鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、一、 設(shè)計(jì)資料1、 車間平面尺寸為150m×9m，柱距7.5m，跨度為18m，柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合。車間內(nèi)有兩臺(tái)15t/3t 中級(jí)工作制軟鉤橋式吊車。2、 屋面采用長(zhǎng)尺復(fù)合屋面板，檁距1.5m。3、 檁條采用冷彎薄壁斜卷邊 Z 型鋼Z250×75×20×2.5，屋面坡度 i=l/8。4、 側(cè)向支撐點(diǎn)間距為3m5、 鋼屋架簡(jiǎn)支在鋼筋混凝土柱頂上，柱頂標(biāo)高9.000m，柱上端設(shè)有鋼筋混凝土連系梁。上柱截面為400mm×400mm，所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc14.3N/m2?？癸L(fēng)柱的柱距為 6m，上端與屋架上弦用板鉸連接6、 鋼

2、材用Q235-B，焊條用E43系列型。屋架采用平坡梯形屋架，無(wú)天窗，外形尺寸如圖 1。圖1 屋架外形尺寸及腹桿布置形式7、 該車間建于深圳近郊。8、 屋蓋荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（l）屋面活荷載 0.50 kN/m2（2）基本風(fēng)壓w0 0.75 kN/m2（3）復(fù)合屋面板自重 0.15 kN/m2（4）檁條自重 0.084 kN/m2（5）屋架及支撐自重 0.12+0.011L kN/m2 9、運(yùn)輸單元最大尺寸長(zhǎng)度為15m，高為4.0m。二、 屋架幾何尺寸及檁條布置1、 屋架幾何尺寸屋架上弦節(jié)點(diǎn)用大寫字母 A, B, C連續(xù)編號(hào)，下弦節(jié)點(diǎn)以及再分式腹桿節(jié)點(diǎn)用小寫字 母 a, b, c連續(xù)編號(hào)。圖2 屋架幾

3、何尺寸運(yùn)輸單元的最大尺寸為長(zhǎng)度15m，高度4m。此屋架跨度18m，高度2.3m，所以可將屋架從屋脊處斷開，取一半屋架作為運(yùn)輸單元，長(zhǎng)度為9m，高為2.3m。兩個(gè)運(yùn)輸單元分別在工廠里面制作完成后，再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接。2、 檁條布置采用長(zhǎng)尺復(fù)合屋面板，單坡內(nèi)不需要搭接，在屋架上弦節(jié)點(diǎn)設(shè)置檁條，水平檁距為1.5m。檁條跨度l=7.5m6m ，在跨中三分點(diǎn)處設(shè)置兩道拉條，為檁條提供兩個(gè)側(cè)向支撐點(diǎn)。由于 風(fēng)荷載較大，故在屋檐和屋脊處都設(shè)置斜拉條和剛性撐桿，以將拉條的拉力直接傳遞給屋架。 檁條、拉條和撐桿的設(shè)置如圖3所示。撐桿 斜拉條 屋架 檁條 拉條圖3 檁條、拉條和撐桿的布置三、 支撐布置1、上

4、弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐應(yīng)設(shè)置在廠房?jī)啥说牡谝粋€(gè)柱間，且間距不宜超過(guò)60m。本車間長(zhǎng)度150m，因此需要布置四道橫向水平支撐，如圖4所示。上弦橫向水平支撐 屋架 檁條 圖4 上弦橫向水平支撐2、下弦橫向和縱向水平支撐車間內(nèi)有兩臺(tái)15t/3t中級(jí)工作制軟鉤橋式吊車，故應(yīng)設(shè)置 下弦橫向和縱向水平支撐。下弦橫向水平支撐與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間，如圖5所示。橫向水平支撐 縱向水平支撐 柔性系桿圖5 下弦橫向和縱向水平支撐3、 垂直支撐垂直支撐必須設(shè)置。對(duì)于本屋架結(jié)構(gòu)，在跨度中央設(shè)置一道中間垂直支撐，在屋架兩端各設(shè)置一道垂直支撐。垂直支撐只設(shè)置在有橫向水平支撐的同一柱間的屋架上，如圖 6

