5.6 屋架节点设计

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屋架节点设计5.6屋架节点设计5.6.1节点设计的一般原则

屋架节点的设计应传力可靠、制作方便和节约钢材。要求：1.角钢肢背到屋架轴线的距离调整为5mm的倍数。当弦杆沿长度改变截面时，如图5.26,图中e=(e1+e2)/25.6

屋架节点设计2.当焊接桁架的杆件用节点板连接时，腹杆与弦杆、腹杆与腹杆之间的间隙不应小于20mm，相邻角焊缝焊趾间净距不应小于5mm。无集中荷载作用的节点,节点板应伸出弦杆角钢肢背10~15mm以便施焊,如图5.275.6

屋架节点设计

有集中荷载作用的上弦节点,当上弦角钢较薄时,其外伸肢容易弯曲,可用水平板或加劲肋予以加强。为放置檩条或集中荷载下的水平板,可采用节点板不向上伸出或部分向上伸出的两种做法,如图5.28。为了便于屋面构件的搁置,可将节点板缩进弦杆背5~10mm,并用塞焊缝连接。5.6

屋架节点设计3.节点板的形状应力求简单规则,不应有凹角,以免产生严重的应力集中。一般至少有两边平行,如矩形、平行四边形和直角梯形等,从而便于下料和节约钢材。节点板的长和宽宜为5mm的整倍数。5.6

屋架节点设计4.确定节点板外形时,应注意使其受力情况良好,节点板边缘与杆件轴线的夹角α不应小于150,如图5.29(a)。节点板的布置应尽量使连接焊缝中心受力,图5.29(b)所示的节点板使连接杆件的焊缝偏心受力,应尽量避免采用。

在同一梳屋架中,所有中间节点板均采用同一厚度,支座节点板由于受力大且很重要,厚度比中间节点板增大2mm。5.6

屋架节点设计5.角钢端部的切割宜采用垂直于杆件轴线的直切，如图5.30(a)。当角钢较宽，为了减少节点板尺寸，也可采用斜切，如图5.30(b)、(c)，但不允许采用图5.30(d)所示的切割形式，因为机械切割无法做到，且端部焊缝分布不合理。5.6

屋架节点设计6.为了确保两个角钢组成的T形或十字形截面杆件共同工作,必须每隔一定距离在两角钢之间设置填板并用焊缝连接,如图5.31,受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不宜少于两个。填板尺寸、长度：见教材5.6

屋架节点设计5.6.2钢屋架节点设计1.下弦一般节点(节点上无集中荷载)基本步骤:（1）根据杆件截面和角焊缝的构造要求确定连接焊缝的焊脚尺寸,一般取等于或小于角钢肢厚。（2）根据腹杆内力计算腹杆与节点板间连接焊缝长度。5.6

屋架节点设计5.6

屋架节点设计（3）确定节点板的外形、尺寸,并根据需要验算其强度、稳定性。

见教材（4）根据已有的节点板尺寸布置弦杆与节点板间的连接焊缝,并验算该焊缝的强度。

弦杆与节点板的连接焊缝,由于弦杆在节点板处是连续的,故当节点上无外荷载时,它仅承受下弦相邻节间的内力差ΔN=N1

-N2。通常ΔN很小,所需要的焊缝很短,一般都按节点板的大小予以满焊,而焊脚尺寸可由构造要求确定。5.6

屋架节点设计2.上弦一般节点(节点板缩进上弦角钢背)（1）腹杆与节点板的连接焊缝长度计算。(方法同下弦一般节点)。（2）节点板尺寸的确定及其强度、稳定性的验算。(方法同下弦一般节点)。（3）上弦杆与节点板的连接焊缝强度验算(可根据经验与构造要求先确定焊脚尺寸hf)塞焊缝两条焊脚尺寸：内力差ΔN=N1—N25.6

屋架节点设计①弦杆角钢肢背的槽焊缝承受节点荷载P梯形屋架5.6

屋架节点设计②上弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊缝承受ΔN及其产生的偏心力矩M=ΔN.e(e为角钢肢尖至弦杆轴线的距离。式中：5.6

屋架节点设计3.弦杆拼接节点弦杆拼接节点设计内容主要有:腹杆与节点板连接焊缝的计算;节点板形状、尺寸的确定;拼接角钢长度计算;弦杆与节点板连接焊缝强度验算。5.6

屋架节点设计前两项设计内容计算方法同下弦一般节点。下面将对后两项设计内容进行详细介绍。（1）拼接角钢长度的确定（2）弦杆与节点板的连接焊缝强度验算①上弦杆与节点板的连接焊缝强度验算A.上弦角钢肢背槽焊缝,假定其承受节点荷载,焊缝强度按式(5.15)验算。5.6

屋架节点设计B.上弦角钢肢尖与节点板的连接焊缝,可按上弦内力的15%计算,并考虑此力产生的弯矩M=0.15N.e(e为角钢肢尖至弦杆轴线的距离)。焊缝强度按下式验算:式中：5.6

屋架节点设计②下弦杆与节点板连接焊缝强度验算5.6

屋架节点设计4.支座节点

屋架与柱的连接有铰接和刚接两种形式。支承于钢筋混凝土柱或砖柱上的屋架一般为铰接,而支承于钢柱上的屋架通常为刚接。下面将介绍铰接支座节点的连接计算:铰接支座节点由节点板、加劲肋、支座底板和锚栓等部分组成,见图5.34。铰接支座节点的传力路线:见教材5.6

屋架节点设计（1）确定底板尺寸①底板净面积②底板厚度5.6

屋架节点设计（2）连接焊缝计算①上弦杆与节点板间的连接焊缝计算肢背焊缝:由于设置檩条通常采用塞焊缝,假定只承受檩条传来的节点荷载,一般可由构造要求确定。肢尖焊缝:假定其承受弦杆内力N,同时还承受由弦杆轴心力产生的弯矩M=N.e(e为角钢肢尖至弦杆轴线的距离)。焊缝计算可按公式5.16进行。5.6

屋架节点设计②下弦杆与节点板间的连接焊缝计算

下弦杆件的轴心力N由肢背焊缝、肢尖焊缝共同承担,焊缝计算可按公式(5.19)、(5.20)进行。③加劲肋与节点板的连接焊缝强度验算

加劲肋的高度由节点板尺寸