钢结构初中级04钢桁架设计

钢构造初中级04钢桁架设计钢构造初中级04钢桁架设计钢构造初中级04钢桁架设计北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程第四课钢桁架设计1、钢桁架的实质应用钢屋架常有形式钢构造连廊、通廊等常有形式1北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程2、桁架设计一般规定或经验A：桁架的形式应依照建筑的要求，综合考虑屋面资料、天窗、檩条、支撑部署以及屋架与柱时铰接或刚接等因素最后确定外形尺寸和腹杆系统。B：桁架的腹杆系统。应使构造受力合理、节点构造简单调致。腹杆数量少而总长度短，宜使长腹杆受拉，短腹杆受压，弦杆不产生局部弯矩。斜腹杆与弦杆的夹角宜在35~55度。C：常有腹杆系统有人字式、单斜式以及减小上弦的节间长度而增加的再分式腹杆系统。人字式在屋架中应用最广泛，再分式桁架系统较加密主腹杆的构造方案更省钢材。D：桁架节间的设置应结合建筑或工艺需求，设备悬挂等设置，并应使荷载尽量作用在节点上。E：关于跨度较大的桁架，当变形超限时可以采用起拱解决。起拱值可取1/500,也许将恒载作用下挠度起拱。F：跨度小于或等于12m的桁架，可以不分段；跨度大于12m但小于20m时，可以分成两段；大于等于20m时，可以分成多段，但每段长度均不宜高出12m；拼接接头宜位于廊身跨度的1/3处；2北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程G：当桁架节间数为奇数时，中央节间宜部署交织腹杆。3、桁架计算时的基本力学假定A：桁架所有杆件的轴线都在一个平面内且订交于一点。杆件轴线按照以下规定确定，此时可不考虑独爱的影响。当用螺栓连接时，以凑近截面形心轴的准线为轴线；当采用焊缝连接时，对角钢可取角钢背至截面形心轴的距离为5mm的整数倍（即5mm的模数）。当弦杆截面在节点处有改变时，以受力较大的杆件重心线为轴线，不同截面的轴心线偏移距离在不高出较大弦杆截面高度的5%时，可不考虑此独爱的影响。B：各节点均为铰接，但在桁架平面内，当截面高度与几何长度（节点中心距离）之比大于1/10(弦杆)或腹杆大于1/15(腹杆)时，应试虑节点刚性产生的次弯矩。（一般取应力增大系数）。C：计算时，将荷载先作用在节点上，并按此计算出各杆件的内力。对弦杆的节间荷载（最好不要这样，计算长度采用会出现不可以靠），可假定弦杆为支撑于铰接节点的连续梁按下述近似方法计算局部弯矩。端节间取0.8Mo，其他节间正负弯矩均取为0.6Mo。3北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程4、杆件截面如何选择常用的截面形式：A：屋架杆件在平面内、外的长细比宜凑近，一些常有截面的辗转半径应熟记，如双角钢组合截面的辗转半径以下:B：当桁架构件采用双角钢截面且较大时，宜采用轧制T型钢代替双角钢作为桁架的上下弦杆，荷载比较大时宜采用Ｈ型钢。Ｃ：同一桁架所采用型钢的种类不宜过多，相同规格的厚度差不得小于2mm。D：桁架受压杆件一般来讲，宜采用宽而薄的截面以增大辗转半径（不利之处？），厚度一般不宜小于4mm，大跨度也许腐化环境中的结构宜合适增大（可取6mm)。4北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程5、桁架构造设计(不含保护构造，围护构造放在门刚中详细讲解)桁架的整体计算构造力学中含两种方法：节点法和截面法。某连廊连接于两修筑物（钢构造框架）之间，用于人行走及料运输，跨度为27米，通廊宽度为4.25m(两榀桁架中心间距），净高要求不小于2.8m，走道为100厚混凝土预制板，经过四个脚部的预埋件与钢梁焊接，钢材采用Q235B。设计安全等级为二级，位于七度区，Ⅳ场所，设计地震分组为第一组。整个设计思路及流程以下：5北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程设计资料梳理→构造宏观尺寸确定、部署→荷载计算→构件截面初选STS平面桁架(含竖向、水平桁架)建模计算解析、截面调整→节点验算→3d3s整体三维复核→平面桁架制图讲解及计算书整理→部署作业→作业议论工艺资料及设计任务书理解工艺资料会给出以下内容：通廊的立面部署、走道部署、断面图、胶带机支座部署、头轮部署、尾轮部署、拉紧装置部署等等。净空会影响桁架高度的取值。桁架高度的采用考虑两方面因素其一：计算所需高度，一般荷载状况下可取其跨度的1／10～1／14,那么初采用1/12即27÷其二：应满足建筑或工艺等专业要求，此处净空要求为，可取6北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程（保留合适的余量）总结：结合二者初选桁架高度为，高度确定此后即可结合工艺部署对主受力桁架进行部署。一般来说关于简支桁架，以下部署方式最优。