普通钢屋架设计.pptx

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1、屋架荷载计算屋架荷载计算 包括荷载取值、荷载汇集与荷载组合。1.1.荷载取值荷载取值 作用于屋盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载。永久荷载：屋面材料自重（屋面板、保温隔热、防水、檩条 等）、屋架及支撑、天窗及吊顶等结构的自重；可变荷载：屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪载、风荷载 以及悬挂吊车荷载等。荷载取值方法：可由已给设计资料，查相应荷载规范或者计算，得出具体的各种荷载标准值。其屋架自重（包括支撑）估算公式为：=LLL屋架跨度；屋架跨度；按水平投影分布荷载按水平投影分布荷载 ;第1页/共59页系数，当屋面荷载 （轻屋盖）时，取=0.01；当屋面荷载 （中等屋盖）时，取=0.012；当屋面荷载

2、（重屋盖）时，取=0.117/L+0.011。注：当屋面坡度 时，对重屋盖可不考虑风载；但对于轻屋盖，应考虑负风压的影响。屋面活载与雪载不同时考虑，取两者较大值。2.2.荷载汇集荷载汇集 将面荷载汇集为节点荷载 荷载标准值；荷载分项因数，永久荷载荷载分项因数，永久荷载1.21.2，可变荷载，可变荷载1.41.4，这里可，这里可变荷载不加组合系数。变荷载不加组合系数。荷载汇集图荷载汇集图第2页/共59页 注：组合（1）、（2）为使用阶段组合，（3）为施工阶段组合。组合（1）主要控制屋架上、下弦及靠近支座处的腹杆内力；组合（2）、（3）可能会使跨中部分腹杆产生最大内力或变号。通常，对于三角形屋架，

3、只需进行第一种荷载组合即可；但对人字形屋架需进行第一、第二两种荷载组合；而对于梯形层架，尚应进行上述三种荷载组合。但当施工中能保证屋面板对称布置时，梯形屋架也可只进行上述的前两种荷载组合。3.3.荷载组合荷载组合 为求出屋架最不利杆力，需进行荷载组合。对于简支屋架一般应考虑下列三种组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载（考虑使用阶段的不利情况）（3）全跨屋架、支撑及天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载（考虑施工阶段的不利情况）第3页/共59页屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算 1.1.屋架杆件屋架杆件轴力计算轴力计算轴力计算方法：按节点荷载作用下的铰接平面桁架

4、分析内力，屋架各杆件轴力可用图解法、数解法或矩阵位移法（电算）计算。为计算方便和减轻工作量，一般先计算屋架分别在左半跨和右半跨单位节点荷载下杆件内力，称杆件内力系数，全跨作用单位节点荷载的杆件内力系数由两者叠加得到。然后将杆件内力系数分别乖以各种荷载组合下节点荷载即得各种荷载组合下的杆件内力（常列表进行），比较各种荷载组合下的杆件内力可得杆件的计算控制内力。注：有节间荷载作用的屋架，将节间荷载分配到相邻节点并按节点荷载求解杆件轴力。第4页/共59页 计算内力系数计算计算内力系数计算第5页/共59页 既要考虑杆件的连续性，又要考虑节点支承的弹性位移，一既要考虑杆件的连续性，又要考虑节点支承的弹性

5、位移，一般采用般采用简化计算简化计算。端节间的正弯矩取端节间的正弯矩取0.8 0.8 ，其他节间的正弯矩和节点负弯矩，其他节间的正弯矩和节点负弯矩取取 ，为将相应弦杆节间作为单跨简支梁求得的最大弯为将相应弦杆节间作为单跨简支梁求得的最大弯矩（如下图）。矩（如下图）。图图7 上弦杆的局部弯矩上弦杆的局部弯矩每节间一个集中荷载；每节间一个集中荷载；每节间两个集中荷载每节间两个集中荷载 2.2.节间荷载引起的节间荷载引起的局部弯矩计算局部弯矩计算 有节间荷载作用的屋架，应计算节间荷载引起的局部弯矩。第6页/共59页屋架杆件截面设计屋架杆件截面设计杆件截面设计步骤杆件截面设计步骤为：为：确定杆件的计算

