鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)-27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)——27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)學(xué) 院：土木與環(huán)境工程學(xué)班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師：北京科技大學(xué)201407目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 1設(shè)計(jì)內(nèi)容 1設(shè)計(jì)目的 1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1設(shè)計(jì)計(jì)算書 2設(shè)計(jì)資料 2設(shè)計(jì)依據(jù) 3屋架形式及主要尺寸確定 3支撐布置 4屋架的內(nèi)力計(jì)算 5計(jì)算的基本假定 5荷載計(jì)算 5荷載組合 6內(nèi)力計(jì)算 7桿件截面設(shè)計(jì) 9上弦桿 9下弦桿 10端斜桿aB 112.6.4腹桿 122.5.6豎桿Hd 16節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 18上弦節(jié)點(diǎn) 18屋脊節(jié)點(diǎn)“J” 293.7.3端部支座節(jié)點(diǎn)“a” 31下弦節(jié)點(diǎn) 33其他節(jié)點(diǎn) 39節(jié)點(diǎn)板計(jì)算 40土木與環(huán)境工程學(xué)院土木1102班41112054柴麗娜設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)內(nèi)容27m跨工業(yè)廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的進(jìn)行鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算和解決實(shí)際工程問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求(1)完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，設(shè)計(jì)計(jì)算書內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：①設(shè)計(jì)基本資料、設(shè)計(jì)依據(jù)②選擇鋼屋架的材料，并明確提出對(duì)保證項(xiàng)目的要求；③確定屋架形式及幾何尺寸，屋架及支撐布置（SCC——?jiǎng)傂韵禇U，——柔性支撐；④進(jìn)行荷載匯集、桿件內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合，選擇各桿件截面；⑤節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)下弦節(jié)點(diǎn)、上弦節(jié)點(diǎn)、再分式腹桿節(jié)點(diǎn)、支座節(jié)點(diǎn)、屋脊節(jié)點(diǎn)及下弦中央節(jié)點(diǎn)等。⑥填板設(shè)置； ⑦材料統(tǒng)(2)繪制鋼屋架施工圖一張（A3）①屋架幾何尺寸和內(nèi)力簡圖（1:100；1:20（1：301:10(1:15)]，上、下弦平面圖，端部側(cè)面圖、跨中及中間部位剖面圖；③零件或節(jié)點(diǎn)大樣圖（1:5； ④材料表；設(shè)計(jì)說明。所繪圖紙應(yīng)符合《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)B50001—2010構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)52010》的要求。1PAGEPAGE3設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)資料27m90m6m300/50kN2-1（90m為例。iii1501502400030000ii1501502700033000圖2-1廠房平面、剖面及屋架形式示意圖90m6m27mQ235BE43型。屋面材料：預(yù)應(yīng)力大型屋面板C25i=1/10；廠房工作溫度高于-20612.5m1.5×6m屋架采用梯形鋼桁架，兩端鉸支在鋼柱上。0.7kN/m20.45kN/m2，基本風(fēng)0.35kN/m2，基本雪壓（不與活荷載同時(shí)考慮）0.45kN/m2設(shè)計(jì)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》張志國張慶芳武漢理工大學(xué)出版社（2003，北京：中國計(jì)劃出版社（2012，北京：中國建筑工業(yè)出版社《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》何若全中國建筑工業(yè)出版社（GB50001-2010）（GB-T50105-2010）屋架形式及主要尺寸確定面坡度i=1/10。屋架計(jì)算寬度??0=???20.15=2720.15=26.7??，中間高度取H=3350mm27m?0=2000mm的兩端=2015mm??=??0/50060mm。鋼材選用Q235B鋼，焊條為E43型，手工焊。根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平支撐、垂直支撐和系桿。如圖2-2所示：7 1507 15071507 1507 1501357

