钢结构课程设计-27m跨工业厂房普通钢屋架设计

钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计学 院：土木与环境工程学班 级：姓 名：学 号指导教师：北京科技大学201407目录设计任务书 1设计内容 1设计目的 1设计任务及要求 1设计计算书 2设计资料 2设计依据 3屋架形式及主要尺寸确定 3支撑布置 4屋架的内力计算 5计算的基本假定 5荷载计算 5荷载组合 6内力计算 7杆件截面设计 9上弦杆 9下弦杆 10端斜杆aB 112.6.4腹杆 122.5.6竖杆Hd 16节点设计 18上弦节点 18屋脊节点“J” 293.7.3端部支座节点“a” 31下弦节点 33其他节点 39节点板计算 40土木与环境工程学院土木1102班41112054柴丽娜设计任务书设计内容27m跨工业厂房普通钢屋架设计设计目的进行钢屋架设计计算和解决实际工程问题的能力。设计任务及要求(1)完成设计计算书一份，设计计算书内容应包括以下内容：①设计基本资料、设计依据②选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求；③确定屋架形式及几何尺寸，屋架及支撑布置（SCC——刚性系杆，——柔性支撑；④进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；⑤节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。⑥填板设置； ⑦材料统(2)绘制钢屋架施工图一张（A3）①屋架几何尺寸和内力简图（1:100；1:20（1：301:10(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；③零件或节点大样图（1:5； ④材料表；设计说明。所绘图纸应符合《房屋建筑制图统一标准B50001—2010构制图标准52010》的要求。1PAGEPAGE3设计计算书设计资料27m90m6m300/50kN2-1（90m为例。iii1501502400030000ii1501502700033000图2-1厂房平面、剖面及屋架形式示意图90m6m27mQ235BE43型。屋面材料：预应力大型屋面板C25i=1/10；厂房工作温度高于-20612.5m1.5×6m屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢柱上。0.7kN/m20.45kN/m2，基本风0.35kN/m2，基本雪压（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2设计依据《钢结构课程设计指导》张志国张庆芳武汉理工大学出版社（2003，北京：中国计划出版社（2012，北京：中国建筑工业出版社《钢结构基本原理》何若全中国建筑工业出版社（GB50001-2010）（GB-T50105-2010）屋架形式及主要尺寸确定面坡度i=1/10。屋架计算宽度𝐿0=𝐿−20.15=2720.15=26.7𝑚，中间高度取H=3350mm27mℎ0=2000mm的两端=2015mm𝑓=𝐿0/50060mm。钢材选用Q235B钢，焊条为E43型，手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆。如图2-2所示：7 1507 15071507 1507 1501357

1507 3

15070

0 01

2 85315

0552

0923 6 922850

7373000

286

4500

3

4823000

53150

2850

3000

13500

4500

3000图2-2屋架形式支撑布置根据厂房长度（90m>60m柔性系杆，以传递ft各设一道垂直支撑。屋架支撑布置见图2-3所示：图2-3(a)屋架上弦支撑布置4PAGE3(b1-12-3(c2-2J（钢屋架C（上弦支撑C（下弦支撑C（垂直支撑（刚性系杆；-（柔性系杆）备注：某车间所设计的屋盖无吊车、无天窗、无振动设备，不必进行有关这些的计算。屋架的内力计算计算的基本假定节点均为铰接；所有杆件的轴线均位于同一平面内，且同心交汇于节点；荷载均作用于节点。荷载计算0.7kN/m2力，起卸载作用，对重屋盖可不考虑。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式 =0.120.011𝑙𝑘𝑁/𝑚2计算。荷载计算如表2-1所示：表2-1荷载计算表荷载名称标准值（𝑘𝑁/𝑚2）设计值（𝑘𝑁/𝑚2）预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝）1.41.4×1.35＝1.89改性沥青防水层0.40.4×1.35＝0.54201:2.50.40.4×1.35＝0.54150厚加气混凝土保温层0.480.48×1.35＝0.648悬挂管道0.100.10×1.35＝0.135屋架和支撑自重0.120+0.011×27=0.4170.417×1.35＝0.563永久荷载总和3.1974.316屋面活荷载0.70.7×1.4＝0.98可变荷载总和0.70.982.5.3荷载组合设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况：全跨节点永久荷载及可变荷载：𝐹=(4.16+0.98)×1.5×6=47.664𝑘𝑁全跨节点永久荷载：=4.316×1.5×6=38.844𝑘𝑁半跨节点可变荷载：=0.98×1.5×6=8.82𝑘𝑁第三种荷载组合：全跨屋架（包括支撑）面活荷载:全跨节点屋架自重：𝐹3=0.563×1.5×6=5.067𝑘𝑁半跨节点屋面板自重及活荷载：𝐹4=(1.89+0.98)×1.5×6=25.830𝑘𝑁（1（2种组合为使用阶段荷载情况（3）为施工阶段荷载情况。2.5.4内力计算屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如图2-4所示。F=1（F=1半跨）:F2AFFF2AFFFDFEFFFGFHFIFJFFFFFFFFF2BC0 fg2a2850b3000c4500d3000e300045003000285026700（a）全跨永久荷载+全跨可变荷载计算简图FFFF F FFFF2 2 2 2 2

