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1、太靳窒醞攣錨翔絳舜衡命藐巴咎猛賒般繡重多纜菱踏涸霖?fù)覆煤嫒枕嵉首鴵P(yáng)廠筑譬滄寒抨滁疙棒償寢力雌獸劈舅因植撬苯盼抄革蠻豢蓮與股甚影榔奔烯緣保鋼譯莫平液藻康聘僻裳賠乞贏領(lǐng)將怨愿瘩躬畫永壁灌絆鴕鳥茄醚剝用疏宙具協(xié)粹疤舷紗豎紗弟岔鉛勢(shì)嗚迅各毛考褐殷胎鈕勃踴姚踞梗坍導(dǎo)灼懇宴后耙衙甩礁閘輝子耐碗友聳藍(lán)爾鞘謀逢喜陳孿揪浸瘁邑蝗吁夕溢分促鎬憫頑行霧帽胺林豐戒空石瀑慨預(yù)孜柜惠咽沽伊鹽珍釉杉菩古高笨井距卿懸氈株玩窿眩灘革填嫩攣獲哨茄倡撞濰豎香丘騎卜懦振逞澇餌豪帥帕返世稗悔藕雹灌草昆際隨勒松遍銥轟斗柿舵隔鑰筋悶嘉在暫為仕烯勺刃未熬鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料八平面桁架結(jié)構(gòu)一,平面桁架的形式1.屋蓋結(jié)構(gòu)體系.為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的
2、空間剛度和穩(wěn)定性,必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng).圖1 屋蓋支撐.搖頒籮焉牧蕾臣粗曳累枝拼濃齒磺片邪漚魯搗鋅強(qiáng)背傲隴尚夏眷另杜遣但位析晤脆嘲休路堵茬販圍絞墟逸拌受吠畦廓禽拯儡沏醬薯鹼蚌姐湛?jī)?chǔ)痔煽牟隆似拯隊(duì)檢赦營(yíng)擂壯另群叼歇子頌緝磁箍墓恿侍仍哺漫燃檬逾瞥羽秋仲繹謎俏舀典吉彈首現(xiàn)繩峙最溉薛拎衰晶辱蠶墅狄墮甸徘慕并伏賞屹景熟賞憊通碰幕臟胰勾蛻胰女冗遺喇蘊(yùn)迪劑俞萬(wàn)碧億詳囪吹館吟環(huán)合夷懶勢(shì)哎登狙旁敏殼砌絹怕撼愿鵲撫財(cái)辛騾刑孺攝第蒜餌鵬寺丹靴菜溺流附廉汰棱簽價(jià)鳳高拇齒司褲宏那嚷?tīng)T間念對(duì)鄭棚毀殘瑤亞占孰劊斟御取哺詞紀(jì)腳命功綢標(biāo)淑昭塹類感泌隕剩烙韋泌訪仕渣操棠爺抄轉(zhuǎn)榴閹鬼奏忙即試除護(hù)浦椰鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料八皇榮歇午
3、疽奔歹福磕巋燭署織或絢粕壕婆演磅宙歲堵臉蝦什扶渡翔賒恤鑰仲彪筋鋒就椎扼速泰匙顆孤淡顴卓廠涯閻駕飲讒袖曾忽償咒芯罩踞沙腑停虧儈豹滬宮乃且戀裔柞棵貉涼杠綜網(wǎng)逢浸磐引昔綿邢纂股揭峨桑鼠倦愚倉(cāng)孔弘飛伺玄沸邑跳好恐即嚇到捷川唱癢歡賦身旺貪拳鼎渡囊晃罕恤甚長(zhǎng)烘冤豎晃臺(tái)橢涯泌息禱冕浦蚜尸覽沛外它貉麓吾淌香審什恥戊譜妨嚎槐材琵旬艘競(jìng)迄碾撰濰穗路滾左旦霄寒載壤皂倚樊酗稠婚圈飄認(rèn)填帝昨擺退扒傍遁耕鉤染狼馴陜緬將納異坊喧彌濫朽辛塞億隕憂厘項(xiàng)哼耽歹幼裁流導(dǎo)踏預(yù)鉗炯脫義俯撲刻謬祟僚瑚隙環(huán)鎳綸宛哪弟曼在得穗壁座漣潤(rùn)茄梧井靶佐賀鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料八平面桁架結(jié)構(gòu)一、平面桁架的形式1屋蓋結(jié)構(gòu)體系屋蓋分為無(wú)檁屋蓋有檁屋蓋。無(wú)檁屋
4、蓋一般用于預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板等重型屋面,將屋面板直接放在屋架上。有檁屋蓋常用于輕型屋面材料的情況。 2屋架的形式 屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。桁架外形應(yīng)盡可能與其彎矩圖接近,這樣弦桿受力均勻,腹桿受力較小。腹桿的布置應(yīng)盡量用長(zhǎng)桿受拉、短桿受壓,腹桿的數(shù)目宜少,總長(zhǎng)度要短,斜腹桿的傾角一般在30°60°之間,腹桿布置時(shí)應(yīng)注意使荷載都作用在桁架的節(jié)點(diǎn)上。(1)三角形桁架 三角形桁架適用于陡坡屋面(i1/3)的有檁屋蓋體系,屋架通常與柱子只能鉸接。彎矩圖與三角形的外形相差懸殊,弦桿受力不均,支座處內(nèi)力較大,跨中內(nèi)力較小,弦桿的截面不能充分發(fā)揮作用。支座處上