6、长度；确定杆件的计算长度；确定杆件确定杆件截面形式；截面形式；选择合适的截面尺寸；选择合适的截面尺寸；验算杆件强度、稳定验算杆件强度、稳定和刚度。和刚度。1.1.桁架杆件的计算长度和容许长细比桁架杆件的计算长度和容许长细比 （1 1）桁架杆件的计算长度）桁架杆件的计算长度 计算长度概念：计算长度概念：将端部有约束的压杆转换为等效的两端将端部有约束的压杆转换为等效的两端铰接的理想轴心压杆铰接的理想轴心压杆(a)(b)(c)杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高 。第7页/共59页影响钢屋架杆端约束大小的因素：1）杆件轴力性质 拉力使杆拉直，约束作

7、用大，压力使杆 件弯曲，约束作用微不足道。2）杆件线刚度大小 线刚度越大，约束作用越大，反之，约 束作用越小。3）杆件连接的方式 刚性相连，约束作用越大，反之，约 束作用越小。第8页/共59页 根据杆件的刚度及其嵌固（约束根据杆件的刚度及其嵌固（约束 程度来确定桁架杆件的计程度来确定桁架杆件的计算长度。算长度。1）桁架弦杆和单系腹杆的计算长度）桁架弦杆和单系腹杆的计算长度桁架平面内计算长度 弦杆 支座斜杆 (节件长度）支座竖杆 中间腹杆 第9页/共59页 q 桁架桁架平面外平面外计算长度计算长度 弦杆弦杆 （侧向支撑点间距离）（侧向支撑点间距离）腹杆腹杆 （节间长度（节间长度 ）单角钢腹杆和双

8、角钢十字形腹杆，单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部所受约绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部所受约束介于屋架平面内外的两种情况之间。束介于屋架平面内外的两种情况之间。第10页/共59页桁架弦杆和单系腹杆的计算长度桁架弦杆和单系腹杆的计算长度 归纳为下表归纳为下表2 2。项项 次次弯曲方向弯曲方向弦弦 杆杆腹杆腹杆支座斜杆和支支座斜杆和支座竖杆座竖杆其他腹杆其他腹杆1 1在桁架平面内在桁架平面内 0.8 0.82 2在桁架平面外在桁架平面外3 3斜平面斜平面 0.9 0.9注：注：1.1.为构件几何长度（节点中心间距离）；为构件几何长度（节点中心间距离）；

9、为桁架弦杆侧向支承点间的距离。为桁架弦杆侧向支承点间的距离。2.2.斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。3.3.无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。第11页/共59页2 2）变内力杆件的计算长度）变内力杆件的计算长度式中：式中：较大压力，取正号；较大压力，取正号；较小压力或拉力，较小压力或拉力，压力取正号，拉力取负号。压力取正号，拉力取负号。平面内的计算

10、长度仍按表2确定，但平面外变内力杆件变内力杆件的计的计算长度算长度应按下式确定（考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助”作用）。要求要求第12页/共59页交叉腹杆中交叉点处构造处理：1）两杆不断开。2）一杆不断开，另一杆断开，用节点板拼接。3 3）桁架交叉腹杆的计算长度）桁架交叉腹杆的计算长度交叉腹杆中交叉点处构造示意交叉腹杆中交叉点处构造示意桁架平面内的计算长度桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离，即应取节点中心到交叉点间的距离，即在桁架平面内，在桁架平面内，无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。第13页/共59页在桁架平面外，在桁架平

11、面外，拉杆可作为压杆的平面外支承点，拉杆可作为压杆的平面外支承点，压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点的作用。压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点的作用。在桁架平面外的计算长度应按下表的规定采用。在桁架平面外的计算长度应按下表的规定采用。第14页/共59页（2 2）桁架杆件的容许长细比）桁架杆件的容许长细比 桁架杆件长细比的大小，对杆件的工作有一定的影响。若长细比太大，将使杆件在自重作用下产生过大挠度，在运输和安装过程中因刚度不足而产生弯曲，在动力作用下还会引起较大的振动。故在钢结构规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比。其具体规定见表4。压压 杆杆拉拉 杆杆150150承受静力荷载

12、或间接承受动力荷载承受静力荷载或间接承受动力荷载直接承受直接承受动力荷载动力荷载无吊车或有轻、中级工作无吊车或有轻、中级工作制吊车制吊车有重级工作制有重级工作制吊车吊车350350250250250250 杆件容许长细比杆件容许长细比 表表4 4 第15页/共59页2.2.杆件的截面形式杆件的截面形式 杆件截面选取的原则：承载能力高，抗弯强度大，便于连接，用料经济通常选用角钢和T型钢截面伸展截面伸展壁厚较薄壁厚较薄外表平整外表平整等稳定性设计：对轴心受压杆件，宜使杆件对两个主轴有相近的稳定性，即可使两方向的长细比接近相等。单轴对称截面绕对称轴屈曲时考虑扭转效应的换算长细比。第16页/共59页1

