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1、1 设计资料屋面采用1.56m预应力钢筋混凝土大型屋面板，15mm厚1：2.5水泥砂浆保护层，SBC120聚乙烯丙纶双面复合防水卷材防水层，水泥与5%107胶粘结层，20mm厚1：3水泥砂浆基层，塑料袋装珍珠岩80厚，上压一层芦苇的保温层，SBC120聚乙烯丙纶单面复合防水卷材隔气层，20mm厚1：3水泥砂浆找平层，屋面雪荷载为0.45KN/m22 荷载计算2.1 永久荷载预应力钢筋混凝土大型屋面板：保护层：防水层：基层：保温层：隔气层：找平层：屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=21m） 总计：g=3.852.2 可变荷载屋面雪荷载：q=2.3 荷载组合永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架
2、上弦节点荷载为：3 内力计算桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。杆 件轴线单位荷载内力F荷载内力（kN）上弦杆B-135700C-1508-7.475-301.392D-1508-7.475-301.392E-1508-11.249-453.560F-1508-11.249-453.560G-1508-12.147-489.767H-1508-12.147-489.767下弦杆-Q2850+4.106+165.544-Q3000+9.739+392.676-Q3000+11.936+481.260-Q3000+11.730+472.954斜杆-2528-7.688-
3、309.980-2611+5.798+233.775-2865-4.396-177.247-2865+2.776+111.928-3129-1.557-62.778-3129+0.312+12.580-3399+0.808+32.579竖杆A-2000-0.500-20.160-2289-1.000-40.320-2593-1.000-40.320-2898+0.812+40.320-3050004 截面选择4.1 上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-或H-杆来选择：在屋架平面内的计算长度，屋架平面外的计算长度。选用两个不等肢角钢，长肢水平。截面几何特性（长肢水平双角钢组成T形截面
4、，节点板根据腹杆最大内力选用板厚10mm）： 截面验算：大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。4.2 下弦杆截面选择下弦杆也采用相同截面，以最大轴力-Q杆来选择：在屋架平面内的计算长度：，屋架平面外的计算长度：。所需截面面积为：选择两个不等肢角钢，长肢水平。截面几何特点： 另两个节点的下弦杆内力较小，但，故须验算其屋架平面外的长细比：4.3 支座竖杆截面选择杆轴力：计算长度：，采用两个等肢角钢，组成T型截面截面几何特性：，截面验算：4.4 支座斜杆截面选择杆轴力： 计算长度：采用两个不等肢角钢，长肢相拼。截面几何特性：截面验算：4.5 斜杆
5、截面选择杆轴力：计算长度： 所需截面:选用两个等肢角钢，组成T形截面截面特性：4.6 竖杆截面选择杆轴力：计算长度：采用两个等肢角钢，组成T形截面。截面几何特性：截面验算：4.7 斜杆截面选择杆轴力：计算长度： 采用两个等肢角钢，组成T形型截面截面几何特性： 截面验算：4.8 斜杆截面选择杆轴力：计算长度： 所需截面：采用两个等肢角钢，组成T形型截面截面几何特性： 4.9 竖杆截面选择杆轴力：计算长度： 采用两个等肢角钢，组成T形截面截面几何特性： 截面验算：4.10 斜杆截面选择杆轴力：计算长度： 采用两个等肢角钢，组成T形截面截面几何特性： 截面验算：4.11 斜杆截面选择杆轴力：计算长度
6、： 所需截面面积为：选择两个等肢角钢，组成T形截面。截面几何特点： 4.12 竖杆截面选择杆轴力：计算长度： 采用两个等肢角钢，组成T形截面截面几何特性： 截面验算：4.11 斜杆截面选择杆轴力：计算长度： 所需截面面积为：选择两个等肢角钢，组成T形截面。截面几何特点： 5 节点设计各节点的节点板厚一律取10mm，各杆内力如图5-1所示。5.1 下弦节点j设计（如图所示）首先，计算腹杆与节点板连接焊缝尺寸，然后按比例绘出节点板形状和尺寸，最后验算下弦与节点板的连接焊缝。已知焊缝的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值：设杆的肢背和肢尖焊缝分别是，则所需焊缝长度为：肢背： 取135mm肢尖： 取80mm设
7、杆的肢背和肢尖焊缝分别是，则所需焊缝长度为肢背： 取110mm肢尖： 取80mm设杆的肢背和肢尖焊缝均为，则所需焊缝长度为肢背： 取180mm肢尖： 取180mm根据上述腹杆焊缝长度，并考虑杆件之间应留有间隙，按比例绘出节点大祥图，从而确定节点板尺寸为。下弦与节点板连接的焊缝长度为345mm，焊缝所受的力为左右两下弦杆内力差 所受较大的肢背处焊缝应力为：5.2 下弦节点k的设计（如图）设节点所有焊缝为，所需焊缝长度如下：杆-肢背： 取100mm肢尖： 取80mm杆-肢背： 取80mm肢尖： 取80mm杆-肢背： 取80mm肢尖： 取80mm根据上述腹杆焊缝长度，并考虑杆件之间应留有间隙，按比例
8、绘出节点大祥图5-2，从而确定节点板尺寸为。下弦与节点板连接的焊缝长度为285mm，焊缝所受的力为左右两下弦 杆内力差所受较大的肢背处焊缝应力为：焊缝强度满足要求。5.3 下弦节点l的设计（如图所示）设节点所有焊缝为，所需焊缝长度如下：杆-肢背： 肢尖： 杆-肢背： 肢尖：杆-肢背： 肢尖：所有焊缝均按构造（节点板尺寸）确定，焊缝长度均需大于60mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为270mm，焊缝所受的力为左右两下弦 杆内力差所受较大的肢背处焊缝应力为：焊缝强度满足要求。5.4 下弦节点m的设计（如图所示）下弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢
