夏桂云钢结构桁架

1、第21 章 钢桁架构件钢桁架构造三角形三角形交叉形交叉形轴心受拉构件截面选择轴心受拉构件截面选择要点： 轴心受拉构件的毛截面Am由净截面An增加10%-15%得到 NAm15. 110. 1实腹式轴心受压构件实腹式轴心受压构件理想轴心受压构件：理想轴心受压构件： 截面几何中心（形心）和物理中心截面几何中心（形心）和物理中心（质心）始终重合（质心）始终重合杆件轴线（截面形心的连线）笔直杆件轴线（截面形心的连线）笔直轴力作用线与杆件轴线始终重合轴力作用线与杆件轴线始终重合第一类稳定：欧拉失稳第二类失稳：极值点失稳影响因素：初始变形、残余应力、几何缺陷分析方法分析方法压屈理论-切线模量理论；边缘纤维

2、屈服理论-Shanley理论压溃理论-极限荷载理论 1kffkANyycrcrm设计方法：稳定系数稳定系数钢桁架梁桥的构件计算长度钢桁架梁桥的构件计算长度理论计算长度两端铰结：L两端固结：0.7L一端固结一端自由：2L实际结构视节点嵌固程度而定实际结构视节点嵌固程度而定铰接构件：节点中心点的距离；铰接构件：节点中心点的距离；嵌固构件：视节点的嵌固程度定嵌固构件：视节点的嵌固程度定弦杆：视为两端铰结，取几何长度；弦杆：视为两端铰结，取几何长度；腹杆：中间腹杆腹杆：中间腹杆0.8L;端部腹杆端部腹杆0.9L; 相交腹杆或交叉腹杆取相交点相交腹杆或交叉腹杆取相交点 至杆端的较长段至杆端的较长段 长度

3、。长度。构件在桁架平面内的计算长度构件在桁架平面内的计算长度构件在桁架平面外的计算长度构件在桁架平面外的计算长度构件：取侧向支撑点间的距离；构件：取侧向支撑点间的距离；弦杆：取纵向水平联结系与弦杆连接弦杆：取纵向水平联结系与弦杆连接 点间的距离；点间的距离；腹杆：取几何长度。腹杆：取几何长度。实腹式轴心受压构件的局部稳定实腹式轴心受压构件的局部稳定设计计算方法：tbtb实腹式轴心受压构件的截面设计实腹式轴心受压构件的截面设计原则：等稳定性：两个主轴方向的稳定承载力相同；宽肢薄壁：增大惯性矩和回旋半径；连接方便：一般选择开敞式；制造节省：构造简单、加工方便、取材容易步骤：确定所需面积： 1NAm

4、req确定两个主轴所需回旋半径：yyreqxxreqlili00 ,确定截面各自板件尺寸：截面验算：格构式轴心受压构件格构式轴心受压构件格构式轴心受压构件分肢稳定计算格构式轴心受压构件分肢稳定计算格构式轴心受压构件的一部分；单独的实腹式受压构件。格构式构件需要计算强度、刚度和稳定性分肢的强度、刚度和稳定性，且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。格构式轴心受压构件的剪力格构式轴心受压构件的剪力AV 210:140015. 0:235340:200017. 0:345MPaQMPaQ最大剪力构件全长剪力假定不变如果承受反复荷载，应乘折减系数 minn缀条设计缀条设计斜缀条内力sin11VNd

5、缀条材料 45X5、56X36X5等角钢、扁钢缀板设计缀板设计缀板内力2,111111lVMclVVbb缀板尺寸 见表21-1格构式轴心受压构件的横隔和缀件连接构造格构式轴心受压构件的横隔和缀件连接构造设置原因： 截面几何形状不变； 传递必要内力；设置方式： 端横隔、中间横隔横隔间距： 不得大于构件截面较大宽度的9倍、或8m材料 钢板、交叉角钢格构式轴心受压构件截面设计格构式轴心受压构件截面设计截面选择 1)按实轴稳定条件选择截面尺寸； 2)按虚轴与实轴等稳定原则确定两分肢间距； 截面验算 刚度、整体稳定性、分肢长细比验算压弯构件的稳定压弯构件的稳定压弯构件的破坏压弯构件的破坏压弯构件整体失稳

6、压弯构件局部失稳压弯构件的强度破坏平面内失稳-弯曲屈曲平面外失稳-弯扭屈曲压弯构件的局部失稳压弯构件的局部失稳设计原则压弯构件在弯矩作用平面内的稳定验算 mmWMAN1压弯构件在弯矩作用平面外的稳定验算压弯构件在弯矩作用平面外的稳定验算 mmWMAN21双向压弯构件的稳定验算双向压弯构件的稳定验算实腹式压弯构件的截面设计实腹式压弯构件的截面设计试选截面验算截面 强度-(21-23) 刚度-(21-5) 面内稳定性-(21-25) 面外稳定性-(21-26) 局部稳定-(21-7)钢桁架节点设计钢桁架节点设计设计内容：设计内容：节点的构造；节点的构造；连接计算机连接计算机确定节点板形确定节点板形

7、状和尺寸状和尺寸钢桁架分类钢桁架分类轻型桁架轻型桁架-杆件内力不大杆件内力不大 杆件常用杆件常用T形截面或角钢组合截面形截面或角钢组合截面 一块节点板传力一块节点板传力重型桁架重型桁架-杆件内力大杆件内力大 杆件常用杆件常用H形或工字形截面形或工字形截面 两块节点板传力两块节点板传力设计要求设计要求同一节点的各杆件截面形心轴交于一点，避免偏心引起杆件次内力不从心各杆件布置紧凑，提高节点桁架平面外风度和减少节点板用料节点板形状简单、规整、最好为矩形、梯形或平行四边形杆件间应每隔一定距离焊接一块垫板，加强整体性杆件端部工地螺栓孔布置一致杆件端部连接的计算杆件端部连接的计算 NAnn杆件承载力计算杆

8、件承载力计算等强度原则等强度原则-连接与杆件有相同强度连接与杆件有相同强度受拉杆件：受拉杆件：受压杆件：受压杆件： NAnnm1杆件内力计算杆件内力计算最大内力法原则最大内力法原则-联结系或次要杆件的连联结系或次要杆件的连接按受力最大杆件的实际内力计算接按受力最大杆件的实际内力计算 NNn 螺栓个数：螺栓个数：21.6.3 节点板强度验算节点板强度验算节点板设计：按经验和构造要求确定节点板厚度；根据螺栓孔布置确定节点板外形尺寸；节点板强度验算。计算内容：计算内容：验算节点板在竖向截面上的法向应力验算节点板在竖向截面上的法向应力计算截面：计算截面：a-a 截面截面cos41NNN nnxnnsINeyANINeyAN21验算节点板在水平截面上的剪应力验算节点板在水平截面上的剪应力计算截面：计算截面：d-d 截面截面 nATNNTcos43验算斜腹杆与节点板连接处节点板的撕裂应力验算斜腹杆与节点板连接处节点板的撕裂应力计算截面：可能的撕裂截面计算截面：可能的撕裂截面计算内力：提高计算内力：提高10%容许应力：容许应力： 1)撕裂截面垂直于被连接杆件的轴线方向时撕裂截面垂直于被连接杆件的轴线方向时 采用钢材的容许应力采用钢材的容许应力 2)撕破裂截面与被连接杆件轴线小于撕破裂截面与被连接杆件轴线小于90, 采用钢材容许应力的