鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)——27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木與環(huán)境工程學(xué)院 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 北京科技大學(xué) 2014年07月目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2 設(shè)計(jì)目的11.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求12.設(shè)計(jì)計(jì)算書22.1 設(shè)計(jì)資料22.2 設(shè)計(jì)依據(jù)32.3 屋架形式及主要尺寸確定32.4 支撐布置42.5 屋架的內(nèi)力計(jì)算52.5.1 計(jì)算的基本假定52.5.2荷載計(jì)算52.5.3 荷載組合62.5.4 內(nèi)力計(jì)算72.6 桿件截面設(shè)計(jì)92.6.1 上弦桿92.6.2 下弦桿102.6.3 端斜桿aB112.6.4 腹桿122.5.6 豎桿Hd162.7 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)182

2、.7.1 上弦節(jié)點(diǎn)182.7.2 屋脊節(jié)點(diǎn)“J”293.7.3 端部支座節(jié)點(diǎn)“a”312.7.4 下弦節(jié)點(diǎn)332.7.5 其他節(jié)點(diǎn)392.8 節(jié)點(diǎn)板計(jì)算401.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步了工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式、總體布置、受力特點(diǎn)和構(gòu)造要求等；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)材料、連接和基本構(gòu)件設(shè)計(jì)原理進(jìn)行鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算和解決實(shí)際工程問題的能力。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求(1)完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，設(shè)計(jì)計(jì)算書內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：設(shè)計(jì)基本資料、設(shè)計(jì)依據(jù)選擇鋼屋架的材料，并明確提出對保證項(xiàng)目的要求；確定屋架形式及幾何尺寸，屋架及支撐布置（SC

3、上弦支撐，XC下弦支撐，CC垂直支撐，GG剛性系桿，LG柔性支撐）；進(jìn)行荷載匯集、桿件內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合，選擇各桿件截面；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)下弦節(jié)點(diǎn)、上弦節(jié)點(diǎn)、再分式腹桿節(jié)點(diǎn)、支座節(jié)點(diǎn)、屋脊節(jié)點(diǎn)及下弦中央節(jié)點(diǎn)等。填板設(shè)置； 材料統(tǒng)計(jì)(2)繪制鋼屋架施工圖一張（A3）屋架幾何尺寸和內(nèi)力簡圖（1:100）；構(gòu)件詳圖：屋架正立面圖軸線圖比例1:20（1：30），節(jié)點(diǎn)及桿件比例1:10(1:15)，上、下弦平面圖，端部側(cè)面圖、跨中及中間部位剖面圖；零件或節(jié)點(diǎn)大樣圖（1:5）； 材料表；設(shè)計(jì)說明。所繪圖紙應(yīng)符合房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB 500012010）和建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB-T50105-2010）

4、的要求。2.設(shè)計(jì)計(jì)算書2.1 設(shè)計(jì)資料 某機(jī)械廠成品組裝車間跨度為27m，廠房總長度90m，柱距6m，車間內(nèi)設(shè)有兩臺300/50kN中級工作制吊車。廠房平面圖、剖面圖及屋架結(jié)構(gòu)形式見圖2-1（以長度90m為例）。圖2-1 廠房平面、剖面及屋架形式示意圖1.車間柱網(wǎng)布置：長度90m；柱距6m ；跨度27m2.屋架采用的鋼材為Q235B鋼，焊條為E43型。3.屋面材料：預(yù)應(yīng)力大型屋面板4.柱的混凝土強(qiáng)度等級為C25，屋面坡度i=1/10；5.廠房工作溫度高于-20，無侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為6度，屋架下標(biāo)高為12.5m；采用1.5×6 m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，級防水，卷材屋面，屋架采

5、用梯形鋼桁架，兩端鉸支在鋼柱上。6.屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7 kN/m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.45 kN/m2，基本風(fēng)壓0.35 kN/m2，基本雪壓（不與活荷載同時(shí)考慮）0.45 kN/m22.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1.鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 張志國 張慶芳 武漢理工大學(xué)出版社2.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003），北京：中國計(jì)劃出版社3.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012），北京：中國建筑工業(yè)出版社4.鋼結(jié)構(gòu)基本原理 何若全 中國建筑工業(yè)出版社5.房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50001-2010）6.建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB-T50105-2010）2.3 屋架形式及主要尺寸確定屋面材料為預(yù)應(yīng)