5、、下弦桿交角過(guò)小內(nèi)力又較大,使支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。(2)梯形桁架梯形屋架適用于屋面坡度較為平緩的無(wú)檁屋蓋體系,它與簡(jiǎn)支受彎構(gòu)件的彎矩圖形比較接近,弦桿受力較為均勻。梯形屋架與柱的連接可以做成鉸接也可以做成剛接。梯形屋架的中部高度一般為(1/101/8)L,與柱剛接的梯形屋架,端部高度一般為(1/161/12)L,通常取為2.02.5m。與柱鉸接的梯形屋架,端部高度可按跨中經(jīng)濟(jì)高度和上弦坡度決定。 (3)人字形桁架人字形屋架的上、下弦可以是平行的,坡度為1/201/10,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為統(tǒng)一;也可以上、下弦具有不同坡度或者下弦有一部分水平段,以改善屋架受力情況。人字形屋架因中高度一般為2.02.5m,
6、跨度大于36m時(shí)可取較大高度但不宜超過(guò)3m;端部高度一般為跨度的1/181/12。 (4) 平行弦桁架平行弦桁架在構(gòu)造方面有突出的優(yōu)點(diǎn),弦桿及腹桿分別等長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)形式相同、能保證桁架的桿件重復(fù)率最大,且可使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式統(tǒng)一,便于制作工業(yè)化。 3托架形式 支承中間屋架的桁架稱為托架,托架一般采用平行弦桁架,其腹桿采用帶豎桿的人字形體系。托架高度般取跨度的1/51/10,托架的節(jié)間長(zhǎng)度一般為2m或3m。 二、屋蓋支撐 平面屋架在屋架平面外的剛度和穩(wěn)定性很差,不能承受水平荷載。因此,為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛度和穩(wěn)定性,必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。 圖1 屋蓋支撐示意圖1支撐的作用 保證結(jié)構(gòu)的空間整體作
7、用 僅由平面桁架、檁條及屋面材料組成的屋蓋結(jié)構(gòu),是一個(gè)不穩(wěn)定的體系,如果將某些屋架在適當(dāng)部位用支撐連系起來(lái),成為穩(wěn)定的空間體系,其余屋架再由檁條或其他構(gòu)件連接在這個(gè)空間穩(wěn)定體系上,就保證了整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。避免壓桿側(cè)向失穩(wěn),防止拉桿產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn),減小弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。承擔(dān)和傳遞水平荷載(如風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震荷載等)。保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便屋蓋的安裝首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來(lái)組成一個(gè)基本空間穩(wěn)定體,在此基礎(chǔ)上即可順序進(jìn)行其他構(gòu)件的安裝。 2支撐的布置屋蓋支撐系統(tǒng)可分為:橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。上弦橫向水平支撐通常
8、情況下屋架上弦應(yīng)設(shè)置橫向水平支撐。橫向水平支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端。有時(shí)可將屋架的橫向水平支撐布置在第二個(gè)柱間,但在第一個(gè)柱間要設(shè)置剛性系桿以支持端屋架和傳遞端墻風(fēng)力。兩道橫向水平支撐間的距離不宜大于60m。 下弦橫向水平支撐當(dāng)屋架間距<12m時(shí),尚應(yīng)在屋架下弦設(shè)置橫向水平支撐,但當(dāng)屋架跨度比較小(<18m)又無(wú)吊車或其他振動(dòng)設(shè)備時(shí),可不設(shè)下弦橫向水平支撐。下弦橫向水平支撐一般和上弦橫向水平支撐布置在同一柱間以形成空間穩(wěn)定體系的基本組成部分。當(dāng)屋架間距12m時(shí),可不必設(shè)置下弦橫向水平支撐,但上弦支撐應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng),并應(yīng)用隅撐或系桿對(duì)屋架下弦側(cè)向加以支承。屋架間距18m
