建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)課件

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)：任務(wù)：確定節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造，連接焊縫及節(jié)點(diǎn)承載力的計(jì)確定節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造，連接焊縫及節(jié)點(diǎn)承載力的計(jì)算。節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)傳力路線明確、簡捷、制作安裝方便。算。節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)傳力路線明確、簡捷、制作安裝方便。注意：注意：節(jié)點(diǎn)板只在弦桿與腹桿之間傳力，不直接參與節(jié)點(diǎn)板只在弦桿與腹桿之間傳力，不直接參與傳遞傳遞弦桿內(nèi)力，弦桿若在節(jié)點(diǎn)板處斷開，應(yīng)設(shè)置拼接角弦桿內(nèi)力，弦桿若在節(jié)點(diǎn)板處斷開，應(yīng)設(shè)置拼接角鋼在兩弦桿間直接傳力。鋼在兩弦桿間直接傳力。 2.3.5 2.3.5 桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1. 1.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則 雙角鋼截面桿

2、件在節(jié)點(diǎn)處以節(jié)點(diǎn)板相連，各桿雙角鋼截面桿件在節(jié)點(diǎn)處以節(jié)點(diǎn)板相連，各桿 軸線（型鋼形心軸線）匯交于節(jié)點(diǎn)中心。軸線（型鋼形心軸線）匯交于節(jié)點(diǎn)中心。 角鋼的切斷面應(yīng)與其軸線垂直，需要斜切以便角鋼的切斷面應(yīng)與其軸線垂直，需要斜切以便 使節(jié)點(diǎn)緊湊時(shí)只能切肢尖。使節(jié)點(diǎn)緊湊時(shí)只能切肢尖。 2.3.5.1 2.3.5.1雙角鋼截面桿件的節(jié)點(diǎn)雙角鋼截面桿件的節(jié)點(diǎn)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 如弦桿截面需變化，截面改變點(diǎn)應(yīng)在節(jié)點(diǎn)上。如弦桿截面需變化，截面改變點(diǎn)應(yīng)在節(jié)點(diǎn)上。ik節(jié)點(diǎn)板上各桿件之間的間距節(jié)點(diǎn)板上各桿件之間的間距a:a: iiikkmmennm)(21偏心力矩：偏心力矩：- -第第i i桿的線剛度桿

3、的線剛度iiileik 當(dāng)偏心當(dāng)偏心e e0.05h0.05h時(shí)考時(shí)考慮偏心對(duì)桿件產(chǎn)生的慮偏心對(duì)桿件產(chǎn)生的附加彎矩附加彎矩：受靜載時(shí)，受靜載時(shí)，2010a受動(dòng)載時(shí)，受動(dòng)載時(shí)，50a建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 2.2.節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)：節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)： 形狀簡單、規(guī)則，如矩形、梯形形狀簡單、規(guī)則，如矩形、梯形 梯形和平行弦屋架的節(jié)點(diǎn)半板厚度由腹梯形和平行弦屋架的節(jié)點(diǎn)半板厚度由腹 桿最大內(nèi)力確定，三角形屋架節(jié)點(diǎn)半板桿最大內(nèi)力確定，三角形屋架節(jié)點(diǎn)半板 厚度由上弦桿內(nèi)力決定。在一榀屋架中厚度由上弦桿內(nèi)力決定。在一榀屋架中 支座節(jié)點(diǎn)板厚度可以大支座節(jié)點(diǎn)板厚度可以大2mm,2mm,其他節(jié)點(diǎn)板其他節(jié)點(diǎn)板 厚度相

4、同。厚度相同。 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)板的拉剪破壞：節(jié)點(diǎn)板的拉剪破壞：fanii)(ii2cos11第第i i段的拉剪折算系數(shù)段的拉剪折算系數(shù)ii第第i i段破壞線與拉力軸線的夾角段破壞線與拉力軸線的夾角iitla 第第i i段破壞面的截面積段破壞面的截面積建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)單根腹桿的節(jié)點(diǎn)板按下式計(jì)算單根腹桿的節(jié)點(diǎn)板按下式計(jì)算：ftbneeb節(jié)點(diǎn)板的有效寬度，當(dāng)用螺栓連接時(shí)，應(yīng)取凈寬度節(jié)點(diǎn)板的有效寬度，當(dāng)用螺栓連接時(shí)，應(yīng)取凈寬度t板件厚度，板件厚度，應(yīng)力擴(kuò)散角，取應(yīng)力擴(kuò)散角，取3030。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)對(duì)無豎腹桿無豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，的節(jié)點(diǎn)板，yftc

