12m輕型屋面三角形鋼屋架設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 屋架計(jì)算跨度:輕型屋面三角形鋼屋架設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 生：王東方指導(dǎo)老師：付建科（三峽大學(xué) 機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院）一、設(shè)計(jì)資料及說(shuō)明設(shè)計(jì)一位于杭州市近郊的單跨屋架結(jié)構(gòu)（封閉式），要求結(jié)構(gòu)合理，制作方便，安全 經(jīng)濟(jì)。1、 單跨屋架，平面尺寸為：36nrK 12m柱距S=4m2、屋面材料：波形石棉瓦（1820 X 725X 8）;2 23、屋面坡度i=1 : 3,恒載0.6kN/m，活（雪）載0.3kN/m ;4、 屋架支承在鋼筋混凝土柱頂，混凝土標(biāo)號(hào)C20,柱頂標(biāo)高6m5、鋼材標(biāo)號(hào)：Q235-B.F;&焊條型號(hào)：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），荷載分項(xiàng)系數(shù)取：Y g=1

2、.2， 丫 0=1.4 0二、屋架形式及幾何尺寸（一）屋架形式三角形鋼屋架多用于屋面坡度較大的屋蓋結(jié)構(gòu)中，根據(jù)屋面的排水要求，上弦坡度 一般為i=1/21/3。三角形芬克式輕型鋼屋架一般均為平面桁架式，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力 明確，腹桿長(zhǎng)桿受拉，短桿受壓，受力較小，且制作方便，易于劃分運(yùn)送單元，適用于 坡度較大的構(gòu)件自防水屋蓋。此設(shè)計(jì)采用四節(jié)間的三角形人字式輕鋼屋架。（二）屋架的幾何尺寸及簡(jiǎn)圖于是屋面傾角屋面坡度i=1 : 3，10 =arcta n(-)=18.4353sin a =0.3162 cos =0.9487屋架跨中高度:h=g=1950mm22咒3o=L-3OO=12OOO-3OO=1

3、17OOmm上弦長(zhǎng)度:上弦節(jié)間長(zhǎng)度:10 = =11700= 6166mm2co泊 2x0.9489T=1542mm上弦節(jié)間水平投影長(zhǎng)度：a =Lo/8 =11700/8 =1462.5mm根據(jù)已知幾何關(guān)系，求得屋架各桿件的幾何長(zhǎng)度及桿件編號(hào)如圖1所示（因?qū)ΨQ(chēng)，僅in 卜ds.畫(huà)出半榀屋架）。151L17CICI圖1屋架桿件的幾何長(zhǎng)度（mm）及桿件編號(hào)三、屋架支撐布置及檁條計(jì)算（一）屋架的支撐布置在房屋兩端第一個(gè)柱間各設(shè)置一道上弦平面橫向支撐 （如圖2），以承受一定的的 水平橫向荷載。在柱間屋架的中央拉吊桿之間設(shè)置 W型垂直支撐，以保證中央吊桿平面外的計(jì)算 長(zhǎng)度符合規(guī)范要求。在上弦橫向水平支撐

4、的交叉點(diǎn)處于檁條相連，并在屋架下弦跨中設(shè)置一道通長(zhǎng)的 水平細(xì)桿，以使上弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度等于其節(jié)間幾何長(zhǎng)度，下弦桿在屋架平 面外的計(jì)算長(zhǎng)度等于屋架跨度的一半。屋架支撐布置圖如下：/*mF 二命 ft（二）屋面檁條的計(jì)算1.檁條數(shù)量波形石棉瓦長(zhǎng)1820mm要求搭接長(zhǎng)度三150mm且每張瓦至少要有三個(gè)支承點(diǎn)，因 此最大檁條間距1820 -150ama 丁廠=835mm半跨屋面所需檁條數(shù)4% 1542丄,7詆曰np =+1 =7.4 根p 835考慮到所需平面橫向支撐節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置檁條，實(shí)際取半跨屋面檁條數(shù)np=9根，檁 條間距ap = 4勺542 =77imm capm835mm9T可滿(mǎn)足

