-中重型廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼屋架設(shè)計

桁架的內(nèi)力計算

2.3鋼屋架設(shè)計桁架桿件的計算長度桿件截面型式一般構(gòu)造要求與截面選擇桁架的節(jié)點設(shè)計桁架施工圖1.荷載分項系數(shù)及荷載組合系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選取。2.按節(jié)點荷載作用下的鉸接平面桁架分析內(nèi)力，常用的內(nèi)力分析方法有圖解法、解析法、電算。具體分析時，可先分別計算全跨和半跨單位節(jié)點荷載作用下的內(nèi)力，根據(jù)不同的荷載組合，列表計算。2.3.1桁架內(nèi)力計算

計算內(nèi)力系數(shù)3.節(jié)點剛性影響

節(jié)點剛性引起桿件次應(yīng)力，次應(yīng)力一般較小，不予考慮。但荷載很大的重型桁架有時需要計入次應(yīng)力的影響。4.桿件的內(nèi)力變號屋架中部某些桿件在全跨荷載時受拉，而在半跨荷載時可能受壓。

半跨荷載：活荷載、雪荷載、積灰荷載、單側(cè)施工5.節(jié)間荷載作用的屋架將節(jié)間荷載分配到相鄰的節(jié)點上，按只有節(jié)點荷載作用的屋架計算各桿內(nèi)力。

直接承受節(jié)間荷載的弦桿為壓彎構(gòu)件（N，M）。局部彎矩M理論上應(yīng)按彈性支座上的連續(xù)梁計算。M0為將上弦節(jié)間視為簡支梁所得跨中彎矩。簡化計算：

計算長度概念：將端部有約束的壓桿化作等效的兩端鉸接的理想軸心壓桿。

(a)

(b)

(c)