13、 1）单壁式屋架杆件的截面形式）单壁式屋架杆件的截面形式单壁式屋架杆件的常用截面形式单壁式屋架杆件的常用截面形式T型钢截面杆件的优点：耐腐蚀，经济性好（节省钢材12%15%)。第17页/共59页受压弦杆：有节间荷载时按等稳原则选择截面形式按等稳原则选择截面形式第18页/共59页受拉弦杆：支座斜腹杆及竖杆：第19页/共59页其他腹杆：连接垂直支撑的竖杆：垂直支撑传力时竖杆不致产生偏心，方便吊装。第20页/共59页2 2）双壁式屋架杆件的截面形式）双壁式屋架杆件的截面形式第21页/共59页填板的宽度：一般取5080mm；填板的长度：对T形截面应比角钢肢伸出1520mm，对十字形截面则从角钢肢尖缩进

14、1015mm，以便于施焊。填板的厚度：与桁架节点板相同。填板的间距：对压杆 ，拉杆 。注意：在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。要求：要求：图图11 3 3）双角钢杆件的填板（垫板）设置）双角钢杆件的填板（垫板）设置填板（垫板）作用：保证两个角钢共同工作。第22页/共59页3.3.杆件的截面选择杆件的截面选择 一般要求：一般要求：（1）在同一榀屋架中，型钢规格不宜太多，一般不超过56种。（2）尽量选用肢宽而薄的型钢，使回转半径较大，这对压杆尤为重要。（3）不得采用肢宽相同而厚度相差等于或小于 的角钢，以免施工时产生混料错误。（4）角钢型号不宜小于454或56364。（5）直接

15、支承大型钢筋砼屋面板的上弦杆，其角钢外伸宽度不宜小于 （屋面板跨度 时），保证屋面板的支承长度。（6）计算单面连接的单角钢杆件时，钢材的强度设计值应折减，折减系数见表6。第23页/共59页钢材强度折减系数钢材强度折减系数 表表6 6 按轴心受力构件计算按轴心受力构件计算强度和连接时强度和连接时0.850.85按轴心受压构件计算按轴心受压构件计算稳定时稳定时等边角钢等边角钢0.6+0.0015 0.6+0.0015 ，但不大于但不大于1.01.0短边相连的不短边相连的不等边角钢等边角钢0.6+0.0015 0.6+0.0015 ，但不大于但不大于1.01.0长边相连的不长边相连的不等边角钢等边角

16、钢0.700.70 (7)对于连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内，且距节点板边缘大于100mm时（图右），计算拉杆强度可不考虑截面削弱。第24页/共59页 设计原则设计原则 对轴心受拉杆件由强度要求计算所需的面积，同时应满足长细比要求。对轴心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、局部稳定和长细比。计算方法按钢结构原理教材进行。第25页/共59页任务：确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计算。节点的构造应传力路线明确、简捷、制作安装方便。注意：节点板只在弦杆与腹杆之间传力，不直接参与传递弦杆内力，弦杆若在节点板处断开，应设置拼接角钢在两弦杆间直接传力。屋架节点设计第26页/共59页 原则上，原

17、则上，桁架应以杆件的形心线为轴线并在节点处相交桁架应以杆件的形心线为轴线并在节点处相交于一点，于一点，以避免杆件偏心受力。为了制作方便，通常取角钢背以避免杆件偏心受力。为了制作方便，通常取角钢背或或T T型钢背至轴线的距离为型钢背至轴线的距离为5mm5mm的倍数。的倍数。当当弦杆截面沿高度有改变时弦杆截面沿高度有改变时，为便于拼接和放置屋面材，为便于拼接和放置屋面材料，一般将料，一般将拼接处两侧弦杆表面对齐拼接处两侧弦杆表面对齐，这时形心线必然错开，这时形心线必然错开，此时此时宜采用受力较大的杆件形心线为轴线宜采用受力较大的杆件形心线为轴线（指导书图（指导书图1212）。当）。当两侧两侧形心线

