三角形屋架設(shè)計(jì)

-.z.-----總結(jié)資料鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)——三角形鋼屋架構(gòu)造設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間目錄1課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書……………………62屋架桿件幾何尺寸的計(jì)算…………63屋架支撐布置………………………73.1屋架支撐………………………73.2屋面檁條及其支撐……………8截面選擇……………………8強(qiáng)度計(jì)算……………………9強(qiáng)度驗(yàn)算……………………9荷載計(jì)算……………………94屋架的內(nèi)力計(jì)算……………………104.1桿件的軸力……………………104.2上弦桿的彎矩…………………105屋架桿件截面設(shè)計(jì)…………………105.1上弦桿…………115.2下弦桿…………125.3腹桿……………13中間豎腹桿JG………………13主斜腹桿IK、KG……………14腹桿DI……………………14腹桿BH、CH、EK、FK……………………15腹桿HD、DK………………155.4填板設(shè)置與尺寸選擇………156屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)……………………166.1支座節(jié)點(diǎn)A…………………166.2上弦一般節(jié)點(diǎn)B、C、E、F、D……………206.3屋脊拼接節(jié)點(diǎn)G……………216.4下弦一般節(jié)點(diǎn)H……………236.5下弦拼接節(jié)點(diǎn)I……………236.6下弦中央節(jié)點(diǎn)J……………256.7受拉主斜桿中間節(jié)點(diǎn)K……………………258參考資料…………25三角形鋼屋架課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書西南交通大學(xué)自考班課程設(shè)計(jì)任務(wù)書——鋼屋架設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料*地區(qū)*金工車間，長18×Sm，跨度Lm，柱距Sm，采用無檁屋蓋構(gòu)造體系，梯形鋼構(gòu)造屋架，1.5m×Sm預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，膨脹珍珠巖制品保溫層〔容重4kN/m3，所需保溫層厚度由當(dāng)?shù)販囟却_定〕，卷材屋面，屋面坡度i。根本風(fēng)壓W，根本雪壓S.活荷載q*地區(qū)*車間，長18×Sm，跨度Lm，采用有檁屋蓋體系，三角形屋架，屋面采用壓型鋼板0.15Kn/m2，不保溫，屋面坡度i。根本風(fēng)壓W，根本雪壓S.活荷載q根據(jù)附表選擇題目。屋架均簡支于鋼筋混凝土柱子上，混凝土標(biāo)號為C20，建造地點(diǎn)見附表。屋架所受荷載，包括恒載，活荷載，及風(fēng)雪荷載等，均應(yīng)該根分組表采用。大組7組，小組52組，跨度24m，柱距6m，雪荷載0.75，風(fēng)壓0.3，屋面坡度0.42，屋面荷載0.5。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求選擇計(jì)算跨度，節(jié)間劃分和腹桿形式，選用鋼材以及焊條；布置屋蓋支撐，說明各支撐布置的必要性和作用，并按比例繪制出支撐布置圖；可用圖解法或者查手冊等方法求得半跨單位荷載作用下的桿力系數(shù)荷載計(jì)算桿力組合選擇桿件截面，列表匯總節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)施工圖繪制〔包括繪制平面布置圖、支撐布置圖和一榀鋼屋架設(shè)計(jì)詳圖，詳圖中必須至少包含屋脊節(jié)點(diǎn)詳圖、跨中下弦節(jié)點(diǎn)詳圖和支座節(jié)點(diǎn)詳圖〕三、其它補(bǔ)充技術(shù)資料1〕三角形屋架三角形屋架上弦坡度一般為i