桿端約束越強，桿件計算長度越短，臨界荷載越高。

桁架桿件的計算長度1.影響鋼屋架桿端約束大小的因素：

1）桿件軸力性質(zhì)拉力使桿拉直，約束作用大，壓力使桿件彎曲，約束作用微不足道。

2）桿件線剛度大小線剛度越大，約束作用越大，反之，約束作用越小。

3）與所分析桿直接剛性相連的桿件作用大，較遠(yuǎn)的桿件作用小。

受壓弦桿和單系腹桿的計算長度

2.桿件計算長度：桁架平面內(nèi)計算長度

弦桿支座斜桿(節(jié)件長度）支座豎桿

中間腹桿

屋架桿件的計算長度桁架平面外計算長度弦桿（（側(cè)向向支撐點間間距離）腹桿（（節(jié)間間長度））單角鋼腹桿桿和雙角鋼鋼十字形腹腹桿，繞最小主軸軸彎曲時桿桿軸處于斜斜平面內(nèi)，，其端部所受約束介介于屋架平平面內(nèi)外的的兩種情況況之間。平面內(nèi)計算長度:平面外計算長度：：考慮受力較較小的桿件件對受力大大的桿件的的“援助””作用。變內(nèi)力壓桿桿的計算長長度交叉腹桿中中交叉點處處構(gòu)造：1）兩桿不斷斷開。2）一桿不斷斷開，另一一桿斷開用節(jié)點板拼拼接。交叉腹桿中中壓桿的計計算長度桁架平面內(nèi)計算長度：：無論另一桿桿為拉桿或或壓桿，兩兩桿互為支支承點。桁架平面外計算長度：：拉桿可作為為壓桿的平平面外支承承點，壓桿除非受受力較小且且不斷開，，否則不起起側(cè)向支點點的作用。GB50017規(guī)范中交叉叉腹桿中壓壓桿的平面面外計算長度計計算公式：：1）相交另一一桿受壓，，兩桿截面面相同并在在交叉點不中斷斷2)相交另一桿桿受壓，此此另一桿在在交叉點中中斷但以節(jié)點點板搭接。。3）相交另一一桿受拉，，兩桿截面面相同并在在交叉點不中斷。4）相交另一一桿受拉，，此拉桿在在交叉點中中斷但以節(jié)點板搭接接。當(dāng)此拉桿連續(xù)而壓桿在交叉點中斷但以節(jié)點板搭接。若或拉桿在桁架平面外的抗彎剛度時，式中，為節(jié)點之間的距離，為所計算桿內(nèi)力，為相交另一桿內(nèi)力，取絕對值。容許長細(xì)比比，查規(guī)范范（GB50017)。當(dāng)另一桿受受拉，且兩兩桿拉壓力力相同時，，不論此拉拉桿是否中中斷，壓桿桿的計算長長度均為,當(dāng)另一桿受受壓時，若若兩桿壓力力相同且不不中斷，計計算長度為為，，若另一桿桿斷開，則則壓桿的計計算長度將將大于。。剛度要求：：桿件截面選選取的原則則：承載能力高高，抗彎強強度大，便于連接，，用料經(jīng)濟濟通常選用角鋼和和T型鋼等強設(shè)計：：壓桿對截面面主軸具有有相等或接接近的穩(wěn)定定性。單軸對稱截截面繞對稱稱軸屈曲時時考慮扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)效應(yīng)的換換算長細(xì)比比。桿件截面型型式截面伸展壁厚較薄外表平整角鋼桿件截截面形式受壓弦桿：：有節(jié)間荷載時受拉弦桿：：支座斜腹桿桿及豎桿：：其他腹桿：：連接垂直支支撐的豎桿桿：垂直支撐傳傳力時豎桿不致產(chǎn)生生偏心，方方便吊裝。。