鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)研究室2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室2鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般過(guò)程1. 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置2. 確定選用的鋼材牌號(hào)3. 建立結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定荷載4. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析與組合5. 進(jìn)行各構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)6. 進(jìn)行構(gòu)件相互間的連接設(shè)計(jì)7. 繪制施工詳圖，編制材料表2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室3結(jié)構(gòu)選型與布置l鋼結(jié)構(gòu)體系選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力情況，使用功能等方面l 選擇最有效率，適合現(xiàn)有制造水平的，l 安全性好，造價(jià)低的。l結(jié)構(gòu)布置：平面布置，豎向布置，支撐布置，維護(hù)結(jié)構(gòu)布置等等 l返回 下一頁(yè)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室4鋼結(jié)構(gòu)體系與組

2、成構(gòu)件l結(jié)構(gòu)荷載：豎向荷載，水平荷載l結(jié)構(gòu)傳力體系：l豎向荷載傳遞體系l水平荷載傳遞體系l結(jié)構(gòu)體系就是兩種體系的結(jié)合2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室5確定選用的鋼材牌號(hào)l選用依據(jù)：1，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性（損壞帶來(lái)后果的嚴(yán)重性）2，荷載特征（靜力荷載、動(dòng)力荷載等）3，連接方法（焊接或非焊接）4，工作環(huán)境（低溫等）l結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)（拉應(yīng)力或壓應(yīng)力）l板件厚度lQ235，Q345，Q390，Q420l返回2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室6建立結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定其所受的各類荷載l結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖：符合實(shí)際情況，盡量簡(jiǎn)化。l依據(jù)簡(jiǎn)圖導(dǎo)算荷載l豎向荷載： 永久荷載 D 可變荷載 L 雪荷

3、載 其他豎向荷載（積灰荷載）l水平荷載 風(fēng)荷載 W 地震荷載 E 其他水平荷載（吊車制動(dòng)荷載）l返回2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7按不同荷載分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，進(jìn)行內(nèi)力組合,l按不同荷載分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，進(jìn)行內(nèi)力組合，確定各構(gòu)件在最不利組合下產(chǎn)生的最大內(nèi)力。l一般組合：l1.35D+0.7x(1.4L) 恒荷載控制l1.2D+1.4L l1.2D+1.4L+0.6x1.4W 活荷載為主的有風(fēng)組合l1.2D+1.4x0.7(或0.9)L+1.4W 風(fēng)荷載為主的組合l0.9(1.0)D+1.4W 風(fēng)荷載為主傾覆驗(yàn)算l1.2(D+0.5L)+1.3E 地震工況lD+0.5L+1.3

4、E 地震工況傾覆驗(yàn)算注意： 當(dāng)剛架內(nèi)力采用二階彈性分析時(shí)和采用塑性設(shè)計(jì)時(shí),均應(yīng)先進(jìn)行荷載組合而后按各荷載組合進(jìn)行內(nèi)力分析。l返回2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8三角形屋架l內(nèi)力組合通常只考慮一種情況:l“永久荷載雪荷載和屋面均布可變荷載中的較大者”，考慮全跨滿載。 l對(duì)芬克式和扇式三角形屋架，這里需說(shuō)明3點(diǎn)：l1.不論弦桿和腹桿，都是全跨滿載時(shí)使桿件內(nèi)力為最不利，因而不需考慮雪荷載等在半跨上作用的情況；l2.屋架的屋面坡度通常都小于30，此時(shí)屋面的風(fēng)荷載一般為吸力，因此風(fēng)荷載不參與內(nèi)力組合；l3.當(dāng)屋面荷載特輕而風(fēng)荷載特大時(shí)，還應(yīng)考慮“永久荷載風(fēng)荷載”的組合，以考察在風(fēng)的吸力作用下使