5、要求。檁條選擇檁條通常是雙向彎曲結(jié)構(gòu)，分實(shí)腹式和桁架式兩大類(lèi)，或者制造費(fèi)工，應(yīng)用較少。實(shí)腹式檁條常采用槽鋼、角鋼以及 冷彎薄壁C型鋼和Z型鋼。槽鋼檁條應(yīng)用普遍, 其制作、運(yùn)輸和安裝均較簡(jiǎn)便；但熱軋型鋼壁較厚，材料不能充分發(fā)揮作用，故用鋼量 較大；薄壁型鋼檁條受力合理，用鋼量少，在材料有來(lái)源時(shí)宜優(yōu)先采用，但防銹要求較8 高。這里試選用8槽鋼，查型鋼表可得lx =101cm4，Wx =25.3cm3，Wy = 5.8cm3。實(shí)腹式檁條由于腹板與屋面垂直放置，故在屋面荷載q的作用下將繞截面的兩個(gè)主軸彎曲。若荷載偏離截面的彎曲中心，還將受到扭矩的作用，但屋面板的連接能起到一 定的阻止檁條扭轉(zhuǎn)的作用，故

6、設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮扭矩的影響，而按雙向受彎構(gòu)件計(jì)算。由 于型鋼檁條的壁厚較大，因此可不計(jì)算其抗剪和局部承壓強(qiáng)度。檁條驗(yàn)算a.荷載計(jì)算恒載gk =0.9kN/m2,活載Sk =0.3kN/m2，則檁條均布荷載設(shè)計(jì)值q =(0 +YQSk)xa p =(1.2x0.6+1.4x0.3)x0.771 =0.88kN/m圖2所示實(shí)腹式檁條在屋面豎向荷載 q作用下，檁條截面的兩個(gè)主軸方向分布承受 qx =qsina 和 qy =qcosa 分力作用。圖2槽鋼檁條受力示意圖qx= qco的=0.88X0.9487 = 0.83kN /m= qsina = 0.88天 0.3162 = 0.28kN /mb.強(qiáng)

7、度驗(yàn)算1 2 1x =qx|2 =咒0.83天16 =1.66kN w8 81l 2 1M y =qy(-)2 =-x 0.28X4 = 0.14kN m82 8M x JqyL28M y = -qxL2 22檁條承受雙向彎曲時(shí)，按下列公式計(jì)算強(qiáng)度:MYxWnx頑yMx截面塑性發(fā)展系數(shù) L =1.05 , 7y=1.20，故331.05x25.31.2X5.866糾0 丿140 =82.6N /mm2 215kN/mm所以滿(mǎn)足要求。c.剛度驗(yàn)算當(dāng)檁條間設(shè)有拉條時(shí)，檁條只需計(jì)算垂直于屋面方向的最大撓度，計(jì)算撓度時(shí)，荷載應(yīng)取其標(biāo)準(zhǔn)值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2qy =ap (gk +sk) *850 = 0.

8、771 x (0.6+0.3)x 0.9487 = 0.66kN/m能滿(mǎn)足剛度要求。四、屋架的內(nèi)力計(jì)算（一）荷載計(jì)算1.恒載石棉瓦油氈、木望板2.活載V 5qyl*l 384 El X檁條、屋架及支撐合計(jì)活載與雪載中取最大值0.66X40003亠3842.0605乂1.0仔1061 1378150標(biāo)準(zhǔn)值0.21kN/m20.19kN /m20.20kN /m220.6kN/m因屋架受荷載水平投影面積超過(guò)60 m2，故屋面均布活載可取為（水平投影面）0.30kN /m2荷載組合恒載+活載上弦的集中荷載及節(jié)點(diǎn)荷載P,110護(hù)上弦集中荷載和節(jié)點(diǎn)荷載表荷載形式荷載分類(lèi)集中荷載（設(shè)計(jì)值）P /kN節(jié)點(diǎn)何