6、力混凝土大型屋面板，采用無檁屋蓋體系，梯形鋼屋架，屋面坡度i=1/10。屋架計(jì)算寬度L0=L-2×0.15=27-2×0.15=26.7m，中間高度取H=3350mm，在27m軸線處端部高度h0=2000mm，在26.7m的兩端高度為：h0=2015mm。屋架跨中起拱高度按f=L0/500計(jì)算，取60mm。鋼材選用Q235B鋼，焊條為E43型，手工焊。根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平支撐、垂直支撐和系桿。如圖2-2所示：圖2-2 屋架形式2.4 支撐布置根據(jù)廠房長度（90m>60m）、跨度及荷載情況，設(shè)置三道上、下弦橫向水平支撐。因柱網(wǎng)采用封閉結(jié)

7、合，廠房兩端的橫向水平支撐設(shè)在第一柱間，該水平支撐的規(guī)格與中間柱間支撐的規(guī)格有所不同。在所有柱間的上弦平面設(shè)置了剛性與柔性系桿，以保證安裝時(shí)上弦桿的穩(wěn)定，在各柱間下弦平面的跨中及端部設(shè)置了柔性系桿，以傳遞山墻風(fēng)荷載。在設(shè)置橫向水平支撐的柱間，于屋架跨中和兩端各設(shè)一道垂直支撐。屋架支撐布置見圖2-3所示：圖2-3(a)屋架上弦支撐布置圖2-3(b)垂直支撐1-1圖2-3(c)垂直支撐2-2符號說明：GWJ-（鋼屋架）；SC-（上弦支撐）：XC-（下弦支撐）； CC-（垂直支撐）；GG-（剛性系桿）；LG-（柔性系桿）備注：某車間所設(shè)計(jì)的屋蓋無吊車、無天窗、無振動(dòng)設(shè)備，不必進(jìn)行有關(guān)這些的計(jì)算。2.

8、5 屋架的內(nèi)力計(jì)算2.5.1 計(jì)算的基本假定節(jié)點(diǎn)均為鉸接；所有桿件的軸線均位于同一平面內(nèi)，且同心交匯于節(jié)點(diǎn)；荷載均作用于節(jié)點(diǎn)。2.5.2荷載計(jì)算屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，取較大的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算，故屋面活荷載取0.7kN/m2進(jìn)行計(jì)算；荷載計(jì)算中，因屋面坡度較小，風(fēng)荷載對屋面為吸力，起卸載作用，對重屋蓋可不考慮。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）可按經(jīng)驗(yàn)公式gk=0.12+0.011lkN/m2計(jì)算。荷載計(jì)算如表2-1所示：表2-1 荷載計(jì)算表荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）設(shè)計(jì)值（kN/m2）預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板(包括灌縫）1.41.4×1.351.89改性瀝青防水層0.

9、40.4×1.350.5420厚1:2.5水泥砂漿找平層0.40.4×1.350.54150厚加氣混凝土保溫層0.480.48×1.350.648懸掛管道0.100.10×1.350.135屋架和支撐自重0.120+0.011×27=0.4170.417×1.350.563永久荷載總和3.1974.316屋面活荷載0.70.7×1.40.98可變荷載總和0.70.982.5.3 荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí)應(yīng)考慮以下三種荷載組合情況：（1）第一種荷載組合：全跨永久荷載+全跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載：F=4.16+0.98&#

10、215;1.5×6=47.664kN（2）第二種荷載組合：全跨永久荷載+半跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載：F1=4.316×1.5×6=38.844kN半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載：F2=0.98×1.5×6=8.82kN（3）第三種荷載組合：全跨屋架（包括支撐）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載:全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重：F3=0.563×1.5×6=5.067kN半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及活荷載：F4=(1.89+0.98)×1.5×6=25.830kN備注：上述三種荷載組合，其中（1）、（2）種組合為使用階段荷載情況，（3）為

11、施工階段荷載情況。2.5.4 內(nèi)力計(jì)算屋架在上述3種荷載組合作用下的計(jì)算簡圖如圖2-4所示。用電算先解得F=1的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（F=1作用于全跨、左半跨、右半跨）:（a）全跨永久荷載+全跨可變荷載計(jì)算簡圖（b）全跨永久荷載+半跨可變荷載計(jì)算簡圖（c）全跨屋架包括支撐+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載計(jì)算簡圖圖2-4 屋架計(jì)算簡圖然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果詳細(xì)見表2-2：表2-2 屋架構(gòu)件內(nèi)力組合表?xiàng)U件名稱內(nèi)力系數(shù)（F=1)內(nèi)力組合值計(jì)算內(nèi)力全跨左半跨右半跨第一種組合Fx第二種組合第三種組合F1×+ F2×F1×+ F2×F3

