钢结构钢桁架PPT学习教案

1、会计学1钢结构钢桁架钢结构钢桁架按受力、截面形式、节点构造分按受力、截面形式、节点构造分重型桁架重型桁架普通桁架普通桁架轻型桁架轻型桁架薄壁型钢桁架薄壁型钢桁架第1页/共33页第2页/共33页三角形屋架第二节第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置桁架的外形、尺寸和腹杆布置第3页/共33页梯形屋架第二节第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置桁架的外形、尺寸和腹杆布置第4页/共33页平行弦及人字形屋架第二节第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置桁架的外形、尺寸和腹杆布置第5页/共33页第五章第五章 钢桁架钢桁架第6页/共33页第五章第五章 钢桁架钢桁架第7页/共33页第五章第五章 钢桁架钢桁架第8页/共33页

2、第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第9页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度下弦横向水平支撑上弦横向水平支撑上下对应设置在厂房两端或温度区段两端上下对应设置在厂房两端或温度区段两端第一柱间或第二柱间（有天窗）第一柱间或第二柱间（有天窗）两道横向水平支撑的距离不易大于两道横向水平支撑的距离不易大于60m下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑：房屋高度、跨度较大或空间刚度要求较高时设置：房屋高度、跨度较大或空间刚度要求较高时设置 与横向水平支撑形成封闭体系。与横向水平支撑形成封闭体系。垂直支撑垂直支撑： 设置在纵向垂直平面内设置在纵向垂

3、直平面内 与横向水平支撑设置在同一柱间与横向水平支撑设置在同一柱间 是横向水平支撑的支承结构是横向水平支撑的支承结构第10页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度系杆系杆：未设置支撑的桁架：未设置支撑的桁架 在横向水平支撑或垂直支撑节点处通长设置系杆在横向水平支撑或垂直支撑节点处通长设置系杆柔性系杆柔性系杆：承受拉力：承受拉力刚性系杆刚性系杆：既承受拉力，又承受压力：既承受拉力，又承受压力（横向水平支撑设置在第二柱间时，（横向水平支撑设置在第二柱间时，第一柱间系杆为刚性系杆，传递山墙所承受的部分风压力）第一柱间系杆为刚性系杆，传递山墙所承受的部分风压力）第1

4、1页/共33页第12页/共33页第13页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度三、杆件计算长度三、杆件计算长度1、桁架平面内计算长度、桁架平面内计算长度 xlxlxl 节点不是真正铰接节点不是真正铰接 而具有一定的弹性嵌固作用而具有一定的弹性嵌固作用 节点上拉杆越多，嵌固作用越大节点上拉杆越多，嵌固作用越大第14页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度三、杆件计算长度三、杆件计算长度xlxla a、一般中间腹杆、一般中间腹杆上端与上弦相连：压杆多，拉杆少，视为铰接上端与上弦相连：压杆多，拉杆少，视为铰接 下端与下弦相连：拉

5、杆多，压杆少，视为弹性固定下端与下弦相连：拉杆多，压杆少，视为弹性固定xl取取xll=0.8第15页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度三、杆件计算长度三、杆件计算长度xlxlb、受压弦杆（上弦杆）、支座竖杆、支座斜杆、受压弦杆（上弦杆）、支座竖杆、支座斜杆xl取取xll=1.0上弦节点，支座节点处汇集压杆多，上弦节点，支座节点处汇集压杆多，并且受压弦杆、支座竖杆、支座斜杆自身刚度也较大并且受压弦杆、支座竖杆、支座斜杆自身刚度也较大c、受拉弦杆：、受拉弦杆： 所受的嵌固作用比受压弦杆大，但为了简化计算所受的嵌固作用比受压弦杆大，但为了简化计算取取xl=1.