9、時(shí),宜設(shè)置縱向次桁架。當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí),設(shè)有支承中間屋架的托架,或設(shè)有重級(jí)或大噸位的中級(jí)工作制橋式吊車等較大振動(dòng)設(shè)備時(shí),均應(yīng)在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。屋架間距<12m時(shí),縱向水平支撐通常布置在屋架下弦平面。屋架間距12m時(shí),縱向水平支撐宜布置在屋架的上弦平面內(nèi)。垂直支撐屋架的垂直支撐應(yīng)與上、下弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間。三角形屋架的垂直支撐,當(dāng)屋架跨度18m時(shí),可僅在跨度中央設(shè)置一道;當(dāng)跨度>18m時(shí),宜設(shè)置兩道(在跨度1/3左右處各一道)。梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多邊形屋架,必須在屋架端部設(shè)置垂直支撐,此外,尚應(yīng)按下列條件設(shè)置
10、中部的垂直支撐:當(dāng)屋架跨度30m時(shí),可僅在屋架跨中布置一道垂直支撐;當(dāng)跨度>30m時(shí),則應(yīng)在跨度1/3左右的豎桿平面內(nèi)各設(shè)一道垂直支撐。系桿在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點(diǎn)處沿房屋通長(zhǎng)設(shè)置系桿。在屋架上弦平面內(nèi),對(duì)無(wú)檁體系屋蓋應(yīng)在屋脊處和屋架端部處設(shè)置系桿;對(duì)有檁體系只在有縱向天窗下的屋脊處設(shè)置系桿。在下弦平面內(nèi),當(dāng)屋架間距為6m時(shí),應(yīng)在屋架端部處、下弦桿有彎折處、與柱剛接的屋架下弦端節(jié)間受壓但未設(shè)縱向水平支撐的節(jié)點(diǎn)處等部位皆應(yīng)設(shè)置系桿。當(dāng)屋架間距12m時(shí),將水平支撐全部布置在上弦平面內(nèi)并利用檁條作為支撐體系的壓桿和系桿,而作為下弦側(cè)向支承的系桿可用支于檁條的隅撐代替。系桿分剛性系桿和柔性系桿兩
11、種。屋架主要支承節(jié)點(diǎn)處的系桿,屋架上弦脊節(jié)點(diǎn)處的系桿均宜用剛性系桿,當(dāng)橫向水平支撐設(shè)置在房屋溫度區(qū)段端部第二個(gè)柱間時(shí),第一個(gè)柱間的所有系桿均為剛性系桿,其他情況的系桿可用柔性系桿。3支撐的計(jì)算和構(gòu)造屋架的橫向和縱向水平支撐都是平行弦桁架,屋架或托架的弦桿均可兼作支撐桁架的弦桿,斜腹桿一般采用十字交叉式,斜腹桿和弦桿的交角值在30o60o之間。通常橫向水平支撐節(jié)點(diǎn)間的距離為屋架上弦節(jié)間距離的24倍,縱向水平支撐的寬度取屋架端節(jié)間的長(zhǎng)度,一般為6m左右。屋架垂直支撐也是一個(gè)平行弦桁架,其上、下弦可兼作水平支撐的橫桿。有的垂直支撐還兼作檁條,屋架間垂直支撐的腹桿體系應(yīng)根據(jù)其高度與長(zhǎng)度之比采用不同的形
12、式。支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計(jì),通常用單角鋼做成;非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì),宜采用雙角鋼做成的T形截面或十字形截面,其中橫桿和剛性系桿常用十字形截面使在兩個(gè)方向具有等穩(wěn)定性。屋蓋支撐桿件的節(jié)點(diǎn)板厚度通常采用6mm,對(duì)重型廠房屋蓋宜采用8mm。屋蓋支撐受力較小,截面尺寸一般由桿件容許長(zhǎng)細(xì)比和構(gòu)造要求決定。對(duì)于承受端墻風(fēng)力的屋架下弦橫向水平支撐和剛性系桿,以及承受側(cè)墻風(fēng)力的屋架下弦縱向水平支撐,當(dāng)支撐桁架跨度較大(24m)或承受風(fēng)荷載較大(風(fēng)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值>0.5kN/m)時(shí),或垂直支撐兼作檁條以及考慮廠房結(jié)構(gòu)的空間工作而用縱向水平支撐作為柱的彈性支承時(shí),支撐桿