12、15;+ F4×F3×+ F4×上弦AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30CD-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30DE-15.74-11.27-5.60-750.23-710.81-660.80-370.86-224.40-750.23EF-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-22

13、7.34-777.87FG-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-227.34-777.87GH-18.61-11.86-8.45-887.03-827.49-797.42-400.64-312.56-887.03HI-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38IJ-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38下弦ab5.344.101.56254.53243.59221.19132.9667.35

14、254.53bc13.269.744.40632.02600.98553.88318.77180.84632.02cd18.1812.157.56866.53813.35772.86405.95287.39866.53de17.759.879.87846.04776.53776.53344.88344.88846.04斜腹桿aB-10.04-7.70-2.93-478.55-457.91-415.84-249.76-126.55-478.55Bb7.945.832.65378.45359.84331.79190.82108.68378.45bD-6.46-4.43-2.55-307.91-29

15、0.00-273.42-147.16-98.60-307.91Dc4.612.822.25219.73203.94198.9196.2081.48219.73cf-3.50-1.30-2.76-166.82-147.42-160.30-51.31-89.03-166.82fG-2.70-0.49-2.76-128.69-109.20-129.22-26.34-84.97-128.69Ef0.730.730.0034.7934.7928.3622.553.7034.79Gd0.73-0.741.8434.7921.8344.58-15.4251.2334.79dg1.142.90-2.2054.

16、3469.8624.8880.68-51.0554.34gJ1.883.63-2.2089.60105.0453.62103.29-47.3089.60Hg0.670.670.0031.9331.9326.0320.703.3931.93豎桿Aa-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Cb-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Ec-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ff-1.00-1.000.00-47.66-47.

17、66-38.84-30.90-5.07-47.66Hd-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ig-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.002.6 桿件截面設(shè)計(jì)2.6.1 上弦桿整個(gè)上弦桿采用等截面，按最大設(shè)計(jì)內(nèi)力的HI、IG桿設(shè)計(jì)，根據(jù)表2-2，有N=-910.38kN。在屋架平面內(nèi)計(jì)算長度為l0x=l0=1.507m。本屋架為無檁體系，可以認(rèn)為大型屋面板只起到剛性系桿作用。根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取

18、在屋架平面外計(jì)算長度l0y為支撐點(diǎn)間的距離，即：l0y=3×1.507=4.521m 根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長度，上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并，如圖2-5所示。圖2-5 上弦桿截面圖腹桿最大內(nèi)力N=-478.55kN，查單臂式桁架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表可知，中間節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用12mm。設(shè)=60，查Q235鋼穩(wěn)定系數(shù)表可知 =0.807。需要截面積 A=Nf=910.38×1030.807×215=5247.0mm2需要回轉(zhuǎn)半徑ix=l0x=150760=25.1mmiy=l0y=452160=75.4mm根據(jù)需要的A 、ix、iy

19、 ，查角鋼型鋼表，初選2L180×110×10，即 A=5674cm2，ix=31.3mm，iy=87.1mm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：x=l0xix=150731.3=48.15<=150y=l0yiy=452187.1=51.91<=150由于 y>x，只需求出y，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，y=0.847,則：NA=910.38×1030.847×5674=189.43MPa<215MPa所以所選用的截面2L180×110×10符合上弦桿的要求。上弦截面如圖2-5所示。2.6.2 下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大

20、內(nèi)力所在的cd桿計(jì)算，根據(jù)表2-2有N=866.53kN。又有：屋架平面內(nèi)取節(jié)點(diǎn)間軸線長度 l0x=l0=3.000m屋架平面外根據(jù)支撐布置取 l0y=26700/2=1.3350m所需截面面積為：A=Nf=866.53×103215=4030.37mm2選用2L160×100×10，因?yàn)閘0yl0x，故用不等肢角鋼，短肢相并，如圖2-6所示：圖2-6 下弦桿截面圖該截面特征如下：A=5064mm2>4030.37mm2（符合要求）ix=28.5mm，iy=77.8mm長細(xì)比計(jì)算：x=l0xix=300028.5=105.26<=350y=l0yiy=

21、1335077.8=171.59<=350=NA=866.53×1035064=171.12MPa<215MPa對Y軸換算長細(xì)比：所以選用截面滿足要求，下弦桿截面如圖2-6所示。2.6.3 端斜桿aB桿件軸力N=-478.55kN，l0x=l0y=2539mm。因?yàn)閘0x=l0y，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使ixiy，選用角鋼2L140×90×10，a=12mm，其截面特性為：A=4452mm2，ix=44.7mm，iy=37.0mm對該截面驗(yàn)算如下：x=l0xix=253944.7=56.80<=150y=l0yiy=253937.0=68.