结合工艺资料并考虑腹杆弦杆角度合适的原则部署如-4图构件立面：上弦荷载计算：上弦平面投影宽度约4.9m,侧立面约屋面自重：一般取为上弦支撑自重：一般取为作用在每个上弦节点为一半侧面墙身自重：取为作用在每个上弦节点为屋面活载：依照不上人屋面取为则作用在每个上弦节点为7北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程合计：作用在每个上弦节点的恒载为作用在每个上弦节点的活载为3.1KN下弦荷载计算：下弦走道板、走道梁及面层自重为下弦水平支撑取为作用在每个下弦节点为一半侧面墙身自重：取为作用在每个下弦节点为胶带机恒载4KN/m作用在每个下弦节点恒载为胶带机活载4KN/m作用在每个下弦节点活载为走道净宽0.95m,活载2KN/m2作为在每个节点走道活荷载合计：作用在每个下弦节点的恒载为作用在每个下弦节点的活载为5+4.75=9.8KN下弦重锤部分荷载设备加吊重230KN，分配到4各支座，各8北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程则分配到第二个节间的活载为第一个节间分配的荷载为：计算简图均布荷载计算）2x2.5=5KN/m集中荷载由胶带机传来4x2.5=10KN(恒活数值相同)走道梁截面高度一般可初选为跨度1/20左右，可依照荷载大小进行浮动；桁架构造中一般采用型钢，本领例采用热轧一般工字钢，初选为4250/20=212.5，采用工22a。9北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程挠度控制取为钢构造设计规范表第四款第三项，即[Vt]限值为1/250，[Vq]限值为l/300。经验算，满足。10北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程经验算，需要HN396x199x7x11才能满足要求。其他梁设计略。STS几何建模注意事项：桁架支座模拟11北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程桁架弦杆存在节间荷载的状况STS桁架计算模型以下：一般不相同意在同一桁架中采用不相同厚度的同截面大小截面。注意钢构造规范8.1.2对最小截面及其厚度的规定以及☆工业建筑防腐化设计规范☆4.3节之要求。12北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程上弦初选A、钢构造设规范表及抗规，长细比限值控制为150，拟采用等边双角钢，依最大节间计算，imin。双角钢填板厚度可依照本课件后边部分表格进行采用（有于该构造是静定构造，确定填板厚度时可以先随意采用截面进行计算）依照计算结果，本领例采用填板及节点板厚度为10mmB、经验取值：角钢桁架上弦节间长度与截面高度(桁架平面内)之比可取为20~30之间。依照A、B初选L100x6双角钢T形组合下弦初选A、钢构造设规范表及抗规，长细比限值控制为150，拟采用等边双角钢，依最大节间计算，imin。B、经验取值：初步计算可取与上弦相同截面，也许小1~2级。依照A、B初选L100x6双角钢T形组合腹杆采用原则先松后紧的原则（先卡着长细比采用），即不够再加。一般杆件，结合抗规、钢规，压杆先控制为180，拉杆控制为250.拉杆的辗转半径需要大于等于3829÷250=15.3mm，采用双角钢T形组合2L63x6,Imin可满足。压杆的辗转半径需要大于等于2900÷180=16.1mm，采用双角钢十字形组合2L63x6,Iyo，imin=ixo，满足。注意十字形截面组合时，辗转半径怎么查取？13北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程(2)单角钢截面特点14北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程以50x6角钢为例说明：2L50x6填板后6mm,ix=1.53cm，iy=2.32cm,则十字形组合时ix+iy=2.32+2.32=4.64cm;单角钢50X6绕U轴为依照Ix+Iy=Ip,可以知道ix+iy=iu+iv=定值。则双角钢十字形组合的iu=1.91,那么十字形的。带入lo/iu可得到该构件的长细比。总结：可知关于双角钢的组合，T组合最小Imin大于十字形组合Imin当受力模式为轴压时，采用十字组合较好，长细比采用的是换算长细比。要点杆件，结合抗规、钢规，压杆先控制为150，拉杆控制为200.详细计算过程同上。以上初选可用于桁架中间腹杆；其他地址腹杆大小，可依照内力变化规律从中间向端部逐渐增大。计算完成截面以下：15北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程STS参数的填取结合钢构造规范表5.3.8以及建筑抗震规范表10.2.14。规范10.2.13提到了哪些是要点构件。关于阻尼比的确定参照规范10.2.8条。计算结果：16北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程轴力包络图17北京峰源时代建筑工程咨询有限公司钢构造课程上下弦水平支撑按拉杆设计，一般采用单角钢组成的交织腹杆，交织处相互连接。一般依照拉杆设计，依照建筑抗震设计规范表10.2.14，此杆件为一般杆件，长细比限值可控制为250。上弦横杆设计为减少桁架上弦平面外计算长度的杆件，依照钢构造规范表5.3.8，长细比可控制为200，而抗规对压杆限值为180，因此从严控制。该构件尚且肩负屋面荷载，应依照压弯构