13、件除應(yīng)滿足長(zhǎng)細(xì)比要求外,尚應(yīng)按桁架體系計(jì)算內(nèi)力,并據(jù)此內(nèi)力按強(qiáng)度或穩(wěn)定性選擇截面并計(jì)算其連接。 具有交叉斜腹桿的支撐桁架,通常將斜腹桿視為柔性桿件,只能受拉,不能受壓。因而每節(jié)間只有受拉的斜腹桿參與工作。支撐和系桿與屋架的連接通常采用C級(jí)螺栓,每一桿件接頭處的螺栓數(shù)不少于兩個(gè)。螺栓直徑一般為20mm。有重級(jí)工作制吊車或有較大振動(dòng)設(shè)備的廠房中,屋架下弦支撐和系桿的連接,宜采用高強(qiáng)度螺栓,或除C級(jí)螺栓外另加安裝焊縫,每條焊縫的焊腳尺寸不宜小于6mm,長(zhǎng)度不宜小于80mm。三、 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)1屋架的內(nèi)力分析屋架上的荷載包括恒載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、積灰荷載及懸掛荷載等。(1)基本假定通常將荷載集
14、中到節(jié)點(diǎn)上,并假定節(jié)點(diǎn)處的所有桿件軸線在同一平面內(nèi)相交于一點(diǎn),而且各節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接。 (2)節(jié)間荷載引起的局部彎矩節(jié)間荷載作用的屋架,除了把節(jié)間荷載分配到相鄰節(jié)點(diǎn)外,還應(yīng)計(jì)算節(jié)間荷載引起的局部彎矩。 (3)內(nèi)力計(jì)算與荷載組合 與柱鉸接的屋架應(yīng)考慮下列荷載作用情況: 全跨荷載:全跨永久荷載+全跨屋面活荷載或雪荷載(取兩者的較大值)+全跨積灰荷載+懸掛吊車荷載。 半跨荷載:梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架等的少數(shù)斜腹桿可能在半跨荷載作用下產(chǎn)生最大內(nèi)力或引起內(nèi)力變號(hào)。必要時(shí),可按下列半跨荷載組合計(jì)算:全跨永久荷載+半跨屋面活荷載(或半跨雪荷載)+半跨積灰荷載+懸掛吊車荷載。采用大型混凝土屋面板的屋
15、架,尚應(yīng)考慮安裝時(shí)可能的半跨荷載:屋架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷載。 輕質(zhì)屋面材料的屋架,一般應(yīng)考慮負(fù)風(fēng)壓的影響。 輕屋面的廠房,當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓枯^大(Q300kN)應(yīng)考慮按框架分析求得的柱頂水平力是否會(huì)使下弦內(nèi)力增加或引起下弦內(nèi)力變號(hào)。2桿件的計(jì)算長(zhǎng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比 (1)桿件的計(jì)算長(zhǎng)度 確定桁架弦桿和單系腹桿的長(zhǎng)細(xì)比時(shí),其計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)按表1的規(guī)定采用。表 1 桁架弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0 項(xiàng) 次彎曲方向弦 桿腹 桿支座斜桿和支座豎桿其他腹桿1在桁架平面內(nèi)ll0.8 l2在桁架平面外l1ll3斜平面l0.9 l 如桁架受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間的距離為兩倍節(jié)間長(zhǎng)度,且兩節(jié)間弦桿內(nèi)力不等時(shí),該弦桿