5、屋架下弦桿等拉桿變成壓桿和支座反力變向的可能性。在計(jì)算此荷載組合時(shí)，永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.0。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室9梯形屋架l內(nèi)力組合時(shí)通常都需考慮以下幾種基本組合：l1、“永久荷載雪荷載和屋面均布可變荷載中的較大值”，考慮滿跨荷載；l2、“永久荷載半跨雪荷載和半跨屋面均布可變荷載中的較大值”，要考慮左半跨和右半跨兩種受荷情況。l當(dāng)采用鋼筋混凝土大型屋面板等重屋面時(shí)，還要考慮屋架在安裝時(shí)的半邊受荷情況，即半跨的屋面板已吊裝、另半跨屋面板未吊裝時(shí)：l3、“滿跨屋架自重半跨（左半或右半兩者）屋面板和施工荷載”，用以考察腹桿中是否有內(nèi)力變號(hào)的可能性。2022年4月17日浙江大

6、學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室10進(jìn)行各構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)l初估截面l截面驗(yàn)算l構(gòu)造要求l返回2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室11進(jìn)行構(gòu)件相互間的連接設(shè)計(jì)l各種連接的構(gòu)造l傳力路線l計(jì)算內(nèi)容l返回2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室12繪制施工詳圖，編制材料表l施工圖包括：l 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明l 布置圖(構(gòu)件布置與編號(hào))l 構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)詳圖l 必要說(shuō)明l材料表2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室132022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室14鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所用的規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50017-2003）鋼結(jié)

7、構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（ GB50205-2001）高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ18-2002、J218-2002）門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102 ）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）屋蓋的設(shè)計(jì)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室16屋蓋的組成l屋架，支撐系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室172022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室18屋面系統(tǒng)l有檁體系，無(wú)檁體系2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室19屋架的名義跨度和計(jì)算跨度l兩相鄰柱列定位軸線間的距離為屋架的名義跨度 Ll屋架左右兩支座中心線間的距離為屋架的計(jì)算跨度l。l計(jì)算跨度常

8、取名義跨度減去300mm 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室20屋架間距l(xiāng)一般應(yīng)由設(shè)計(jì)人員按經(jīng)濟(jì)要求確定 。l當(dāng)屋架間距增大，所有縱向構(gòu)件如檁條等因跨度加大而需增大其截面；但在一定建筑面積下，屋架和支柱（包括柱基礎(chǔ)）數(shù)目則可減少，利用求極值的數(shù)學(xué)方法理論上可求得使整個(gè)屋蓋和支柱用鋼量最少或工料最省時(shí)的屋架經(jīng)濟(jì)間距 l實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)屋架間距l(xiāng)約為屋架跨度的1/31/5l常用間距：6m，壓型鋼板屋面：612m2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室21屋蓋平面尺寸l當(dāng)區(qū)段長(zhǎng)度超過(guò)某規(guī)定值時(shí)，需設(shè)置伸縮縫。最常用的設(shè)置方法是在伸縮縫處設(shè)置雙柱。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室22屋架概述

9、2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室24平面桁架的外形l三角形、梯形、平行弦、人字行、多邊形2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室25上弦坡度l主要由屋面材料確定：l1）波形石棉瓦屋面要求屋面坡度，瓦楞鐵屋面要求，若這種屋面的坡度過(guò)小，易造成漏雨，因此常需選用三角形屋架。l2）油氈防水屋面則要求，因此常用的梯形屋架l3）近來(lái)常被采用的長(zhǎng)尺壓型鋼板屋面，則可用于時(shí)，因而常選用梯形屋架和接近于平行弦的屋架。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室26屋架的適用跨度l平面桁架作為兩端簡(jiǎn)支的受彎構(gòu)件在滿跨均布荷載作用下，彎矩圖形為一拋物線，其上、下弦桿主要承受桁架截面上的彎矩，而腹桿則主要承受