1507 3

15070

0 01

2 85315

0552

0923 6 922850

7373000

286

4500

3

4823000

53150

2850

3000

13500

4500

3000圖2-2屋架形式支撐布置根據(jù)廠房長度（90m>60m柔性系桿，以傳遞ft各設(shè)一道垂直支撐。屋架支撐布置見圖2-3所示：圖2-3(a)屋架上弦支撐布置4PAGE3(b1-12-3(c2-2J（鋼屋架C（上弦支撐C（下弦支撐C（垂直支撐（剛性系桿；-（柔性系桿）備注：某車間所設(shè)計(jì)的屋蓋無吊車、無天窗、無振動(dòng)設(shè)備，不必進(jìn)行有關(guān)這些的計(jì)算。屋架的內(nèi)力計(jì)算計(jì)算的基本假定節(jié)點(diǎn)均為鉸接；所有桿件的軸線均位于同一平面內(nèi)，且同心交匯于節(jié)點(diǎn)；荷載均作用于節(jié)點(diǎn)。荷載計(jì)算0.7kN/m2力，起卸載作用，對(duì)重屋蓋可不考慮。屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）可按經(jīng)驗(yàn)公式 =0.120.011??????/??2計(jì)算。荷載計(jì)算如表2-1所示：表2-1荷載計(jì)算表荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值（????/??2）設(shè)計(jì)值（????/??2）預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板(包括灌縫）1.41.4×1.35＝1.89改性瀝青防水層0.40.4×1.35＝0.54201:2.50.40.4×1.35＝0.54150厚加氣混凝土保溫層0.480.48×1.35＝0.648懸掛管道0.100.10×1.35＝0.135屋架和支撐自重0.120+0.011×27=0.4170.417×1.35＝0.563永久荷載總和3.1974.316屋面活荷載0.70.7×1.4＝0.98可變荷載總和0.70.982.5.3荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí)應(yīng)考慮以下三種荷載組合情況：全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載：??=(4.16+0.98)×1.5×6=47.664????全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載：=4.316×1.5×6=38.844????半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載：=0.98×1.5×6=8.82????第三種荷載組合：全跨屋架（包括支撐）面活荷載:全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重：??3=0.563×1.5×6=5.067????半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及活荷載：??4=(1.89+0.98)×1.5×6=25.830????（1（2種組合為使用階段荷載情況（3）為施工階段荷載情況。2.5.4內(nèi)力計(jì)算屋架在上述3種荷載組合作用下的計(jì)算簡圖如圖2-4所示。F=1（F=1半跨）:F2AFFF2AFFFDFEFFFGFHFIFJFFFFFFFFF2BC0 fg2a2850b3000c4500d3000e300045003000285026700（a）全跨永久荷載+全跨可變荷載計(jì)算簡圖FFFF F FFFF2 2 2 2 2

FFF2F2FF2F2 2F1 FF F F F F1 FFFF1F F FFFF11 1

F1 H1

1 J

1 1 F F1 1

F F 11 D2 1 1 DAB

E FGf g

1 1 1 2a b c d e（b）全跨永久荷載+半跨可變荷載計(jì)算簡圖FFFF F FFFF44 4 4 44

FFF4F4FF4F4 4F3 FF F F F F3 FFFF3F F FFFF33 3

F3 H3

3 J3 3

3 F F3 3

F F 33 D2 3 3 DAB

E FGf g

3 3 3 2a b c d e（c）全跨屋架包括支撐+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載計(jì)算簡圖圖2-4屋架計(jì)算簡圖然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果詳細(xì)見表2-2：表2-2屋架構(gòu)件內(nèi)力組合表內(nèi)力系數(shù)（F=1)桿件 第一種名稱 全跨① 左半跨② 右半跨③ 組合