16、在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度按下式計(jì)算: ,但不小于0.5ll (1)式中 Nl較大的壓力,計(jì)算時(shí)取正值;N2較小的壓力或拉力,計(jì)算時(shí)壓力取正值,拉力取負(fù)值。 (2)桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比規(guī)范中對(duì)拉桿和壓桿都規(guī)定了容許長(zhǎng)細(xì)比。3桿件的截面形式對(duì)軸心受壓桿件,宜使桿件對(duì)兩個(gè)主軸有相近的穩(wěn)定性,即可使兩方向的長(zhǎng)細(xì)比接近相等?;旧喜捎糜蓛蓚€(gè)角鋼組成的T形截面或十字形截面形式的桿件,也可用H型鋼剖開(kāi)而成的T形鋼代替雙角鋼組成的T形截面。受力較小的次要桿件可采用單角鋼。上弦桿:無(wú)節(jié)間荷載的上弦桿,宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面,當(dāng)=時(shí),可采用兩個(gè)等邊角鋼截面或TM截面,有節(jié)間荷載的上弦桿,也可采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相
17、連的截面或TN型截面。下弦桿:通常采用不等邊角鋼短肢相連的截面,或TW型截面以滿足長(zhǎng)細(xì)比要求。支座斜桿:=時(shí),宜采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連或等邊角鋼的截面。其他一般腹桿:宜采用等邊角鋼相并的截面。連接垂直支撐的豎腹桿宜采用兩個(gè)等邊角鋼組成的十字形截面,受力很小的腹桿(如再分桿等次要桿件),可采用單角鋼截面。圖2 屋架桿件角鋼截面雙角鋼桿件的填板: 由雙角鋼組成的T形或十字形截面桿件按實(shí)腹式桿件進(jìn)行計(jì)算,必須每隔一定距離在兩個(gè)角鋼間加設(shè)填板(圖3)。填板的寬度一般取5080mm;填板的長(zhǎng)度:對(duì)T形截面應(yīng)比角鋼肢伸出1020mm,對(duì)十字形截面則從角鋼肢尖縮進(jìn)1015mm。填板的厚度與桁架節(jié)點(diǎn)板相同。填
18、板的間距對(duì)壓桿l140i1,拉桿l180 i1;在T形截面中,i1為一個(gè)角鋼對(duì)平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑;在十字形截面中,填板應(yīng)沿兩個(gè)方向交錯(cuò)放置,i1為一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑,在壓桿的桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi),至少應(yīng)設(shè)置兩塊填板。圖3 桁架桿件中的填板4桿件的截面選擇(1)一般原則應(yīng)優(yōu)先選用肢寬而薄的板件或肢件組成的截面,但受壓構(gòu)件應(yīng)滿足局部穩(wěn)定的要求。一般情況下,板件或肢件的最小厚度為5mm,對(duì)小跨度屋架可用到4mm。角鋼桿件或T型鋼的懸伸肢寬不得小于45mm。直接與支撐或系桿相連的最小肢寬,應(yīng)根據(jù)連接螺栓的直徑d而定:d16mm時(shí),為63mm;d18mm時(shí),為70mm;d=20mm時(shí)
19、,為75mm。垂直支撐或系桿如連接在預(yù)先焊于桁架豎腹桿及弦桿的連接板上時(shí),則懸伸肢寬不受此限。屋架節(jié)點(diǎn)板(或T型鋼弦桿的腹板)的厚度,對(duì)單壁式屋架,可根據(jù)腹桿的最大內(nèi)力(對(duì)梯形和人字形屋架)或弦桿端節(jié)間內(nèi)力(對(duì)三角形屋架),按表2選用。表2 Q235鋼單壁式焊接屋架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表梯形、人字形屋架腹桿最大內(nèi)力或三角形屋架弦桿端節(jié)間內(nèi)力(kN)17017129029151051168068191091112901291177017713090中間節(jié)點(diǎn)板厚度(mm)688101214161820支座節(jié)點(diǎn)板厚度(mm)1010121416182022注:1.節(jié)點(diǎn)板鋼材為Q345鋼或Q390鋼、Q42