=1/2~1/3，跨度一般為18~24m之間，適用于屋面坡度較大的有檁體系屋蓋。三角形屋架與柱只能做成鉸接，故房屋的橫向剛度較低，且屋架弦桿的內(nèi)力變化較大，在支座處最大，跨中較小，故弦桿用同一規(guī)格截面時(shí)，其承載力不能得到充分利用。

2〕梯形屋架梯形屋架上弦坡度一般為i=1/8~1/20，跨度可達(dá)36m，適用于屋面坡度較小的屋蓋體系。梯形屋架的外形接近于彎矩圖，各節(jié)間弦桿受力較弱，且腹桿較短。梯形屋架與柱的連接可做成剛接也可做成鉸接。當(dāng)做成剛接時(shí)，可提高房屋的橫向剛度，因此是目前工業(yè)廠房無檁體系屋蓋中應(yīng)用最廣的屋蓋形式。3〕選型參數(shù)常用屋架高度為：三角形屋架一般取h=(1/4~1/6)l。梯形屋架當(dāng)上弦坡度為1/8~1/12時(shí)，跨中高度取h=(1/6~1/10)l，跨度大〔或屋面荷載小〕時(shí)取小值，跨度小〔或屋面荷載大〕時(shí)取大值。梯形屋架的端部高度，當(dāng)屋架與柱鉸接時(shí)取1.6~2.2m，剛接時(shí)取1.8~2.4m，端彎矩大時(shí)取大值，端彎矩小時(shí)取小值。對于跨度較大的屋架，在橫向荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，有損外觀并可能影響屋架的正常使用。為此，對跨度L≥15m的三角形屋架和跨度L≥24m的梯形屋架，當(dāng)下弦無向上曲折時(shí)，宜采用起拱來抵消屋架受荷后產(chǎn)生的局部撓度。起拱高度一般為其跨度的1/500左右。4〕屋蓋支撐鋼屋蓋和柱組成的構(gòu)造體系是一平面排架構(gòu)造，縱向剛度很差，在荷載作用下，存在著所有屋架同向傾覆的危險(xiǎn)。此外，在這樣的體系中，由于檁條和屋面板均不能作為上弦桿的側(cè)向支承點(diǎn)，故上弦桿在受壓時(shí)，極易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)象，如圖中虛線所示，其承載力極低。在屋蓋兩端或中部適當(dāng)位置的相鄰兩榀屋架之間，設(shè)置一定數(shù)量的支撐，沿屋蓋縱向全長設(shè)置一定數(shù)量的縱向桿件〔系桿〕，將屋架連成一空間構(gòu)造體系，形成屋架與支撐桁架組成的空間穩(wěn)定體系。目的是保證整個(gè)屋蓋的空間幾何不變性，從而阻止屋架上．下弦側(cè)移，大大減小其自由長度，提高屋架弦桿的承載力。同時(shí)，可保證屋蓋構(gòu)造安裝時(shí)的穩(wěn)定和方便。鋼屋蓋支撐主要由上弦橫向水平支撐．下弦橫向水平支撐．下弦縱向水平支撐．垂直支撐及系桿組成。5、鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的根本要求和構(gòu)造要求根本要求〔1〕角鋼屋架各匯交的桿件一般焊接于節(jié)點(diǎn)板上，組成屋架節(jié)點(diǎn)。桿件截面重心軸線匯交于節(jié)點(diǎn)中心，截面重心線按所選用的角鋼規(guī)格確定，并取5mm的倍數(shù)?！?〕除支座節(jié)點(diǎn)外，屋架其余節(jié)點(diǎn)宜采用同一厚度的節(jié)點(diǎn)板，支座節(jié)點(diǎn)板宜比其他節(jié)點(diǎn)板厚2mm。〔3〕節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)簡單，如矩形．梯形等，以制作簡便及切割鋼板時(shí)能充分利用材料為原則。節(jié)點(diǎn)板的平面尺寸〔長度．寬度〕，宜為5mm的倍數(shù)，可根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿端部焊縫長度作出大樣圖來確定，在滿足傳力要求的焊縫布置的前提下，節(jié)點(diǎn)板尺寸應(yīng)盡量緊湊。在焊接屋架節(jié)點(diǎn)處，腹桿與弦桿．腹桿與腹桿邊緣之間的間隙a不小于20mm，相鄰角焊縫焊趾間距應(yīng)不小于5mm；屋架弦桿節(jié)點(diǎn)板一般伸出弦桿10~15mm；有時(shí)為了支承屋面構(gòu)造，屋架上弦節(jié)點(diǎn)板〔厚度為t〕一般從弦桿縮進(jìn)5~10mm，且不宜小于〔t/2+2〕mm?！?〕角鋼端部的切斷面一般應(yīng)與其軸線垂直；當(dāng)桿件較大，為使節(jié)點(diǎn)緊湊?！?〕單斜桿與弦桿的連接應(yīng)防止偏心彎矩。