22、62<=150因?yàn)閎2t=9010=9<0.48l0yb2=0.48×253990=13.54所以可取yz=y1+1.09b24l0y2t2=68.62×1+1.09×90425392×102=76.23<150由于yz>x，只需求yz，查軸心受壓桿穩(wěn)定系數(shù)表，得yz=0.733，于是有：=NyzA=478.55×1030.733×4452=146.65MPa<215MPa滿足要求。填板每個(gè)節(jié)間放兩塊，填板間距：la=84.6cm<40i=40×4.47=178.8cm斜端桿aB截面如下圖

23、2-7所示。圖2-7 斜端桿aB桿截面圖2.6.4 腹桿（1）腹桿cf-fG此桿在f節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長桿件。Ncf=-166.82kN，NfG=-128.69kN再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度取節(jié)點(diǎn)中心間距l(xiāng)0x=2086mm，在桁架平面外的計(jì)算長度：選用2L110×10，a12mm，查角鋼規(guī)格表得A42.52， 由于，只需求。查表0.699，則:再分腹桿截面如圖2-8所示：圖2-8 再分腹桿cf-fG截面圖（2）腹桿dg-gJ此桿在g節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長桿件。Ndg=54.34kN，NgJ=89.60kN再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度取節(jié)點(diǎn)中心間距

24、l0x=2248mm，在桁架平面外的計(jì)算長度：選用2L63×5，a12mm，查角鋼規(guī)格表得A12.29， 斜腹桿受拉則:滿足要求。再分腹桿截面如圖2-9所示：圖2-9 再分腹桿dg-gJ截面圖（3）斜腹桿bD桿件軸力：N=-307.91kN計(jì)算長度： l0x=0.8×2873=2298mm，l0y=2873mm因?yàn)閘0xl0y，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使ixiy。設(shè)，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得，則需要的截面積為A=Nf=307.91×1030.807×215=1774.65mm2需要的回轉(zhuǎn)半徑：ix=l0x=229860=32.3mmiy=l0y

25、=287360=47.9mm根據(jù)需要的A 、ix、iy ，查角鋼型鋼表，初選2L110×10，即 A=4252cm2，ix=33.8mm，iy=50.0mm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：x=l0xix=229833.8=68.0<=150y=l0yiy=287350.0=57.5<=150由于 x>y，只需求出x，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，x=0.740,則：NA=307.91×1030.740×4252=97.86MPa<215MPa所以所選用的截面2L110×10符合要求。斜腹桿bD截面如圖2-10所示。圖2-10 斜腹桿bD截面圖（4）斜

26、腹桿Bb試取Bb桿的截面分bD相同，即腹桿Bb截面為2L110×10，并對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算：強(qiáng)度驗(yàn)算：NA=378.45×1034252=89.0MPa<215MPa滿足強(qiáng)度要求。剛度驗(yàn)算：計(jì)算長度：l0x=0.8×2622=2098mm，l0y=2622mmx=l0xix=209833.8=62.1<=150y=l0yiy=262250.0=52.4<=150滿足剛度要求。（5）腹桿Dc試取Dc桿的截面與Cf相同，即腹桿Dc截面為2L110×10，并對桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算：強(qiáng)度驗(yàn)算：NA=219.73×1034252=

27、51.68MPa<215MPa滿足強(qiáng)度要求。剛度驗(yàn)算：計(jì)算長度：l0x=0.8×2873=2298mm，l0y=2873mmx=l0xix=229833.8=68.0<=150y=l0yiy=287350.0=57.5<=150滿足剛度要求。2.5.6 豎桿Hd桿件軸力：N=-71.50kN計(jì)算長度： l0x=0.8×3050=2440mm，l0y=3050mm由于桿件內(nèi)力較小，按選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為：ix=l0x=2440150=16.3mmiy=l0y=3050150=20.3mm查型鋼表，選截面的ix和iy較上述計(jì)算的ix和iy略大些。選用2L63