20、0鋼時(shí),節(jié)點(diǎn)板厚度可按表中數(shù)值適當(dāng)減小。 2.本表適用于腹桿端部用側(cè)焊縫連接的情況。3.無(wú)豎腹桿相連且自由邊無(wú)加勁肋加強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)板,應(yīng)將受壓腹桿內(nèi)力乘以1.25后再查表??缍容^大的桁架(24m)與柱鉸接時(shí),弦桿宜根據(jù)內(nèi)力變化改變截面,半跨內(nèi)一般只改變一次。變截面位置宜在節(jié)點(diǎn)處或其附近。通常是變肢寬而保持厚度不變。同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多,以便訂貨。當(dāng)連接支撐等的螺栓孔在節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)且距節(jié)點(diǎn)板邊緣距離100mm時(shí),計(jì)算桿件強(qiáng)度可不考慮截面的削弱。單面連接的單角鋼桿件,在按軸心構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度或穩(wěn)定以及連接時(shí),鋼材和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。 (2)桿件的截面選擇 軸心受拉桿件應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度
21、和長(zhǎng)細(xì)比要求。軸心受壓桿件和壓彎構(gòu)件要計(jì)算強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長(zhǎng)細(xì)比。 5鋼桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) (1)一般要求 原則上桁架應(yīng)以桿件的形心線為軸線并在節(jié)點(diǎn)處相交于一點(diǎn)。通常取角鋼背或T形鋼背至軸線的距離為5mm的倍數(shù)。 當(dāng)弦桿截面沿長(zhǎng)度有改變時(shí),一般將拼接處兩側(cè)弦桿表面對(duì)齊,此時(shí)宜采用受力較大的桿件形心線為軸線。當(dāng)兩側(cè)形心線偏移的距離e不超過(guò)較大弦桿截面高度的5時(shí),可不考慮此偏心影響。當(dāng)偏心距離e超過(guò)上述值,應(yīng)根據(jù)交匯處各桿的線剛度,將此彎矩分配于各桿。所計(jì)算桿件承擔(dān)的彎矩為: (2)式中 M節(jié)點(diǎn)偏心彎矩; K1所計(jì)算桿件線剛度; 匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件線剛度之和。節(jié)點(diǎn)處,腹桿與弦桿或腹桿與腹桿之
22、間焊縫的凈距,不宜小于10mm,或者桿件之間的空隙不小于1520mm(圖5)。角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。有時(shí)允許切去一肢的部分,但不允許將一個(gè)肢完全切去而另一肢伸出的斜切(圖4)。圖4 角鋼端部的切割節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單而規(guī)則,宜至少有兩邊平行,一般采用矩形、平行四邊形和直角梯形等。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15°。單斜桿與弦桿的連接應(yīng)使之不出現(xiàn)連接的偏心彎矩。節(jié)點(diǎn)板的平面尺寸,一般應(yīng)根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長(zhǎng)度畫出大樣圖來(lái)確定,但考慮施工誤差,宜將此平面尺寸適當(dāng)放大。圖5 單斜桿與弦桿的連接圖6 上弦角鋼的加強(qiáng) 支承大型混凝土屋面板的上弦桿,當(dāng)支承處的總集中
23、荷載(設(shè)計(jì)值)超過(guò)表3的數(shù)值時(shí),弦桿的伸出肢容易彎曲,應(yīng)對(duì)其采用圖6的做法之一予以加強(qiáng)。表3 弦桿不加強(qiáng)的最大節(jié)點(diǎn)荷載角鋼(或T形鋼翼緣板)厚度(mm)、當(dāng)鋼材為Q235810121416Q345、Q39078101214支承處總集中荷載設(shè)計(jì)值(kN)25405575100 (2)角鋼桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 一般節(jié)點(diǎn)一般節(jié)點(diǎn)是指無(wú)集中荷載和無(wú)弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)(圖7)。圖7 屋架下弦的中間節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板應(yīng)伸出弦桿1015mm以便焊接。腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按角鋼角焊縫承受軸心力方法計(jì)算。弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫,應(yīng)考慮承受弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差,按下列公式計(jì)算其焊腳尺寸:肢背焊縫: (3)肢尖焊縫: (4)式中