內(nèi)力組合值第二種組合 第三種組合F×①+ F×①+ F×①+ F

計(jì)算內(nèi)力1 1 3 32 2 4 ① F×② F×③ F×② F2 2 4 AB0.00AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30CD-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30DE-15.74-11.27-5.60-750.23-710.81-660.80-370.86-224.40-750.23EF-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-227.34-777.87FG-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-227.34-777.87GH-18.61-11.86-8.45-887.03-827.49-797.42-400.64-312.56-887.03HI-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38IJ-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38ab5.344.101.56254.53243.59221.19132.9667.35254.53bc13.269.744.40632.02600.98553.88318.77180.84632.02cd18.1812.157.56866.53813.35772.86405.95287.39866.53de17.759.879.87846.04776.53776.53344.88344.88846.04aB-10.04-7.70-2.93-478.55-457.91-415.84-249.76-126.55-478.55Bb7.945.832.65378.45359.84331.79190.82108.68378.45bD-6.46-4.43-2.55-307.91-290.00-273.42-147.16-98.60-307.91Dc4.612.822.25219.73203.94198.9196.2081.48219.73cf-3.50-1.30-2.76-166.82-147.42-160.30-51.31-89.03-166.82fG-2.70-0.49-2.76-128.69-109.20-129.22-26.34-84.97-128.69Ef0.730.730.0034.7934.7928.3622.553.7034.79Gd0.73-0.741.8434.7921.8344.58-15.4251.2334.79dg1.142.90-2.2054.3469.8624.8880.68-51.0554.34gJ1.883.63-2.2089.60105.0453.62103.29-47.3089.60Hg0.670.670.0031.9331.9326.0320.703.3931.93Aa-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Cb-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Ec-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ff-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Hd-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ig-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.00下弦斜腹桿豎桿桿件截面設(shè)計(jì)上弦桿、IG有N=?910.38kN。在屋架平面內(nèi)計(jì)算長度為l0x=l0=1.507m。本屋架為無檁體系，可以認(rèn)為大型屋面板只起到剛性系桿作用。根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取在屋架平面外計(jì)算長度l0y為支撐點(diǎn)間的距離，即：l0y=3×1.507=4.521m根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長度，上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并，如圖2-5所示。圖2-5上弦桿截面圖腹桿最大內(nèi)力N=10mm，12mm。設(shè)=60Q235鋼穩(wěn)定系數(shù)表可知=0.807。需要截面積?? 910.38×103需要回轉(zhuǎn)半徑

A=????

0.807×215

=5247.0????2?? =??0??

=1507

=25.1?????? ?? 60?? =??0??

=4521

=75.4?????? ?? 60根據(jù)需要的A 、????、???? ，查角鋼型鋼表，初選2L180×110×10，即A=5674c??2，????=31.3????，????=87.1????按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：?? =??0??

=1507=48.15<[??]=150?? ???? 31.3?? =??0??

=4521

=51.91<[??]=150?? ???? 87.1由于????>????，只需求出????，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，????=0.847,則：?? =

910.38×103

=189.43M????<215M???????? 0.847×5674所以所選用的截面2L180×110×10符合上弦桿的要求。上弦截面如圖2-5所示。下弦桿cd2-2N=866.53kN。又有：屋架平面內(nèi)取節(jié)點(diǎn)間軸線長度l0x=l0=3.000m屋架平面外根據(jù)支撐布置取l0y=26700/2=1.3350m所需截面面積為：?? 866.53×A=??=

215

=4030.37????2選用2L160×100×10，因?yàn)閘0y?l0x，故用不等肢角鋼，短肢相并，如圖2-6所示：該截面特征如下：

圖2-6下弦桿截面圖A=5064????2>4030.37????2（符合要求）????=28.5????，????=77.8????長細(xì)比計(jì)算：?? =

??0??

=3000=105.26<[??]=350?? ???? 28.5?? =

??0??

=13350=171.59<[??]=350??σ=??

???? 77.8=866.53×103

=171.12??????<215???????? 5064對(duì)Y軸換算長細(xì)比：b160.5613350

47150t 160 yz y

171.6所以選用截面滿足要求，下弦桿截面如圖2-6所示。aB桿件軸力N=?478.55kN，l0x=l0y=2539????。因?yàn)閘0x=l0y，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使????≈????，選用角鋼2L140×90×10，a=12mm，其截面特性為：A=4452????2，????=44.7????，????=37.0????對(duì)該截面驗(yàn)算如下：?? =??0??