18、偏移的距离不超过较大弦杆截面高度的形心线偏移的距离不超过较大弦杆截面高度的5%5%时，可不时，可不考虑此偏心影响。考虑此偏心影响。1 1 节点设计的节点设计的一般要求一般要求当偏心当偏心e e0.05h0.05h时考虑时考虑偏心对杆件产生的附加偏心对杆件产生的附加弯矩：弯矩：汇交于节点的各杆件线刚度之和。式中式中第27页/共59页 在屋架节点处，在屋架节点处，腹杆与弦杆或腹杆与弦杆或腹杆之间焊缝的净距腹杆之间焊缝的净距，不宜小于，不宜小于10mm10mm，或者杆件之间的空隙不小于，或者杆件之间的空隙不小于151520mm20mm（上右图），以便制作，（上右图），以便制作，且可避免焊缝过分密集，

19、致使钢材且可避免焊缝过分密集，致使钢材局部变脆。局部变脆。角钢端部的切割一般垂直于其轴线图13a。有时为减小节点板尺寸，允许切去一肢的部分图13b、c，但不允许将一个肢完全切去而另一肢斜切图13d。图图1313第28页/共59页 节点板的外形应尽可能简单而规则，宜至少有两边平行，一般采用矩形、平行四边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15图14a。单斜杆与弦杆的连接应使之不出现连接的偏心弯矩图14b。图图1414第29页/共59页 节点板的平面尺寸，一般应根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度画出大样图来确定，但考虑施工误差，宜将此平面尺寸适当放大。节点板厚度根据腹杆最大内力（梯形

20、和人字形）或弦杆端节间内力（三角形）按表7选用。梯形、人字形屋架腹杆梯形、人字形屋架腹杆最大内力或三角形屋架最大内力或三角形屋架弦杆端节间内力（弦杆端节间内力（kNkN）1701701711712902902912915105105115116806806816819109109119111290129012911291177017701771177130903090中间节点板厚度（中间节点板厚度（mmmm）6 68 88 8101012121414161618182020支座节点板厚度（支座节点板厚度（mmmm）1010101012121414161618 18 20202222 Q235Q

21、235钢单壁式焊接屋架节点板厚度选用表钢单壁式焊接屋架节点板厚度选用表 表表7 7 注：注：1.1.节点板钢材为节点板钢材为Q345Q345钢或钢或Q390Q390钢、钢、Q420Q420钢时，节点板厚可按表中数值适钢时，节点板厚可按表中数值适当减小。当减小。2.2.本表适用于腹杆端部用侧焊缝连接的情况。本表适用于腹杆端部用侧焊缝连接的情况。3.3.无竖腹杆相连且自由边无加劲加强的节点板，应将受压腹杆内力乘以无竖腹杆相连且自由边无加劲加强的节点板，应将受压腹杆内力乘以1.251.25后再查表后再查表。第30页/共59页 支承大型混凝土屋面板的上弦杆，当支承处的总集中荷载（设计值）超过表8的数值

22、时，弦杆的伸出肢容易弯曲，应对其采用图15的做法之一予以加强。图图1515第31页/共59页2.2.节点设计的节点设计的一般步骤一般步骤 （1）确定节点构造；（2）根据腹杆内力确定腹杆与节点板的连接焊缝。一般先假定焊杆尺寸 和 ，然后求焊缝计算长度 和 。肢背焊缝计算长度肢背焊缝计算长度肢尖焊缝计算长度肢尖焊缝计算长度 式中：式中：N腹杆的轴力设计值；腹杆的轴力设计值；、角钢肢背、肢尖焊缝受力分配系数；角钢肢背、肢尖焊缝受力分配系数；角焊缝强度设计值。角焊缝强度设计值。注意注意:焊脚尺寸和焊缝长度的构造要求，单角钢单面连接的焊焊脚尺寸和焊缝长度的构造要求，单角钢单面连接的焊缝设计强度应乘缝设计

23、强度应乘0.85折减系数。折减系数。第32页/共59页 （5 5）根据基本要求）根据基本要求切断杆件，一般应使杆件长度为切断杆件，一般应使杆件长度为 的倍数。的倍数。（6 6）根据计算结果布置焊缝。）根据计算结果布置焊缝。（7 7）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形，节点板应）适当考虑制作和装配误差，定出节点板外形，节点板应满足基本要求满足基本要求。（8 8）标注尺寸。杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中）标注尺寸。杆件轴线位置，即轴线至肢背距离；节点中心到节点板边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝心到节点板边的距离；杆件端部至节点中心的距离；标注焊缝及其尺寸。及其尺寸。（3）按