9、載（設(shè)計(jì)值）P/kN備注恒載2.1074.214P = 1.2x 0.6X 0.771 X 3吊漢 4 = 2.107kN活載1.2292.458P = 1.4咒 0.3咒 0.771 X 3/710 咒 4 = 1.229kN恒載+活載3.3366.672P = 2.107 +1.229 = 3.336kN（二）內(nèi)力計(jì)算由于屋架及荷載的對(duì)稱(chēng)性，只需計(jì)算半榀屋架的桿件軸力。由建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 手冊(cè)查得內(nèi)力系數(shù)，計(jì)算出各桿內(nèi)力如表。屋架桿件內(nèi)力表?xiàng)U件名稱(chēng)桿件編號(hào)恒載及活載內(nèi)力組合/kN內(nèi)力系數(shù)恒載內(nèi)力/kN活載內(nèi)力/kN恒載+活載上弦桿1-46.64-27.21-73.852-39.98-23.

10、32-63.303-39.98-23.32-63.304-26.65-15.55-42.20下 弦桿544.2525.8170.06631.6118.4450.05腹桿76.663.8910.558-4.21-2.46-6.6798.945.2114.1510-8.94-5.21-14.151112.647.3720.01（三）上弦桿的彎矩計(jì)算屋架上弦桿在節(jié)間荷載作用下的彎矩，按下列近似公式計(jì)算: 端節(jié)間的最大正彎矩M , = 0.8M 0M 2 = 0.6M 0M 0是上弦節(jié)間桿段為簡(jiǎn)支梁時(shí)的最大彎矩，計(jì)算時(shí)屋架及支撐自重僅考慮上弦桿 重量。中間節(jié)間的最大正彎矩和中間節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩端節(jié)間最大正彎

11、矩Pl13M , =0.8M0 =0.8x1 =0.8(丄 X 3.336 X 4x1.542) =0.8X1.22 =0.98kN -m 44V10其它節(jié)間最大正彎矩和節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩M 2 =0.6M 0 = 0.6X1.22 =0.73kN m五、屋架桿件截面設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)桿件截面前，必須首先確定所用節(jié)點(diǎn)板厚度。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 Nmax =7385kN查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與實(shí)例 精選鋼屋架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表，可選擇支座節(jié)點(diǎn)板厚度 8mm中間節(jié)點(diǎn)板厚度6mm （一）上弦桿（壓彎構(gòu)件）整個(gè)弦桿采用等截面長(zhǎng)桿，以避免采用不同截面時(shí)的桿件拼接彎矩作用平面內(nèi)的計(jì)算

12、長(zhǎng)度lox =154.2cm彎矩鄒永平面外的計(jì)算長(zhǎng)度loy =154.2cm首先試選擇上弦截面為2L 50沢6。查表得其相關(guān)參數(shù)：A =11.38cm ,r=5.5mm, ix = 1.52cm , iy = 2.40cm,Wxmax = 17.88cm3, Wx min =7.37截面塑性發(fā)展系數(shù)=1.05, Y X2 = 1.201.強(qiáng)度檢驗(yàn)檢驗(yàn)條件:歸215N/mm2取最大內(nèi)力桿段1號(hào)上弦桿驗(yàn)算：軸心壓力N=73.85kN最大正彎矩（節(jié)間）Mx =Mi=0.98kN .m,最大負(fù)彎矩（節(jié)點(diǎn)）Mx = M2=0.73kN rn正彎矩截面：2 +常Mx+礦凹An WxmaxA J/73.85

13、 咒 1030.98X106max11.38 天 1021.05心7.88032 2= 117.1N /mm f =215N /mm2負(fù)彎矩截面：十總M273.85 咒103 +0.73X106Y、,M/、 11.38X1021.20X7.37X103X2WX min2 2= 147.4N/mm f =215N/mm故上弦桿強(qiáng)度滿(mǎn)足要求2.彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 按下列規(guī)定計(jì)算N(1)對(duì)角鋼水平肢1 -一 +x AYxW1x (1-1.25PmxMx TUM/ 2蘭 f = 215N /mmNNex)(2)對(duì)角鋼豎直肢2N _XxMxA NAYxW2x （1-1.25?。㎞ex2 f =2