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15°。在單腹桿的連接處，應(yīng)計(jì)算腹桿與弦桿之間節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度?！?〕支承大型屋面板的上弦桿，當(dāng)屋面節(jié)點(diǎn)荷載較大而角鋼肢厚較薄時(shí)，應(yīng)對角鋼的水平肢予以加強(qiáng)。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造〔1〕下弦中間節(jié)點(diǎn)弦中間節(jié)點(diǎn)，當(dāng)弦桿無彎折時(shí)，其連接構(gòu)造按有關(guān)規(guī)定進(jìn)展?！?〕上弦中間節(jié)點(diǎn)支承大型屋面板或檁條的屋架上弦中間節(jié)點(diǎn)，為放置集中荷載下的水平板或檁條，可采用節(jié)點(diǎn)板不向上伸出．局部向上伸出和全部伸出的做法。節(jié)點(diǎn)板不伸出的方案。此時(shí)節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦角鋼肢背，采用橫焊縫焊接，于是節(jié)點(diǎn)板與上弦之間就由槽焊縫和角焊縫傳力。節(jié)點(diǎn)板的縮進(jìn)深度不宜小于(t1/2+2)mm，也不宜大于t1，t1為節(jié)點(diǎn)板的厚度。節(jié)點(diǎn)板局部或全部伸出的方案。當(dāng)節(jié)點(diǎn)板伸出不阻礙屋面構(gòu)件的安放時(shí)，可采用該方案?！?〕弦桿拼接節(jié)點(diǎn)當(dāng)角鋼長度缺乏．弦桿截面有改變或屋架分單元運(yùn)輸時(shí)，弦桿常需要拼接。前兩者為工廠拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)范圍之外；后者為工地拼接，拼接點(diǎn)通常在節(jié)點(diǎn)處。工廠拼接雙角鋼桿件采用拼接角鋼拼接，拼接角鋼宜采用與弦桿一樣的規(guī)格〔弦桿截面改變時(shí)，與較小截面的弦桿一樣〕，并切去豎肢及角鋼背直角邊棱。切肢Δ=t+hf+5mm以便施焊，其中t為拼接角鋼肢厚，hf為角焊縫焊腳尺寸，5mm為余量以避開肢尖圓角；切邊棱是為使之與弦桿密貼，切去局部由填板補(bǔ)償。單角鋼桿件宜采用拼接鋼板拼接，拼接鋼板的截面面積不得小于角鋼的截面面積。工地拼接屋架的工地拼接節(jié)點(diǎn)，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。下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)，拼接角鋼長度l=2lw′+b，lw′為下弦桿一側(cè)與拼接角鋼連接焊縫的長度，b為間隙，一般取b=〔10~20〕mm。屋脊拼接節(jié)點(diǎn)的拼接角鋼一般采用熱彎形成，當(dāng)屋面較陡需要彎折較大且角鋼肢寬不易彎折時(shí)，可將豎肢開口〔鉆孔．焰割〕彎折后對焊。拼接角鋼長度l=2lw′+b，一般取b=〔10~20〕mm，當(dāng)截面垂直上弦切割時(shí)所需間隙稍大，常取b=50mm左右。當(dāng)為工地拼接時(shí)，為便于現(xiàn)場拼裝，拼接節(jié)點(diǎn)需要設(shè)置安裝螺栓。因此，拼接角鋼與節(jié)點(diǎn)板應(yīng)焊于不同的運(yùn)輸單元，以防止拼裝中雙插的困難。也可將拼接角鋼單個(gè)運(yùn)輸，拼裝時(shí)用安裝焊縫焊于兩側(cè)?！?〕屋架支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)可做成鉸接或剛接。屋架鉸接支座節(jié)點(diǎn)支承于混凝土柱或砌體柱的屋架，其支座節(jié)點(diǎn)常設(shè)計(jì)為鉸接。屋架支座節(jié)點(diǎn)處各桿件匯交于一點(diǎn)，為保證底板的剛度．力的傳遞以及節(jié)點(diǎn)板平面外剛度的需要，支座節(jié)點(diǎn)處應(yīng)對稱放置加勁板，加勁板的厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度，加勁板厚度的中線應(yīng)與各桿件合力線重合。