10、桁架截面上的剪力。l三角形屋架外形與拋物線形差別較大，因而其弦桿各節(jié)間的內(nèi)力很不均勻，屋架端部高度小，該處節(jié)間的內(nèi)力最大，因弦桿截面常按整根弦桿的最大內(nèi)力選用，造成弦桿截面鋼材的增加，故跨度較大時(shí)選用三角形屋架是不經(jīng)濟(jì)的，其常用跨度宜在2427m以下。l梯形屋架因?yàn)橥庑谓咏趻佄锞€形，則弦桿各節(jié)間中的內(nèi)力最為均勻。加之剛度也較好，常用跨度可達(dá)36m左右l平行弦屋架弦桿內(nèi)力不及梯形屋架均勻，但其腹桿長(zhǎng)度一致，桿件類型少，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造統(tǒng)一，便于制造，是其優(yōu)點(diǎn)。l屋架外形圖與彎矩圖的比較2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室27屋架的高跨比l對(duì)三角形屋架，1/41/6。l與柱剛接的梯形屋架的端部高度常

11、取跨度的（常用端部高度2m左右），端彎矩愈大，比值可取大；跨度愈大，比值可取小些。高跨比：1/6-1/10。l與柱鉸接的梯形屋架的常用端部高度2m左右，保證連續(xù)性。l平行弦桁架的經(jīng)濟(jì)高度常為其跨度1/15的左右。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室28平面桁架的腹桿體系 l布置原則l1. 提供承受荷載的節(jié)點(diǎn)，盡可能使荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上而使桁架的弦桿都是軸心受力構(gòu)件；l2. 使荷載傳遞至支座的路線最短，以減少腹桿的總長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)數(shù)目；l3. 對(duì)非人字形的腹桿體系，應(yīng)使長(zhǎng)腹桿受拉，短腹桿受壓。對(duì)人字形腹桿體系，宜使斜腹桿的傾角在3555范圍內(nèi)。目的都是減小腹桿的截面積。 屋架的支撐系統(tǒng)1，橫向支

12、撐2，縱向支撐 3，垂直支撐4，系桿 5，支撐系統(tǒng)與屋架的連接節(jié)點(diǎn)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室30支撐系統(tǒng)圖2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室312022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室322022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室33支撐系統(tǒng)作用l保證桁架結(jié)構(gòu)的空間幾何穩(wěn)定性，及幾何形狀不變l保證桁架結(jié)構(gòu)的空間剛度和空間整體性l為桁架弦桿提供必要的側(cè)向支撐點(diǎn)l承受并傳遞水平荷載l保證結(jié)構(gòu)安裝的穩(wěn)定和方便l防止構(gòu)件在動(dòng)力荷載作用下產(chǎn)生較大的振動(dòng)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室34橫向支撐布置在屋架上下弦和天窗架上弦平面l功能: 1，對(duì)保證上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性有著重要的作用

13、。2，傳遞作用在房屋山墻上的縱向水平風(fēng)荷載的作用。3，在傳力平面增加屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度 l橫向支撐一般應(yīng)設(shè)置在房屋兩端（或溫度伸縮縫區(qū)段兩端）的第一個(gè)柱間或第二柱間，兩道橫向支撐的間距不宜超過(guò)60m。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室352022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室36縱向支撐布置在屋架上弦或下弦l功能:1.與橫向支撐一起形成一水平剛性盤，增加房屋的整體剛度；2.當(dāng)房屋為工廠車間并設(shè)有吊車時(shí)，在吊車橫向制動(dòng)力作用下使框架起空間作用，可減輕受荷較大的框架所受水平荷載和產(chǎn)生的水平變形；3.當(dāng)有托架時(shí)，可保證托架的側(cè)向穩(wěn)定。l布置位置：縱向支撐僅當(dāng)房屋的跨度和高度較大 或房屋為廠房并

14、設(shè)有壁行吊車或有較大振動(dòng)設(shè)備（如鍛壓車間）因而對(duì)房屋的整體剛度要求較高時(shí)始設(shè)置之。對(duì)梯形屋架，縱向支撐常設(shè)在屋架的下弦平面，而對(duì)三角形屋架則常設(shè)在上弦平面，與橫向支撐構(gòu)成環(huán)路。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室372022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室382022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室39垂直支撐：布置在屋架間和天窗架間l垂直支撐的作用是：1.保持屋架側(cè)向的幾何穩(wěn)定性；2.下弦無(wú)橫向支撐時(shí)，作為下弦系桿的支點(diǎn)；3.傳遞山墻所受縱向風(fēng)荷載等至屋架支柱；4.保證吊裝屋架時(shí)的穩(wěn)定和安全。l布置位置：垂直支撐只設(shè)在有橫向支撐的同一柱間的屋架上，對(duì)跨度L30m的梯形屋架和跨度L24m的