5、所示。（a） 跨中垂直支撐（b）端部垂直支撐圖 6 垂直支撐4、 系桿沒(méi)有設(shè)置橫向水平支撐的屋架，其上下弦的側(cè)向支撐點(diǎn)由系桿來(lái)充當(dāng)。上弦平面內(nèi)，屋 脊和屋檐處需要設(shè)置剛性系桿，其它支撐點(diǎn)處設(shè)置柔性系桿。本屋蓋結(jié)構(gòu)中，檁條長(zhǎng)細(xì)比= 194.6<200 ，故可兼充上弦平面的剛性和柔性系桿。下弦平面設(shè)置兩道柔性系桿（圖 5），可采 45×5的單角鋼。四、 荷載與內(nèi)力計(jì)算1、荷載計(jì)算（1）永久荷載復(fù)合屋面板自重 0.15 kN/m2檁條自重 0.084 kN/m2屋架及支撐自重 0.318 kN/m2永久荷載總和：0.552 kN/m2（2）可變荷載（a）活荷載：屋面活荷載 0.5kN

6、/m2 。（b）風(fēng)荷載：wk =z s z w0 ，z = 1.0 ，z = 1.0 ， w0 = 0.45kN/m2 ，迎風(fēng)面s = -0.6 ， 背風(fēng)面s =-0.5 。 故迎風(fēng)面 wk = -0.45kN， 背風(fēng)面 wk =-0.375kN/m2 。2、荷載組合（1）組合一：全跨永久荷載全跨活荷載 永久荷載與活荷載大小接近，活荷載起控制作用，荷載設(shè)計(jì)值為q=1.20.5521.40.5=1.36kN/m2屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載為P=qA=1.36×1.5×7.5=15.33kN（2）組合二：全跨永久荷載半跨活荷載 全跨永久荷載： q1=1.20.552=0.662kN/m2

7、P1=q1A=0.66×1.5×7.5=7.45N半跨活荷載：q2=1.40.5=0.7kN/m2P2=q2A=0.7×1.5×7.5=7.88kN（3）組合三：全跨屋架及支撐自重半跨屋面板重半跨施工荷載 全跨屋架及支撐自重：q3=1.00.318=0.318kN/m2P3=q3A=0.318×1.5×7.5=3.58kN半跨屋面板重半跨屋面活荷載：q4=1.2(0.15+0.084)+1.4×0.5=0.981kN/m2P4=q4A=0.981×1.5×7.5=11.03kN（4） 組合四：全跨永久荷載

8、風(fēng)荷載 迎風(fēng)面：q5=1.0×0.552-1.4×0.45=-0.078kN/m2 0 背風(fēng)面：q5=1.0×0.552-1.4×0.375=0.027kN/m2 0可見(jiàn)，風(fēng)吸力不會(huì)引起屋架桿件內(nèi)力由拉力變?yōu)閴毫?，不需要考慮該組合。 上述各組合中，端部節(jié)點(diǎn)荷載取跨中節(jié)點(diǎn)荷載值的一半。3、內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用數(shù)值法計(jì)算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)（單位節(jié)點(diǎn)力分別作用于全跨、左半跨和右半跨） ，內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如表 1所示。五、 桿件截面設(shè)計(jì)1、 節(jié)點(diǎn)板厚度對(duì)于梯形屋架，節(jié)點(diǎn)板厚度由腹桿最大內(nèi)力（一般在支座處）按下表取用：梯形桁架腹桿內(nèi)力或三角形 屋架弦

9、桿端節(jié)間內(nèi)力 (kN)<=180181300301500501700701950中間節(jié)點(diǎn)板厚 (mm)68101214支座節(jié)點(diǎn)板厚(mm)810121416本屋架中腹桿最大內(nèi)力N=117.57kN ，因此中間節(jié)點(diǎn)板厚取6mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚取8m。21表 1 屋架桿件內(nèi)力組合表?xiàng)U件 名稱內(nèi)力系數(shù)（P1）組合一P×組合二組合三計(jì)算內(nèi)力（kN）全跨左半跨右半跨P1× + P2×P1× + P2×P3× + P4×P3× + P4×上弦桿AB-4.56-3.35-1.21-71.88-62.46-45.62

10、-54.99-31.42-71.88BC-4.56-3.35-1.21-71.88-62.46-45.62-54.99-31.42-71.88CD-10.36-7.09-3.28-163.19-137.68-107.67-119.07-77.06-163.19DE-11.02-7.74-3.28-173.49-147.99-112.83-128.86-79.64-173.49EF-11.02-7.74-3.28-173.49-147.99-112.83-128.86-79.64-173.49FG-12.27-6.38-5.89-193.19-147.18-143.28-118.82-113.3