FFF2F2FF2F2 2F1 FF F F F F1 FFFF1F F FFFF11 1

F1 H1

1 J

1 1 F F1 1

F F 11 D2 1 1 DAB

E FGf g

1 1 1 2a b c d e（b）全跨永久荷载+半跨可变荷载计算简图FFFF F FFFF44 4 4 44

FFF4F4FF4F4 4F3 FF F F F F3 FFFF3F F FFFF33 3

F3 H3

3 J3 3

3 F F3 3

F F 33 D2 3 3 DAB

E FGf g

3 3 3 2a b c d e（c）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载计算简图图2-4屋架计算简图然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果详细见表2-2：表2-2屋架构件内力组合表内力系数（F=1)杆件 第一种名称 全跨① 左半跨② 右半跨③ 组合

内力组合值第二种组合 第三种组合F×①+ F×①+ F×①+ F

计算内力1 1 3 32 2 4 ① F×② F×③ F×② F2 2 4 AB0.00AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30CD-9.93-7.47-3.09-473.30-451.61-401.38-243.27-130.13-473.30DE-15.74-11.27-5.60-750.23-710.81-660.80-370.86-224.40-750.23EF-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-227.34-777.87FG-16.32-11.85-5.60-777.87-738.45-683.33-388.78-227.34-777.87GH-18.61-11.86-8.45-887.03-827.49-797.42-400.64-312.56-887.03HI-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38IJ-19.10-12.36-8.45-910.38-850.94-816.45-416.04-315.04-910.38ab5.344.101.56254.53243.59221.19132.9667.35254.53bc13.269.744.40632.02600.98553.88318.77180.84632.02cd18.1812.157.56866.53813.35772.86405.95287.39866.53de17.759.879.87846.04776.53776.53344.88344.88846.04aB-10.04-7.70-2.93-478.55-457.91-415.84-249.76-126.55-478.55Bb7.945.832.65378.45359.84331.79190.82108.68378.45bD-6.46-4.43-2.55-307.91-290.00-273.42-147.16-98.60-307.91Dc4.612.822.25219.73203.94198.9196.2081.48219.73cf-3.50-1.30-2.76-166.82-147.42-160.30-51.31-89.03-166.82fG-2.70-0.49-2.76-128.69-109.20-129.22-26.34-84.97-128.69Ef0.730.730.0034.7934.7928.3622.553.7034.79Gd0.73-0.741.8434.7921.8344.58-15.4251.2334.79dg1.142.90-2.2054.3469.8624.8880.68-51.0554.34gJ1.883.63-2.2089.60105.0453.62103.29-47.3089.60Hg0.670.670.0031.9331.9326.0320.703.3931.93Aa-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Cb-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Ec-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ff-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Hd-1.50-1.500.00-71.50-71.50-58.27-46.35-7.60-71.50Ig-1.00-1.000.00-47.66-47.66-38.84-30.90-5.07-47.66Je0.000.000.000.000.000.000.000.000.00下弦斜腹杆竖杆杆件截面设计上弦杆、IG有N=−910.38kN。在屋架平面内计算长度为l0x=l0=1.507m。本屋架为无檁体系，可以认为大型屋面板只起到刚性系杆作用。根据支撑布置和内力变化情况，取在屋架平面外计算长度l0y为支撑点间的距离，即：l0y=3×1.507=4.521m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图2-5所示。图2-5上弦杆截面图腹杆最大内力N=10mm，12mm。设=60Q235钢稳定系数表可知=0.807。需要截面积𝑁 910.38×103需要回转半径