5、23510當(dāng)當(dāng)節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定承載力可取為節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定承載力可取為tfbe8 . 0c c為受壓腹桿連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向?yàn)槭軌焊箺U連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向由試驗(yàn)研究，桁架節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿壓力作用下的穩(wěn)定：由試驗(yàn)研究，桁架節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿壓力作用下的穩(wěn)定：對(duì)對(duì)有豎腹桿有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，的節(jié)點(diǎn)板，當(dāng)當(dāng)yftc23515在任何情況下在任何情況下tc不得大于不得大于 ，yf23522至弦桿的凈距離，至弦桿的凈距離，t t為節(jié)點(diǎn)板厚度為節(jié)點(diǎn)板厚度?？刹挥?jì)算穩(wěn)定可不計(jì)算穩(wěn)定,否則應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。否則應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。時(shí)時(shí)，時(shí)時(shí)，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1 1）節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角不小于

6、）節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角不小于30302 2）斜腹桿與弦桿夾角應(yīng)在）斜腹桿與弦桿夾角應(yīng)在303060603 3）節(jié)點(diǎn)板的自由邊長度與厚度之比不得大于）節(jié)點(diǎn)板的自由邊長度與厚度之比不得大于yf23560，否則應(yīng)沿自由邊設(shè)加勁肋，否則應(yīng)沿自由邊設(shè)加勁肋。用上述方法計(jì)算桁架節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求用上述方法計(jì)算桁架節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求在任何情況下，在任何情況下，tc不得大于不得大于yf2355 .17當(dāng)當(dāng)yftc23510時(shí)，時(shí)，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 3.3.節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造與計(jì)算節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造與計(jì)算 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 一般節(jié)點(diǎn)一般節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)無集

7、中荷載也無弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)無集中荷載也無弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)。 腹桿與節(jié)點(diǎn)板間的傳力腹桿與節(jié)點(diǎn)板間的傳力-兩側(cè)角焊縫兩側(cè)角焊縫 （l l形圍焊縫，三面圍焊縫），按受軸形圍焊縫，三面圍焊縫），按受軸 心力角鋼的角焊縫計(jì)算。心力角鋼的角焊縫計(jì)算。 弦桿與節(jié)點(diǎn)板間角焊縫只傳遞差值，弦桿與節(jié)點(diǎn)板間角焊縫只傳遞差值， 按下式計(jì)算其焊縫長度。按下式計(jì)算其焊縫長度。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)力分配系數(shù)角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)21,kk寸肢背、肢尖焊縫焊腳尺21,ffhh角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值wff21nnn11127 . 021fwffwhfhnkl肢背焊縫：肢背焊縫：肢尖焊縫：肢尖焊縫：22227 . 022f

8、wffwhfhnkl建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有集中荷載的節(jié)點(diǎn)有集中荷載的節(jié)點(diǎn)q節(jié)點(diǎn)板伸出節(jié)點(diǎn)板伸出 槽焊縫槽焊縫“k”k”假定只傳遞假定只傳遞p p力，按兩條角焊縫力，按兩條角焊縫 （焊腳尺寸為（焊腳尺寸為0.5t0.5t）計(jì)算所需的長度。）計(jì)算所需的長度。 “a”a”焊縫焊縫傳遞弦桿兩端內(nèi)力差傳遞弦桿兩端內(nèi)力差n=n1-n2n=n1-n2和偏和偏 心力矩心力矩m=m=nene。焊縫兩端的最大。焊縫兩端的最大 合成應(yīng)力：合成應(yīng)力： 22227 . 027 . 026)(222wffwffwtffflhnlhmf建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)q 節(jié)點(diǎn)板部分伸出節(jié)點(diǎn)板部分伸出 當(dāng)當(dāng)“a”