11、7-193.19GH-12.27-6.38-5.89-193.19-147.18-143.28-118.82-113.37-193.19下弦桿ab0.000.000.000.000.000.000.000.000.00bc8.015.692.32126.19108.1681.5694.4557.21126.19cf12.207.474.73192.07155.20133.59130.55100.31192.07斜腹桿Ab7.475.481.99117.57102.1674.6289.9351.38117.57bC-6.04-4.11-1.93-95.11-80.08-62.92-69.17-4

12、5.15-95.11Cc3.942.321.6261.9849.3443.8441.1033.3961.98cd-2.57-0.59-1.98-40.48-24.94-35.91-16.65-32.00-40.48dF-1.700.28-1.98-26.76-11.20-29.03-3.60-28.56-29.03Fe-0.03 -1.531.50-0.50-12.2911.54-16.9816.3716.37/-16.98ef-0.69 -2.191.50-10.87-22.686.34-26.8413.7813.78/-26.84Dd0.71 0.710.0011.18 11.20 5.6

13、1 10.64 2.80 11.20 eH0.75 0.750.0011.73 11.76 5.89 11.16 2.94 11.76 豎桿Aa-7.00 -5.27-1.73-110.25 -96.84 -68.92 -85.80 -46.71 -110.25 Bb-1.00 -1.000.00-15.75 -15.78 -7.90 -14.98 -3.95 -15.78 Dc-1.50-1.500.00-23.63-23.67-11.85-22.47-5.92-23.67Ed-1.00-1.000.00-15.75-15.78-7.90-14.98-3.95-15.78Ge-1.00-1.

14、000.00-15.75-15.78-7.90-14.98-3.95-15.78Hf0.920.460.4614.4910.8910.898.718.7114.49 2、桿件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)及截面形式（1）上弦桿面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)x=1.0.根據(jù)上弦水平支撐的布置方案（圖4），面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)y=2.0。y=2x，根據(jù)等穩(wěn)定原則，采用兩不等邊角鋼短肢相并組成的T形截面。（2）下弦桿與上弦桿類似，面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)x=1.0。面外計(jì)算長(zhǎng)度l0y=3m。下弦桿受拉，不需要考慮穩(wěn)定性，因此下弦桿采用兩等肢角鋼組成的T形截面。（3）支座腹桿（Aa、Ab） 面內(nèi)和面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)都為1.0，采用兩等肢角鋼組成的

15、T形截面。（4）再分式腹桿（cd、df、Fe、ef）面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)x=1.0，面外計(jì)算長(zhǎng)度y=2×0.75+0.25N2N1=2×0.75+0.2529.0340.48=1.86>1.0采用兩不等邊角鋼短肢相并組成的T形截面。（5）跨中豎腹桿 采用兩個(gè)等肢角鋼組成的十字形截面，斜平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為0.9.（6）其他腹桿面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)x=0.8，面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)y=1.0，根據(jù)等穩(wěn)定原則，采用兩等肢角鋼組成的T形截面。3、上弦桿上弦桿需要貫通，各桿截面相同，按FG、GH桿的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)，即N=-193.19KN。計(jì)算長(zhǎng)度l0x=l=1512mm，l0y=4l=39

16、24mm。截面選用275×50×10，短肢相并，肢背間距a=6mm。截面特性：A=23.18cm2，ix=1.38cm,iy=3.72cm。（1）剛度驗(yàn)算x=l0xix=151.21.38=109.57<=150，滿足y=l0yiy=302.43.72=81.29<=150，滿足（2）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算b1t=7510=7.50.56l0yb1=22.6yz=y=81.29 yz>x 上弦桿繞y軸彎扭屈曲，按b類截面查得穩(wěn)定性系數(shù)=0.486NA=193×1030.486×23.18×102=113.78Nmm2<f=215

17、kNmm2，滿足4、下弦桿 下弦桿需要貫通，各桿截面相同，按cf桿的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)，即N=192.07KN。計(jì)算長(zhǎng)度l0x=l=6000mm，l0y=0.5l=3000mm。截面選用256×5，短肢相并，肢背間距a=6mm。截面特性：A=10.83cm2，ix=1.72cm,iy=3.54cm。（1）剛度驗(yàn)算x=l0xix=6001.72=348<=350,滿足y=l0yiy=4502.54=177<=350，滿足（2）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算NA=192×10310.83×102=177.3Nmm2<f=215kNmm2,滿足5、再分式腹桿（cd-Df、F

