钢结构设计要求

1、1,绘制施工详图，编制材料表,施工图包括： 结构设计总说明 布置图(构件布置与编号) 构件和节点详图 必要说明 材料表,2020年12月2日,浙江大学钢结构研究室,2,3,支撑系统与屋架的连接节点,4,屋盖设计的内容和屋架的内力计算,6,屋盖设计内容,1. 结构方案的确定和结构布置 例如选定屋盖的组成，确定屋架的间距、形式和腹杆体 系，布置各种支撑系统等； 2. 檩条设计； 3. 屋架的内力分析 包括屋架荷载的计算、内力分析及内力组合等； 4. 屋架杆件截面设计 包括钢材牌号、杆件截面形式和尺寸的选用，强度和稳定计算等； 5. 屋架节点设计 包括各个节点中的连接计算和构件的拼接等； 6. 施工

2、详图的绘制 包括材料表的编制。,桁架杆件的截面形式、节点板厚度和角钢间的填板,截面形式图 节点构造 节点板厚度（表，给出计算规范出处） 角钢间的填板,8,截面形式,9,节点构造,单节点板 双节点板 无节点板,10,节点板厚度,表9.1 单节点板桁架和屋架的节点板厚度（mm）,注：表列厚度系按钢材为Q235钢考虑，当节点板为Q345钢或其它低合金高强度结构钢时，其厚度可较表列数值减小12mm，但板厚不得小于6mm。,11,在通常设计中仍可按上述表9.1选用节点板厚度而不经计算。 仅当遇到重要的节点或拟采用较表9.1规定的板厚为小的节点板时，可按规范的规定进行复核。,12,角钢间的填板,填板作用：

3、格构式构件的缀板。 设计规范GB50017中规定：用填板连接的双角钢（或双槽钢）构件，可按实腹式构件进行计算，但填板间的距离不应超过下列数值： 受拉构件 80i，受压构件 40i 受压构件除满足 外，在构件的两个侧向支承点之间的填板数还应不得少于2个。 填板的尺寸： 厚度： 节点板厚度 宽度 ：保证最小焊缝长度，可按构造要求采用。 高度： 当为T形截面时，角钢连接边宽度+2（1015）mm，即填板伸出角钢连接边每边1015mm；当为十字形截面时，填板不伸出角钢轮廓以外，每边缩进1520mm，以布置焊缝。,13,14,桁架杆件的截面设计,注意9点 （一）应优先选用厚度较薄的截面，使在相同用钢量下

4、截面具有较大的刚度（截面回转半径）。与此同时，还需注意规范中规定的最小截面。规范GB50017规定，在钢结构的受力构件及其连接中不宜采用：厚度小于4mm的钢板；厚度小于3mm的钢管；截面小于454或56364的角钢（对焊接结构），或截面小于505的角钢（对螺栓连接的结构）。,15,（二）凡需用C级螺栓与支撑杆件相连接的屋架杆件角钢的边长，应注意其所能采用的螺栓最大直径。连接支撑系统的C级螺栓直径一般为d20mm，拼接处定位用的安装螺栓直径可用d16mm（直径为18mm的螺栓为不常用规格，必要时才选用），相应的角钢开孔边的最小边长将为70mm和63m（参阅第5章表5.2）。 （三）为减少拼接的设

5、置，屋架弦杆的截面常根据受力最大的节间杆力选用。只当跨度较大（例如大于24m）、因角钢供应长度限制而必须设置拼接以接长时，可根据节间内力变化在半跨内改变截面一次。改变截面时宜改变角钢的边长而保持厚度不变，以利拼接。各种型号角钢通常的供应长度见角钢的国家标准,16,（四）焊接屋架中，弦杆角钢水平边上连支撑构件的螺栓孔的位置，若位于竖向节点板范围以内并距竖向节点板边缘100mm时，考虑节点板的参与，计算弦杆净截面时可不计孔对弦杆截面的削弱。否则应考虑其影响。 （五）由于屋架杆件在屋架平面内和平面外的计算长度有的相同（例如支座斜杆），有的不同（例如一般单系腹杆和上、下弦杆），当采用以角钢组成的T形截