15、三角形屋架，通常只在跨度中點(diǎn)設(shè)置一道中間垂直支撐；當(dāng)跨度大于上述情況時(shí)，則需在跨度中間設(shè)置兩道垂直支撐。此外，在梯形屋架兩端則不論跨度大小均需設(shè)置垂直支撐。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室402022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室41垂直支撐形式2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室42系桿2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室43支撐系統(tǒng)與屋架的連接節(jié)點(diǎn)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室44屋蓋設(shè)計(jì)的內(nèi)容和屋架的內(nèi)力計(jì)算2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室46屋蓋設(shè)計(jì)內(nèi)容l1. 結(jié)構(gòu)方案的確定和結(jié)構(gòu)布置 例如選定屋蓋的組成，確定屋架的間距、形式和腹桿體 系，布置各種

16、支撐系統(tǒng)等；l2. 檁條設(shè)計(jì)；l3. 屋架的內(nèi)力分析 包括屋架荷載的計(jì)算、內(nèi)力分析及內(nèi)力組合等；l4. 屋架桿件截面設(shè)計(jì) 包括鋼材牌號(hào)、桿件截面形式和尺寸的選用，強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算等；l5. 屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 包括各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的連接計(jì)算和構(gòu)件的拼接等；l6. 施工詳圖的繪制 包括材料表的編制。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室47屋架的荷載l永久荷載：包括屋面材料、保溫材料、檁條及屋架（包括支撐及天窗）的自重。 l屋面均布可變荷載l雪荷載l風(fēng)荷載 l其他荷載（吊頂，積灰）2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室48屋架的內(nèi)力計(jì)算l計(jì)算假定： 1.所有荷載都作用在節(jié)點(diǎn)上；2.所有桿件都是等截面直桿；

17、3.各桿軸線在節(jié)點(diǎn)處都能相交于一點(diǎn)；4.所有節(jié)點(diǎn)均為理想鉸接。在這些假設(shè)下，桁架桿件就只承受軸心拉力或壓力。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室49屋架內(nèi)力包括：構(gòu)件的軸力，和有節(jié)間荷載時(shí)的上弦彎矩l桿件軸力由節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算，節(jié)點(diǎn)荷載包括所有荷載，就是屋面水平投影計(jì)算的荷載。l上弦彎矩由節(jié)間荷載計(jì)算，節(jié)間荷載應(yīng)從屋面水平投影計(jì)算的荷載中應(yīng)扣除屋架自重再加上屋架上弦桿的自重，在上弦桿的截面尚未知道時(shí)，可取上弦桿的自重為屋架和支撐自重估計(jì)值的1/41/5。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室502022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室512022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室522022

18、年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室53屋架的內(nèi)力組合l三角形屋架荷載組合：l1.2全跨恒荷載+1.4全跨活荷載l梯形屋架荷載組合：l1.2全跨恒荷載+1.4全跨活荷載（左、右）l1.2全跨恒荷載+1.4半跨活荷載（左、右）l大型屋面板時(shí)：l1.2全跨屋架及支撐自重+（1.2半跨屋面板自重+1.4半跨活荷載）（左、右）桁架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室55桁架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度l弦桿和支座斜桿（支座豎桿）在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)均取1.0l對(duì)單系腹桿（即無(wú)中間節(jié)點(diǎn)的腹桿），其上端與受壓弦桿相連，對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)約束影響不大，而其下端則與剛度較大的受拉弦桿相連，對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)約束