28、×5，其截面特性為：A=1229mm2，ix=19.4mm，iy=30.4mm對該截面驗(yàn)算如下：x=l0xix=244019.4=125.77<=150y=l0yiy=305030.4=100.46<=150由于 x>y，只需求出x，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，x=0.406,則：NA=71.501×1030.406×1229=143.29MPa<215MPa所以所選用的截面2L63×5符合要求。豎桿截面如圖2-11所示：圖2-11 豎桿截面圖其余各桿件的截面選擇結(jié)果見表2-3。42表2-3 屋架桿件截面選擇表名稱桿件編號內(nèi)力/kN計(jì)算

29、長度/cm截面規(guī)格截面面積/回轉(zhuǎn)半徑/cm長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力上弦HI、IJ-910.38150.7452.1180×110×1056.743.138.7148.1551.911500.847189.43下弦cd866.533001335160×100×1050.642.857.78105.26171.59150171.12腹桿aB-478.55253.9253.9140×90×1044.524.423.7056.8068.621500.733146.65Bb378.45209.8262.2110×1042.52

30、3.385.0062.0752.441500.803110.84bD-307.91229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.461500.74097.86Dc219.73229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.461500.74069.83CffG-166.82-128.69208.6393.4110×1042.523.385.0061.7278.681500.69956.13Ef34.79151.2189.063×512.291.943.0477.9462.171500.70340.27

31、Gd34.79261.2326.563×512.291.943.04134.64107.401500.37176.30DggJ54.3489.60224.8405.463×512.291.943.04115.88133.361500.33372.90Hg31.93162.8203.563×512.291.943.0483.9266.941500.66738.95豎桿Aa-47.66161.2201.563×512.291.943.0483.0966.281500.63860.78Cb-47.66184.0230.063×512.291.943.

32、0494.8575.661500.59565.18Ec-71.50208.0260.063×512.291.943.04107.2285.531500.517112.53Ff-47.66104.0130.063×512.291.943.0453.6142.761500.84146.11Hd-71.50244.0305.063×512.291.943.04125.77100.331500.406143.29Ig-47.66122.0152.563×512.291.943.0462.8950.161500.79560.06Je0.00268.0335.063

33、×512.291.943.04138.14110.201500.360.002.7 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)各桿件的內(nèi)力由表2-2查得。設(shè)計(jì)步驟：由腹桿內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸，最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。采用E43 焊條時(shí)，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=160。2.7.1 上弦節(jié)點(diǎn)2.7.1.1 上弦節(jié)點(diǎn)“A”設(shè)Aa桿的肢背和肢尖焊縫，所需焊縫長度為：肢背：肢尖：取 為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm，用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的

34、折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F=29.34KN。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為140mm，則 焊縫強(qiáng)度滿足要求。圖2-12 上弦節(jié)點(diǎn)“A”2.7.1.2 上弦節(jié)點(diǎn)“B”設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為肢背： ，肢尖：，按構(gòu)造取。Bb與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：N=-549.06KN。設(shè)Ba桿的肢背和肢尖的焊腳尺寸為，所需焊縫長度為肢背： ，肢尖：，取。為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。

35、槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得， 根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖（見圖2-13），從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為360×600mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=-537.8KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為600mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。圖2-13 上弦節(jié)點(diǎn)“B”2.7.1.3 上弦節(jié)點(diǎn)“C”設(shè)Aa桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為肢背： ，肢尖：，按構(gòu)造取為了便于在

36、上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：， 肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。2.7.1.4 上弦節(jié)點(diǎn)“D”設(shè)bD桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為:肢背： ，肢尖：，取。設(shè)cD桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為:肢背： ，肢尖：，取。為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)

37、上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得， 根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為360×450mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=300.18KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。槽焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為450mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“D”如圖2-14所示：圖2-14 上弦節(jié)點(diǎn)“D”2.7.1.5 上弦節(jié)點(diǎn)“E”設(shè)cE的

38、內(nèi)力很小，焊縫長度取，設(shè) Ef桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為肢背： ，肢尖：，按構(gòu)造取為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：， 肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=34.63KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為300mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“E”如圖2-15所示：圖2-15 上弦節(jié)點(diǎn)“E”2.7.1.6 上弦節(jié)點(diǎn)“F”設(shè)Aa桿的肢背和肢尖