6、0l第16页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长第三节桁架间的支撑和压杆计算长度度三、杆件计算长度三、杆件计算长度2、桁架平面外计算长度、桁架平面外计算长度 xlyla. 弦杆弦杆yl侧向支撑点的间距侧向支撑点的间距 横向水平支撑在交叉点与系杆无连接：横向水平支撑在交叉点与系杆无连接： yl2 倍节间长度倍节间长度 横向水平支撑在交叉点与系杆连接横向水平支撑在交叉点与系杆连接 ：yl节间长度节间长度第17页/共33页第三节桁架间的支撑和压杆计算长度第三节桁架间的支撑和压杆计算长度三、杆件计算长度三、杆件计算长度2、桁架平面外计算长度、桁架平面外计算长度 xlylyl1.0 l b. 腹杆腹

7、杆节点板在平面外的刚度很小，不能约束腹杆的转动节点板在平面外的刚度很小，不能约束腹杆的转动 c. 单角钢和双角钢组成的十字形截面腹杆单角钢和双角钢组成的十字形截面腹杆斜平面计算长度斜平面计算长度 ll9 . 0斜支座斜杆和支座竖杆仍取几何长度支座斜杆和支座竖杆仍取几何长度 第18页/共33页第四节桁架的杆件设计第四节桁架的杆件设计一、桁架的荷载一、桁架的荷载xl按荷载规范按荷载规范GB500092001规定查得规定查得 恒荷载：桁架自重（包括支撑），屋面材料自重恒荷载：桁架自重（包括支撑），屋面材料自重 可变荷载：风荷载、雪荷载、屋面活荷载、可变荷载：风荷载、雪荷载、屋面活荷载、 积灰荷载、悬

8、挂吊车荷载等积灰荷载、悬挂吊车荷载等 （人群荷载，不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值）（人群荷载，不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值） 第19页/共33页第四节桁架的杆件设第四节桁架的杆件设计计一、桁架的荷载一、桁架的荷载xl荷载组合：荷载组合：1、全跨荷载：全跨永久荷载全跨可变荷载、全跨荷载：全跨永久荷载全跨可变荷载2、半跨荷载：全跨永久荷载半跨可变荷载、半跨荷载：全跨永久荷载半跨可变荷载（考虑部分斜腹杆在半跨荷载作用下会产生最大内力或出现内力变号）（考虑部分斜腹杆在半跨荷载作用下会产生最大内力或出现内力变号）3、全跨桁架、支撑、天窗架自重半跨檩条、屋面板自重、全跨桁架、支撑、天窗架自重半跨

9、檩条、屋面板自重 半跨屋面活荷载（或半跨雪荷载）半跨屋面活荷载（或半跨雪荷载） （考虑安装时可能出现的荷载组合）（考虑安装时可能出现的荷载组合）第20页/共33页第四节桁架的杆件设计第四节桁架的杆件设计xl二、内力二、内力按理想的桁架计算（假定节点为理想铰，各杆轴线相交于节点中心）按理想的桁架计算（假定节点为理想铰，各杆轴线相交于节点中心）荷载作用在节点上荷载作用在节点上：用结构力学中的结点法、截面法：用结构力学中的结点法、截面法弦杆节间荷载弦杆节间荷载：用等效结点法：用等效结点法（把节间荷载按杠杆原理等效分配到相邻节点计算轴向力（把节间荷载按杠杆原理等效分配到相邻节点计算轴向力再计算由节间荷

10、载引起的弯矩）再计算由节间荷载引起的弯矩）0M0M弯矩按多跨连续梁作近似计算：弯矩按多跨连续梁作近似计算：端节间正弯矩为端节间正弯矩为0.8节点上负弯矩和节点上负弯矩和其它节间正弯矩为其它节间正弯矩为0.6第21页/共33页第四节桁架的杆件设计第四节桁架的杆件设计xl三、杆件截面形式三、杆件截面形式原则：等稳定条件；足够的侧向刚度；节点连接方便原则：等稳定条件；足够的侧向刚度；节点连接方便 等肢角钢相拼等肢角钢相拼 短肢相拼短肢相拼 长肢相拼十字形截面长肢相拼十字形截面xyii5 . 135. 1xyii2 . 2xyii0 . 1xyii中部腹杆中部腹杆 llllyx0 . 18 . 0弦杆