14、15N/mm因所考慮桿段相當(dāng)于兩端支承的構(gòu)件、桿上同時(shí)作用有端彎矩和橫向荷載并使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率的情況，故按規(guī)范第5.2.2條取等效彎矩系數(shù)Pmax=0.85幾七二101-50屬b類(lèi)截面,查鋼結(jié)構(gòu)P339頁(yè)附表17-2b類(lèi)截面軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)X =0.546。歐拉臨界力Nex善人X八2060*1.38 迪亠225.03kN101.42取最大內(nèi)力桿段1號(hào)上弦桿驗(yàn)算：軸心壓力N=73.85kN出=進(jìn)=0.3282N EX 225.03用最大正彎矩驗(yàn)算：Mx=M1= 0.98kN mW1X =WXmax =17.88cm3，W2X =Wxmin = 7.37cm3N +PmxMx務(wù) AYxWx

15、（1-0.8乂嚴(yán)Nex60.85X 0.98咒 10373.85 咒 10+0.546X11.38咒1021.05咒17.88天103咒（1 - 0.8咒 0.3282）2 2= 179.0N / mm f =215N /mmNPmxMxANYxW2x （11.25廠）Nex73.85勺0311.38X1021.2 X 7.37X 103 X （1 -1.2 0.3282）用最大負(fù)彎矩進(jìn)行驗(yàn)算:0.85咒0.98 沢 106= 62.8N/mm2 V f = 215 N / mm2M X = M 2 = 0.47 kN “m， V= 7X = 1.203W1X =Wxmin =7.37cmN+

16、X ANXAYxW1x(1-0.8 寸)NexPmxMx73.85X1030.546X11.38X102 +0.85X0.73X10631.20 x7.37x103x(1 -0.8X 0.3282)2= 214.0N/mm22 f = 215 N / mm故平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比和穩(wěn)定性均滿(mǎn)足要求。3.彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算驗(yàn)算條件JjxMA215N/mm2yAbWx等效彎矩系數(shù)卩 tx = Pmx =0.85. l oy 154.2%y =iy 2.4064.3 V tJ = 150由”齊8.3“.58*亦罟944一 丄0.475心、一“丄 0.475%5、匚貝 * = %(1 +2_ ) =64

17、.3(1 +2 ) =66.55 八 loy2xt154.22 咒 0.62屬b類(lèi)截面，查鋼結(jié)構(gòu)P339頁(yè)附表17-2b類(lèi)截面軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)=0.772。對(duì)彎矩使用角鋼水平肢受壓的雙角鋼 T形截面，規(guī)范規(guī)定完整體穩(wěn)定系數(shù) 人可按下 式計(jì)算:=1-0.0017s J丄=1 0.0017x64.3x1 =0.891br 235取最大內(nèi)力桿段1號(hào)上弦桿驗(yàn)算：軸心壓力N=73.85kN。用最大正彎矩驗(yàn)算M X = Mj =0.62kN m，W1X =Wxmax =0.47cm3N PtxMX 73.85咒103亠 0.85咒0.98沢 106yA bWx0.772咒11.38咒102 0.89

18、1 x 17.88咒1032 2= 136.3N /mm f =215N /mm用最大負(fù)彎矩驗(yàn)算： Mx =M2 =0.73kN .m，Wx =Wxmin = 10.16cm3對(duì)彎矩使角鋼水平肢受拉的雙角鋼 T性截面，規(guī)范附錄一公式規(guī)定取受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)2.0。得：#r器*077箸為+需谿2 2= 168.3N /mm f =215N /mm故平面外長(zhǎng)細(xì)比和穩(wěn)定性均滿(mǎn)足要求。4.局部穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算條件（規(guī)范第541條和544條）235=15y腹板高厚比ho/tw應(yīng)滿(mǎn)足：當(dāng)a 1.0時(shí),匹 1.0 時(shí),也蘭1屛竺=18 tw fy翼緣自由外伸寬厚比對(duì)由2L63X 5組成的T性截面壓彎構(gòu)件:雷