18、e-ef） 再分式腹桿d、e節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長(zhǎng)桿件。該桿最大壓力為即NFe =16.37KN, Nef =13.78KN。最大壓力Ncd=-40.48kN ， NdF=29.03kN ,NFe=16.98kN,Nef=26.84kN?？梢?jiàn)，該桿截面由 cd桿的最大壓力確定，即N=-40.48kN。計(jì)算長(zhǎng)度 lox=2014mm ， loy=1.86l=3745mm 。截面選用短肢相并，肢背間距 a=6mm，275×50×5所提供的截面幾何特性為：A=12.25cm2 ，ix=1.44cm ， iy=3.61cm。（1）剛度驗(yàn)算x=l0xix=201.41.44=140&

19、lt;=150，滿足y=l0yiy=3753.61=104<=150，滿足（2）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算b1t=755=150.56l0yb1=15.04因此繞 y 軸彎扭屈曲的換算長(zhǎng)細(xì)比yz=y=104yz<x 上弦桿繞x軸彎扭屈曲，按b類截面查得穩(wěn)定性系數(shù)=0.320NA=40.48×1030.345×12.25×102=95.8<215N/mm2，滿足6、豎腹桿Kf 桿件軸力為N=49.5kN，計(jì)算長(zhǎng)度lou=lov=0.9l=0.9×3063=2757mm 。截面選用245×4，十字形截面，肢背間距 a=8mm，所提供的截面幾何

20、特性為：A=6.97cm2 ，iu=1.74cm ， iv=2.51cm。（1）剛度驗(yàn)算y=l0uiy=275.71.74=158<=350,滿足x=l0vix=275.72.51=110<=350，滿足（2）強(qiáng)度驗(yàn)算NA=14.49×1036.97×102=20.7<215 N/mm2，滿足其余桿件的截面設(shè)計(jì)過(guò)程不再一一列出，詳見(jiàn)表2所示。表 2 桿件截面驗(yàn)算表?xiàng)U件名稱截面特性桿件特性設(shè)計(jì)參數(shù)驗(yàn)算過(guò)程結(jié)論截面規(guī)格A(cm2)ix(cm)iy(cm)計(jì)算內(nèi)力(kN)L(mm)xyxyyz上弦FG、GH2L75×50×8*23.181.3

21、83.72-193.19151212109.6 81.3 81.3 0.49 0.78 滿足下弦cf2L56×510.831.722.54192.07600010.5348.8 118.1 -0.82 滿足斜腹桿Ab2L56×510.831.722.54117.5722250.81103.5 87.6 -0.50 滿足bC2L56×510.831.722.54-95.1126010.81121.0 102.4 105.2 0.43 0.95 滿足Cc2L56×510.831.722.5461.9826000.81120.9 102.4 -0.27 滿足c

22、d、DfFe、ef2L75×50×5*12.251.443.61-40.48201411.86139.9 103.8 103.8 0.34 0.45 滿足Dd2L56×48.781.732.5211.217850.8182.5 70.8 -0.06 滿足eH2L56×48.781.732.5211.7622820.81105.5 90.6 -0.06 滿足豎腹桿Aa2L75×514.8242.333.37-110.2517500.8160.1 51.9 66.1 0.77 0.45 滿足Bb2L45×46.9721.382.16-15

23、.7819380.81112.3 89.7 92.6 0.47 0.22 滿足Dc2L45×46.9721.382.16-23.6723110.81134.0 107.0 109.4 0.37 0.43 滿足Ed2L45×46.9721.382.16-15.7811580.8167.1 53.6 58.5 0.76 0.14 滿足Ge2L45×46.9721.382.16-15.7815310.8188.8 70.9 74.6 0.62 0.17 滿足Hf2L45×46.9721.742.5114.4930630.81140.8 122.0 -0.10

24、滿足注：帶*號(hào)的截面為短肢相并不等邊雙角鋼截面，不帶*號(hào)的為長(zhǎng)肢相并不等邊雙角鋼截面或等邊雙角鋼截面。 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1、下弦節(jié)點(diǎn)“b”（1）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫（a）“Ab”桿桿件軸力N=117.57kN，截面為：256×5，節(jié)點(diǎn)板厚6 mm。肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為：=0.7,=0.3。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw= 160 N/mm²。肢背焊縫焊腳尺寸取hf，1= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，1= 4mmhf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm所需焊縫長(zhǎng)度：l1=N2×0.7hf,1×ffw+2h

25、f,1=0.7×117.6×1032×0.7×4×160+2×4=99.9mm取l1=100mm62hf，1=62×4=248mml1=100mm10hf，1=10×4=40mm肢尖焊縫焊腳尺寸取hf，2= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，2= 4mmhf,max=tmin=5mm所需焊縫長(zhǎng)度： l2=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.3×117.6×1032×0.7×4×160+2×4=47.

