鋼屋架桿件節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1、二. 桿件計(jì)算長(zhǎng)度1.桁架平面內(nèi) 理想桁架壓桿在平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為節(jié)點(diǎn)中心距，考慮到拉桿對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束作用，一般可根據(jù)節(jié)點(diǎn)的嵌固程度確定。如下所示，弦桿、支座斜桿和支座豎桿計(jì)算長(zhǎng)度不折減，其他受壓腹桿計(jì)算長(zhǎng)度l0 x0.8l0鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)2.桁架平面外 取側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離。上弦：上弦橫向水平支撐的節(jié)間長(zhǎng)度（1）有檁屋蓋如檁條與橫向水平支撐的交叉點(diǎn)用節(jié)點(diǎn)板焊牢，可取檁條間距。（2）無(wú)檁屋蓋，橫向支撐由屋面板代替時(shí)取兩塊屋面板的寬度。一般不大于3.0m。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)下弦：取縱向水平支撐節(jié)點(diǎn)與系桿或系桿與系桿之間的距離。腹桿：節(jié)點(diǎn)在桁架平面外的剛度很小，取

2、l0yl0。3.斜平面 單面連接的單角鋼和雙角鋼組成的十字形桿件，斜平面計(jì)算長(zhǎng)度取l00.9l，支撐斜桿和支座豎桿不變。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)桁架弦桿和單系腹桿計(jì)算長(zhǎng)度如下表鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)4.其他桿件 桁架受壓弦桿側(cè)向支承點(diǎn)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)，則該弦桿在 桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：N1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。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì) 桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度取節(jié)點(diǎn)中心間距，在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度按上式計(jì)算。壓力有變化的受壓腹桿平面外計(jì)算長(zhǎng)度（a）再

3、分式腹桿體系的受壓主斜桿 （b）K形腹桿體系的豎桿鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)交叉腹桿在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心到交叉點(diǎn)間的距離，平面外的計(jì)算長(zhǎng)度確定如下表。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)三. 桿件容許長(zhǎng)細(xì)比項(xiàng)次構(gòu) 件 名 稱承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)有重級(jí)工作制吊車(chē)的廠房1桁架的桿件3502502502吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架以下的柱間支撐3002003其他拉桿支撐系桿等（張緊的圓鋼除外）400350受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)項(xiàng)次構(gòu) 件 名 稱容許長(zhǎng)細(xì)比1柱、桁架和天窗架桿件150柱的綴條、吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架以下的柱間

4、支撐2支撐（吊車(chē)梁梁或吊車(chē)桁架以下的柱間支撐除外）200用以減少受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的桿件受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)四、截面形式1. 單壁式屋架桿件的截面形式鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)確定原則等穩(wěn)定u上弦桿：節(jié)間無(wú)荷載：滿足計(jì)算長(zhǎng)度loy2lox，要使y=x 應(yīng)使iy2ix，宜采用不等邊角鋼短肢相連的截面或TW截面；當(dāng)loy=lox時(shí)，可采用兩個(gè)等邊角鋼截面或TM截面。節(jié)間有荷載：為加強(qiáng)桁架平面內(nèi)的抗彎能力，可采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連的截面或TN截面。u下弦桿： 一般loylox，采用不等邊角鋼短肢相連的截面或TW截面。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u支座斜桿： 一般

5、loy=lox，采用不等邊角鋼長(zhǎng)肢相連的截面或等邊角鋼截面，連有再分式桿件的斜腹桿因loy=2lox ，可采用等邊角鋼相連的截面。u腹桿： 一般loy=lo ， lox =0.8l即loy=1.25lox ，采用等邊角鋼相連的截面，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，可采用單角鋼截面。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì) 2.雙壁式屋架桿件的截面形式 屋架跨度較大時(shí)，弦桿等桿件較長(zhǎng)，單榀屋架的橫向剛度比較低。為保證安裝時(shí)屋架的側(cè)向剛度，對(duì)跨度42m的屋架宜設(shè)計(jì)成雙壁式。其中由（a）和（b）適用于弦桿和腹桿，（c）適用于大跨度的重型雙壁式屋架的弦桿和腹桿。鋼屋蓋

6、結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)雙角鋼T形截面填板鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)3.雙角鋼桿件的填板雙角鋼十字形截面填板鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)填板寬度：5080mm填板長(zhǎng)度：T形截面比角鋼肢伸出1020mm 十字形截面從角鋼肢尖縮進(jìn)10 15mm。 填板厚度：與桁架節(jié)點(diǎn)板相同。 填板間距：壓桿l140i1，拉桿l180i1，壓 桿平面外計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)，至少 設(shè)兩塊。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)b)ldld111015a)ld5080ld101511鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)五. 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以增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，但受壓構(gòu)件應(yīng)滿足