19、4兵 b btr 505.56訃滿(mǎn)足局部穩(wěn)定性要求。異緣=7.7 15，t t5腹板十=7.7，亦滿(mǎn)足要求。所選所選桿截面完全滿(mǎn)足各項(xiàng)要求，截面適用。（二）下弦桿（軸心受拉桿件） 整個(gè)下弦不改變截面，采用等截面通長(zhǎng)桿。首先按5號(hào)桿段（該段截面上無(wú)孔）的強(qiáng)度條件和下弦桿的長(zhǎng)細(xì)比條件來(lái)選擇截面。 5號(hào)桿段軸心拉力N = 70.06kN下弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度為：lox =292.5cmIoy =2 292.5cm = 585cm需要N=702 糾0d3.26cm2f 215ix* 羊=0.84cm bJ 350iy； = =1.67cmy 此350選用 2L40X4: A=6.18cm; ix=1.22c

20、m; iy=1.96cm 1.強(qiáng)度驗(yàn)算An = A = 6.18cm 試選用L 50X6： A=5.69cm , ix=1.91cm, iy=0.98cm；CT 丿二70.06%10 =113.4N/mm2c107=61.8N/mm2JRf=174.4N/mm2故所選截面適合。2.長(zhǎng)壓桿10號(hào)所受軸力:N=14.15kN計(jì)算長(zhǎng)度:lox =loy= 0.91 =0.9X206.8 = 186.12cm需要Joy 186.12imin 3門(mén)=,c =1.24cm a 150lox匚因所需截面的最小回轉(zhuǎn)半徑過(guò)大，故采用雙肢等邊角鋼T型連接，試選用2L404: A=6.18cm; ix=1.22cm

21、; iy=1.96cm瞇=152.5行丄150 （略大，但考慮節(jié)點(diǎn)板后能可用）l oyiy18612 =95.0 吒 k = 1501.96350 由b 40由=t 4= 10皿150 loyVt186.122 咒0.42由z查表得：W =0.574314.15x10N 14.15X1022b = =39.9N/mm ：10 0.66cm2 f 215ix 沖宀 “.59cm UJ 350iy A塔二坯“18cmk J 350試選 2L40X4 , T 形 截面：A = 6.18cm20.66cm2ix = 1.22cm 0.59cm ,iy =1.96cm A 1.18cm?？梢詽M(mǎn)足使用要求

22、4.中央吊桿N =20.01kN , I = 195cm。由于中央吊桿采用雙肢等邊角鋼十字形連接且兩端都有側(cè)向支撐，故lox Ty = 195cm需要AAN=200_0.93cm2f 215i io ix - frJ195二195 = 0.56cm iyX% = 195=0.56cmk 350選用 2 L 30 X 4，十字型截面：A = 4.56cm20.93cm2， ix = 1.58cm0.56cm， iy = 1.58cm 0.56cm，故可以滿(mǎn)足要求。(四)填板設(shè)置及尺寸選擇為確保由兩個(gè)角鋼組成的T形截面桿件能形成一整體桿件共同受力，必須每隔一定 距離在兩個(gè)角鋼間設(shè)置填板并用焊縫連接

23、。這樣，桿件才可按實(shí)腹式桿件計(jì)算。填板厚 度同節(jié)點(diǎn)板厚，寬度一般取4060mm長(zhǎng)度取比角鋼肢寬大1015mm填板間距對(duì)壓桿 取Id 40i，對(duì)拉桿取Id 80i，受壓構(gòu)件兩個(gè)側(cè)向支撐點(diǎn)之間的填板數(shù)不少于兩個(gè)。雙角鋼桿件的填板設(shè)置與尺寸選擇見(jiàn)下表。填板設(shè)置與尺寸選擇桿件 名稱(chēng)桿件截面節(jié)間桿件 幾何長(zhǎng)度(cm)i(cm)40i壓桿或80i拉桿 (cm)實(shí)際填 板間距(cm)每一節(jié)間 填板數(shù)量(塊)填板尺寸 bW h(mm)上弦桿2L 50 X 6154.21.5260.851.40250 X 6X 60下 弦 桿2L40X 4292.51.2297.673.13350X 6X 5073.133腹桿