為便于施焊，下弦角鋼背與底板間的距離e一般應(yīng)不小于下弦伸出肢的寬度，且不小于130mm；梯形屋架端豎桿角鋼肢朝外時(shí)，角鋼邊緣與加勁板中線距離不宜小于50mm。屋架剛接支座節(jié)點(diǎn)屋架支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成剛性連接時(shí)，為使支座節(jié)點(diǎn)板不致過大，屋架弦桿和斜腹桿的軸線一般匯交于柱的內(nèi)邊緣。采用安裝焊縫加支托的剛接支座節(jié)點(diǎn)支座斜腹桿為上升式，的支座斜腹桿為下降式。安裝時(shí)屋架端節(jié)點(diǎn)板與焊在柱翼緣上的豎直角鋼相靠，在節(jié)點(diǎn)板另一側(cè)加豎直肋板，屋架就位再焊三條豎焊縫，豎直角鋼下的短角鋼為安裝支托。上弦節(jié)點(diǎn)一般另加蓋板連接，連接蓋板的厚度一般為8~14mm，連接角焊縫的焊腳尺寸為6~10mm。課程設(shè)計(jì)報(bào)告書正文設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)資料及說明梗據(jù)三角形屋架的要求：三角形屋架上弦坡度一般為i

=1/2~1/3，跨度一般為18~24m之間，適用于屋面坡度較大的有檁體系屋蓋。三角形屋架與柱只能做成鉸接，故房屋的橫向剛度較低，且屋架弦桿的內(nèi)力變化較大，在支座處最大，跨中較小，故弦桿用同一規(guī)格截面時(shí)，其承載力不能得到充分利用。所以本次設(shè)計(jì)采用題目2.

設(shè)計(jì)一位于*地區(qū)*車間的單跨屋架構(gòu)造〔封閉式〕，主要參數(shù)如下：1、單跨屋架，平面尺寸為36m×24m，S=6m，即單跨屋架構(gòu)造總長度為36m，跨度為24m，柱距為6m。2、屋面材料為壓型鋼板3、屋面坡度i=0.42。恒載為0.5kN/m2,活〔雪〕載為0.75kN/m2。4、屋架支承在鋼筋混凝土柱頂，混凝土標(biāo)號C20，柱頂標(biāo)高6m。5、鋼材標(biāo)號為Q345-B.F，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值為f=310N/mm2。6、焊條型號為E43型。7、荷載計(jì)算按全跨永久荷載+全跨可變荷載〔不包括風(fēng)荷載〕考慮，荷載分項(xiàng)系數(shù)?。害肎=1.2，γQ=1.4。2屋架桿件幾何尺寸的計(jì)算根據(jù)所用屋面材料的排水需求及跨度參數(shù)，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度為i=0.42,屋面傾角α=arctg〔0.42〕=22.78°，sinα=0.3872，cosα=0.9220屋架計(jì)算跨度l0=l－300＝240000－300=23700mm屋架跨中高度h=l0×i/2=23700×0.21=4977mm上弦長度L=l0/2cosα≈12852mm節(jié)間長度a=L/6=12852/6≈2142mm節(jié)間水平段投影尺寸長度a＇=acosα=2142×0.922=1975mm根據(jù)幾何關(guān)系，得屋架各桿件的幾何尺寸如圖1所示圖1屋架形式及幾何尺寸3屋架支撐布置3.1屋架支撐1、在房屋兩端第一個(gè)之間各設(shè)置一道上弦平面橫向支撐和下弦平面橫向支撐。2、因?yàn)槲菁苁怯袡_屋架，為了與其他支撐相協(xié)調(diào)，在屋架的下弦節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)三道柔性水平系桿，上弦節(jié)點(diǎn)處的柔性水平系桿均用該處的檁條代替。3、根據(jù)廠房長度36m,跨度為24m，在廠房兩端第二柱間和廠房中部設(shè)置三道上弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐及垂直支撐。如圖2所示。3.2屋面檁條及其支撐壓型鋼板長1820mm,要求搭接長度≥150mm，且每張瓦至少要有三個(gè)支撐點(diǎn)，因此最大檁條間距為半跨屋面所需檁條數(shù)考慮到上弦平面橫向支撐節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置檁條，為了便于布置，實(shí)際取半跨屋面檁條數(shù)13根，則檁條間距為：可以滿足要求。