6、面时，应根据图9.18（b）所示相应截面的值，尽可能使两个方向的长细比与相接近，以获得经济的截面。例如一般单系腹杆，此时宜选用两等边角钢；又如弦杆的2，则宜选用长边外伸的两不等边角钢，但当上弦杆承受节间荷载时，宜改用两个等边角钢；支座斜杆1.0，则宜选用短边外伸的两不等边角钢。选用截面时，最好能预先得知型钢规格的供应情况，据此选用，则不易造成制造时的截面替代而多费钢材。,17,（六）当屋架竖杆的外伸边需与垂直支撑相连接，则该竖杆宜采用由双角钢组成的十字截面。十字截面不但刚度大于T形截面，而且还可使垂直支撑对该竖杆的连接偏心为最小。此外当该竖杆位于屋架中央时还可使在工地吊装时屋架的左、右端可以任

7、意放置（如用T形截面，由于截面对杆件轴线为不对称，屋架左、右端不能任意放置，否则各屋架中央竖杆截面的外伸边将不在同一竖向平面）。,18,（七）单面连接的单角钢截面，因连接偏心易使构件受压时弯扭失稳，故只能用于跨度较小的桁架或桁架中受力较小、长度较短的次要腹杆。 （八）为了便于备料，整榀屋架所用角钢规格品种不宜超过56种。当两种规格尺寸相近时，宜尽量使其统一，以减少规格数量。 （九）屋架的弦杆可选用热轧剖分T型钢，此时腹杆可直接焊接在T型钢的腹板上，省去节点板。,19,桁架的节点设计,节点设计时，构造很重要，每种构造都是为了保证使用方便，并确保力的安全传递，不同节点构造有不同的传力路径。节点设计

8、就是先根据受力特点确定节点构造，再计算每一个传力步骤，保证其满足强度要求即可,20,节点设计的步骤和一般设计原则,画出节点轴线，轴线交于一点。 确定构件的轴心线，依据轴线画出构件外轮廓 切断杆件 布置焊缝 确定节点板外形 布置节点板与弦杆焊缝 绘制节点大样 尺寸标注： 杆端到节点距离 节点板平面尺寸 轴线到肢背距离 角钢边长 焊缝标注,21,22,主要节点的设计,一般节点 a 有集中荷载的上弦节点 b 下弦拼接节点 c 屋脊拼接节点 d 支座节点 e,23,一般节点,要求验算：弦杆与节点板间的焊缝。 由于弦杆在节点处是连续的，因此弦杆与节点板间的焊缝只需抵抗节点左右两弦杆的内力差,24,有集中

9、荷载的上弦节点,25,主要受力：1）承受弦杆两节间的内力差，2）承受檩条传给上弦杆的竖向节点荷载。 近似假设： （1）弦杆角钢背的槽焊缝承受节点荷载。 （2）弦杆角钢趾部的两条角焊缝承担内力差和由于内力差与趾部焊缝的偏心距而产生的弯矩 。 计算公式：教材,26,下弦拼接节点,27,验算内容,1, 拼接角钢的截面和长度 截面：切角，断肢 长度： 2, 下弦杆与节点板的连接角焊缝 ： 1) 传递内力差 2) 较大内力的15% 注意：工厂焊缝与工地焊缝,28,屋脊拼接节点,29,验算内容,1.拼接角钢与弦杆角钢的连接计算及拼接角钢总长度的确定： 拼接角钢与受压弦杆的连接可按弦杆中的实际压力设计值进行

10、计算，每边共有4条焊缝平均承受此力,+弦杆杆端空隙,30,2.弦杆与节点板的连接计算,内力：弦杆内力的竖向分力与作用在屋脊节点弦杆上的节点荷载之差 节点每侧的焊缝按 计算 由于屋脊节点的节点板宽度相对较大 值一般不大，求得的焊缝焊脚尺寸常较小。与有拼接的下弦节点设计一样，还需考虑焊缝必须有一必要的最小承载力，取为,31,支座节点,32,验算内容,1锚栓 2. 底板 3. 加劲肋 4. 节点板，加劲肋板与底板,屋架的施工详图,34,1屋架杆件的轴线长度及起拱、杆件的内力设计值。 2屋架的正面图（主视图）、上弦杆的俯视图、下弦杆的俯视图、左右端视图及必要的剖面图和特殊的零件图。 3材料表。 4必要的文字说明。 说明：1构件编号 2起拱 3正反,35,课程设计要求：,计算书内容： 1. 建筑资料 2. 结构方案的确定和结构布置，材料选择。 钢屋架腹杆布置图，钢屋架及支撑布置图，檩条布置图。 3. 檩条设计（采用大型屋面板屋面可不设计檩条）； 4. 屋架的内力分析 包括屋架荷载的计算、内力分析及内力组合等； 5. 屋架杆件截面设计 包括钢材牌号、杆件截面形式和尺寸