钢结构设计实例【含计算过程】

1、 附图 7：屋脊节点“H” 拼接角钢采用与上弦相同的截面 2L140×90×10。设两者间的焊脚尺寸 hf8mm，竖直 肢应切去t+hf+510+8+523 mm。按上弦杆力 NGH479.04 kN 计算拼接角钢与上弦的 焊缝，节点每侧每条焊缝需计算长度为： lw = N GH 479.04 ´ 10 3 = = 134 mm 4 ´ 0.7 h f f fw 4 ´ 0.7 ´ 8 ´ 160 拼接角钢需要的长度为： L2（lw+16）+102×（134+16）+20320 mm 为保证拼接节点处的刚度取，L7

2、00 mm。 （2）上弦与节点板间焊缝计算 上弦与节点间在节点两侧共 8 条焊缝，共同承受节点荷载 P 与两侧上弦内力的合力。 近似地取 sintan0.1，该合力的数值为： 2Nsin-P2×479.04×0.1-39.3356.48 kN 设焊脚尺寸 hf5mm，每条焊缝所需要长度为： l= 2 N sin a - P 56.48 ´ 10 3 + 10 = + 10 = 23 mm 8 ´ 0.7 ´ 5 ´ 160 8 ´ 0.7 h f f fw 由图量得焊缝长度为 220mm。满足要求。 5、支座节点“a” （附

3、图 8） （1）底板计算 第 11 页 共 13 页 附图 8：支座节点“a” 底板承受屋架的支座反力 R7P7×39.33275.31 kN，柱采用 C20 混凝土，混凝土 2 的轴心抗压强度设计值 fc10 N/mm 。底板需净面积 An 为： An = R 275.31 ´ 10 3 2 = = 27531 mm fc 10 锚栓直径 d25mm，锚栓孔布置见附图 8，栓孔面积为： 2 2 A50×40×2+×25 5963 mm 2 底板需面积为 AsAn+A27531+596333494 mm 2 按构造要求底板面积取为 A280&#

4、215;35098000 mm As，满足要求。 底板承受的实际均布反力 q= R 275.31 ´ 10 3 2 = = 3.0 N/mm fc A - DA 98000 - 5963 节点板和加劲肋将底板分成四块相同的两相邻边支承板， 它们对角线长度1 及内角顶点到 对角线的距离 b1 分别为： 1 140 2 + 175 2 = 224 mm，b0.51112 mm b1/10.5，查得0.058，两相邻边支撑板单位板宽的最大弯矩为： 2 2 Mq 10.058×3×224 8731 N.mm 所需底板厚度为 t 6M = f 6 ´ 8731 =

5、 15.6 mm（取 t20mm） 215 实取底板尺寸为-280×350×20。 （2）加劲肋与节点板的焊缝计算 焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图量得焊缝长度为 492mm，计 算长度 lw492-12-15465（mm） （设焊脚尺寸 hf6mm） ，每块加劲肋近似的按承受 R/4 计算，R/4 作用点到焊缝的距离为 e（140-6-15）/2+1574.5 mm。则焊缝所受剪力 V 及弯矩 M 为： V275.31/468.8 kN 第 12 页 共 13 页 MV×e68.8×74.55126 kN.mm 焊缝强度验算 

6、0; V ç ç 2 ´ 0.7h l f w è ö ö æ 6M ÷ ÷ +ç ÷ ç 1.22 ´ 2 ´ 0.7 h l 2 ÷ f w ø ø è 2 2 2 æ 68.8 ´ 10 3 ö æ ö 6 ´ 8731 ´ 10 3 ÷ ç + ç ç 2 ´ 0.7 ´ 6 &#

7、180; 465 ÷ ç 1.22 ´ 2 ´ 0.7 ´ 6 ´ 465 2 ÷ ÷ è ø è ø 29.5 N/mm f fw 2 2 满足要求。 （3）加劲肋和节点板与底板的焊缝计算 上述零件与底板连接焊缝的总计算长度为（设 hf8mm） lw2×280+2/（280-12-2×15）-4×81004 mm 所需焊脚尺寸为 hf = R 275.31 ´ 10 3 = = 2.0 mm 1.22 ´ 0.7 f fw

8、å l w 1.22 ´ 0.7 ´ 160 ´ 1004 hf 尚应满足角焊缝的构造要求：hf1.5 t 1.5× 20 7 mm，hf1.2t1.2×1214.4 mm，实取 hf8mm。 6、节点板计算 （1）节点板在受压腹杆的压力作用下的计算 所有无竖杆相连的节点板，受压腹杆杆端中点至弦杆的净距离 c 与节点板厚度 t 之 比， 均小于或等于 10 235 / f y 。 所有与竖杆相连的节点板， c/t 均小于或等于 15 235 / f y ， 因而节点板的稳定均能保证。 （2）所有节点板在拉杆的拉力作用下，也都满足要求，因而节点板的强度均能保证。