19、的影響較大。取0.8，l非單系腹桿（即有中間節(jié)點(diǎn)的腹桿），其在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心間距離。l在桁架交叉腹桿所在平面內(nèi)，計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心到交叉點(diǎn)間的距離；l注意：只有一端與受壓的上弦相連，一端與受拉的下弦相連的腹桿（支座斜桿與支座豎桿除外）取0.8。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室562022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室57桁架平面外計(jì)算長(zhǎng)度l在桁架平面外，弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度取其側(cè)向支承點(diǎn)的距離。l所有單系腹桿在平面外的計(jì)算長(zhǎng)度都等于其各自的幾何長(zhǎng)度，。l桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)間距為節(jié)間長(zhǎng)度2倍時(shí)弦桿的平面外計(jì)算長(zhǎng)度：l同樣適用再分式腹桿體系中的受壓主斜桿和K形腹桿體系的豎桿

20、lNNll0.5)25. 075. 0(121y02022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室58桁架交叉腹桿所在平面外計(jì)算長(zhǎng)度l在桁架交叉腹桿所在平面外，當(dāng)兩交叉桿的長(zhǎng)度相等時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度按下列規(guī)定采用：2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室59斜平面計(jì)算長(zhǎng)度l單角鋼截面和雙角鋼十字截面的腹桿，斜平面計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可取0.9l對(duì)支座豎桿則取1.0。l當(dāng)確定交叉腹桿中單角鋼桿件，斜平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心至交叉點(diǎn)的距離。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室60桁架構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室61容許長(zhǎng)細(xì)比2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室62桁架桿件的截面形式、

21、節(jié)點(diǎn)板厚度和角鋼間的填板截面形式圖節(jié)點(diǎn)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)板厚度（表，給出計(jì)算規(guī)范出處）角鋼間的填板2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室64截面形式2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室65節(jié)點(diǎn)構(gòu)造l單節(jié)點(diǎn)板l雙節(jié)點(diǎn)板l無(wú)節(jié)點(diǎn)板2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室66節(jié)點(diǎn)板厚度表9.1 單節(jié)點(diǎn)板桁架和屋架的節(jié)點(diǎn)板厚度（mm）三角形屋架弦桿或梯形屋架（包括平行弦屋架）支座斜桿的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值（kN）180181300301500501700701950951 12001201155015512000中間節(jié)點(diǎn)板厚688101214161820支座節(jié)點(diǎn)板厚810121416182024注：表列厚度系按

22、鋼材為Q235鋼考慮，當(dāng)節(jié)點(diǎn)板為Q345鋼或其它低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，其厚度可較表列數(shù)值減小12mm，但板厚不得小于6mm。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室67l在通常設(shè)計(jì)中仍可按上述表9.1選用節(jié)點(diǎn)板厚度而不經(jīng)計(jì)算。l僅當(dāng)遇到重要的節(jié)點(diǎn)或擬采用較表9.1規(guī)定的板厚為小的節(jié)點(diǎn)板時(shí)，可按規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行復(fù)核。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室68角鋼間的填板l填板作用：格構(gòu)式構(gòu)件的綴板。l設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017中規(guī)定：用填板連接的雙角鋼（或雙槽鋼）構(gòu)件，可按實(shí)腹式構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，但填板間的距離不應(yīng)超過(guò)下列數(shù)值：l受拉構(gòu)件 80i，受壓構(gòu)件 40il受壓構(gòu)件除滿足 外，在構(gòu)件的兩個(gè)側(cè)向

23、支承點(diǎn)之間的填板數(shù)還應(yīng)不得少于2個(gè)。l填板的尺寸：l厚度： 節(jié)點(diǎn)板厚度l寬度 ：保證最小焊縫長(zhǎng)度，可按構(gòu)造要求采用。l高度： 當(dāng)為T形截面時(shí)，角鋼連接邊寬度+2（1015）mm，即填板伸出角鋼連接邊每邊1015mm；當(dāng)為十字形截面時(shí)，填板不伸出角鋼輪廓以外，每邊縮進(jìn)1520mm，以布置焊縫。il4012022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室692022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室70桁架桿件的截面設(shè)計(jì)l注意9點(diǎn)l（一）應(yīng)優(yōu)先選用厚度較薄的截面，使在相同用鋼量下截面具有較大的剛度（截面回轉(zhuǎn)半徑）。與此同時(shí)，還需注意規(guī)范中規(guī)定的最小截面。規(guī)范GB50017規(guī)定，在鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件及其連接中不宜

