国家级课程-钢结构设计课件

弦杆和单系腹杆的计算长度：理想铰接桁架：实际桁架：杆端约束来自刚性连接的其它杆件。3.屋架杆件设计第28讲普通钢屋架设计（2）弦杆和单系腹杆的计算长度：理想铰接桁架：实际桁架：杆端约束来影响钢屋架杆端约束大小的因素：①杆件轴力性质拉力使杆拉直，约束作用较大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。②杆件线刚度大小线刚度(EI/L)越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。③与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。

第28讲—普通钢屋架设计（2）影响钢屋架杆端约束大小的因素：第28讲—普通钢屋架设计（2）屋架平面内计算长度l0x弦杆支座斜杆(节间长度）支座竖杆中间腹杆第28讲—普通钢屋架设计（2）屋架平面内计算长度l0x第28讲—普通钢屋架设计（2）屋架平面外计算长度loy弦杆:loy=l1（侧向支撑点间距离）；

有檩屋盖：取水平支撑节点间长度；取檩条间距（檩条与横向水平支撑节点用板连牢时）无檩屋盖：两块大型屋面板的间距；腹杆:loy=l（节间长度）节点板对于发生屋架平面外的变形来说抗弯刚度很小；檩条在支撑斜杆处连接第28讲—普通钢屋架设计（2）屋架平面外计算长度loy檩条在支撑第28讲—普通钢屋架设计（单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆：loy=0.9l

绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部所受约束介于屋架平面内外两种情况之间。y0y0y0y0第28讲—普通钢屋架设计（2）单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆：loy=0.9ly0平面内计算长度：变内力压杆的计算长度：平面外计算长度：考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助”作用。N1N2N1N2第28讲—普通钢屋架设计（2）平面内计算长度：变内力压杆的计算长度：平面外计算长度：考虑受交叉腹杆中压杆的计算长度：交叉腹杆中交叉点处构造：

①两杆不断开。

②一杆不断开，另一杆断开用节点板拼接。第28讲—普通钢屋架设计（2）交叉腹杆中压杆的计算长度：第28讲—普第28讲—普通钢屋架设计（2）第28讲—普通钢屋架设计（2）桁架平面内计算长度：

无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。桁架平面外计算长度：

拉杆可作为压杆的平面外支承点；

压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支承点的作用。第28讲—普通钢屋架设计（2）桁架平面内计算长度：桁架平面外计算长度：第28讲—普通钢屋架相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点不中断：N0NNN0N0NNN0GB50017规范中交叉腹杆中压杆的平面外计算长度计算公式：相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中断但以节点板搭接。第28讲—普通钢屋架设计（2）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交N0NNN0N0NNN0相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点不中断。N0NNN0N0NNN0相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以节点板搭接。第28讲—普通钢屋架设计（2）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点不中断。N0NNN0N当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。若N0＞N或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度:NNN0N0式中，l为节点之间的距离，N为所计算杆内力，N0为相交另一杆内力，取绝对值。交叉腹杆中拉杆的平面外计算长度：l0y=l