=2539

=56.80<[??]=150?? ???? 44.7?? =??0??

=2539

=68.62<[??]=150?? ???? 37.0因?yàn)??2=90=9<0.48??0??=0.48×2539

=13.54?? 10 90所以可取1.09??4 1.09×??????

=????(1

2)=68.62×(1+ )=76.23<150??20??

??2

25392×102由于??????>????，只需求，查軸心受壓桿穩(wěn)定系數(shù)表，得=0.733x，于是有：

σ=

=478.55×103

=146.65??????<215?????????????? 0.733×4452滿足要求。填板每個(gè)節(jié)間放兩塊，填板間距：????=84.6????<40??=40×4.47=178.8????斜端桿aB截面如下圖2-7所示。圖2-7斜端桿aB桿截面圖腹桿cf-fG此桿在f節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長桿件。N????=?166.82????，??????=?128.69????再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度取節(jié)點(diǎn)中心間距 ??0??2086????，在桁架平面外的計(jì)算長度：ll0y 1

N 128.69 2 N 166.821選用2L110×10，a＝12mm，查角鋼規(guī)格表得A＝42.52cm2，ix，iy5.00cm lox208661.72150，

393478.68150x i 33.8x

y i 50.0y由于 ，只需求。查表＝0.699，則:y x x xN 166820Ay

0.6994252

/mm2/mm2再分腹桿截面如圖2-8所示：圖2-8再分腹桿cf-fG截面圖dg-gJ此桿在g節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長桿件。Ndg=54.34????，??????=89.60????再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度取節(jié)點(diǎn)中心間距 ??0??2248????，在桁架平面外的計(jì)算長度：ll(0.750.250y 1

N54.342)4496(0.750.25 )4054mmN 89.6054.341選用2L63×5，a＝12mm，查角鋼規(guī)格表得A＝12.29cm2，i ，i 3.04cmx y lox

2248115.88150，

loy

4054133.36150x i 19.4x

y i 30.4y斜腹桿受拉則: 72.9N/mm2 215N/mm2A 1229滿足要求。再分腹桿截面如圖2-9所示：

圖2-9再分腹桿dg-gJ截面圖桿件軸力：N=?307.91kN計(jì)算長度：??0??=0.8×2873=2298????，??0??=2873????因?yàn)??0??≠??0??，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使????≈????。設(shè) 60查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表可得 0.807則需要的截面積為?? 307.91×103A=????=

0.807×215

=1774.65????2需要的回轉(zhuǎn)半徑：

?? =

=2298

=32.3?????? ?? 60?? =??0??

=2873

=47.9?????? ?? 60根據(jù)需要的A????????2L110×A=4252c??2，????=33.8????，????=50.0????按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：?? =

??0??

=2298

=68.0<[??]=150?? ???? 33.8?? =??0??

=2873

=57.5<[??]=150?? ???? 50.0由于????>????，只需求出????，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，????=0.740,則：?? =

307.91×103

=97.86M????<215M???????? 0.740×4252所以所選用的截面2L110×10符合要求。斜腹桿bD截面如圖2-10所示。

圖2-10斜腹桿bD截面圖BbbDBb截面為2L110強(qiáng)度驗(yàn)算：??=378.45×103

=89.0M????<215M????滿足強(qiáng)度要求。剛度驗(yàn)算：

?? 4252計(jì)算長度：??0??=0.8×2622=2098????，??0??=2622?????? =

??0??

=2098

=62.1<[??]=150?? ???? 33.8?? =

??0??