39、的焊縫，所需焊縫長度為肢背： ，肢尖：，按構(gòu)造取為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：，肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。2.7.1.7上弦節(jié)點(diǎn)“G”設(shè)fG桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為:肢背： ，肢尖：，取。設(shè)dG桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為:肢背： ，肢尖：，取。為

40、了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得， 根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為220×460mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=85.02KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。槽焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為460mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“G”如圖2-16所示：圖2-16

41、上弦節(jié)點(diǎn)“G”2.7.1.8 上弦節(jié)點(diǎn)“H”dH的內(nèi)力很小，焊縫長度取，gH的內(nèi)力很小，焊縫長度取，為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：， 根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為230×300mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=29.34KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。槽焊縫是安全的，可不

42、驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為460mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“H”如圖2-17所示：圖2-17 上弦節(jié)點(diǎn)“H”2.7.1.9 上弦節(jié)點(diǎn)“I”設(shè)Ig桿的肢背和肢尖的焊縫，所需焊縫長度為:肢背： ，肢尖：，。為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得， 肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0kN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則焊縫強(qiáng)度滿足要求

43、。2.7.2 屋脊節(jié)點(diǎn)“J” 弦桿一般用與上弦桿同號角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施焊，需將拼接角鋼進(jìn)行切肢、切棱。拼接角鋼的這部分削弱可以靠節(jié)點(diǎn)板來補(bǔ)償。拼接一側(cè)的焊縫長度可按弦桿內(nèi)力計(jì)算。N=-986.97kN。設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為10mm，則需焊縫長度為，取=270mm拼接角鋼長度取2270+20560mm<600mm。上弦與節(jié)點(diǎn)板間的焊槽，假定承受點(diǎn)載荷，驗(yàn)算略。上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫應(yīng)該按照上弦內(nèi)力的15%計(jì)算。設(shè)肢尖焊縫，節(jié)點(diǎn)板長為500mm,節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長度為220 mm。焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。節(jié)點(diǎn)形式如圖2-18所示：圖2-18

44、屋脊節(jié)點(diǎn)“”3.7.3 端部支座節(jié)點(diǎn)“a”為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。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)板的高度相等，厚度14mm。（1）支座底板的計(jì)算支座反力：設(shè)支座底板的平面尺寸采用，如僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為。驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：式中：混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對C20混凝土，。支座底板的厚度按屋架反力作用下的彎矩計(jì)算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分為四塊，每塊板為兩相鄰邊支承而另兩相鄰邊自由的板，每塊板的單位寬度的最大彎矩為：式中：底板下的平均應(yīng)力，即=8.58。兩邊支承之間的對角線長度，即系數(shù)，由查表確定。為兩邊支承的

45、相交點(diǎn)到對角線的垂直距離。由此得：查表得0.0546。則單位寬度的最大彎矩為：底板厚度：，取t20mm。所以底板尺寸為。（2）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算焊縫長度等于加勁肋高度，也等于節(jié)點(diǎn)板高度。由節(jié)點(diǎn)圖得焊縫長度為440mm，計(jì)算長度lw450-16-20414（mm）（設(shè)焊腳尺寸hf8mm，切角20mm），每塊加勁肋近似的按承受R/4計(jì)算，R/4作用點(diǎn)到焊縫的距離為e140/270 mm。則焊縫所受剪力V及彎矩M為：焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：39.09N/mm2，滿足要求。（3）節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算設(shè)焊縫傳遞全部支座反力，其中每塊加勁肋各傳，節(jié)點(diǎn)板傳遞。節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫長度，所需焊

46、腳尺寸為：取。每塊加勁肋與底板的連接焊縫長度為：所需焊縫尺寸：所以取。節(jié)點(diǎn)形式如圖2-19所示:圖2-19 端部支座節(jié)點(diǎn)“a”2.7.4 下弦節(jié)點(diǎn)2.7.4.1 下弦節(jié)點(diǎn)“b”設(shè) bB 桿的肢背和肢尖焊縫 ，所需焊縫長度為：肢背：肢尖：取，。設(shè) bD桿的肢背和肢尖焊縫 ，所需焊縫長度為：肢背：肢尖：取，。bC桿的內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取。根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為370×550mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板連接到焊縫長度為550mm，焊縫承受節(jié)點(diǎn)左、右弦桿的內(nèi)力差NNbc-Nab711.89-305.14406.