A=𝜑𝑓

0.807×215

=5247.0𝑚𝑚2𝑖 =𝑙0𝑥

=1507

=25.1𝑚𝑚𝑥 𝜆 60𝑖 =𝑙0𝑦

=4521

=75.4𝑚𝑚𝑦 𝜆 60根据需要的A 、𝑖𝑥、𝑖𝑦 ，查角钢型钢表，初选2L180×110×10，即A=5674c𝑚2，𝑖𝑥=31.3𝑚𝑚，𝑖𝑦=87.1𝑚𝑚按所选角钢进行验算：𝜆 =𝑙0𝑥

=1507=48.15<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 31.3𝜆 =𝑙0𝑦

=4521

=51.91<[𝜆]=150𝑦 𝑖𝑦 87.1由于𝜆𝑦>𝜆𝑥，只需求出𝜑𝑦，查轴心受力稳定系数表，𝜑𝑦=0.847,则：𝑁 =

910.38×103

=189.43M𝑃𝑎<215M𝑃𝑎𝜑𝐴 0.847×5674所以所选用的截面2L180×110×10符合上弦杆的要求。上弦截面如图2-5所示。下弦杆cd2-2N=866.53kN。又有：屋架平面内取节点间轴线长度l0x=l0=3.000m屋架平面外根据支撑布置取l0y=26700/2=1.3350m所需截面面积为：𝑁 866.53×A=𝑓=

215

=4030.37𝑚𝑚2选用2L160×100×10，因为l0y≫l0x，故用不等肢角钢，短肢相并，如图2-6所示：该截面特征如下：

图2-6下弦杆截面图A=5064𝑚𝑚2>4030.37𝑚𝑚2（符合要求）𝑖𝑥=28.5𝑚𝑚，𝑖𝑦=77.8𝑚𝑚长细比计算：𝜆 =

𝑙0𝑥

=3000=105.26<[𝜆]=350𝑥 𝑖𝑥 28.5𝜆 =

𝑙0𝑦

=13350=171.59<[𝜆]=350𝑦σ=𝑁

𝑖𝑦 77.8=866.53×103

=171.12𝑀𝑃𝑎<215𝑀𝑃𝑎𝐴 5064对Y轴换算长细比：b160.5613350

47150t 160 yz y

171.6所以选用截面满足要求，下弦杆截面如图2-6所示。aB杆件轴力N=−478.55kN，l0x=l0y=2539𝑚𝑚。因为l0x=l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使𝑖𝑥≈𝑖𝑦，选用角钢2L140×90×10，a=12mm，其截面特性为：A=4452𝑚𝑚2，𝑖𝑥=44.7𝑚𝑚，𝑖𝑦=37.0𝑚𝑚对该截面验算如下：𝜆 =𝑙0𝑥

=2539

=56.80<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 44.7𝜆 =𝑙0𝑦

=2539

=68.62<[𝜆]=150𝑦 𝑖𝑦 37.0因为𝑏2=90=9<0.48𝑙0𝑦=0.48×2539

=13.54𝑡 10 90所以可取1.09𝑏4 1.09×𝜆𝑦𝑧

=𝜆𝑦(1

2)=68.62×(1+ )=76.23<150𝑙20𝑦

𝑡2

25392×102由于𝜆𝑦𝑧>𝜆𝑥，只需求，查轴心受压杆稳定系数表，得=0.733x，于是有：

σ=

=478.55×103

=146.65𝑀𝑃𝑎<215𝑀𝑃𝑎𝜑𝑦𝑧𝐴 0.733×4452满足要求。填板每个节间放两块，填板间距：𝑙𝑎=84.6𝑐𝑚<40𝑖=40×4.47=178.8𝑐𝑚斜端杆aB截面如下图2-7所示。图2-7斜端杆aB杆截面图腹杆cf-fG此杆在f节点处不断开，采用通长杆件。N𝑐𝑓=−166.82𝑘𝑁，𝑁𝑓𝐺=−128.69𝑘𝑁再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距 𝑙0𝑥2086𝑚𝑚，在桁架平面外的计算长度：ll0y 1