11、弦杆 端部竖杆、斜杆端部竖杆、斜杆 xyll25. 1xyll2xyll 第22页/共33页第四节桁架的杆件设计第四节桁架的杆件设计xl四、截面选择四、截面选择原则：原则：1、在面积、在面积A相等情况下，优先选用肢宽而薄的角钢相等情况下，优先选用肢宽而薄的角钢 （增加截面回转半径）（增加截面回转半径）2、型钢规格不宜过多、型钢规格不宜过多3、受力很小或不受力杆件，按容许长细比、受力很小或不受力杆件，按容许长细比 或构造要求决定截面尺寸或构造要求决定截面尺寸第23页/共33页第四节桁架的杆件设计第四节桁架的杆件设计四、截面选择四、截面选择杆件的填板杆件的填板作用：保证两角钢共同工作作用：保证两角

12、钢共同工作 1 1、压杆在桁架平面外计算长度范围内，至少设置两块填板、压杆在桁架平面外计算长度范围内，至少设置两块填板2 2、填板尺寸：宽度、填板尺寸：宽度404080mm, 80mm, 厚度与节点板等厚厚度与节点板等厚 3 3、填板间距：压杆、填板间距：压杆 140ils拉杆拉杆 180ils1i：单个角钢对与填板平行的形心轴：单个角钢对与填板平行的形心轴 1y1y的回转半径的回转半径第24页/共33页第五节桁架的节点设计第五节桁架的节点设计定位（杆件的位置）定位（杆件的位置） 计算杆件与节点板的焊缝尺寸计算杆件与节点板的焊缝尺寸确定节点板形状及尺寸确定节点板形状及尺寸1y节点构造要求节点构

13、造要求1、（减小节点板尺寸）腹杆端部尽量靠近弦杆、（减小节点板尺寸）腹杆端部尽量靠近弦杆但保证一定间隙（避免焊缝密集，钢材变脆）但保证一定间隙（避免焊缝密集，钢材变脆） （动载）（静载）mmmma402015第25页/共33页第五节桁架的节点设计第五节桁架的节点设计1y2、杆件轴线：、杆件轴线： 以杆件的形心线为轴线，并在节点处相交于一点以杆件的形心线为轴线，并在节点处相交于一点 角钢肢背到轴线距离角钢肢背到轴线距离Z0取为取为5mm的倍数（为制造方便）的倍数（为制造方便）3、节点板、节点板节点板形状：简单规则，至少有两边平行（一般采用矩形、平行四边形或梯形）节点板形状：简单规则，至少有两边平

14、行（一般采用矩形、平行四边形或梯形） 节点板边缘与杆件轴线夹角不应小于节点板边缘与杆件轴线夹角不应小于1520中间节点板厚度：决定于腹杆最大内力中间节点板厚度：决定于腹杆最大内力支座节点板厚度：中间节点板厚度支座节点板厚度：中间节点板厚度+2mm节点板平面尺寸：根据杆件截面尺寸和腹杆与节点板的连接焊缝长度决定节点板平面尺寸：根据杆件截面尺寸和腹杆与节点板的连接焊缝长度决定第26页/共33页1、腹杆与节点板的焊缝计算、腹杆与节点板的焊缝计算（先计算腹杆内力）（先计算腹杆内力）单个角钢肢背单个角钢肢背 wffwfhNkl1117 . 02肢尖肢尖 wffwfhNkl2227 . 022、弦杆与节点板的焊缝计算、弦杆与节点板的焊缝计算2121NNNNNwffwfhNkl1117 . 02wffwfhNkl2227 . 02第27页/共33页第28页/共33页1 1、节点板伸出弦杆、节点板伸出弦杆弦杆与节点板的焊缝承受集中荷载弦杆与节点板的焊缝承受集中荷载P P和弦杆内力差和弦杆内力差NN11117 . 02wfNlhNk22227 . 02wfNlhNkP由四条焊缝共同承担：由四条焊缝共同承担： 22117 . 02wfwfPlhlhPwfNfPf22内力差内力差N第29页/共33页N2、节点板缩进弦杆表面、节点板缩进弦杆表面角钢背：角