24、比例画出屋架轴线。（4）根据基本要求画出杆件轮廓线。（9 9）节点验算。对不同节点验）节点验算。对不同节点验算弦杆与节点板的焊缝；对拼接算弦杆与节点板的焊缝；对拼接节点，计算拼接角钢长度、拼接节点，计算拼接角钢长度、拼接焊缝，对支座节点计算支座底板、焊缝，对支座节点计算支座底板、加劲肋等。加劲肋等。第33页/共59页3.3.角钢桁架的节点设计角钢桁架的节点设计 角钢桁架是指弦杆和腹杆均用角钢做成的桁架。一般节点 指节点无集中荷载和无弦杆拼接的节点，例如无悬吊荷载的屋架下弦的中间节点（图16）。节点板应伸出弦杆1015mm以便焊接.腹杆与节点板的连接焊缝按受轴心力角钢的角焊缝计算。弦杆与节点板的

25、连接焊缝，应考虑承受弦杆相邻节点间内力之差N=N2-N1，按下列公式计算其焊脚尺寸：第34页/共59页肢背焊缝肢背焊缝：肢尖焊缝：肢尖焊缝：式中式中 、内力分配系数；内力分配系数；角焊缝强度设计值。角焊缝强度设计值。通常因N很小，实际所需的焊脚尺寸可由构造要求确定，并沿节点板全长满焊。图图1616第35页/共59页角钢桁架有集中荷载的节点节点板缩进上弦角钢背时（缩进距离不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于t，t为节点板厚度）。角钢背凹槽的塞焊缝假定只承受屋面集中荷载，按两条角焊缝（焊脚尺寸为0.5t）计算其强度：式中式中 Q节点集中荷载垂直于屋面的分量；节点集中荷载垂直于屋面的分量；焊脚尺

26、寸，取焊脚尺寸，取 ；正面角焊缝强度增大系数。对承受静力荷载和正面角焊缝强度增大系数。对承受静力荷载和间接承受动力荷载的屋架，间接承受动力荷载的屋架，；对直接承受动力荷；对直接承受动力荷载的屋架，载的屋架，。实际上因Q不大，可按构造满焊。第36页/共59页图图1717肢尖角焊缝肢尖角焊缝传递弦传递弦杆相邻节间的内力差杆相邻节间的内力差 和偏心力和偏心力矩矩 。其焊缝强度按下式计算：其焊缝强度按下式计算：式中 肢尖焊缝的焊脚尺寸。第37页/共59页肢背焊缝：肢尖焊缝：式中式中 、伸出肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度；伸出肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度；、肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。肢尖焊缝的焊脚尺寸

27、和计算长度。q 节点板伸出或部分伸出 当肢尖焊缝不满足上式要求时，可将节点板部分向上伸出图17(c)或全部向上伸出图17(d)。此时弦杆与节点板的连接焊缝应按下列公式计算：第38页/共59页角钢桁架弦杆的拼接及拼接节点角钢桁架弦杆的拼接及拼接节点工厂拼接位置通常在节点范围以外。工地拼接位置一般在节点处。拼接角钢传递弦杆内力。拼接角钢宜采用与弦杆相同的截面。图图1818应将拼接角钢的应将拼接角钢的棱角铲去，并切去竖肢棱角铲去，并切去竖肢。设置。设置安装螺栓。安装螺栓。拼接角钢与节点板各焊于不同的拼接角钢与节点板各焊于不同的运输运输单元单元。第39页/共59页拼接角钢的竖肢切处长度：mm，式中 t

28、 为角钢厚度，为拼接焊缝的焊脚尺寸。式中式中 N杆件的轴心力，取节点两侧杆件的轴心力，取节点两侧 弦杆内力的较小值。弦杆内力的较小值。拼接角钢的长度拼接角钢的长度为：为：式中式中 b两弦杆杆端的空隙，对于下弦拼接节点取两弦杆杆端的空隙，对于下弦拼接节点取b=10 20mm；对于上弦屋脊拼接节点，取；对于上弦屋脊拼接节点，取b=3050mm。屋脊节点处的拼接角钢屋脊节点处的拼接角钢，一般采用热弯成形一般采用热弯成形或将角钢竖肢切口或将角钢竖肢切口再弯折后焊成（当屋面坡度较大且拼接角钢肢较宽时）。再弯折后焊成（当屋面坡度较大且拼接角钢肢较宽时）。拼接角钢拼接角钢或拼接钢板或拼接钢板的长度的长度，应