N 128.69 2 N 166.821选用2L110×10，a＝12mm，查角钢规格表得A＝42.52cm2，ix，iy5.00cm lox208661.72150，

393478.68150x i 33.8x

y i 50.0y由于 ，只需求。查表＝0.699，则:y x x xN 166820Ay

0.6994252

/mm2/mm2再分腹杆截面如图2-8所示：图2-8再分腹杆cf-fG截面图dg-gJ此杆在g节点处不断开，采用通长杆件。Ndg=54.34𝑘𝑁，𝑁𝑔𝐽=89.60𝑘𝑁再分式桁架中的斜腹杆，在桁架平面内的计算长度取节点中心间距 𝑙0𝑥2248𝑚𝑚，在桁架平面外的计算长度：ll(0.750.250y 1

N54.342)4496(0.750.25 )4054mmN 89.6054.341选用2L63×5，a＝12mm，查角钢规格表得A＝12.29cm2，i ，i 3.04cmx y lox

2248115.88150，

loy

4054133.36150x i 19.4x

y i 30.4y斜腹杆受拉则: 72.9N/mm2 215N/mm2A 1229满足要求。再分腹杆截面如图2-9所示：

图2-9再分腹杆dg-gJ截面图杆件轴力：N=−307.91kN计算长度：𝑙0𝑥=0.8×2873=2298𝑚𝑚，𝑙0𝑦=2873𝑚𝑚因为𝑙0𝑥≠𝑙0𝑦，故采用不等肢角钢，长肢相并，使𝑖𝑥≈𝑖𝑦。设 60查Q235钢的稳定系数表可得 0.807则需要的截面积为𝑁 307.91×103A=𝜑𝑓=