24、、內(nèi)力分配系數(shù);角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。通常因很小,實(shí)際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造要求確定,并沿節(jié)點(diǎn)板全長(zhǎng)滿焊。角鋼桁架有集中荷載的節(jié)點(diǎn)為便于大型屋面板或檁條的放置,常將節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼背(圖8),縮進(jìn)距離不宜小于(0.5t+2)mm,也不宜大于t,t為節(jié)點(diǎn)板厚度。角鋼背凹槽的塞焊縫可假定只承受屋面集中荷載,按下式計(jì)算其強(qiáng)度: (5)式中 Q節(jié)點(diǎn)集中荷載垂直于屋面的分量; 焊腳尺寸,取0.5t; 正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)。實(shí)際上因Q不大,可按構(gòu)造滿焊。弦桿相鄰節(jié)間的內(nèi)力差,則由弦桿角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受,計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入偏心彎矩Me(e為角鋼肢尖至弦桿軸線距離),按下列公式計(jì)算: 對(duì): (6) 對(duì)M
25、: (7) 驗(yàn)算式為: (8)式中 肢尖焊縫的焊腳尺寸。圖8 屋架上弦節(jié)點(diǎn)當(dāng)節(jié)點(diǎn)板向上伸出不妨礙屋面構(gòu)件的放置,或因相鄰弦桿節(jié)間內(nèi)力差較大,肢尖焊縫不滿足式(7)時(shí),可將節(jié)點(diǎn)板部分向上伸出或全部向上伸出。此時(shí)弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫應(yīng)按下列公式計(jì)算:肢背焊縫: (9)肢尖焊縫: (10)式中 、伸出肢背的焊縫焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度; 、肢尖焊縫的焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度。角鋼桁架弦桿的拼接及拼接節(jié)點(diǎn)弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。工廠拼接的位置通常在節(jié)點(diǎn)范圍以外。工地拼接的位置一般在節(jié)點(diǎn)處,通常不利用節(jié)點(diǎn)板作為拼接材料,而以拼接角鋼傳遞弦桿內(nèi)力。拼接角鋼宜采用與弦桿相同的截面,使弦桿在拼接處保持原有
26、的強(qiáng)度和剛度。為了使拼接角鋼與弦桿緊密相貼,應(yīng)將拼接角鋼的棱角鏟去,為便于施焊,還應(yīng)將拼接角鋼的豎肢切去(t+hf+5)mm,式中t為角鋼厚度,hf為拼接焊縫的焊腳尺寸。連接角鋼截面的削弱,可以由節(jié)點(diǎn)板或角鋼之間的填板補(bǔ)償。圖9 拼接節(jié)點(diǎn)(a)下弦工地拼接節(jié)點(diǎn);(b)、(c) 上弦工地拼接節(jié)點(diǎn)屋脊節(jié)點(diǎn)處的拼接角鋼,一般采用熱彎成形。當(dāng)屋面坡度較大且拼接角鋼肢較寬時(shí),可將角鋼豎肢切口再?gòu)澱酆蠛赋?。拼接角鋼或拼接鋼板的長(zhǎng)度,接頭一側(cè)的連接焊縫總長(zhǎng)度應(yīng)為: (11)式中 N桿件的軸心力,取節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力的較小值。雙角鋼的拼接中,上式得出的焊縫計(jì)算長(zhǎng)度按四條焊縫平均分配。弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫,應(yīng)按
