者中的较大值来计算。 4)4)下弦拼接节点下弦拼接节点a a）中拼接角钢端部直切，下弦内力传递时，由于力线转折引起较中拼接角钢端部直切，下弦内力传递时，由于力线转折引起较大的应力集中。大的应力集中。 b b）中角钢肢宽大于中角钢肢宽大于125125mmmm，将拼接角钢将拼接角钢的肢端斜切，使内力均匀传递。的肢端斜切，使