7、局部穩(wěn)定要求。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。開(kāi)螺栓孔時(shí)，尚應(yīng)滿足孔徑要求。 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(梯形和人字形屋架)或弦桿端節(jié)間內(nèi)力(三角形屋架)，按表選用；對(duì)雙壁式屋架，則可按上述內(nèi)力的一半選用鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)跨度較大的桁架(例如24m)與柱鉸接時(shí)，弦桿宜根據(jù)內(nèi)力變化而改變截面，但半跨內(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，以便處理弦桿的拼接。同一屋架的型鋼規(guī)格不宜太多，以便訂貨，一般不超過(guò)56種。同時(shí)應(yīng)盡

8、量避免選用相同邊長(zhǎng)或肢寬而厚度相差很小的型鋼，以免施工時(shí)產(chǎn)生用料錯(cuò)誤。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)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)度可不考慮截面削弱。單面連接的單角鋼桿件，在按軸心受拉或軸心受壓計(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)的折成系數(shù)，考慮受力偏心的影響。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)2. 截面選擇1）按強(qiáng)度及穩(wěn)定選擇截面，同時(shí)應(yīng)滿足容許長(zhǎng)細(xì)比的要求。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)1.一般要求1）各桿的重心線應(yīng)與屋架軸線重合，匯交于節(jié)點(diǎn)中心；角鋼肢背至重心線的距離取5mm的

9、倍數(shù)，小角鋼可取1mm的倍數(shù)； 2）弦桿截面有改變時(shí)，一般將拼接處弦桿肢背對(duì)齊，屋架軸線在兩個(gè)桿件形心線中間，如形心線偏移距離超過(guò)較大弦桿截面高度5，應(yīng)考慮由此引起的偏心彎矩，桿件彎矩按下式計(jì)算：式中：M節(jié)點(diǎn)偏心彎矩； Ki所計(jì)算桿件線剛度； Ki匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件線剛度之和。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)3）節(jié)點(diǎn)處腹桿與腹桿、腹桿與弦桿之間的凈距不小于1520mm；角鋼端部切割宜垂直于軸線，為減小節(jié)點(diǎn)板尺寸可采用(b)和(c)，不允許一肢完全切去而另一肢伸出的斜切。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)4）節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單規(guī)則，宜采用矩形，也可采用平行四邊形和梯形等，一般至少有兩條邊平行；

10、節(jié)點(diǎn)板不允許有凹角；節(jié)點(diǎn)板尺寸盡量使焊縫中心受力，節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線夾角不應(yīng)小于150 ；節(jié)點(diǎn)板應(yīng)伸出角鋼肢背1015mm ，也可縮進(jìn)（上弦擱置屋面板、檁體需要）t1/2t1，t1為節(jié)點(diǎn)板厚度；同一屋架采用相同節(jié)點(diǎn)板厚度。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)5） 支承大型混凝土屋面板的上弦桿，當(dāng)支承處的總集中荷載(設(shè)計(jì)值)超過(guò)表8.5的數(shù)值時(shí)、弦桿的伸出肢容易彎曲，應(yīng)對(duì)其加強(qiáng)。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)2.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟1）根據(jù)腹桿內(nèi)力計(jì)算各桿所需焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸。2）畫(huà)出屋架軸線。3）按比例畫(huà)出各桿件的角鋼輪廓線(表示角鋼厚度的線可示意畫(huà)出)，滿足要求1、2。4）切斷角鋼，滿足要求3。5

11、）進(jìn)行焊縫布置。6）定出節(jié)點(diǎn)板的外形，適當(dāng)考慮制作和裝配誤差。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)7）標(biāo)注尺寸：腹桿端部至節(jié)點(diǎn)中心的距離。數(shù)字準(zhǔn)確到mm b節(jié)點(diǎn)板的平面尺寸。節(jié)點(diǎn)中心至節(jié)點(diǎn)板邊的長(zhǎng)度。各桿件軸線至角鋼肢背的距離。每條角焊縫的焊腳尺寸和焊縫長(zhǎng)度。8）驗(yàn)算弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)3. 屋架上弦節(jié)點(diǎn)鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫一般采用兩側(cè)焊u為便于大型屋面板或檁條連接角鋼的放置，常將節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼背，縮進(jìn)距離不宜小于t1/2t1，也不宜大于t1 ，t1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裁，按兩條角焊縫計(jì)算

12、：Q節(jié)點(diǎn)集中荷載垂直于屋面的分量；hf1焊腳尺寸，取hf1 0.5t；f正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)。wffwfhNl1117 . 02wffwfhNl2227 . 02wffwffflhQ117 . 02鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u弦桿角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫承受相鄰桿的內(nèi)力差N及引起的彎矩M=Ne，計(jì)算：式中, hf2肢尖焊縫的焊腳尺寸。227 . 026wfflhNe227 . 02wfflhN fwffff22/鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì) 式中, hf1、lw1肢背的焊縫焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度； hf2 、lw2肢尖焊縫的焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度。 當(dāng)節(jié)點(diǎn)板向上伸出不妨礙屋面構(gòu)件的放置，或