26、4mm取l2=50mm62hf，1=62×4=248mm l2=50mm10hf，1=10×4=40mm（b）“bC”桿 桿件軸力N=-95.11kN，截面為：256×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm。肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為：=0.7,=0.3。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw= 160 N/mm²。肢背焊縫焊腳尺寸取hf，1= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，1= 4mmhf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm所需焊縫長(zhǎng)度：l1=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.7×95.11&

27、#215;1032×0.7×4×160+2×4=84.3mm取l1=90mm62hf，1=62×4=248mm l1=90mm10hf，1=10×4=40mm肢尖焊縫焊腳尺寸取hf，2= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，2= 4mmhf,max=tmin=5mm所需焊縫長(zhǎng)度l2=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.3×95.11×1032×0.7×4×160+2×4=39.8mm取l2=50mm62hf，1=62&#

28、215;4=248mm l2=50mm10hf，1=10×4=40mm（c）“Bb”桿 桿件軸力N=-15.78kN，截面為：245×4，節(jié)點(diǎn)板厚8 mm。肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為：=0.7,=0.3。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw= 160 N/mm²。肢背焊縫焊腳尺寸取hf，1= 4mmhf,min=tmin=4mmhf，1= 4mmhf,max=1.2tmin=1.2×4=4.8mm所需焊縫長(zhǎng)度：l1=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.7×15.78×1032×0.7×4

29、5;160+2×4=20.3mm 取l1=50mmmax（10hf，1，402hf，1）=40+2×4=48mm肢尖焊縫焊腳尺寸取hf，2= 4mmhf,min=tmin=4mmhf，2= 4mmhf,max=t=4mm所需焊縫長(zhǎng)度l2=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.3×15.78×1032×0.7×4×160+2×4=13.3mm 取l2=50mmmax（10hf，1，402hf，1）=40+2×4=48mm（2）節(jié)點(diǎn)詳圖 圖7 下弦節(jié)點(diǎn)“b”（3）下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接

30、焊縫 下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長(zhǎng)度l=280mm，所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差N=126.19kN。下弦桿截面為256×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢尖與肢背的焊腳尺寸都取hf，1= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mm焊縫計(jì)算長(zhǎng)度：lw=l-2hf=280-2×4=272>60hf=240mm，取lw=270mm受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為f=N2×0.7hflw=0.7×126.19×1032×0.7×4×270=58.4Nmm2<ffw=160Nmm2，滿足2、上弦節(jié)點(diǎn)“C”（1）腹板

31、與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫（a）“bC”桿“bC”桿與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫尺寸和節(jié)點(diǎn)“b”相同。（b）“Cc”桿桿件軸力N=61.98kN，截面為：256×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：160 N/mm2。肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為：=0.7, =0.3。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw= 160 N/mm²。肢背焊縫焊腳尺寸取hf，1= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，1= 4mmhf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm所需焊縫長(zhǎng)度：l1=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.7×61.98&#

32、215;1032×0.7×4×160+2×4=56.4mm取l1=60mm62hf，1=62×4=248mm l1=60mm10hf，1=10×4=40mm肢尖焊縫焊腳尺寸取hf，2= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，2= 4mmhf,max=t=5mm所需焊縫長(zhǎng)度： l2=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.3×61.98×1032×0.7×4×160+2×4=28.7mm 取l2=50mmmax（10hf，1，4

33、02hf，1）=10×4=48mm（2）節(jié)點(diǎn)詳圖圖8 上弦節(jié)點(diǎn)“C”（3）上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫 上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長(zhǎng)度l=275mm，所受的力為左右兩上弦桿的內(nèi)力差N=101kN以及節(jié)點(diǎn)荷載15.75kN。上弦桿截面為270×50×8，節(jié)點(diǎn)板厚6mm。（a）上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫承受節(jié)點(diǎn)荷載P，槽焊縫按兩條hf=0.5t=3mm的角焊縫設(shè)計(jì)，屋面傾角=arctan（1/8），節(jié)點(diǎn)荷載P的偏心距e=32.5mm。槽焊縫所受的應(yīng)力為：f=Psin2×0.7×hflw=15.75×103×0.124