第28讲—普通钢屋架设计（2）当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。NNN0N0式（2）容许长细比钢屋架的杆件截面较小，长细比较大，在自重作用下会产生挠度，在运输和安装过程中容易因刚度不足而产生弯曲，在动力荷载作用下振幅较大，这些问题都不利于杆件的工作，故钢结构设计规范对压杆和拉杆都规定了容许长细比。第28讲—普通钢屋架设计（2）（2）容许长细比第28讲—普通钢屋架设计（2）（2）容许长细比对于双角钢组成的T形截面杆件：式中，ix、iy—T形截面绕x、y轴的回转半径。对于单角钢杆件和双角钢组成的十字形截面杆件：imin--截面最小回转半径(y0轴）。y0y0yyxxyyxx第28讲—普通钢屋架设计（2）（2）容许长细比对于双角钢组成的T形截面杆件：式中，ix、i受压构件的容许长细比表3-5项次构件名称容许长细比1柱、桁架和天窗架中的杆件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）200用以减小受压构件长细比的杆件注：……第28讲—普通钢屋架设计（2）受压构件的容许长细比表3-受拉构件的容许长细比表3-6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3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200--3其它拉杆、支撑、系杆等（张紧的圆钢除外）400350--注：……第28讲—普通钢屋架设计（2）受拉构件的容许长细比表3-6构件名称承受静力荷载或间（3）杆件设计★1）截面形式杆件截面选取的原则：①承载能力高，截面扩展②抗弯强度大，壁厚较薄③便于连接，用料经济外表平整第28讲—普通钢屋架设计（2）（3）杆件设计★第28讲—普通钢屋架设计（2）等强设计：压杆对截面两主轴具有相等或接近的稳定性。yz--单轴对称截面绕对称轴屈曲时考虑扭转效应的换算长细比。第28讲—普通钢屋架设计（2）等强设计：yz--单轴对称截面绕对称轴屈曲时考虑第28讲—受压弦杆：有节间荷载时第28讲—普通钢屋架设计（2）受压弦杆：有节间荷载时第28讲—普通钢屋架设计（2）受拉弦杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）受拉弦杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）支座斜腹杆及竖杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）支座斜腹杆及竖杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）其他腹杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）其他腹杆：第28讲—普通钢屋架设计（2）连接垂直支撑的竖杆：垂直支撑传力时竖杆不致产生偏心，方便吊装。第28讲—普通钢屋架设计（2）连接垂直支撑的竖杆：垂直支撑传力时竖杆不致产生偏心，方便吊装屋架杆件中的填板。作用：保证两角钢共同工作。间距：压杆拉杆数量：不小于2个。i-单个角钢对a-a轴的回转半径(T形截面），在十字形截面中为一个角钢的最小回转半径（b-b）。第28讲—普通钢屋架设计（2）屋架杆件中的填板。i-单个角钢对a-a轴的回转半径(T形截面第28讲—普通钢屋架设计（2）第28讲—普通钢屋架设计（2）2）截面选择同一榀屋架中，角钢的规格不超过5～6种；最小角钢L45×4，L56×36×4；跨度L<18m的小角钢屋架不受此限。屋架杆件截面改变：一般采用等截面，但对跨度大于30m的梯形屋架和跨度大于24m的三角形屋架，可根据材料长度和运输条件在节点处或节点附近设置接头，并按内力变化改变弦杆截面，但在半跨内只能改变一次。更改截面的方法是变更角钢的肢宽而不改变壁厚，以便于弦杆拼接的构造处理。

第28讲—普通钢屋架设计（2）2）截面选择第28讲—普通钢屋架设计（2）桁架杆件截面选择：拉杆：强度，刚度。压杆：强度，稳定，刚度。压弯构件：强度，稳定，刚度。确定截面型式初选截面截面验算截面调整第28讲—普通钢屋架设计（2）桁架杆件截面选择：拉杆：强度，刚度。确定截初选截面截面第28双角钢压杆和轴对称放置的单角钢压杆，长细比计算:对x轴：x=lox/ix；

对y轴：应考虑扭转效应，取换算长细比，第28讲—普通钢屋架设计（2）双角钢压杆和轴对称放置的单角钢压杆，长细比计算:对x轴：x对等边双角钢截面：当时，当时，第28讲—普通钢屋架设计（2）对等边双角钢截面：时，当时，第28讲—普通钢屋架设计（2对长肢相并的不等边双角钢截面：当时，当时，第28讲—普通钢屋架设计（2）对长肢相并的不等边双角钢截面：时，当时，第28讲—普通对短肢相并的不等边双角钢截面：当时当时第28讲—普通钢屋架设计（2）对短肢相并的不等边双角钢截面：时当时第28讲4.屋架节点设计：任务：确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计算；

注意：节点板只在弦杆与腹杆之间传力，不直接参与传递弦杆内力，弦杆若在节点板处断开，应设置拼接角钢在两弦杆间直接传力。第28讲—普通钢屋架设计（2）4.屋架节点设计：第28讲—普通钢屋架设计（2）（1）节点设计的一般原则:各杆件的形心线应尽量与屋架的几何轴线重合，并汇交于节点中心，以避免由于偏心而产生节点附加弯矩。对焊接桁架：将角钢肢背与形心间距离调整为5mm的倍数。45(45.8）35(35.3)2L140X90X102L110X70X6第28讲—普通钢屋架设计（2）（1）节点设计的一般原则:45(45.8）2L140X90X截面改变时桁架弦杆轴线：角钢肢背平齐；取两段角钢形心中线作为桁架弦杆轴线；第28讲—普通钢屋架设计（2）截面改变时桁架弦杆轴线：第28