24、采用：厚度小于4mm的鋼板；厚度小于3mm的鋼管；截面小于454或56364的角鋼（對(duì)焊接結(jié)構(gòu)），或截面小于505的角鋼（對(duì)螺栓連接的結(jié)構(gòu)）。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室71l（二）凡需用C級(jí)螺栓與支撐桿件相連接的屋架桿件角鋼的邊長(zhǎng)，應(yīng)注意其所能采用的螺栓最大直徑。連接支撐系統(tǒng)的C級(jí)螺栓直徑一般為d20mm，拼接處定位用的安裝螺栓直徑可用d16mm（直徑為18mm的螺栓為不常用規(guī)格，必要時(shí)才選用），相應(yīng)的角鋼開(kāi)孔邊的最小邊長(zhǎng)將為70mm和63m（參閱第5章表5.2）。l（三）為減少拼接的設(shè)置，屋架弦桿的截面常根據(jù)受力最大的節(jié)間桿力選用。只當(dāng)跨度較大（例如大于24m）、因角鋼供應(yīng)長(zhǎng)度

25、限制而必須設(shè)置拼接以接長(zhǎng)時(shí)，可根據(jù)節(jié)間內(nèi)力變化在半跨內(nèi)改變截面一次。改變截面時(shí)宜改變角鋼的邊長(zhǎng)而保持厚度不變，以利拼接。各種型號(hào)角鋼通常的供應(yīng)長(zhǎng)度見(jiàn)角鋼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室72l（四）焊接屋架中，弦桿角鋼水平邊上連支撐構(gòu)件的螺栓孔的位置，若位于豎向節(jié)點(diǎn)板范圍以內(nèi)并距豎向節(jié)點(diǎn)板邊緣100mm時(shí)，考慮節(jié)點(diǎn)板的參與，計(jì)算弦桿凈截面時(shí)可不計(jì)孔對(duì)弦桿截面的削弱。否則應(yīng)考慮其影響。l（五）由于屋架桿件在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度有的相同（例如支座斜桿），有的不同（例如一般單系腹桿和上、下弦桿），當(dāng)采用以角鋼組成的T形截面時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖9.18（b）所示相應(yīng)截面的值，盡可能使兩

26、個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比與相接近，以獲得經(jīng)濟(jì)的截面。例如一般單系腹桿，此時(shí)宜選用兩等邊角鋼；又如弦桿的2，則宜選用長(zhǎng)邊外伸的兩不等邊角鋼，但當(dāng)上弦桿承受節(jié)間荷載時(shí)，宜改用兩個(gè)等邊角鋼；支座斜桿1.0，則宜選用短邊外伸的兩不等邊角鋼。選用截面時(shí)，最好能預(yù)先得知型鋼規(guī)格的供應(yīng)情況，據(jù)此選用，則不易造成制造時(shí)的截面替代而多費(fèi)鋼材。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室73l（六）當(dāng)屋架豎桿的外伸邊需與垂直支撐相連接，則該豎桿宜采用由雙角鋼組成的十字截面。十字截面不但剛度大于T形截面，而且還可使垂直支撐對(duì)該豎桿的連接偏心為最小。此外當(dāng)該豎桿位于屋架中央時(shí)還可使在工地吊裝時(shí)屋架的左、右端可以任意放置（如用T形截