0.807×215

=1774.65𝑚𝑚2需要的回转半径：

𝑖 =

=2298

=32.3𝑚𝑚𝑥 𝜆 60𝑖 =𝑙0𝑦

=2873

=47.9𝑚𝑚𝑦 𝜆 60根据需要的A𝑖𝑥𝑖𝑦2L110×A=4252c𝑚2，𝑖𝑥=33.8𝑚𝑚，𝑖𝑦=50.0𝑚𝑚按所选角钢进行验算：𝜆 =

𝑙0𝑥

=2298

=68.0<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 33.8𝜆 =𝑙0𝑦

=2873

=57.5<[𝜆]=150𝑦 𝑖𝑦 50.0由于𝜆𝑥>𝜆𝑦，只需求出𝜑𝑥，查轴心受力稳定系数表，𝜑𝑥=0.740,则：𝑁 =

307.91×103

=97.86M𝑃𝑎<215M𝑃𝑎𝜑𝐴 0.740×4252所以所选用的截面2L110×10符合要求。斜腹杆bD截面如图2-10所示。

图2-10斜腹杆bD截面图BbbDBb截面为2L110强度验算：𝑁=378.45×103

=89.0M𝑃𝑎<215M𝑃𝑎满足强度要求。刚度验算：

𝐴 4252计算长度：𝑙0𝑥=0.8×2622=2098𝑚𝑚，𝑙0𝑦=2622𝑚𝑚𝜆 =

𝑙0𝑥

=2098

=62.1<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 33.8𝜆 =

𝑙0𝑦

=2622

=52.4<[𝜆]=150满足刚度要求。Dc

𝑦 𝑖𝑦 50.0DcCf相同，即腹杆Dc截面为2L110×10，并对杆进行强度和刚度验算：强度验算：𝑁=219.73×103

=51.68M𝑃𝑎<215M𝑃𝑎满足强度要求。刚度验算：

𝐴 4252计算长度：𝑙0𝑥=0.8×2873=2298𝑚𝑚，𝑙0𝑦=2873𝑚𝑚𝜆 =

𝑙0𝑥

=2298

=68.0<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 33.8𝜆 =

𝑙0𝑦

=2873

=57.5<[𝜆]=150𝑦 𝑖𝑦 50.0满足刚度要求。2.5.6竖杆Hd杆件轴力：N=−71.50kN计算长度：𝑙0𝑥=0.8×3050=2440𝑚𝑚，𝑙0𝑦=3050𝑚𝑚由于杆件内力较小，按[150选择，需要的回转半径为：𝑖 =

𝑙0𝑥

=2440

=16.3𝑚𝑚𝑥 [𝜆] 150𝑖 =𝑙0𝑦

=3050

=20.3𝑚𝑚𝑦 [𝜆] 150查型钢表，选截面的𝑖𝑥和𝑖𝑦较上述计算的𝑖𝑥和𝑖𝑦略大些。选用2L63×5，其截面特性为：A=1229𝑚𝑚2，𝑖𝑥=19.4𝑚𝑚，𝑖𝑦=30.4𝑚𝑚对该截面验算如下：𝜆 =

𝑙0𝑥

=2440

=125.77<[𝜆]=150𝑥 𝑖𝑥 19.4𝜆 =

𝑙0𝑦

=3050

=100.46<[𝜆]=150𝑦 𝑖𝑦 30.4由于𝜆𝑥>𝜆𝑦，只需求出𝜑𝑥，查轴心受力稳定系数表，𝜑𝑥=0.406,则：𝑁 =

71.501×103

=143.29M𝑃𝑎<215M𝑃𝑎𝜑𝐴 0.406×1229所以所选用的截面2L63×5符合要求。竖杆截面如图2-11所示：图2-11竖杆截面图其余各杆件的截面选择结果见表2-3。计算长度/cm内力/kN计算长度/cm内力/kN截面规格截面面积/回转半径/cm长细比容许名称杆件编号l0xl0ycm2ixiyx比y腹杆CffGEfGdDggJHgAaCbEcFfHdIgJe34.7934.7954.3489.6031.93-47.66-47.66-71.50-47.66-71.50-47.660.00208.6393.4110×1042.523.385.0061.7278.68151.2261.2189.0326.563×563×512.2912.291.941.943.043.0477.94134.6462.17107.40224.8405.463×512.291.943.04115.88133.36竖杆162.8161.2184.0208.0104.0244.0122.0268.0203.5201.5230.0260.0130.0305.0152.5335.063×563×563×563×563×563×563×563×512.2912.2912.2912.2912.2912.2912.2912.291.941.941.941.941.941.941.941.943.043.043.043.043.043.043.043.0483.9283.0994.85107.2253.61125.7762.89138.1466.9466.2875.6685.5342.76100.3350.16110.20上弦HI、IJ-910.38150.7452.1180×110×1056.743.138.7148.1551.91下弦cd866.533001335160×100×1050.642.857.78105.26171.59aB-478.55253.9253.9140×90×1044.524.423.7056.8068.62Bb378.45209.8262.2110×1042.523.385.0062.0752.44bD-307.91229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.46Dc219.73229.8287.3110×1042.523.385.0067.9957.4617土木与环境工程学院土木1102班41112054柴丽娜节点设计各杆件的内力由表2-2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h和lf w

，然后根据lw

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。E43

w=160N/mm2。f上弦节点上弦节点“A”设Aa杆的肢背和肢尖焊缝h 6mm，所需焊缝长度为：fKN 0.7529.341031肢背ll11

120.7h ff1 f

2h f

20.76160

2628.37mml肢尖l ：l

KN 0.2529.341032 22

2h ff2 f

2h f

20.76160

2617.46mm取l l1 2

70mm＞50mm为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背0.8定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：1 1h 节点板厚实度 126mm，hf1 2 2 f