24、2L 40 X 4206.81.2297.668.93250X 6X 5048.841.364(11)2L 30 X 4195.00.9072.065.0250X 6X 60六、屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(一)屋架軸線布置布置桁架桿件時(shí)，原則上應(yīng)使桿件形心線與桁架幾何軸線重合， 以免桿件偏心受力。 為便于制造，通常取角鋼肢背至形心距離為 5mm勺整倍數(shù)。屋架各桿件軸線至各桿件角 鋼背面的距離Z0按下表采用，表中Zo為桿件重心線至角鋼背面的距離。屋架各桿件軸線至各桿件角鋼背面的距離 zO桿件名稱(chēng)桿件截面重心距離Z0(mm)軸線距離z0(mm)備注上弦桿2L 50 X 614.615下弦桿2L 40 X 411

25、.315短壓桿L 50 X 614.615長(zhǎng)壓桿2L 40 X 411.315受拉腹桿2L 40 X 411.315中央吊桿2L 30 X 49.010（二）腹桿連接焊縫計(jì)算角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（E43型焊條）ffW = 160N / mm2屋架各腹桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫的焊腳尺寸 hfi和焊縫實(shí)際長(zhǎng)度li（=l wi+10mm按鋼 結(jié)構(gòu)P202第7.4節(jié)進(jìn)行計(jì)算，列于下表中。所需焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 Iwi由下列計(jì)算公式得 到：k N雙角鋼T形截面桿件5=品肩沁X8m，40mm單面連接的單角鋼桿件，0mm式中ki角鋼背部（i =1）或趾部（i =2）角焊縫的軸力分配系數(shù)。對(duì)等邊角鋼：ki =0.7，k2

26、=0.3 ；對(duì)短邊相連的不等邊角鋼：k1 =0.75，k0.25 ；0.85單面連接單角鋼角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)（規(guī)范第3.2.2條）0腹桿與節(jié)點(diǎn)板間的連接角焊縫尺寸桿件編號(hào)桿件內(nèi)力/kN肢背焊縫肢尖焊縫l1 / mmh f / mml2 / mmh f / mm7-10.555045048-6.67504504914.1550450410-14.155045041120.01504504（三）節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖E/XJF節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖根據(jù)運(yùn)輸允許的最大尺寸，把屋架劃分為四個(gè)運(yùn)送單元：左右兩榀小桁架、跨中一 段水平下弦桿和中央吊桿，在節(jié)點(diǎn) D F和F處設(shè)置工地拼接。支座節(jié)點(diǎn)A的計(jì)算1.下弦桿與節(jié)點(diǎn)板間

27、連接焊縫計(jì)算1號(hào)桿的軸力：N =70.06kN等邊角鋼軸力分配系數(shù)：k1 =0.7 , k2 =0.3由 hfj 31.5jtmax = 1.5X= 4.24mm但 tmin =4mm2 T0mm =460mm 60hf2 =240mm6M6咒2.58咒106取最大 Iw2 =60hf2 =240mm 計(jì)算:2bf = = = 38.4N /mm2X0.7hf2lw2 20.7天5240CTf 1=73.85如O3=44.0N/mm22x0.7hf2lW22x0.7x5x240+ 44.02 =54.1N/mm2 f, =160N/mm2+ t2 =嘰1.22丿可見(jiàn)焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。4.底板計(jì)

28、算支座反力：R=4 P=4 6.672=26.7KNC20混凝土： fc =10N /mm2錨3栓直徑采用*20，底板上留矩形帶半圓形孔；錨栓套板采用一70咒20咒70，孔徑 22。(1)底板面積A底板與鋼筋混凝土柱頂面間的接觸面面積An =24咒24 -2(4咒5 +丄咒兀咒 22 = 523cm2 I 2 丿接觸面上壓應(yīng)力：q =衛(wèi)=26.70 =0.51N/mm2 fc =10N/mm2 An 523X102滿(mǎn)足混凝土軸心抗壓強(qiáng)度要求，預(yù)定底板尺寸 b = 240mm 240mm適合。(2)底板厚度底板被節(jié)點(diǎn)板和加勁肋劃分成四塊相同的相鄰邊支承的小板，板中最大彎矩(取單位板寬計(jì)算)：=0