圖3屋面檁條及其支撐布置示意圖3.2.1截面選擇試選用普通槽鋼[8，查表得m=0.08kN/m,I*=101cm4,W*=25.3cm3,Wy=5.8cm3;截面塑性開展系數(shù)為γ*=1.05,γy=1.2。恒載0.3×0.778=0.233〔kN/m〕壓型鋼板0.15〔kN/m〕檁條和拉條0.080〔kN/m〕合計(jì)gk=0.463〔kN/m〕可變荷載qk=0.7500×0.778=0.5835〔kN/m〕檁條的均布荷載設(shè)計(jì)值q=Ggk+Qqk=1.2×0.463+1.4×0.5835=1.3605kN/mq*=qsin=1.3605×0.3872=0.5268kN/mqy=qcos=1.3605×0.9220=1.254kN/m強(qiáng)度計(jì)算檁條的跨中彎距*方向:Y方向:〔在跨中設(shè)了一道拉條〕檁條的最大拉力〔拉應(yīng)力〕位于槽鋼下翼緣的肢尖處滿足要求。3.2.3強(qiáng)度驗(yàn)算載荷標(biāo)準(zhǔn)值沿屋面方向有拉條，所以只驗(yàn)算垂直于屋面方向的撓度：能滿足剛度要求。3.2.4荷載計(jì)算恒載0.3×0.778=0.233〔kN/m〕壓型鋼板0.15〔kN/m〕檁條和拉條0.080〔kN/m〕合計(jì)gk=0.463〔kN/m〕可變荷載qk=0.7500×0.778=0.5835〔kN/m〕檁條的均布荷載設(shè)計(jì)值q=Ggk+Qqk=1.2×0.463+1.4×0.5835=1.3725kN/m節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值P=qa＇s=1.3725×1.975×6=11.52kN4屋架的內(nèi)力計(jì)算4.1桿件的軸力芬克式三角形桁架在半跨活〔雪〕荷載作用下，腹桿內(nèi)力不變號，故只按全跨雪荷載和全跨永久荷載組合計(jì)算桁架桿件內(nèi)力。根據(jù)"建筑構(gòu)造靜力計(jì)算手冊"，對于十二節(jié)間芬克式桁架，n=17700/2950=6。先差得內(nèi)力系數(shù)，再乘以節(jié)點(diǎn)荷載P=11.52kN,屋架及荷載是對稱的，所以只需計(jì)算半個(gè)屋架的桿件軸力。計(jì)算出的內(nèi)力如表1所示。表1桁架桿件內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值桿件內(nèi)力系數(shù)內(nèi)力設(shè)計(jì)值/kN(P=11.52kN)上弦桿ABBCCDDEEFFG-17.39-16.13-16.76-16.44-15.18-15.81-200.33-185.81-193.07-189.39-174.87-182.13下弦桿AHHIIJ+16.50+13.50+9.00+190.18+155.52+103.68腹桿DIBH、CHEK、FKHD、DKIKKGGJ-2.85-1.34-1.34+3.00+4.50+7.500-32.832-15.44-15.44+34.56+51.84+89.8560注：負(fù)為壓桿，正為拉桿。4.2上弦桿的彎矩由"鋼構(gòu)造與組合構(gòu)造"查的，上弦桿端節(jié)間最大正彎矩：M1=0.8M0，其它節(jié)間最大正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩為M2=±0.6M0。上弦桿節(jié)間集中載荷P=11.52kN節(jié)間最大彎矩M0=Pl/4=11.52×1/4=2.88kN·m端節(jié)間M1=0.8M0=0.8×1.904=2.304kN·m中間節(jié)間及節(jié)點(diǎn)M2=±0.6M0=±0.6×2.88=1.728kN·m5屋架桿件截面設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)屋架桿件截面前，首先要確定所選節(jié)點(diǎn)板的厚度。在三角形屋架中，節(jié)點(diǎn)板厚度與弦桿的最大內(nèi)力有關(guān)。根據(jù)弦桿最大內(nèi)力Nma*=200.88kN,查"鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)及實(shí)用計(jì)算"P83頁表5-1單壁式桁架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表可選擇支座節(jié)點(diǎn)板厚為8mm,其它節(jié)點(diǎn)板厚為6mm。