34、2×0.7×4×(275-8)=1.31N/mm²f=Pcos2×0.7×hflw+6Pecos2×0.7×hflw2=15.75×103×0.9922×0.7×4×275-8+6×15.75×103×0.992×32.52×0.7×4×275-82=18.07N/mm²ff+f2=18.071.222+1.31²=14.8N/mm²<0.8ffw=0.8

35、15;160=128N/mm²，滿足（b）上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫 上弦肢尖的兩條角焊縫承擔(dān)偏心荷載N，偏心距e=32.5mm。取焊腳尺寸hf=5mmhfmin=1.5tmax=4.2mmhf=5mmhfmax=t-2=6mm肢尖焊縫所受的應(yīng)力為：f=N2×0.7×hflw=101×1032×0.7×4×(275-10)=67.5N/mm²f=6Ne2×0.7×hflw2=6×101×32.5×1032×0.7×4×(275-10)&

36、#178;=56.9N/mm²ff+f2=56.91.222+67.5²=82.1N/mm²<ffw=160N/mm²，滿足3、有工地拼接的下弦節(jié)點(diǎn)“f”“f”節(jié)點(diǎn)與一般下弦節(jié)點(diǎn)的區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)處弦桿中斷而需對(duì)弦桿進(jìn)行拼接。（1）拼接角鋼的截面和長(zhǎng)度 弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為了使拼接角鋼與原來(lái)的角鋼相緊貼，并便于施焊，需將拼接角鋼頂部截去棱角，寬度為6mm（角鋼內(nèi)圓弧半徑），且將垂直肢截去hf+t+5mm（t為角鋼厚度）。因切割而對(duì)拼接角鋼截面的削弱考慮由節(jié)點(diǎn)板補(bǔ)償而不計(jì)。拼接角鋼與下弦桿共有4條角焊縫，都位于角鋼的肢尖，承擔(dān)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿中

37、較小的內(nèi)力設(shè)計(jì)值N2，對(duì)于下弦桿，偏安全取N2=A2f。下弦桿截面為256×5，A=10.83cm²。焊腳尺寸 hf=4mmhfmin=1.5tmax=3.7mmhf=4mmhfmax=5mm所需的拼接角鋼總長(zhǎng)度為ls=2Af4×0.7hf×ffw+2hf+20=10.83×102×2154×0.7×4×160+8+20=296mm取ls=300mm。（2）下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接角焊縫的計(jì)算內(nèi)力取N=N1-N2和0.15N1兩者中的較大值，“f”節(jié)點(diǎn)處N1=N2=192.07kN，

38、下弦桿截面為256×5，節(jié)點(diǎn)板厚6mm，肢背和肢尖的內(nèi)力分配系數(shù)分別為：=0.7, =0.3。角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw= 160 N/mm²。肢背焊縫焊腳尺寸取hf，1= 4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，1= 4mmhf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm所需焊縫長(zhǎng)度l1=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.7×0.15×192.07×1032×0.7×4×160+2×4=26mm 取l2=50mmmax（10hf，1，402hf

39、，1）=48mm肢尖焊縫焊腳尺寸取hf，2=4mmhf,min=1.5tmax=1.56=3.7mmhf，2=4mmhf,max=t=5mm所需焊縫長(zhǎng)度：l2=N2×0.7hf,1×ffw+2hf,1=0.3×0.15×192.07×1032×0.7×4×160+2×4=17.6mm 取l2=50mmmax（10hf，1，402hf，1）=48mm（3）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫焊縫尺寸列表計(jì)算，如表3所示?！癏f”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf，1=4mm，l1=5mm，肢尖hf，2=4mm，l2=

40、50mm?！癳f”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。（4）節(jié)點(diǎn)詳圖 根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖9所示。圖中，屋架右半邊運(yùn)輸單元上的構(gòu)件必須在工地裝配厚才能與節(jié)點(diǎn)板焊接，已以工地焊縫代號(hào)標(biāo)明。 圖9 下弦節(jié)點(diǎn)“f”4、屋脊節(jié)點(diǎn)“H”“H”節(jié)點(diǎn)與一般上弦節(jié)點(diǎn)的區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)處弦桿中斷而需對(duì)弦桿進(jìn)行拼接。（1）拼接角鋼的截面和長(zhǎng)度與“f”節(jié)點(diǎn)類似，拼接角鋼采用上弦桿同號(hào)角鋼，頂部截去棱角，寬度為8mm，垂直肢截去hf+t+5mm，見(jiàn)圖10所示。拼接角鋼與上弦桿共