29、(qD a；(1)式中(參閱圖):斜邊ai=2240.8丫 = 21.2cmX 2丿斜邊上之高bi94-0.8 丫2= 6.3cm21.2atS3，查表得卩=0-027，代入式:2M =0.027咒(0.51咒1 121.2x10)=618.9N mm兩相鄰邊支承板的彎矩系數(shù)Pb1/a10.30.350.40.450.5P0.0270.0360.0440.0520.060注：當(dāng)bi/ai 1.5jmX =1.5xJi0 = 4.74mm，采用 hf =5mm ,滿(mǎn)足要求。(2)加勁肋與底板間水平連接焊縫承受軸心力=旦=空=13.35kN2 2焊縫計(jì)算長(zhǎng)度Iw =4(106-10)=384mm需

30、要13.35 咒 1030.7送 lw(3f f,廠0.7咒384x(1.22%160)0.25mm按構(gòu)造要求hf 1./tmar =1.5xJi0=4.74mm,可采用hf =5mm滿(mǎn)足要求。6.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8mm，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：v12 12 丿 2尸26 7 一-i-6.675kNI 2丿M 俺V -=6.675空咒10=0.40kN 544焊縫計(jì)算長(zhǎng)度需要hf/ 、6M+r V 、i0.7lW Pf J1.5jTmX = 1.5屁 4.24mm采用 hf =5mm ,滿(mǎn)足要求。Iw =150 -10 -10-1

31、0 =120mm由以上計(jì)算可見(jiàn)，底板和加勁肋及其連接焊縫均是構(gòu)造控制，這是因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)屋架 荷載較小之故。（五）上弦節(jié)點(diǎn)B、C、D的計(jì)算按以下方法和步驟繪制節(jié)點(diǎn)詳圖 畫(huà)出匯交節(jié)點(diǎn)B的各桿件軸線 節(jié)點(diǎn)板上部縮進(jìn)上弦桿的角鋼背面為 6mm, 標(biāo)出節(jié)點(diǎn)詳圖所需的各種尺寸其尺寸如下圖所示。七N-Z/ZD上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫的計(jì)算取 B 節(jié)點(diǎn)：軸心受力：N1=73.85KN, N2=63.3OKN, P=6.672KN節(jié)點(diǎn)載荷P假定全部由上弦桿角鋼肢背塞焊縫承受，取焊腳尺寸為4mm,因?yàn)镻值很小，其強(qiáng)度要求必滿(mǎn)足，不必計(jì)算。上弦桿肢尖角焊縫假定承受節(jié)點(diǎn)兩側(cè)弦桿內(nèi)力差N=N N2及其偏心彎矩M的共 同作

32、用，取肢尖焊腳尺寸為hf2=4mm 。N = M -N2 =73.85-63.30 =10.55kN , e=5O-Zo5O-15=35mmM =KN y =10.55x35x10 0.37kN m由圖中量得實(shí)際焊縫長(zhǎng)度l2=153m m ,計(jì)算長(zhǎng)度匚2 = 12 - 10mm = 143mm需要hf2 2X0.7lw2ffW JZm /Iw2f 2x0.7d43d60Yl=0.52mm65106/1412+(10 碎 103(J1.22構(gòu)造要求hf 1.5代；=1.5(6 =3.67mm采用hf =4mm，滿(mǎn)足要求。其他節(jié)點(diǎn)C D的設(shè)計(jì)方法、步驟等與B節(jié)點(diǎn)相同，節(jié)點(diǎn)詳圖如上，經(jīng)計(jì)算可知，均