9、的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般=20mm），拼接角钢这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算设焊缝，则所需一条焊缝计算长度为:拼接角钢的长度取400mm176.02=352.0mm屋架分成两个运输单元，设置工地焊缝长度拼接，左半边的弦杆和腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的弦杆与腹杆与节点板连接用工地焊缝。中间竖杆跟左半边在工厂焊牢再出厂，为便于工地拼接，在拼接的角钢与右半边斜杆上，设置螺栓孔。作为安装施焊前的定位之用。下弦杆与节点板之间用焊缝满焊。采用节点板2101809010mm，所有焊缝均满焊。5.5 支座节点h设计为了便于施焊，下弦焊与支座底板的距
10、离取115mm，在节点中心设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。5.5.1 支座底板计算支座反力：支座底板的平面尺寸取，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则实承面积为：验算柱顶混凝土的抗压强度：式中钢筋混凝土轴心抗压强度的设计值。底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成4块。每块板是两相邻为固定支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度最大弯矩为：式中 q底板所受的均布反力，两支承之间的对角线长度，系数，由查课本表5-6确定，为两支承边的相交点到对角线的垂线距离，由相似三角形的关系得：查表5-5得底板厚度： 取20mm5.5.2 加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋
11、与节点板的链接焊缝计算与牛腿焊缝相似，假定一个加劲肋的受力为屋架支座反力的四分之一，即：焊缝受剪力，弯矩：，设焊缝，焊缝计算长度焊缝应力为： 5.5.3 节点板，加劲肋与底板的连接焊缝计算设焊缝传递全部支座反力R=282.24kN，其中每块加劲肋各传，节点板传节点板与底板的连接焊缝，所需焊脚尺寸为 采用每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：，所需焊脚尺寸为 取5.5.4 下弦杆与支座斜杆和竖杆焊缝计算下弦杆 肢背和肢尖焊缝均为，则所需焊缝长度为：肢背： 取110mm肢尖： 取80mm支座斜杆 肢背焊缝长度为，肢尖焊缝长度为，则所需焊缝长度为：肢背： 取165mm肢尖： 取80mm支座竖杆 肢背和肢
12、尖焊缝均为，则所需焊缝长度为：肢背： 肢尖：根据节点板尺寸所确定的焊缝长度均大于所需焊缝长度，全部焊缝满焊。5.5.5 上弦节点b设计为了便于在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm，用塞焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽钢作为两条焊缝计算，这时，强度设计值应乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，且假定集中荷载F与上弦垂直（图）上弦肢背槽钢焊缝的，节点板的长度为385mm，其应力为：上弦肢间角焊缝的应力为：腹杆与节点板连接焊缝已在下弦节点中计算，可不必再计算，节点板尺寸就是根据腹杆焊缝长度按比例绘制确定。上弦为了便于搁置屋面板，在角钢再肢间设置肋板。5.5.6上弦节
13、点d、f的设计两个节点的弦杆内力差值较小，腹杆与节点板的焊缝连接已在下弦节点计算中解决，根据腹杆焊缝长度决定节点板尺寸（图），假定节点荷载由槽钢焊缝承受，可不必计算，仅验算肢尖焊缝。d节点： f节点：5.4.7 上弦节点a、c、e、g设计这三个节点的弦杆内力或弦杆两内力差值均等于零，仅承受节点荷载，故均可采用构造焊缝而不必计算。腹杆焊缝已在下弦节点中计算过，节点构造如图所示5.4.8 上弦节点h设计屋脊节点构造与下弦跨中节点相似，用同号角钢进行拼接，接头一边的焊缝长度按弦杆的内力计算，采用拼接角钢的长度取400mm2182=364mm上弦与节点板之间的塞焊，假定承受节点荷载，可不验算。上弦肢尖
14、与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，设肢尖焊缝，节点板长度为290mm，则节点一侧角焊缝的计算长度为，焊缝应力为：斜杆-和竖杆-的内力均很小，肢背与肢尖焊缝，施焊长度均可按构造采用，至少60mm6 垫板计算屋架各杆件的垫板间距，在受压杆件中不大于40i，在受拉杆件中不大于80i，T形截面中的i为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中味一个角钢的最小回转半径。计算结果如下表所有垫板焊缝为，满焊。杆 件轴线长度（mm）迴转半径（cm）垫板数量垫板规格（mm）编号上弦杆B-13573.2511006010C-15083.2511006010D-15083.25110060
15、10E- 15083.2511006010F-15083.2511006010G-15083.2511006010H-15083.2511006010下弦杆-Q28502.953806010-Q30002.963806010-Q30002.963806010-Q30002.961806010斜杆-25281.8221207010-26112.952806010-28652.122906010-28651.863706010-31291.963806010-31291.924706010-33991.864806010竖杆A-20001.962806010-22891.863706010-25931.863706010-28981.863706010-30501.854706010六：施工图7 施工图附如图纸所示