西南科技大学钢结构课程设计真正-完整版跨度21长102

文档来源为：从网络收集整理 文档来源为：从网络收集整理 .word版本可编辑.欢迎下载支持.文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.六、节点设计(1)下弦节点“c”见图6.各杆件的内力由表2查得。设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即hf和l,然后根据ll2hf的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。采用E43型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值ff=160Mpa。图6下弦节点c设“Bc”杆的肢背焊缝hn=8mm,肢尖焊缝hf2=6mm,则所需的焊缝长度计算如下。肢背：l10.7N肢背：l10.7N2hf+16=0.731604020.78160+16=139.45mm故取l1=140mm肢尖:0.3N2hef肢尖:0.3N2heff+12=0.331604020.76160+12=82.54mm故取l2=90mm设“cD”杆的肢背焊缝hn=8mm,肢尖焊缝hf2=6mm,则所需的焊缝长度计算如下。肢背:0.7N2heff. 0.7239910+16= +16=109.71mm20.78160肢背:0.7N2heff. 0.7239910+16= +16=109.71mm20.78160故取l1=110mm肢尖:0.3N2heff〃 0.3239910+12= +12=65.55mm20.76160故取l2=70mm“Cc”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取 hf=5mm根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为455mrK270mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为45.5cm,hf=5mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差△N=530.21-223.10=307.11kN,受力较大的肢背处的焊缝应力为0.7530711020.76(45510)=61.62MPa<160MPa因此，焊缝强度满足要求。该节点如图 6所示。(2)上弦节点"B”。“Bc”杆与见点半的焊缝尺寸和节点“c”相同。“aB”杆与节点板的焊缝尺寸按上述同样方法计算图7上弦节点BNaB=-418.12KN。设“aB”杆的肢背焊缝hfi=8mm,肢尖焊缝hf2=6mm,则所需的焊缝长度为：0.65N 0.65418120肢目：l1= +16= +16=167.66mm2heff 20.78160故取l1=170mm肢尖:_0.3N-2h肢尖:_0.3N-2heff+12=0.3541812020.76160+12=120.89mm故取l2=130mm为了便于在上弦杆上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背 8mmo采用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，槽焊缝的强度设计值乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响毛病考虑到P对槽焊缝长度中点的偏心距较小，所以略去由此偏心引起的弯矩。上弦肢背槽焊缝内的应力由下列计算1 1得到：hf1=-kp点板厚度=-X10=5mm2 2上弦杆与节点板间焊缝长度为455mm,则=107.47MPa<0.8f：=0.8M60MPa=128MPa406580=107.47MPa<0.8f：=0.8M60MPa=128MPa20.75(45512)1.22肢尖焊缝承受弦杆内力差△N=406.58kN,偏心距e=100-22=78mm,偏心力矩M=△Ne=406.58X0.078=31.713kN?m,按构造要求取肢尖hf2=8mm,则上弦杆肢尖角焊缝的剪应力为f= 406580——=79.78MPa20.78455由偏心力矩引起的正应力为 f削=6317130002=82.06MPa2helw20.784552则焊缝强度为(f)22=(82.06)279.782=104.35MPa<160MPa,f .1.22所以焊缝强度满足要求。该节点如图7所示。(3)屋脊节点"H”见图8。弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与弦杆之间能够密和，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度。拼接角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。

设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝hf=8mm,则所需焊缝计算长度为=184.92mm।_ 662760=184.92mmlw=40.78160拼接角钢的长度ls=2（lw+2hf）+弦杆杆端空隙，拼接角钢长度取420mm上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，焊缝验算方法与节点“ B”处槽焊缝验算方法类似，此处验算过程略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，并考虑此内力产生的弯矩。设肢尖焊缝hf=8mm,取节点板长度为440mm,则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为lw=（竺^-8-16）=196mm2焊缝应力为0.156627600.1566276020.78196=45.29MPa=107.03MPa60.1566276077.2=107.03MPa- 220.78196M2 2 107.032(―^)2=J45.292( )2=98.73MPa<160MPa1.22 . 1.22因此，焊缝强度满足要求。该节点如图8所示。因屋架分为两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接，左半边的上弦杆、斜杆和竖杆与节点板的连接用工厂焊缝，而右半边的上弦杆、斜杆与节点板的连接用工地焊缝。腹杆与节点板连接焊缝的计算方法与以上几个节点相同，在此不再赘述。图8屋脊节点H（4） 支座节点“a”（图9）为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取 120mm在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度 14mm图9支座节点a1）、支座底板的计算支座反力：R=544140N设支座底板的平面尺寸采用280nlm々00mm,如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为280M60=100800mm2。验算柱顶混凝土的抗压强度:544140,=5.40<fc=12.5MPa100800式中：fc—混凝土强度设计值，对C25混凝土，fc12.5MPa。支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块,每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：

式中： 一底板下的平均应力，即 5.40MPa,a2—两边支承之间的对角线长度，即a2^(140142)21502=200.47mm2—系数，由b2/a2查表确定，d为两边支承的相交点到对角线a2的垂直距离由此得150133 b 99.52b2 =99.52mm,== =0.50mm200.47 a2200.47查表得2=0.056。则单位宽度的最大弯矩为：2 __ _ _ ___ 2 _Mmax=2qa2=0.056X5.40>200.47=12152.92N?mm,6M,6Mmaxmax一：f612152.92, =18.42mm取t=20mm2152)、加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似(图 10)偏于安全的假定一个加劲肋的受力为屋架支座反力的四分之一，即54414045441404136035N,则焊缝内力为:V=136035NM=13603595=N?mm设焊缝hf6mm,焊缝计算长度l=453-20-12=421mm,则焊缝应力为:( 136035 ( 136035 )220.7642112923325 2( 2 )20.76421 1.22=39.12MPa<160MPa3)、节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算设焊缝传递全部支座反力R=544140N其中每块加劲肋各传-=136035h^节点板传、，R递R=272070N2节点板与底板的连接焊缝长度lw2(28012)536mm,所需焊脚尺寸为节点板与底板的连接焊缝长度hfR

2

0.7lhfR