33、采用hf =4mm，滿(mǎn)足要求。（六）屋脊拼接節(jié)點(diǎn)E的計(jì)算N =42.2kN，P =6.672kN1.拼接角鋼的構(gòu)造和計(jì)算拼接角鋼采用由不等邊角鋼拼接的 T型截面：2L63X 40X 6。拼接角鋼與上弦桿件 連續(xù)焊縫的焊腳尺寸取hf =5mm,為保證兩者緊貼和施焊以保證焊縫質(zhì)量，鏟去拼接角 鋼角頂棱角:d = r = 5.5mm（ r為等邊角鋼內(nèi)圓弧半徑）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(zhǎng)度:,、 N42公103l W 蘭=18.84mm4x0.7hf ff4x0.7x5x160拼接處左、右弦桿端部空隙取30mm，需要拼接角鋼長(zhǎng)度:=2卜叫詈+詈-R=2&8.84

34、+10 + (22.8 +15.8=134.9mm為保證拼接處的剛度，實(shí)際采用拼接角鋼長(zhǎng)度La=300mm。此外，因屋面坡度較大，因?qū)⑵唇咏卿摰呢Q肢剖口：亠=2x 40 6 = 27.2mm，采用2.530mm。如圖示，先鉆孔再切割，然后冷彎對(duì)齊焊接。2.繪制節(jié)點(diǎn)詳圖繪制方法、步驟和要求與上弦一般節(jié)點(diǎn) B基本相同，腹桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫尺寸 按表采用。為便于工地拼接，拼接處工地焊一側(cè)的弦桿與拼接角鋼和受拉主斜桿與跨中 吊桿上分別設(shè)置直徑為17.5mm和13mm的安裝螺栓孔，節(jié)點(diǎn)詳圖如圖所示。80800 OJE拼接接頭每側(cè)上弦桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫計(jì)算 弦桿軸力的豎向分力Nsinot與節(jié)點(diǎn)荷載P/

35、2的合力：P6 672V = Nsina -=42.20X0.3162- =10.00kN2 2設(shè)角鋼背部的塞焊縫承受豎向合力 V的一半，取hf4mm，需要焊縫計(jì)算長(zhǎng)度(因P/2很小，不計(jì)其偏心影響)：|八 V/22x0.7hf1ffw=1003/2=5.58mm2X0.7X4X160由圖中量得實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為120mm，遠(yuǎn)大于lw1=5.58mm ,因此認(rèn)為焊縫滿(mǎn)足計(jì)算 要求。在計(jì)算需要的lwi時(shí)沒(méi)有考慮斜焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。再設(shè)角鋼趾部與節(jié)點(diǎn)板間的角焊縫承受余下的V/2以及當(dāng)屋脊兩側(cè)屋面活荷載不對(duì)稱(chēng)作用時(shí)可能引起的弦桿內(nèi)力差 也N和由也N引起的彎矩M的共同作用，并取iN =0.15N

36、=0.15咒 42.20 = 6.33kNM(50 -Z0N10 6.33x(50-1510 =0.22kN 訶取hf2=5mm，由圖量得趾部實(shí)際焊縫長(zhǎng)度l2=67mm ,其計(jì)算長(zhǎng)度lw2 =2 T0mm = 67 -10 = 57mm焊縫中應(yīng)力V10.00X103 scosaX 0.9487222 火 0.7hf 2l w22x0.7x5x57V .10.00X103SinaX 0.3162222 0.7x5x57= 11.89N/mm22咒 0.7hf 2lw2vbf6M6x0.22x10= 3.96N/mm20.7hf2lW220.7心572= 58.04N /mm26.33X1032x 0.7hf2lw22= 15.86N/mm 2x0.7x5x57211.89+58.04 +(3.96 + 15.86 2 =60.65N/1.22mm2 1.5jtmax = 1.5咒 yf6 = 3.67mm采用hfj =hf2 =4mm，滿(mǎn)足要求。（八）下弦中央節(jié)點(diǎn)G繪制節(jié)點(diǎn)詳圖150150TVX的豎直分力和中央吊桿的拉力。10號(hào)桿的軸力：N1=14.15Kn,為壓力9號(hào)桿的軸力：N 2 =20.0