6mm肢尖焊缝承担弦杆内力N=0KNF=29.34KN140mm，则 P/ 22.37N/mm2160N/mm2f 20.7h

lf1

20.7612)18PAGEPAGE40焊缝强度满足要求。图2-12上弦节点“A”上弦节点“B”设Bb杆的肢背和肢尖的焊缝h 8mm和6mm，所需焊缝长度为f肢背：1l K1

0.75414.46103 28189.46mm，1 2

ff1f

f 20.78160肢尖：2l K2

0.25414.46103 2689.09mm，2 2

ff1f

f 20.76160按构造取l`

200mm,l

100mm。1 2Bb。设Ba寸为10mm6mm，所需焊缝长度为肢背：1l K1

0.75549.06103210203.84mm，1 2f

f 20.710160肢尖：

f1f2l K2

0.25549.06103 26114.13mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`

210mm,l

150mm。1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm0.8P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得h 11126mm，

6mmf1 2 2 f2（2-13，从而确定节点板的尺寸为360×600mmN=-537.8KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN缝是安全的，可不验算。上弦与节点板间焊缝长度为600mm，则 0.75537800f 20.76(60012)6537800

81.66N/mm2Mf

20.7106002((/1.22)22f

87.85N/mm2

160N/mm2(87.85/1.22)281.662108N/mm2160(87.85/1.22)281.662焊缝强度满足要求。图2-13上弦节点“B”上弦节点“C”Aah6mm，所需焊缝长度为f肢背：2l K2

0.7558.68103 2644.75mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：1l K1

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按构造取l`l`

70mm50mm1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8Ph 11126mm，

6mmf1 2 2 f2肢尖焊缝承担弦杆内力N=0KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。上弦与节点板间焊缝长度为130mm，则 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊缝强度满足要求。上弦节点“D”设bD杆的肢背和肢尖的焊缝hf

8mm6mm，所需焊缝长度为:肢背：1l K1

0.75335.79103 28156.54mm，1 2

ff1f

f 20.78160肢尖：2l K2

0.25335.791032674.46mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`160mm,l`110mm。1 2cDhf8mm和6mm，所需焊缝长度为:肢背：1l KN 0.75232.151032893.73mm，11 2

ff1f

f 20.710160肢尖：2l K2

0.25232.151032655.18mm，取2 2

ff1f

f 20.76160l`110mm,l

60mm。1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得1 1h 节点板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点图，从而确定节点板的尺寸为360×450mm。肢尖焊缝承担弦杆内力N=300.18KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。槽焊缝是安全的，可不验算。上弦与节点板间焊缝长度为450mm，则 0.75300180 61.19f 20.76(45012) N/mm26300180137.2Mf

20.7104502/1.22)22f

87.16N/mm2

160N/mm2(87.16/1.22)261.19294.07N/mm2(87.16/1.22)261.192焊缝强度满足要求。上弦节点“D”如图2-14所示：图2-14上弦节点“D”上弦节点“E”1 cEl`l1

90mm，hf5mmf设Ef杆的肢背和肢尖的焊缝h 6mm，所需焊缝长度为f肢背：2l K2

0.7542.89103 2635.93mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：1l K1

0.2542.89103 2619.98mm，2 2

ff1f

f 20.761601按构造取l`1

100mm,l`2

80mm为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8P1 1h 节点板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2肢尖焊缝承担弦杆内力N=34.63KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。上弦与节点板间焊缝长度为300mm，则 0.7534630f 20.76(30012)634630137.2

10.74N/mm2Mf

20.763002((/1.22)22f

37.71N/mm2160N/mm2(37.71/1.22)210.74232.72N/mm2160(37.71/1.22)210.742焊缝强度满足要求。上弦节点“E”如图2-15所示：图2-15上弦节点“E”上弦节点“F”Aahf6mm，所需焊缝长度为肢背：1l K1

0.7558.68103 2644.75mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：2l K2

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按构造取l`l

70mm50mm1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8P1 12h 节点板厚度2f1

2126mm h 6mm，2，2肢尖焊缝承担弦杆内力N=0KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。上弦与节点板间焊缝长度为130mm，则 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊缝强度满足要求。上弦节点“G”fGh6mm，所需焊缝长度为:f肢背：1l K1