=2622

=52.4<[??]=150滿足剛度要求。Dc

?? ???? 50.0DcCf相同，即腹桿Dc截面為2L110×10，并對(duì)桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算：強(qiáng)度驗(yàn)算：??=219.73×103

=51.68M????<215M????滿足強(qiáng)度要求。剛度驗(yàn)算：

?? 4252計(jì)算長度：??0??=0.8×2873=2298????，??0??=2873?????? =

??0??

=2298

=68.0<[??]=150?? ???? 33.8?? =

??0??

=2873

=57.5<[??]=150?? ???? 50.0滿足剛度要求。2.5.6豎桿Hd桿件軸力：N=?71.50kN計(jì)算長度：??0??=0.8×3050=2440????，??0??=3050????由于桿件內(nèi)力較小，按[150選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為：?? =

??0??

=2440

=16.3?????? [??] 150?? =??0??

=3050

=20.3?????? [??] 150查型鋼表，選截面的????和????較上述計(jì)算的????和????略大些。選用2L63×5，其截面特性為：A=1229????2，????=19.4????，????=30.4????對(duì)該截面驗(yàn)算如下：?? =

??0??

=2440

=125.77<[??]=150?? ???? 19.4?? =

??0??

=3050

=100.46<[??]=150?? ???? 30.4由于????>????，只需求出????，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，????=0.406,則：?? =

71.501×103

=143.29M????<215M???????? 0.406×1229所以所選用的截面2L63×5符合要求。豎桿截面如圖2-11所示：圖2-11豎桿截面圖其余各桿件的截面選擇結(jié)果見表2-3。計(jì)算長度/cm內(nèi)力/kN計(jì)算長度/cm內(nèi)力/kN截面規(guī)格截面面積/回轉(zhuǎn)半徑/cm長細(xì)比容許名稱桿件編號(hào)l0xl0ycm2ixiyx比y腹桿CffGEfGdDggJHgAaCbEcFfHdIgJe34.7934.7954.3489.6031.93-47.66-47.66-71.50-47.66-71.50-47.660.00208.6393.4110×1042.523.385.0061.7278.68151.2261.2189.0326.563×563×512.2912.291.941.943.043.0477.94134.6462.17107.40224.8405.463×512.291.943.04115.88133.36豎桿162.8161.2184.0208.0104.0244.0122.0268.0203.5201.5230.0260.0130.0305.0152.5335.063×563×563×563×563×563×563×563×512.2912.2912.2912.2912.2912.2912.2912.291.941.941.941.941.941.941.941.943.043.043.043.043.043.043.043.0483.9283.0994.85107.2253.61125.7762.89138.1466.9466.2875.6685.5342.76100.3350.16110.20上弦HI、IJ-910.38150.7452.1180×110×1056.743.138.7148.1551.91下弦cd866.533001335160×100×1050.642.857.78105.26171.59aB-478.55253.9253.9140×90×1044.524.423.7056.8068.62Bb378.45209.8262.2110×1042.523.385.0062.0752.44bD-307.91229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.46Dc219.73229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.4617土木與環(huán)境工程學(xué)院土木1102班41112054柴麗娜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)各桿件的內(nèi)力由表2-2查得。設(shè)計(jì)步驟：由腹桿內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的尺寸，即h和lf w

，然后根據(jù)lw

的大小按比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸，最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。E43

w=160N/mm2。f上弦節(jié)點(diǎn)上弦節(jié)點(diǎn)“A”設(shè)Aa桿的肢背和肢尖焊縫h 6mm，所需焊縫長度為：fKN 0.7529.341031肢背ll11

120.7h ff1 f

2h f

20.76160

2628.37mml肢尖l ：l

KN 0.2529.341032 22

2h ff2 f

2h f

20.76160

2617.46mm取l l1 2

70mm＞50mm為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背0.8定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：1 1h 節(jié)點(diǎn)板厚實(shí)度 126mm，hf1 2 2 f