13、因相鄰弦桿節(jié)間內(nèi)力差N較大，膠尖焊縫按上式不滿足時(shí)，節(jié)點(diǎn)板部分向上伸出或全部向上伸出，弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：肢背：肢尖：wfwfflhQN112217 . 025 . 0wfwfflhQN222227 . 025 . 0鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)肢背肢尖4. 下弦節(jié)點(diǎn)u節(jié)點(diǎn)上無(wú)集中荷載時(shí)： 一般內(nèi)力差很小，實(shí)際的焊縫焊腳尺寸按構(gòu)造確定，并沿節(jié)點(diǎn)板全長(zhǎng)滿焊。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u節(jié)點(diǎn)上有集中荷載時(shí)：肢背：肢尖：wfwffflhQN112217 . 02/5 . 0wfwffflhQN222227 . 02/5 . 0鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)5.屋脊節(jié)點(diǎn)u上弦在屋脊

14、處斷開(kāi)，用角鋼拼接。u拼接角鋼棱角鏟去，切肢=(t+hf+5)mmu拼接角鋼一般熱彎成形，坡度較大或角鋼肢較寬時(shí)，切口后彎折焊成。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)式中，N節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力較小值。 拼接角鋼長(zhǎng)度u弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，按上弦節(jié)點(diǎn)，但N取弦桿最大內(nèi)力的15，u拼接角鋼長(zhǎng)度由焊縫長(zhǎng)度要求確定,接頭一側(cè)的每條連接焊縫長(zhǎng)度應(yīng)為wffwfhNl7 . 04mmhlLfw)2010()2(2鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)6.下弦拼接節(jié)點(diǎn)u當(dāng)桿件長(zhǎng)度不夠或弦桿截面有改變時(shí)，一般在工廠拼接，拼接位置通常在節(jié)點(diǎn)范圍以外。當(dāng) 屋架分為幾個(gè)運(yùn)送單元時(shí)在工地進(jìn)行拼接，拼接位置一般在節(jié)點(diǎn)處，為減輕節(jié)點(diǎn)

15、板負(fù)擔(dān)和保證整個(gè)屋架平面外剛度，通常不利用節(jié)點(diǎn)扳作為拼接材料，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的強(qiáng)度和剛度。u拼接角鋼的切角、截肢和長(zhǎng)度計(jì)算同前。u弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，按下弦節(jié)點(diǎn)，但N取為相鄰節(jié)間弦桿內(nèi)力之差和弦桿最大內(nèi)力15兩者較大值。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)三角形屋架的支座節(jié)點(diǎn)7. 支座節(jié)點(diǎn) 支承于混凝土柱或磚柱的屋架按鉸接設(shè)計(jì)，支承于鋼柱的屋架鉸接或剛接。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)人字形或梯形屋架支座節(jié)點(diǎn) （a）上承式 （b）下承式u 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

16、肋起分布支承處支座反力的作用，保證支座節(jié)點(diǎn)板平面外剛度。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u為便于施焊，屋架下弦角鋼背與支座底板的距離不宜小于下弦角鋼伸出肢的寬度及130mm。u屋架支座底板與柱頂預(yù)埋錨栓相連錨栓直徑通常為2024mm。為便于安裝時(shí)調(diào)整位置，底板上的錨栓孔徑宜為錨栓直徑的22.5倍，小墊扳上的孔徑比錨徑直徑大(12)mm。u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，通過(guò)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。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)式中，R支座反力； fc支座混凝土局

17、部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；A0錨栓孔的面積。 一般短邊不小于200mm，考慮錨栓孔要求來(lái)確定底板平面尺寸。u底板厚度由柱頂反力作用產(chǎn)生的彎矩決定，計(jì)算方法同鉸接柱腳底板。不宜小于1620mm。u加勁肋的高度由節(jié)點(diǎn)板尺寸和焊縫要求決定，其厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度。u支座底板的毛面積為：鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)u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14，它與節(jié)點(diǎn)板的連接焊續(xù)承受剪力vR4和彎短MVb4，加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫驗(yàn)算： 底板與節(jié)點(diǎn)板、加勁肋的連接焊縫驗(yàn)算：lw2a+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。鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)8. T型鋼作弦桿的屋架節(jié)點(diǎn)u當(dāng)腹桿也用T型鋼或單角鋼時(shí)，腹桿與弦桿直接焊接，不需要節(jié)點(diǎn)板；u當(dāng)腹桿采用雙角鋼時(shí)，有時(shí)需設(shè)節(jié)點(diǎn)板，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)力差及產(chǎn)生的偏心彎矩，可按下式進(jìn)行計(jì)算：鋼屋蓋結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 簡(jiǎn)支屋架設(shè)計(jì)lw由斜腹桿焊縫確定的節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度，若無(wú)引弧板時(shí)要出去弧坑；t節(jié)點(diǎn)板厚度，通常取與T型鋼腹板等厚或相差不超過(guò)1m