29、根据所需焊缝长度决定。接头，应根据所需焊缝长度决定。接头一侧的一侧的连接焊缝长度连接焊缝长度应为：应为：第40页/共59页 弦杆与节点板的连接焊缝，应按一般节点中的肢背、肢尖焊缝计算公式进行。注意：的取值。取相邻节间弦杆内力之差或弦杆最大内力的15%，两者较大值。当节点处有集中荷载时，则应采用上述 值和集中荷载Q值，按角钢桁架有集中荷载的节点计算方法验算。焊缝计算焊缝计算第41页/共59页角钢桁架的支座节点角钢桁架的支座节点 支座节点分类：支座节点分类：屋架与柱子的连接可以做成铰接或刚接。支承于混凝土柱或砌体柱的屋架一般都是按铰接设计，而屋架与钢柱的连接则可为铰接或刚接。第42页/共59页支座

30、节点的组成支座节点的组成：加劲肋的作用加劲肋的作用：支座节点的构造要求支座节点的构造要求：为便于施焊，为便于施焊，屋架下弦角钢背与支座底板的距离屋架下弦角钢背与支座底板的距离e（图（图1919、图图2020）不宜小于下弦角钢伸出肢的宽度，也不宜小于）不宜小于下弦角钢伸出肢的宽度，也不宜小于130mm130mm。屋。屋架支座底板与柱顶用架支座底板与柱顶用锚栓锚栓相连，锚栓预埋于柱顶，直径通常为相连，锚栓预埋于柱顶，直径通常为202024mm24mm。为便于安装时调整位置，底板上的。为便于安装时调整位置，底板上的锚栓孔径锚栓孔径宜为锚宜为锚栓直径的栓直径的2 22.52.5倍，屋架就位后再加小垫板

31、套住锚栓并用工地倍，屋架就位后再加小垫板套住锚栓并用工地焊缝与底板焊牢，焊缝与底板焊牢，小垫板上的孔径小垫板上的孔径只比锚栓直径大（只比锚栓直径大（1 12 2）mmmm。节点板加劲肋底板锚栓提高支座节点的侧向刚度，使支座底板受力均匀，减少底板弯矩第43页/共59页支座节点的传力路线：桁架各杆件的内力通过杆端焊缝传给节点板，然后经节点板与加劲肋之间的垂直焊缝L，把一部分力传给加劲肋，再通过节点板、加劲肋与底板的水平焊缝H把全部支座压力传给底板，最后传给支座。节点板 焊缝H底板 屋架杆件合力R焊缝焊缝L L加劲肋 传力路径图传力路径图第44页/共59页 支座节点的计算支座节点的计算：1 1）支座

32、底板的计算支座底板的计算*支座底板的毛面积应为：式中式中 RR支座反力；支座反力；支座钢筋混凝土局部承压强度设计值；支座钢筋混凝土局部承压强度设计值；锚栓孔的面积。锚栓孔的面积。底板短边的长度一般不小于底板短边的长度一般不小于200mm200mm。*底板的厚度底板的厚度式中式中 底板下反力的平均值，底板下反力的平均值，；系数，由系数，由 值按表值按表9 9查得：查得：、对角线长度及其中点至另一对角线的距离对角线长度及其中点至另一对角线的距离按均布荷载下板的抗弯计算，将基础反力看成均布荷载按均布荷载下板的抗弯计算，将基础反力看成均布荷载q,q,底板底板被节点板和加劲肋分成被节点板和加劲肋分成4

33、4块两相邻边支撑的板，其单位宽度的块两相邻边支撑的板，其单位宽度的弯矩为：弯矩为：第45页/共59页底板的厚度应为：底板的厚度应为：底板不宜太薄，底板不宜太薄，一般其厚度不宜小于一般其厚度不宜小于161620mm20mm。2）加劲肋设计加劲肋：高度由节点板的尺寸决定，其厚度取等于或略小于节点板的厚度。按悬臂梁计算，固端截面的剪力 V=R/4，固端截面的弯矩M=Vb/4。加劲肋与节点板间竖向焊缝加劲肋与节点板间竖向焊缝L:L:焊缝受力：焊缝受力：V=R/4 4，M=Vb/4 4。焊缝验算：焊缝验算：第46页/共59页3 3）底板焊缝计算）底板焊缝计算支座底板与支座节点板、支座底板与支座节点板、加