6mm肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KNF=29.34KN140mm，則 P/ 22.37N/mm2160N/mm2f 20.7h

lf1

20.7612)18PAGEPAGE40焊縫強(qiáng)度滿足要求。圖2-12上弦節(jié)點(diǎn)“A”上弦節(jié)點(diǎn)“B”設(shè)Bb桿的肢背和肢尖的焊縫h 8mm和6mm，所需焊縫長度為f肢背：1l K1

0.75414.46103 28189.46mm，1 2

ff1f

f 20.78160肢尖：2l K2

0.25414.46103 2689.09mm，2 2

ff1f

f 20.76160按構(gòu)造取l`

200mm,l

100mm。1 2Bb。設(shè)Ba寸為10mm6mm，所需焊縫長度為肢背：1l K1

0.75549.06103210203.84mm，1 2f

f 20.710160肢尖：

f1f2l K2

0.25549.06103 26114.13mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`

210mm,l

150mm。1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm0.8P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得h 11126mm，

6mmf1 2 2 f2（2-13，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為360×600mmN=-537.8KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為600mm，則 0.75537800f 20.76(60012)6537800

81.66N/mm2Mf

20.7106002((/1.22)22f

87.85N/mm2

160N/mm2(87.85/1.22)281.662108N/mm2160(87.85/1.22)281.662焊縫強(qiáng)度滿足要求。圖2-13上弦節(jié)點(diǎn)“B”上弦節(jié)點(diǎn)“C”Aah6mm，所需焊縫長度為f肢背：2l K2

0.7558.68103 2644.75mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：1l K1

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按構(gòu)造取l`l`

70mm50mm1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8Ph 11126mm，

6mmf1 2 2 f2肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“D”設(shè)bD桿的肢背和肢尖的焊縫hf

8mm6mm，所需焊縫長度為:肢背：1l K1

0.75335.79103 28156.54mm，1 2

ff1f

f 20.78160肢尖：2l K2

0.25335.791032674.46mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`160mm,l`110mm。1 2cDhf8mm和6mm，所需焊縫長度為:肢背：1l KN 0.75232.151032893.73mm，11 2

ff1f

f 20.710160肢尖：2l K2

0.25232.151032655.18mm，取2 2

ff1f

f 20.76160l`110mm,l

60mm。1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得1 1h 節(jié)點(diǎn)板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為360×450mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=300.18KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。槽焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為450mm，則 0.75300180 61.19f 20.76(45012) N/mm26300180137.2Mf

20.7104502/1.22)22f

87.16N/mm2

160N/mm2(87.16/1.22)261.19294.07N/mm2(87.16/1.22)261.192焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“D”如圖2-14所示：圖2-14上弦節(jié)點(diǎn)“D”上弦節(jié)點(diǎn)“E”1 cEl`l1

90mm，hf5mmf設(shè)Ef桿的肢背和肢尖的焊縫h 6mm，所需焊縫長度為f肢背：2l K2

0.7542.89103 2635.93mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：1l K1

0.2542.89103 2619.98mm，2 2

ff1f

f 20.761601按構(gòu)造取l`1

100mm,l`2

80mm為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8P1 1h 節(jié)點(diǎn)板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=34.63KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為300mm，則 0.7534630f 20.76(30012)634630137.2

10.74N/mm2Mf

20.763002((/1.22)22f

37.71N/mm2160N/mm2(37.71/1.22)210.74232.72N/mm2160(37.71/1.22)210.742焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“E”如圖2-15所示：圖2-15上弦節(jié)點(diǎn)“E”上弦節(jié)點(diǎn)“F”Aahf6mm，所需焊縫長度為肢背：1l K1

0.7558.68103 2644.75mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：2l K2

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按構(gòu)造取l`l

70mm50mm1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8P1 12h 節(jié)點(diǎn)板厚度2f1

2126mm h 6mm，2，2肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=0KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“G”fGh6mm，所需焊縫長度為:f肢背：1l K1

0.75153.67103 2697.75mm，1 2肢尖：

ff1f

f 20.761602l K2

0.25153.671032640.58mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`130mm,l`取1