5.1上弦桿整個(gè)上弦桿采用等截面通長桿，由兩個(gè)角鋼組成T形截面壓彎構(gòu)件，以防止采用不同截面時(shí)的桿件拼接。彎矩作用平面內(nèi)的計(jì)算長度lo*=4680mm側(cè)向無支撐長度l1=2×4680=9360mm首先試選上弦截面為2∟70×6，查"鋼構(gòu)造"得其主要參數(shù)：,，,截面塑性開展系數(shù)γ*1=1.05,γ*2=1.2。強(qiáng)度驗(yàn)算取AB段上弦桿〔最大內(nèi)力桿段〕驗(yàn)算：軸心壓力：N=200.88kN最大正彎矩〔節(jié)間〕：M*=M1=2.304kN·m；My=M2=10728kN·m截面強(qiáng)度驗(yàn)算由負(fù)彎矩控制。彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算λ*=l0*/i*=214/2.14=100＜150，按GB50017附錄C表C-2查得=0.734按有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用使弦桿產(chǎn)生反向曲率，故取等效彎矩系數(shù)為補(bǔ)充驗(yàn)算：.故平面內(nèi)的穩(wěn)定性得以保證。彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算此穩(wěn)定性由負(fù)彎矩控制，驗(yàn)算上弦桿ABC段在彎矩作用下平面外的穩(wěn)定性軸心壓力N1=200.88kN，N2=185.81kN。loy=l1(0.75+0.25N2/N1)=2×214.2×(0.75+0.25×185.81/200.88)=420.23λy=loy/iy=420.23/3.13=134.3＜150查"鋼構(gòu)造"附表得，對彎矩使角鋼水平肢受壓的雙角T形截面，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得整體穩(wěn)定系數(shù)可用下式計(jì)算：在計(jì)算長度范圍內(nèi)彎矩和曲率屢次改變向號，為偏于平安，取平面外長細(xì)比和穩(wěn)定性均滿足要求。局部穩(wěn)定驗(yàn)算對由2∟70×7組成的T形截面壓彎構(gòu)件翼緣：滿足局部穩(wěn)定要求。腹板：亦滿足要求。所選上弦桿截面完全滿足各項(xiàng)要求，截面適用。5.2下弦桿〔軸心受拉桿件〕整個(gè)下弦鋼不改變截面，采用等截面通長桿。在下弦節(jié)點(diǎn)I處，下弦桿角鋼水平肢上開有直徑為17.5mm的安裝螺栓擴(kuò)孔。因此，計(jì)算下弦桿強(qiáng)度時(shí)，必須考慮及此。此外，選截面時(shí)還要求角鋼水平肢〔開孔肢〕的邊長≥63mm，以便開d0=17.5mm的安裝螺栓孔。首先按段AH的軸心拉力N=190.8kN下弦桿的計(jì)算長度lo*=393.4cm〔取下弦桿IJ段的長度〕loy=2×393.4=786.8cm需要選用2∟56×4的角鋼，其截面相關(guān)參數(shù)為A=8.78cm2，i*=1.73cm，iy=2.52cm。長度驗(yàn)算桿段AHAn=A=8.78cm2桿段HI桿段IJ長細(xì)比驗(yàn)算下弦桿長細(xì)比滿足要求，所以所選下弦桿截面適用。5.3腹桿中間豎腹桿JG對于中間豎腹桿，N=0，=295cm對連接垂直支撐的桁架，采用2∟50×4組成十字形截面，單個(gè)角鋼∟50×4，=0.99cm=0.9l=0.9×295=265.5cm可滿足要求。主斜腹桿IK、KG主斜腹桿IK、KG兩桿采用一樣截面，lo*=245.8cm，loy=2245.8=491.6cm，內(nèi)力設(shè)計(jì)值N=89.85kN所需凈截面面積選用2∟30×4，T形截面A=2×2.76=5.52cm2＞2.9cm2，i*=0.90cm＞0.7cm，iy=1.49＞1.40cm可以使用腹桿DINDI=-32.832kN，lo*=0.8l=0.8×214.2=171.36cm，loy=l=214.2cm選用∟40×4，A=3.09cm2,i*=1.22cm，iy=1.96cm剛度驗(yàn)算：按b類截面查表得可滿足要求。