34、劲肋的连接焊缝加劲肋的连接焊缝按承受按承受全部支座反力全部支座反力R计算。计算。验算式为：验算式为：其中焊缝计算长度之和其中焊缝计算长度之和 cm，t和和c分别为节点板厚度和加劲肋切口宽度（图分别为节点板厚度和加劲肋切口宽度（图1919、图、图2020）。）。第47页/共59页4.T 4.T 型钢作弦杆的屋架节点型钢作弦杆的屋架节点当腹杆也用T型钢或单角钢时，腹杆与弦杆直接焊接(不需要节点板)；当腹杆采用双角钢时，有时需设节点板，节点板与弦杆采用对接焊缝，此焊缝承受弦杆相邻节间的内力差以及内力差产生的偏心弯矩，可按下式进行计算：式中式中 由斜腹杆焊缝确定的节点板长度；由斜腹杆焊缝确定的节点板长

35、度；节点板厚度，通常取与节点板厚度，通常取与T T型钢腹板等厚；型钢腹板等厚；对接焊缝抗剪强度设计值；对接焊缝抗剪强度设计值；、对接焊缝抗拉、抗压强度设计值。对接焊缝抗拉、抗压强度设计值。或或 角钢腹杆与节点板的焊缝计算同角钢桁架。第48页/共59页5.5.连接节点处节板件的计算连接节点处节板件的计算 （1 1）强度计算）强度计算 当节点板厚度不满足表7的要求时，节板件在拉、剪作用下的强度，应按下列公式计算：方法1（见图22）式中式中 作用于板件的拉力；作用于板件的拉力；第第 段破坏面的截面积，当为螺栓（或铆钉）连接时取段破坏面的截面积，当为螺栓（或铆钉）连接时取 净截面面积；净截面面积；板件

36、的厚度；板件的厚度；第第 破坏段的长度，应取板件中最危险的破坏线的长度（图破坏段的长度，应取板件中最危险的破坏线的长度（图 2222）；）；第第 段的拉剪折算系数；段的拉剪折算系数；第第 段破坏线与拉力轴线的夹角。段破坏线与拉力轴线的夹角。图图2222第49页/共59页方法方法2：有效宽度法（见图有效宽度法（见图2323）有效宽度法计算式有效宽度法计算式：式中式中 板件的有效宽度（图板件的有效宽度（图2323），当用螺栓（或铆钉），当用螺栓（或铆钉）连接时，应取净宽度连接时，应取净宽度 图图23 23 ；图中应力扩散角，可取为图中应力扩散角，可取为3030。图图23 23 板件的有效宽度板件的

37、有效宽度第50页/共59页（2 2）稳定计算）稳定计算目的：目的：为了保证桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性。为了保证桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定性。方法：方法：满足下列条件，可不计算稳定满足下列条件，可不计算稳定,否则应计算稳定。否则应计算稳定。对有竖腹杆或无竖腹杆但自由边有加劲肋（图21）的节点板图图21 无竖腹杆但自由边有无竖腹杆但自由边有加劲肋的节点板加劲肋的节点板对无竖腹杆且自由边无加劲肋的节点板且且受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆 轴线方向至弦杆边缘的净距离；轴线方向至弦杆边缘的净距离；注：注：在任何情况下在任何情况下 不得大于不得大于 t为节点板厚

38、度为节点板厚度。注：注：在任何情况下在任何情况下 不得大于不得大于 yf2355.17第51页/共59页（3）构造要求采用上述方法计算节点板的强度和稳定时，应满足下列要求：节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角应不小于15；斜腹杆与弦杆的夹角应在 3060之间；节点板的自由边长度 与厚度 之比不得大于60 ，否则应根据构造要求沿自由边设加劲肋予以加强。第52页/共59页绘制屋架施工详图绘制屋架施工详图 屋架施工图常按安装单元或运送单元绘制。一般屋架可划分为两个或三个运送单元，但可作为一个安装单元进行安装。1.施工图的主要内容(图24）包括屋架单线图（简图）、屋架运送单元正视图、上弦及下弦杆俯视图、必要