80mm。dGhf6mm，所需焊縫長度為:肢背：1l K1

0.7559.43103 2645.16mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：2l K2

0.2559.43103 2623.05mm，取2 2

ff1f

f 20.76160l`130mm,l

100mm。1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力由下面計(jì)算得1 1h 節(jié)點(diǎn)板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為220×460mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=85.02KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。槽焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為460mm，則 0.7585020f 20.76(460685020137.2

16.94N/mm2Mf

20.764602((/1.22)22f

39.38N/mm2

160N/mm2(39.38/1.22)216.94236.45N/mm2160(39.38/1.22)216.942焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“G”如圖2-16所示：圖2-16上弦節(jié)點(diǎn)“G”上弦節(jié)點(diǎn)“H”1 dHl`l1

90mm，hf5mm1 gHl`l1

，h

5mm為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8P1 1h 節(jié)點(diǎn)板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為230×300mm。肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力N=29.34KN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。槽焊縫是安全的，可不驗(yàn)算。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為460mm，則 0.7529340f 20.76(30012)629340137.2

9.1N/mm2Mf

20.763002((/1.22)22f

31.95N/mm2160N/mm2(31.95/1.22)29.1227.87N/mm2160(31.95/1.22)29.12焊縫強(qiáng)度滿足要求。上弦節(jié)點(diǎn)“H”如圖2-17所示：圖2-17上弦節(jié)點(diǎn)“H”上弦節(jié)點(diǎn)“I”Ighf6mm，所需焊縫長度為:肢背：1l K1

0.7558.68103 2644.75mm，1 2肢尖：

ff1f

f 20.761602l K2

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按構(gòu)造取l`l`

70mm50mm。1 2為了便于在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽0.8Ph 11126mm，

6mmf1 2 2 f2肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力 N=0kN，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載F58.68KN。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長度為130mm，則 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊縫強(qiáng)度滿足要求。屋脊節(jié)點(diǎn)“J”弦桿一般用與上弦桿同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施焊，需將拼接角鋼進(jìn)行切肢、切棱。拼接角鋼的這部分削弱可以靠節(jié)點(diǎn)板來補(bǔ)償。拼接一側(cè)的焊縫長度可按弦桿內(nèi)力計(jì)算。N=-986.97kN。設(shè)肢尖、肢背焊腳尺寸為10mm，則需焊縫長度為l Nw 40.7hf

ff

986970410

10230.31mm，取l=270mmw2270+20＝560mm<600mm。上弦與節(jié)點(diǎn)板間的焊槽，假定承受點(diǎn)載荷，驗(yàn)算略。上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接15%h10mmf節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長度為500/21020220mm。焊縫應(yīng)力為：9869700.15Nf

20.710220

48.07N/mm260.15986970 84.1M 110.2N/mm2160N/mm2(f)2f(f)2f)2f(110.25(110.251.22)248.072

102.36N/mm2160N/mm2焊縫強(qiáng)度滿足要求。節(jié)點(diǎn)形式如圖2-18所示：圖2-18屋脊節(jié)點(diǎn)“Ｊ”端部支座節(jié)點(diǎn)“a”為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相等，厚度14mm。支座底板的計(jì)算R58.6819/2557.46N設(shè)支座底板的平面尺寸采用280mm400mm，如僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為28023264960mm2。驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度： 8.58N/mm2

9.6N/mm2A 64960 cnfC20f9.6N/mm2。c c支座底板的厚度按屋架反力作用下的彎矩計(jì)算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分大彎矩為：M

a22 2式中：－底板下的平均應(yīng)力，即=8.58MPa。a2－兩邊支承之間的對(duì)角線長度，即(14014)2110(14014)211022222－系數(shù)，由b/a2查表確定。22b為兩邊支承的相交點(diǎn)到對(duì)角線2