41、有4條角焊縫，都位于角鋼的肢尖，承擔(dān)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)中較小的內(nèi)力設(shè)計(jì)值N1=-193.19kN。上弦桿截面為275×50×8，焊腳尺寸取為hf=5mmhfmin=1.5tmax=1.58=4.2mm hf=5mmhfmax=tmax=6mm所需的拼接角鋼總長(zhǎng)度為ls=2N24×0.7hf×ffw+2hf+30=2×193.19×1034×0.7×5×160+8+30=262mm取ls=170mm。（2）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫 焊縫尺寸列表計(jì)算，如表3所示?！癏f”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf，1=4mm，

42、l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm?！癳H”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。（3）節(jié)點(diǎn)詳圖 根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖10所示。圖中，屋架右半邊運(yùn)輸單元上的構(gòu)件必須在工地裝配厚才能與節(jié)點(diǎn)板焊接，已以工地焊縫代號(hào)標(biāo)明。 圖10 屋脊節(jié)點(diǎn)“H”（4）上弦桿與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫長(zhǎng)度l1=145mm，承受節(jié)點(diǎn)荷載P=7.25kN,肢尖焊縫長(zhǎng)度l2=150mm，承受偏心荷載0.15N1=29kN。上弦桿截面為275×

43、;50×8，節(jié)點(diǎn)板厚6mm。（a）上弦肢背與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫槽焊縫按兩條hf=3mm的角焊縫計(jì)算。屋面傾角=arctan（1/8），節(jié)點(diǎn)荷載P的偏心距e=64mm。槽焊縫所受的應(yīng)力為f=Psin2×0.7×hflw=7.25×0.124×1032×0.7×4×(145-8)=1.17N/mm²f=Pcos2×0.7×hflw+6Pecos2×0.7×hflw2=34Nmm2,滿足<0.8fffw=0.8×1.22×160=156.2N/mm&

44、#178;（b）上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的槽焊縫上弦肢尖的兩條角焊縫承擔(dān)偏心荷載0.15N=29KN,偏心距e=70mm焊腳尺寸hf=5mmhfmin=1.5tmax=1.58=4.2mm hf=5mmhfmax=8-2=6mm肢尖焊縫所受應(yīng)力為f=0.15N12×0.7×hflw=29×1032×0.7×4×(150-10)=37N/mm²f=6×0.15N1e2×0.7×hflw2=6×29×70×1032×0.7×4×(150-10)&#

45、178;=111N/mm²ff+f2=1111.222+37²=98.2N/mm²<ffw=160N/mm²，滿足5、支座節(jié)點(diǎn)“a”為便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距不小于水平肢的邊長(zhǎng)，且不小于130mm，取130mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板相同，厚度都為8mm。（1）支座底板的尺寸（a）底板的平面尺寸支座反力R=110.25kN，錨栓直徑d=20mm，錨栓孔直徑d0=2d=40mm，底板的平面尺寸按構(gòu)造采用240×240mm。驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：An=A-d021+4=240×24

46、0-402×1+4=54743mm²=RAn=110.25×10354743=2.01Nmm2fc=14.3Nmm2，滿足（b）底板的厚度節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將地板分成四塊，每塊板為兩相鄰支承而另兩相鄰邊自由的板，所受應(yīng)力=0.24N/mm²，兩支撐邊之間的對(duì)角線長(zhǎng)度以及支撐邊焦點(diǎn)到對(duì)角線的距離分別為：a1=2×240-102=162.6mm，b1=a12=81.3mmb1a1=0.5，查得=0.0602則單位寬度的最大彎矩為：M=a12=0.0602×2.01×162.62=3199 Nm/m底板厚度為：t=6Mf=6×