腹桿BH、CH、EK、FK4根桿均為壓桿，受力及長度均有小于DI桿，故可按DI桿選用∟40×4，只不采用填板。腹桿HD、DK兩者均為拉桿。N=+34.56kN,l=24.58cm。仍選用∟30×4，A=2.76cm2驗(yàn)算如下：λ*=lo*/i*=0.8×245.8/0.9=218.49＜350可滿足要求。5.4填板設(shè)置與尺寸選擇雙角鋼桿件的填板設(shè)置與尺寸選擇如表2表2填板設(shè)置與尺寸選擇桿件名稱桿件截面節(jié)間桿件幾何長度〔mm)i(mm)40i(壓桿〕或80i〔拉桿〕(mm)實(shí)際填板間距(mm)每一節(jié)間填板數(shù)量(塊)填板尺寸b×t×h(mm)上弦桿2∟70×6214221.4856778160×6×70下弦桿AH、HI2∟56×4245817.313841229160×6×76IJ393413112腹桿GJ2∟50×429509.9792658560×6×80IK、KG2∟30×4245897201153540×6×506屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)〔E43型焊條〕屋架各桿件軸線至各桿件角鋼反面的距離Z0＇如表3，表中Z0為桿件重心線至角鋼反面的距離表3屋架各桿件軸線至角鋼反面的距離Z0＇桿件名稱桿件截面重心距離Z0(mm)軸線距離Z0＇(mm)備注上弦桿2∟70×719.920下弦桿2∟56×415.315腹桿JG2∟50×413.815IK、KG2∟30×48.910DI2∟40×411.315單面連接BH、CH、EK、FK2∟40×411.315單面連接DH、DK2∟30×48.910單面連接6.1支座節(jié)點(diǎn)A下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算N=190.8kN取角鋼北部焊腳尺寸，角鋼趾部焊腳尺寸，按焊縫連接強(qiáng)度要求得背部趾部實(shí)際焊縫長度采用角鋼背部l1=120mm趾部l2=60mm繪制節(jié)點(diǎn)詳圖按以下方法、步驟和要求畫節(jié)點(diǎn)大樣，并確定節(jié)點(diǎn)板尺寸〔1〕嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點(diǎn)A的各桿件軸線〔軸線至桿件角鋼反面的距離Z0＇按表3采用〕?！?〕下弦桿與支座底板之間的凈距取140mm〔符合大于130mm和大于下弦桿角鋼水平肢寬的要求〕?！?〕按構(gòu)造要求預(yù)定底板平面尺寸為a×b=220×220mm，使節(jié)點(diǎn)A的垂直軸線通過底板的形心?！?〕節(jié)點(diǎn)板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼反面t1/2+2mm=6mm(式中t1=8mm為節(jié)點(diǎn)板厚度〕，取上、下弦桿端部邊緣輪廓線間的距離為20mm和根據(jù)下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫長度等，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸如圖4所示。圖4支座節(jié)點(diǎn)A上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算N=200.88kN，P1=P/2=11.52/2=5.76kN節(jié)點(diǎn)板與角鋼背部采用塞焊縫連接〔取hf1=t/2=4〕，設(shè)僅承受節(jié)點(diǎn)荷載P1。因P1值很小，焊縫強(qiáng)度不必計(jì)算，一定能滿足要求。令角鋼趾部角焊縫承受全部軸心力N及其偏心彎矩M的共同作用：其中取焊腳尺寸=4，由節(jié)點(diǎn)圖中量得實(shí)際焊縫長度l=474mm(全長焊滿時(shí)〕，計(jì)算長度lw2=l2-8mm=474-8=466mm＞60hf2=240mm，取最小lw2=60，hf2=240mm計(jì)算，焊縫強(qiáng)度可滿足要求。底板計(jì)算支座反力R=6P=6×11.52=69.12kN，采用C20混凝土柱=10N/。錨栓直徑采用20，底板上留矩形帶半圓形孔，尺寸-220×220，錨栓套板用-40×10×40，孔徑22?！?