優(yōu)點：耐腐腐蝕，經(jīng)濟濟性好（節(jié)節(jié)省鋼材12%～15%)。T型鋼-屋架弦桿屋架構(gòu)造的的一般要求求1.同一榀屋屋架中，，角鋼的的規(guī)格不不超過5～6種最小角鋼鋼L45X4L56X36X4,L<18m的小角鋼鋼屋架不受此此限。一般構(gòu)造造要求與與截面選選擇2.屋架桿件件中的填填板。作用：保證兩角角鋼共同同工作。。間距：壓桿拉桿數(shù)量：不小于2個。拉桿：強度，剛剛度壓桿：強度，穩(wěn)穩(wěn)定，剛剛度。壓彎構(gòu)件件：強度，穩(wěn)穩(wěn)定，剛剛度。雙角鋼壓壓桿和軸軸對稱放放置的單單角鋼壓壓桿繞對對稱軸失失穩(wěn)時的的換算長長細(xì)比可可以用簡簡化公式式（2-6a～2-9b)計算。桁架桿件件截面選選擇任務(wù)：確定節(jié)點點的構(gòu)造造，連接接焊縫及及節(jié)點承承載力的的計算。。節(jié)點的的構(gòu)造應(yīng)應(yīng)傳力路路線明確確、簡捷捷、制作作安裝方方便。注意：節(jié)點板只只在弦桿桿與腹桿桿之間傳傳力，不不直接參參與傳遞遞弦桿內(nèi)力力，弦桿桿若在節(jié)節(jié)點板處處斷開，，應(yīng)設(shè)置置拼接角角鋼在兩兩弦桿間間直接傳傳力。桁架節(jié)點點設(shè)計1.節(jié)點設(shè)計計的一般般原則⑴雙角鋼鋼截面桿桿件在節(jié)節(jié)點處以以節(jié)點板板相連，，各桿軸線（型型鋼形心心軸線））匯交于于節(jié)點中中心。⑵角鋼的的切斷面面應(yīng)與其其軸線垂垂直，需需要斜切切以便使節(jié)點緊緊湊時只只能切肢肢尖。雙角鋼截截面桿件件的節(jié)點點⑶如弦桿截截面需變變化，截截面改變變點應(yīng)在在節(jié)點上上。⑷節(jié)點板上上各桿件件之間的的間距a:偏心力矩矩：-第i桿的線剛剛度當(dāng)偏心e＞0.05h時考慮偏偏心對桿桿件產(chǎn)生生的附加加彎矩：受靜載時時，受動載時時，2.節(jié)點板設(shè)設(shè)計：⑴形狀簡簡單、規(guī)規(guī)則，如如矩形、、梯形⑵梯形和和平行弦弦屋架的的節(jié)點半半板厚度度由腹桿最大內(nèi)內(nèi)力確定定，三角角形屋架架節(jié)點半半板厚度由上上弦桿內(nèi)內(nèi)力決定定。在一一榀屋架架中支座節(jié)點點板厚度度可以大大2mm,其他節(jié)點點板厚度相同同。⑶節(jié)點板的的拉剪破破壞：第i段的拉剪剪折算系系數(shù)第i段破壞線線與拉力力軸線的的夾角第i段破壞面面的截面面積單根腹桿桿的節(jié)點點板按下下式計算算：節(jié)點板的的有效寬寬度，當(dāng)當(dāng)用螺栓栓連接時時，應(yīng)取取凈寬度度板件厚度度，應(yīng)力擴散散角，取取30°。⑵對無豎腹桿的節(jié)點板，當(dāng)節(jié)點板的穩(wěn)定承載力可取為c為受壓腹桿連接肢端面中點沿腹桿軸線方向由試驗研究，桁架節(jié)點板在斜腹桿壓力作用下的穩(wěn)定：⑴對有豎腹桿的節(jié)點板，當(dāng)在任何情況下不得大于