27、面，由于截面對(duì)桿件軸線為不對(duì)稱，屋架左、右端不能任意放置，否則各屋架中央豎桿截面的外伸邊將不在同一豎向平面）。2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室74l（七）單面連接的單角鋼截面，因連接偏心易使構(gòu)件受壓時(shí)彎扭失穩(wěn)，故只能用于跨度較小的桁架或桁架中受力較小、長(zhǎng)度較短的次要腹桿。l（八）為了便于備料，整榀屋架所用角鋼規(guī)格品種不宜超過(guò)56種。當(dāng)兩種規(guī)格尺寸相近時(shí)，宜盡量使其統(tǒng)一，以減少規(guī)格數(shù)量。l（九）屋架的弦桿可選用熱軋剖分T型鋼，此時(shí)腹桿可直接焊接在T型鋼的腹板上，省去節(jié)點(diǎn)板。 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室75桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)l節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)造很重要，每種構(gòu)造都是為了保證使用方便，

28、并確保力的安全傳遞，不同節(jié)點(diǎn)構(gòu)造有不同的傳力路徑。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)就是先根據(jù)受力特點(diǎn)確定節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，再計(jì)算每一個(gè)傳力步驟，保證其滿足強(qiáng)度要求即可 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室76點(diǎn)設(shè)計(jì)的步驟和一般設(shè)計(jì)原則l畫(huà)出節(jié)點(diǎn)軸線，軸線交于一點(diǎn)。l確定構(gòu)件的軸心線，依據(jù)軸線畫(huà)出構(gòu)件外輪廓l切斷桿件l布置焊縫l確定節(jié)點(diǎn)板外形l布置節(jié)點(diǎn)板與弦桿焊縫l繪制節(jié)點(diǎn)大樣l尺寸標(biāo)注：l桿端到節(jié)點(diǎn)距離l節(jié)點(diǎn)板平面尺寸l軸線到肢背距離l角鋼邊長(zhǎng)l焊縫標(biāo)注2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室772022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室78主要節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) l一般節(jié)點(diǎn) al有集中荷載的上弦節(jié)點(diǎn) bl下弦拼接節(jié)點(diǎn) cl屋脊拼

29、接節(jié)點(diǎn) dl支座節(jié)點(diǎn) e 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室79一般節(jié)點(diǎn)l要求驗(yàn)算：弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫。l由于弦桿在節(jié)點(diǎn)處是連續(xù)的，因此弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫只需抵抗節(jié)點(diǎn)左右兩弦桿的內(nèi)力差 2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室80有集中荷載的上弦節(jié)點(diǎn)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室81l主要受力：1）承受弦桿兩節(jié)間的內(nèi)力差，2）承受檁條傳給上弦桿的豎向節(jié)點(diǎn)荷載。 l近似假設(shè)：l（1）弦桿角鋼背的槽焊縫承受節(jié)點(diǎn)荷載。l（2）弦桿角鋼趾部的兩條角焊縫承擔(dān)內(nèi)力差和由于內(nèi)力差與趾部焊縫的偏心距而產(chǎn)生的彎矩 。l計(jì)算公式：P4302022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室82下弦拼接節(jié)點(diǎn)

30、2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室83驗(yàn)算內(nèi)容1, 拼接角鋼的截面和長(zhǎng)度l截面：切角，斷肢l長(zhǎng)度：2, 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫 ：l1) 傳遞內(nèi)力差 l2) 較大內(nèi)力的15%l注意：工廠焊縫與工地焊縫 201027 . 042fwff2shfhfAl2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室84屋脊拼接節(jié)點(diǎn)2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室85驗(yàn)算內(nèi)容l1.拼接角鋼與弦桿角鋼的連接計(jì)算及拼接角鋼總長(zhǎng)度的確定：l拼接角鋼與受壓弦桿的連接可按弦桿中的實(shí)際壓力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，每邊共有4條焊縫平均承受此力 wff7 . 04fhNlwfws22hll+弦桿桿端空隙2022年4月17日浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室862.弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接計(jì)算內(nèi)力：弦桿內(nèi)力的豎向分力與作用在屋脊節(jié)點(diǎn)弦桿上的節(jié)點(diǎn)荷載之差 節(jié)點(diǎn)每側(cè)的焊縫按 計(jì)算 由于屋脊節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板寬度相對(duì)較大 值一般不大，求得的焊縫焊腳尺寸常較小。與有拼接的下弦