的垂直距離。由此得：110133

b 84.8b 84.8mm, 2 0.492 172.6 a2

172.6查表得2＝0.0546。則單位寬度的最大彎矩為：M

2 2

0.05468.58172.6213956Nmm6Mf613956215底板厚度 19.73mm6Mf613956215尺寸為40028020mm。加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算焊縫長度等于加勁肋高度，也等于節(jié)點(diǎn)板高度。由節(jié)點(diǎn)圖得焊縫長度為440mmw＝451620＝41（m（設(shè)焊腳尺寸h＝8mm20mm，每塊加勁肋近似的按承受R/4R/4＝140/2＝70則焊縫所受剪力V及彎矩M為：R 557.46V 139.37kN,MVe139.3770755.55kNmm4 4焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：V220.7hl 6M21.2220.7hl2fwfw139.371032220.78414 69755.551031.2220.784142f＝39.09N/mm2＜ff

/mm2，滿足要求。節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算設(shè)焊縫傳遞全部支座反力R557.46N，其中每塊加勁肋各傳，節(jié)點(diǎn)板傳遞278.74N。節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫長度 lw

2尺寸為：h R/

f 0.7lw

ff

1.22

0.75361601.22取h6mm。f每塊加勁肋與底板的連接焊縫長度為： l2—20w所需焊縫尺寸：h R/

6.89mmf 0.7lw

ff

1.22

0.71481601.22所以取hf

8mm。節(jié)點(diǎn)形式如圖2-19所示:圖2-19端部支座節(jié)點(diǎn)“a”下弦節(jié)點(diǎn)下弦節(jié)點(diǎn)“b”設(shè)bB桿的肢背和肢尖焊縫hf8mm和6mm，所需焊縫長度為：肢背l：

KN 0.75414.46103l 11 1 20.7h ff1 f

2hf

20.78160 28189.34mm肢尖l：

KN 0.25414.461032 l22

20.7h ff2 f

2h f

20.76160

2689.09mm， 取l 200mm l 100， 1 2設(shè)bD桿的肢背和肢尖焊縫h 8mm和6mm，所需焊縫長度為：f肢背l：

KN 0.75335.79103l 11 1 20.7h ff1 f

2hf

20.78160 28156.54mm肢尖l：

KN 0.25335.791032 l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2674.46mm，取l 160mm l，1

100mm。bC桿的內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取hf

5mm。根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為370×550mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板接到焊縫長度為5mm焊縫承受節(jié)點(diǎn)左右弦桿的內(nèi)力差△N＝N-Nf bc ab＝711.89-305.14＝406.75kN。驗(yàn)算肢背焊縫的強(qiáng)度：KN 0.75406.75103 f 2

10.7hlf

20.75

2

80.7N/mm2160N/mm2焊縫強(qiáng)度滿足要求。節(jié)點(diǎn)如圖2-20所示：圖2-20下弦節(jié)點(diǎn)“b”下弦節(jié)點(diǎn)“c”設(shè)cD桿的肢背和肢尖焊縫hf

8mm和6mm，所需焊縫長度為：KN 723113：肢背l：1

l 11 ff1 f

f

20.78160 28KN 0.25232.15103肢尖l

2：l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2655.18mm，取l 130mm l，1

80mm。設(shè)cf桿的肢背和肢尖焊縫hf

6mm，所需焊縫長度為：KN 0.75185.89103肢背ll1 1

120.7h ff1 f

2hf

20.76160 26115.73mm肢尖l ：

KN 0.25185.891032 l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2646.58mm，取l 130mm l，1

80mm。cE桿的內(nèi)力很小，焊縫l l 90mm，取h 5mm。1 2 f根據(jù)以上求得的焊縫長度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為300×520mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板連接到焊縫長度為5mm焊縫承受節(jié)點(diǎn)左右弦桿的內(nèi)力差△N＝N-Nf bc ab＝711.89-329.72＝382.17kN。驗(yàn)算受力較大的肢背焊縫的強(qiáng)度：K