9、a”焊縫強(qiáng)度不足時(shí)，采用焊縫強(qiáng)度不足時(shí)，采用 節(jié)點(diǎn)板伸出方案，節(jié)點(diǎn)板伸出方案， 肢尖肢尖“a”a” 與肢背與肢背“b”b”兩條焊縫傳遞弦桿兩條焊縫傳遞弦桿 與節(jié)點(diǎn)板間內(nèi)力，與節(jié)點(diǎn)板間內(nèi)力， npnp p較小，近似按只承受軸力時(shí)較小，近似按只承受軸力時(shí)”焊縫”和“設(shè)計(jì)和驗(yàn)算“分配到肢尖和肢背，以ban的肢尖和肢背的分配系數(shù)將的肢尖和肢背的分配系數(shù)將建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn) 構(gòu)造：拼接角鋼采用與弦桿相同的規(guī)格，構(gòu)造：拼接角鋼采用與弦桿相同的規(guī)格， 切去豎肢及切去直角邊棱，安裝螺栓，切去豎肢及切去直角邊棱，安裝螺栓， 拼接角鋼與節(jié)點(diǎn)板各焊于不同的連接單元拼接角

10、鋼與節(jié)點(diǎn)板各焊于不同的連接單元。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 焊縫計(jì)算焊縫計(jì)算 弦桿自身拼接焊縫（弦桿自身拼接焊縫（“c”c”焊縫），傳遞兩側(cè)弦焊縫），傳遞兩側(cè)弦桿桿 內(nèi)力的較小值內(nèi)力的較小值n,n,考慮到截面形心處的力與拼接考慮到截面形心處的力與拼接 角鋼兩側(cè)的焊縫近于等距，角鋼兩側(cè)的焊縫近于等距，n n力由兩根拼接角鋼力由兩根拼接角鋼 的四條焊縫平分傳遞。弦桿和連接角鋼連接一的四條焊縫平分傳遞。弦桿和連接角鋼連接一 側(cè)的焊縫長度為：側(cè)的焊縫長度為：fwffhfhnl27 . 041bll12拼接角鋼長度為拼接角鋼長度為建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)力較大一側(cè)的下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫

11、傳內(nèi)力較大一側(cè)的下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫傳遞弦桿內(nèi)力之差遞弦桿內(nèi)力之差n,n,如如n n過小則取弦桿較大過小則取弦桿較大內(nèi)力的內(nèi)力的15%15%，內(nèi)力較小一側(cè)弦桿與節(jié)點(diǎn)板間焊，內(nèi)力較小一側(cè)弦桿與節(jié)點(diǎn)板間焊縫參照傳力一側(cè)采用?？p參照傳力一側(cè)采用。弦桿與節(jié)點(diǎn)板一側(cè)的焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：弦桿與節(jié)點(diǎn)板一側(cè)的焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：wfwfflhnk7 . 0215. 0max1肢背焊縫：wfwfflhnk7 . 0215. 0max2肢尖焊縫：建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 上弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)上弦跨中拼接節(jié)點(diǎn) 構(gòu)造：拼接角鋼的彎折角用熱彎形成。安裝螺栓構(gòu)造：拼接角鋼的彎折角用熱彎形成。安裝螺栓2 2個(gè)。個(gè)。 計(jì)算：弦桿

12、和拼接角鋼間焊縫算法與下弦跨中節(jié)點(diǎn)計(jì)算：弦桿和拼接角鋼間焊縫算法與下弦跨中節(jié)點(diǎn) 相同，弦桿和節(jié)點(diǎn)板間焊縫算法與上弦節(jié)點(diǎn)相同，弦桿和節(jié)點(diǎn)板間焊縫算法與上弦節(jié)點(diǎn) 相同。相同。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)支座節(jié)點(diǎn)支座節(jié)點(diǎn) 屋架與柱子的連接可以設(shè)計(jì)成鉸接或剛接。屋架與柱子的連接可以設(shè)計(jì)成鉸接或剛接。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)屋架與柱的剛接：屋架與柱的剛接：剛接節(jié)點(diǎn)連接焊縫剛接節(jié)點(diǎn)連接焊縫傳遞內(nèi)力由以下兩傳遞內(nèi)力由以下兩部分組成：部分組成：屋面荷載產(chǎn)生的屋面荷載產(chǎn)生的橫梁端反力，橫梁端反力，橫梁端彎矩在上橫梁端彎矩在上下弦軸線處產(chǎn)生的下弦軸線處產(chǎn)生的附加水平力、附加附加水平力、附加豎向反力，下