，至弦桿的凈距離，t為節(jié)點板厚度?？刹挥嬎惴€(wěn)定,否則應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計算。時，時，1）節(jié)點板板邊緣與與腹桿軸軸線之間間的夾角角不小于于30°2）斜腹桿桿與弦桿桿夾角應(yīng)應(yīng)在30°～60°3）節(jié)點板板的自由由邊長度度與厚度度之比不不得大于于，否則應(yīng)沿自由邊設(shè)加勁肋。用上述方法計算桁架節(jié)點板強度和穩(wěn)定的要求在任何情況下，不得大于當(dāng)時，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計算3.節(jié)點的構(gòu)構(gòu)造與計計算⑴一般般節(jié)節(jié)點點節(jié)點點無無集集中中荷荷載載也也無無弦弦桿桿拼拼接接的的節(jié)節(jié)點點。。①腹腹桿桿與與節(jié)節(jié)點點板板間間的的傳傳力力--兩側(cè)側(cè)角角焊焊縫縫（L形圍圍焊焊縫縫，，三三面面圍圍焊焊縫縫）），，按按受受軸軸心力力角角鋼鋼的的角角焊焊縫縫計計算算。。②弦弦桿桿與與節(jié)節(jié)點點板板間間角角焊焊縫縫只只傳傳遞遞差差值值，，按下下式式計計算算其其焊焊縫縫長長度度。。肢背背焊焊縫縫：：肢尖焊縫：⑵有集中荷載的的節(jié)點節(jié)點板伸出槽焊縫“K”—假定只傳遞P力，按兩條角角焊縫（焊腳尺寸為為0.5t）計算所需的的長度?！癆”焊縫—傳遞弦桿兩端端內(nèi)力差△N=N1-N2和偏心力矩△M=△N·e。焊縫兩端的的最大合成應(yīng)力：節(jié)點板部分伸伸出當(dāng)“A”焊縫強度不足足時，采用節(jié)點板伸出方方案，肢尖尖“A”與肢背“B”兩條焊縫傳遞遞弦桿與節(jié)點板間內(nèi)內(nèi)力，P較小，近似按按只承受軸力力時的肢尖和肢背背的分配系數(shù)數(shù)將⑶下弦跨中拼接接節(jié)點①構(gòu)造造：拼拼接角角鋼采采用與與弦桿桿相同同的規(guī)規(guī)格，，切去豎豎肢及及切去去直角角邊棱棱，安安裝螺螺栓，，拼接角角鋼與與節(jié)點點板各各焊于于不同同的連連接單單元。②焊縫計計算弦桿自自身拼拼接焊焊縫（（“C”焊縫）），傳傳遞兩兩側(cè)弦弦桿內(nèi)力力的的較較小小值值N,考慮慮到到截截面面形形心心處處的的力力與與拼拼接接角鋼鋼兩兩側(cè)側(cè)的的焊焊縫縫近近于于等等距距，，N力由由兩兩根根拼拼接接角角鋼鋼的四四條條焊焊縫縫平平分分傳傳遞遞。。弦弦桿桿和和連連接接角角鋼鋼連連接接一一側(cè)的的焊焊縫縫長長度度為為：：拼接接角角鋼鋼長長度度為為內(nèi)力力較較大大一一側(cè)側(cè)的的下下弦弦桿桿與與節(jié)節(jié)點點板板間間的的焊焊縫縫傳傳遞遞弦弦桿桿內(nèi)內(nèi)力力之之差差△△N,如△△N過小小則則取取弦弦桿桿較較大大內(nèi)內(nèi)力力的的15%，內(nèi)內(nèi)力力較較小小一一側(cè)側(cè)弦弦桿桿與與節(jié)節(jié)點點板板間間焊焊縫縫參參照照傳傳力力一一側(cè)側(cè)采采用用。。弦桿桿與與節(jié)節(jié)點點板板一一側(cè)側(cè)的的焊焊縫縫強強度度驗驗算算：：⑷上弦弦跨跨中中拼拼接接節(jié)節(jié)點點①構(gòu)構(gòu)造造：：拼拼接接角角鋼鋼的的彎彎折折角角用用熱熱彎彎形形成成。。安安裝裝螺螺栓栓2個。。②計計算算：：弦弦桿桿和和拼拼接接角角鋼鋼間間焊焊縫縫算算法法與與下下弦弦跨跨中中節(jié)節(jié)點點相同同，，弦弦桿桿和和節(jié)節(jié)點點板板間間焊焊縫縫算算法法與與上上弦弦節(jié)節(jié)點點相同同。。⑸支座座節(jié)節(jié)點點屋架架與與柱柱子子的的連連接接可可以以設(shè)設(shè)計計成成鉸鉸接接或或剛剛接接。。屋架架與與柱柱的的剛剛接接：：剛接接節(jié)節(jié)點點連連接接焊焊縫縫傳遞遞內(nèi)內(nèi)力力由由以以下下兩兩部分分組組成成：：①屋屋面面荷荷載載產(chǎn)產(chǎn)生生的的橫梁梁端端反反力力，，②橫橫梁梁端端彎彎矩矩在在上上下弦弦軸軸線線處處產(chǎn)產(chǎn)生生的的附加加水水平平力力、、附附加加豎向向反反力力，，下下弦弦處處的水水平平力力中中還還應(yīng)應(yīng)包包括框框架架內(nèi)內(nèi)力力組組合合的的相應(yīng)應(yīng)水水平平剪剪力力。。⑴梯形形屋屋架架支支座座節(jié)節(jié)點點節(jié)點點板板加勁勁肋肋底板板錨栓栓加勁勁肋肋作作用用：：提高高支支座座節(jié)節(jié)點點的的側(cè)側(cè)向向剛剛度度，，使使支支座座底底版版受受力力均均勻勻，，減減少少底底版版彎彎矩矩支座座節(jié)節(jié)點點力力的的傳傳遞遞路路線線為為：：節(jié)點板

H形焊縫底板

屋架桿件合力RL形焊縫加勁肋

⑵支座座節(jié)節(jié)點點的的計計算算：：①底板：：底板面積積：底板厚度度：按均布荷荷載下板板的抗彎彎計算，，將基礎(chǔ)反力力看成均均布荷載載q,底板被節(jié)節(jié)點板和和加勁肋分成成4塊兩相鄰鄰邊支撐撐的板，，其單位位寬度的彎矩為為：②加勁肋：：按懸臂梁梁計算，，固端截截面的剪剪力固端截面面彎矩③加勁肋與與節(jié)點板板間豎向向焊縫L:焊縫受力力：焊縫驗算算：④支座節(jié)點點板、加加勁肋與與支座底底板的水水平焊縫縫：傳遞全全部反反力R。⑴在圖紙紙左上上部繪繪制索索引圖圖。對稱桁桁架，，一半半注明桿件件幾何何長度度，另另一半半注明