〕底板面積A底板與鋼筋混凝土柱面間的接觸面面積A=22×22-2×〔4×5+0.5××/4〕=424.4；接觸面壓應(yīng)力：可滿足混凝土軸心抗壓強(qiáng)度要求，預(yù)定底板尺寸a×b=220mm×220mm適用。底板厚度t底板被節(jié)點(diǎn)板和加勁肋劃分成四塊相鄰邊支**小板，板中最大彎矩〔取單位板寬計(jì)算〕〔j〕斜邊斜邊上之高，查表得=0.06，代入〔j〕所需底板厚度取t=12mm。底板選用-22012220。節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板間的水平連接焊縫的計(jì)算〔1〕節(jié)點(diǎn)板與底板間水平連接焊縫承受軸心力N=R/2=69.12/2=34.56kN焊縫計(jì)算長度需要構(gòu)造要求采用hf=6mm，滿足要求。加勁肋與底板間水平連接焊縫N=R/2=69.12/2=34.56kN需要采用hf=6mm，滿足要求。加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向連接焊縫計(jì)算加勁肋厚度采用6mm，與中間節(jié)點(diǎn)板等厚。每塊加勁肋與節(jié)點(diǎn)板間豎向連接焊縫受力：焊縫計(jì)算長度lw=(40+63)-10=93mm需要構(gòu)造要求采用hf=6mm，滿足要求。由以上計(jì)算可見，底板和加勁肋及其連接焊縫均是構(gòu)造控制。6.2上弦一般節(jié)點(diǎn)B、C、E、F、D6.2.1按一下方法、步驟和要求繪制節(jié)點(diǎn)詳圖〔1〕嚴(yán)格按幾何關(guān)系畫出匯交于節(jié)點(diǎn)B的各桿件軸線〔軸線至桿件角鋼反面的距離Z0＇按表3〕；〔2〕節(jié)點(diǎn)板上部縮進(jìn)上弦桿角鋼反面10mm、取上弦桿與短壓桿輪廓間距離為15mm和根據(jù)短壓桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接焊縫尺寸等，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸如圖5所示；〔3〕標(biāo)注節(jié)點(diǎn)詳圖所需各種尺寸。6.2.2上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算N1=200.88kNN2=185.81kNP=11.52kN節(jié)點(diǎn)荷載P假定全部由上弦桿角鋼背部塞焊承受，取焊腳尺寸=3mm，〔為節(jié)點(diǎn)板厚度〕，因P值很小，焊縫強(qiáng)度不必計(jì)算。上弦桿角鋼趾部角焊縫假定承受節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力差及其偏心彎矩M的共同作用，其中⊿=200.88-185.81=15.07kN圖5上弦桿一般節(jié)點(diǎn)詳圖(a)節(jié)點(diǎn)B、E(b)節(jié)點(diǎn)C、F(c)節(jié)點(diǎn)D由圖中量得實(shí)際焊縫長度l2=141mm,計(jì)算長度lw2=l2-8mm=141-8=133mm需要構(gòu)造要求采用hf=6mm，滿足要求。其他上弦一般節(jié)點(diǎn)〔節(jié)點(diǎn)C、D、E和F〕的設(shè)計(jì)方法、步驟等與節(jié)點(diǎn)B一樣，節(jié)點(diǎn)詳圖見圖5所示。因節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)B的幾何關(guān)系、受力等完全一樣，故節(jié)點(diǎn)詳圖也完全一樣。節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)F的詳圖也完全一樣。6.3屋脊拼接節(jié)點(diǎn)GN=182.13kNP=11.52kN拼接角鋼的構(gòu)造和計(jì)算拼接角鋼采用與上弦桿截面一樣的2∟70×7。拼接角鋼與上弦桿間連接焊縫的焊腳尺寸取hf=6mm。拼接接頭每側(cè)的連接焊縫共有四條，按連接強(qiáng)度條件需要每條焊縫的計(jì)算長度54.2mm拼接處左右弦桿端部空隙40mm，需要拼接角鋼長度218.8mm為了保證拼接處的剛度，實(shí)際采用拼接角鋼長度La=350mm。此外，因屋面坡度較大，應(yīng)將拼接接角鋼的豎肢剖口△