13、弦處豎向反力，下弦處的水平力中還應(yīng)包的水平力中還應(yīng)包括框架內(nèi)力組合的括框架內(nèi)力組合的相應(yīng)水平剪力。相應(yīng)水平剪力。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)梯形屋架支座節(jié)點(diǎn)梯形屋架支座節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板節(jié)點(diǎn)板加勁肋加勁肋底板底板錨栓錨栓加勁肋作用：加勁肋作用：提高支座節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛提高支座節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度，使支座底版受力均度，使支座底版受力均勻，減少底版彎矩勻，減少底版彎矩建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)支座節(jié)點(diǎn)力的傳遞路線為：支座節(jié)點(diǎn)力的傳遞路線為： 節(jié)點(diǎn)板節(jié)點(diǎn)板 h h形焊縫形焊縫底底板板 屋架桿件屋架桿件合力合力r rl l形焊縫形焊縫加勁肋加勁肋 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 支座節(jié)點(diǎn)的計(jì)算：支座節(jié)點(diǎn)的計(jì)

14、算： 底板：底板： 底板面積：底板面積：00afraaacn錨栓孔面積0a 底板厚度：底板厚度：按均布荷載下板的抗彎計(jì)算，將按均布荷載下板的抗彎計(jì)算，將 基礎(chǔ)反力看成均布荷載基礎(chǔ)反力看成均布荷載q,q,底板被節(jié)點(diǎn)板和加底板被節(jié)點(diǎn)板和加 勁肋分成勁肋分成4 4塊兩相鄰邊支撐的板，其單位寬度塊兩相鄰邊支撐的板，其單位寬度 的彎矩為：的彎矩為：21qamnarq 底板下的平均壓應(yīng)力：fmt6底板厚度：建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)加勁肋：加勁肋：按懸臂梁計(jì)算，固端截面的剪力按懸臂梁計(jì)算，固端截面的剪力4rv 固端截面彎矩固端截面彎矩evm加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向焊縫加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向焊縫l:l:焊縫

15、受力：焊縫受力：4rv evmwffwffwtffflhnlhmf7 . 027 . 026)(222焊縫驗(yàn)算：焊縫驗(yàn)算：建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)支座節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平焊縫：支座節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平焊縫： 傳遞全部反力傳遞全部反力r r。wfwffflhr7 . 0的水平焊縫總長度節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板wl建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 在圖紙左上部繪制索引圖。在圖紙左上部繪制索引圖。對(duì)稱桁架，一半注對(duì)稱桁架，一半注 明桿件幾何長度，另一半注明桿件內(nèi)力。梯形明桿件幾何長度，另一半注明桿件內(nèi)力。梯形 屋架屋架l24ml24m，三角形三角形l15ml15m, ,應(yīng)予起

16、拱應(yīng)予起拱f=l/500f=l/500。 施工祥圖中，主要圖面用以繪制屋架的正立面施工祥圖中，主要圖面用以繪制屋架的正立面 圖，上下弦的平面圖，側(cè)面圖，安裝節(jié)點(diǎn)及特圖，上下弦的平面圖，側(cè)面圖，安裝節(jié)點(diǎn)及特 殊零件大樣圖，材料表。殊零件大樣圖，材料表。比例尺：桿件軸線為比例尺：桿件軸線為 1 1：20201 1：3030，節(jié)點(diǎn)為，節(jié)點(diǎn)為1 1：10101 1：1515。 定位尺寸：定位尺寸：軸線至肢背的距離，節(jié)點(diǎn)中心至軸線至肢背的距離，節(jié)點(diǎn)中心至 腹桿等桿件近端的距離，節(jié)點(diǎn)中心至節(jié)點(diǎn)板上、腹桿等桿件近端的距離，節(jié)點(diǎn)中心至節(jié)點(diǎn)板上、 下、左、右的距離。螺孔位置要符合型鋼線距下、左、右的距離。螺孔位置要符合型鋼線距 表和螺栓排列規(guī)定距離要求，焊縫應(yīng)注明尺寸。表和螺栓排列規(guī)定距離要求，焊縫應(yīng)注明尺寸。 2.3.6 2.3.6