47、;3199205=9.68mm根據(jù)構(gòu)造要求，取t=20mm。（2）節(jié)點(diǎn)板的尺寸（a）腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫焊縫尺寸列表計(jì)算，如表3所示?！癆a”桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸為：肢背hf，1=4mm，l1=100mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。（b）下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫 “ab”桿在支座節(jié)點(diǎn)板處斷開，其焊縫尺寸的計(jì)算與腹板相同，詳見(jiàn)表3所示。肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4m，l2=50mm。（c）節(jié)點(diǎn)詳圖根據(jù)上述焊縫長(zhǎng)度以及桿件截面，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙、制作和裝配等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，如圖11所示。 圖11 支座節(jié)點(diǎn)“a”（3）加勁肋的尺寸加勁肋的

48、高度和厚度與節(jié)點(diǎn)板相同，分別為320mm和8mm，底部外邊緣與地板大致齊平，寬度為115mm，為避免3條互相垂直的角焊縫交于一點(diǎn)，加勁肋底端角部切除15mm，從軸線交點(diǎn)開始往上，加勁肋的寬度逐漸減小，頂部寬度取為加勁肋的平面尺寸詳見(jiàn)圖11所示。bs=50mmh030+40=32030+40=50mm,滿足（4）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫F=R2ba+b=11.252×240240+240=27.6kN焊縫受力V=F=27.6kNM=27.6×115+152×10-3=1.79kNm節(jié)點(diǎn)板和加勁肋厚度都為8mm，焊腳尺寸取為hf，2=5mmhf,min=1.5tmax

49、=1.58=4.2mmhf，2=5mmhf,max=1.2tmin=1.2×8=9.6mm焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 lw=l-c-2hf=350-15-2×5=295mm焊縫應(yīng)力f=V2×0.7×hflw=27.6×1032×0.7×5×2953=13.4N/mm²f=6M2×0.7×hflw2=6×1.79×1062×0.7×5×323²=17.6N/mm²ff+f2=17.61.222+13.4²=29.6N/mm

50、²<ffw=160N/mm²，滿足（5）加勁肋、節(jié)點(diǎn)板與地板的連接焊縫設(shè)焊縫傳遞全部支座反力R=110.25kN，加勁肋和節(jié)點(diǎn)板厚8mm，底板厚20mm，焊腳尺寸?。篽f，2= 8mmhf,min=1.5tmax=1.520=6.7mmhf，2= 8mmhf,max=1.2tmin=1.2×8=9.6mm焊縫總計(jì)算長(zhǎng)度lw=2×240-2×8+4×115-15-2×8=784mm焊縫應(yīng)力f=R0.7×hflw=110.25×1030.7×8×784=25.11N/mm²

51、<ffw=1.22×160=195.2N/mm²，滿足其余各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程不再一一列出。先給出腹桿和下弦桿斷布的焊縫尺寸計(jì)算表，以及上、下弦桿在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)處的焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算表，見(jiàn)表所示。表3 腹桿和下弦桿端部焊縫尺寸計(jì)算表?xiàng)U件名稱計(jì)算內(nèi)力(kN)肢背焊縫肢尖焊縫hf,min(mm)hf,max(mm)hf，1(mm)lw,1(mm)l1(mm)hf,min(mm)hf,max(mm)hf，2(mm)lw,2(mm)l2(mm)斜腹桿Ab117.6 0.7 0.3 3.7 6.0 4 92 100 3.7 5.0 4 40 50 bC-95.1 0.7 0.3 3.7 6.

52、0 4 76 90 3.7 5.0 4 40 50 Cc62.0 0.7 0.3 3.7 6.0 4 48 60 3.7 5.0 4 40 50 cd-40.5 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4 40 50 dF-29.0 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4 40 50 Fe-17.0 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4 40 50 ef-16.8 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4 40 50 Dd11.2 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 4.0

53、4.0 4 40 50 eH11.8 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 4.0 4.0 4 40 50 豎桿Aa110.3 0.7 0.3 3.7 6.0 4 90 100 3.7 5.0 4 40 50 Bb15.8 0.7 0.3 4.0 4.8 4 40 50 4.0 4.0 4 40 50 Dc-23.7 0.7 0.3 4.0 4.8 4 40 50 4.0 4.0 4 40 50 50 Ed-15.8 0.7 0.3 4.0 4.8 4 40 50 4.0 4.0 4 40 Ge-15.8 0.7 0.3 4.0 4.8 4 40 50 4.0 4.0 4 40 50 Hf14.5 1.0 0.0 4.0 4.8 4 40 50 4.0 4.0 4 40 50 下弦桿ab0.0 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4 40 50 bc18.9 0.7 0.3 3.7 6.0 4 40 50 3.7 5.0 4