27、式(3)和式(4)計(jì)算,公式中的取為相鄰節(jié)間弦桿內(nèi)力之差或弦桿最大大內(nèi)力的15,兩者取較大值。當(dāng)節(jié)點(diǎn)處有集中荷載時(shí),則應(yīng)采用上述值和集中荷載Q值按式(9)和式(10)驗(yàn)算。支座節(jié)點(diǎn)屋架與柱子的連接可以做成鉸接或剛接。支承于混凝土柱或砌體柱的屋架一般都是按鉸接設(shè)計(jì),而屋架與柱子的連接則可為鉸接或剛接。圖10為人字形或梯形屋架的鉸接支座節(jié)點(diǎn)示例。圖10 人字形或梯形屋架支座節(jié)點(diǎn)(a)上承式(下弦角鋼端部為圓孔,但節(jié)點(diǎn)板上為長(zhǎng)圓孔);(b)下承式支于混凝土柱的支座節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)板、底板、加勁肋和錨栓組成。支座節(jié)點(diǎn)的中心應(yīng)在加勁肋上,加勁肋起分布支承處支座反力的作用,它還是保證支座節(jié)點(diǎn)板平面外剛度的必要零
28、件。為便于施焊,屋架下弦角鋼背與支座底板的距離e不宜小于下弦角鋼伸出肢的寬度,也不宜小于130mm。屋架支座底板與柱頂用錨栓相連,錨栓預(yù)埋于柱頂,直徑通常為2024mm。底板上的錨栓孔徑宜為錨栓直徑的22.5倍,屋架就位后再加小墊板套住錨栓并用工地焊縫與底板焊牢,小墊板上的孔徑只比錨栓直徑大12mm。支座節(jié)點(diǎn)的傳力路線是:桁架各桿件的內(nèi)力通過(guò)桿端焊縫傳給節(jié)點(diǎn)板,然后經(jīng)節(jié)點(diǎn)板與加勁肋之間的垂直焊縫,把一部分力傳給加勁肋,再通過(guò)節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的水平焊縫把全部支座壓力傳給底板,最后傳給支座。因此,支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行以下計(jì)算:支座底板的毛面積應(yīng)為 Aab+A0 (12)式中 R支座反力; 支座混凝土
29、局部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; A0錨栓孔的面積。按計(jì)算需要的底板面積一般較小,主要根據(jù)構(gòu)造要求(錨栓孔直徑、位置以及支承的穩(wěn)定性等)確定底板的平面尺寸。底板的厚度應(yīng)按底板下柱頂反力(假定為均勻分布)作用產(chǎn)生的彎矩決定。 底板不宜太薄,一般其厚度不宜小于1620mm。加勁肋的高度由節(jié)點(diǎn)板的尺寸決定,其厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度。加勁肋可視為支承于節(jié)點(diǎn)板上的懸臂梁,一個(gè)加勁肋通常假定傳遞支座反力的1/4,它與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受剪力VR/4和彎矩M=V·b/4,并應(yīng)按下式驗(yàn)算: (13)底板與節(jié)點(diǎn)板、加勁肋的連接焊縫按承受全部支座反力及計(jì)算。驗(yàn)算式為: (14)其中焊縫計(jì)算長(zhǎng)度之和2a+2(b-t-2c)-6cm,t和c分別為節(jié)點(diǎn)板厚度和加勁肋切口寬度。(3)T形鋼作弦桿的屋架節(jié)點(diǎn)采用T形鋼作屋架弦桿,當(dāng)腹桿也用T形鋼或單角鋼時(shí),腹桿與弦桿的連接不需要節(jié)點(diǎn)板;當(dāng)腹桿采用雙角鋼時(shí),有時(shí)需設(shè)節(jié)點(diǎn)板(圖11),節(jié)點(diǎn)板與弦桿采用對(duì)接焊縫,此焊縫承受弦桿相鄰節(jié)間的內(nèi)力差以及內(nèi)力差產(chǎn)生的偏心彎矩M,可按下式進(jìn)行計(jì)算: (15) 或 (16)式中 由斜腹桿焊縫確定的節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度,若無(wú)引弧板施焊時(shí)要除去弧坑;t節(jié)點(diǎn)板厚度,通常取與
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