39、数量的侧视量以及若干零件大样图、整榀屋架的材料表及说明。2.施工图的布图原则(图24）（1）通常在图纸左上角绘整榀屋架简图，简图比例视图纸空隙大小而定，图中一半注上几何长度(mm)，另一半注上杆件的计算内力（kN）；（2）施工图的主要图面用以绘制屋架的正面图，上、下弦的平面图，必要的侧面图和剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的大样图。第53页/共59页图图24第54页/共59页3.绘图比例 屋架施工图通常采用两种比例尺：杆件轴线一般为1：201：30，以免图幅太大；节点（包括杆件截面、节点板和小零件）一般为1：101：15，可清楚地表达节点的细部构造要求。4.屋架起拱 当梯形屋架跨度 L24m

40、或三角形屋架跨度 L15m时，应考虑起拱，其起拱高度约为 （图25），起拱值可注在简图中，也可以注在说明中。图图25 25 屋架的起拱屋架的起拱 第55页/共59页5.5.零部件编号零部件编号 编号顺序：按主次、上下、左右顺序逐一进行。编号顺序：按主次、上下、左右顺序逐一进行。编号原则：只有在两个构件的所有零件的形状、尺寸、加编号原则：只有在两个构件的所有零件的形状、尺寸、加工记号、数量和装配位置等全部相同时，才给予相同的编号。工记号、数量和装配位置等全部相同时，才给予相同的编号。不同种类的构件（如屋架、天窗架、支撑等），还应在其编号不同种类的构件（如屋架、天窗架、支撑等），还应在其编号前面冠

41、以不同的字母代号（例如屋架用前面冠以不同的字母代号（例如屋架用W W、天窗架用、天窗架用TJTJ、支撑、支撑用用C等）。此外，连支撑、系杆的屋架和不连支撑、系杆的屋等）。此外，连支撑、系杆的屋架和不连支撑、系杆的屋架因在连接孔和连接零件上有所区别，一般给予不同编号架因在连接孔和连接零件上有所区别，一般给予不同编号W1、W2、W3、等，但可以只绘一张施工图。等，但可以只绘一张施工图。6.6.尺寸标注尺寸标注 在施工图中应全部注明各零件（杆件和板件）的定位尺寸、在施工图中应全部注明各零件（杆件和板件）的定位尺寸、孔洞的位置，以及对工厂加工和工地施工的所有要求。孔洞的位置，以及对工厂加工和工地施工的

42、所有要求。第56页/共59页7.7.材料表的编制材料表的编制 材料表一般包括各零件的截面、长度、数量（正、反）和材料表一般包括各零件的截面、长度、数量（正、反）和重量（单重、共重和合重）。材料表的用处主要是配料和算出重量（单重、共重和合重）。材料表的用处主要是配料和算出用钢指标，其次是为吊装时配备起重运输设备，还可使一切零用钢指标，其次是为吊装时配备起重运输设备，还可使一切零件毫无遗漏地表示清楚。件毫无遗漏地表示清楚。8.8.施工图的说明施工图的说明 应包括所有钢材的牌号、焊条型号、焊接方法和质量要求；应包括所有钢材的牌号、焊条型号、焊接方法和质量要求；图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运

43、输和加工要求等图中未注明的焊缝和螺孔尺寸；以及油漆、运输和加工要求等图中未表现或图中未表现或不易表达不易表达的其他内容。的其他内容。定位尺寸定位尺寸主要有：杆件轴线主要有：杆件轴线至角钢肢背的距离，节点中心至至角钢肢背的距离，节点中心至所连腹杆的近端端部距离，节点所连腹杆的近端端部距离，节点中心至节点板上、下和左、右边中心至节点板上、下和左、右边缘的距离等。缘的距离等。第57页/共59页刚接屋架（框架横梁）设计特点刚接屋架（框架横梁）设计特点1.1.内力计算特点内力计算特点2.2.屋架截面选择中，下弦端节间屋架截面选择中，下弦端节间可能受压时，长细比的控制方法。可能受压时，长细比的控制方法。3.3.支座节点的连接计算特点。支座节点的连接计算特点。屋架与柱的刚接：屋架与柱的刚接：刚接节点连接焊缝传递内力由以刚接节点连接焊缝传递内力由以下两部分组成：下两部分组成：屋面荷载产生的横梁端反力，屋面荷载产生的横梁端反力，横梁端弯矩在上下弦轴线处产横梁端弯矩在上下弦轴线处产生的附加水平力、附加竖向反力，生的附加水平力、附加竖向反力，下弦处的水平力中还应包括框架下弦处的水平力中还应包括框架内力组合的相应水平剪力。内力组合的相应水平剪力。第58页/共59页感谢您的观看。第59页/共59页