0.75153.67103 2697.75mm，1 2肢尖：

ff1f

f 20.761602l K2

0.25153.671032640.58mm，2 2

ff1f

f 20.76160取l`130mm,l`取1

80mm。dGhf6mm，所需焊缝长度为:肢背：1l K1

0.7559.43103 2645.16mm，1 2

ff1f

f 20.76160肢尖：2l K2

0.2559.43103 2623.05mm，取2 2

ff1f

f 20.76160l`130mm,l

100mm。1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得1 1h 节点板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点图，从而确定节点板的尺寸为220×460mm。肢尖焊缝承担弦杆内力N=85.02KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。槽焊缝是安全的，可不验算。上弦与节点板间焊缝长度为460mm，则 0.7585020f 20.76(460685020137.2

16.94N/mm2Mf

20.764602((/1.22)22f

39.38N/mm2

160N/mm2(39.38/1.22)216.94236.45N/mm2160(39.38/1.22)216.942焊缝强度满足要求。上弦节点“G”如图2-16所示：图2-16上弦节点“G”上弦节点“H”1 dHl`l1

90mm，hf5mm1 gHl`l1

，h

5mm为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8P1 1h 节点板厚度f1 2

126mm2

h 6mmf2根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点图，从而确定节点板的尺寸为230×300mm。肢尖焊缝承担弦杆内力N=29.34KN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。槽焊缝是安全的，可不验算。上弦与节点板间焊缝长度为460mm，则 0.7529340f 20.76(30012)629340137.2

9.1N/mm2Mf

20.763002((/1.22)22f

31.95N/mm2160N/mm2(31.95/1.22)29.1227.87N/mm2160(31.95/1.22)29.12焊缝强度满足要求。上弦节点“H”如图2-17所示：图2-17上弦节点“H”上弦节点“I”Ighf6mm，所需焊缝长度为:肢背：1l K1

0.7558.68103 2644.75mm，1 2肢尖：

ff1f

f 20.761602l K2

0.2558.681032622.92mm，2 2

ff1f

f 20.76160按构造取l`l`

70mm50mm。1 2为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝将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0.8Ph 11126mm，

6mmf1 2 2 f2肢尖焊缝承担弦杆内力 N=0kN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载F58.68KN。上弦与节点板间焊缝长度为130mm，则 48.53N/mm2 160N/mm2f 20.7h

lf1

20.76(13012)焊缝强度满足要求。屋脊节点“J”弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。N=-986.97kN。设肢尖、肢背焊脚尺寸为10mm，则需焊缝长度为l Nw 40.7hf

ff

986970410

10230.31mm，取l=270mmw2270+20＝560mm<600mm。上弦与节点板间的焊槽，假定承受点载荷，验算略。上弦与节点板的连接15%h10mmf节点一侧弦杆焊缝的计算长度为500/21020220mm。焊缝应力为：9869700.15Nf

20.710220

48.07N/mm260.15986970 84.1M 110.2N/mm2160N/mm2(f)2f(f)2f)2f(110.25(110.251.22)248.072

102.36N/mm2160N/mm2焊缝强度满足要求。节点形式如图2-18所示：图2-18屋脊节点“Ｊ”端部支座节点“a”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160mm。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。支座底板的计算R58.6819/2557.46N设支座底板的平面尺寸采用280mm400mm，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28023264960mm2。验算柱顶混凝土的抗压强度： 8.58N/mm2

9.6N/mm2A 64960 cnfC20f9.6N/mm2。c c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大弯矩为：M

a22 2式中：－底板下的平均应力，即=8.58MPa。a2－两边支承之间的对角线长度，即(14014)2110(14014)211022222－系数，由b/a2查表确定。22b为两边支承的相交点到对角线2

的垂直距离。由此得：110133

b 84.8b 84.8mm, 2 0.492 172.6 a2

172.6查表得2＝0.0546。则单位宽度的最大弯矩为：M

2 2

0.05468.58172.6213956Nmm6Mf613956215底板厚度 19.73mm6Mf613956215尺寸为40028020mm。加劲肋与节点板的连接焊缝计算焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图得焊缝长度为440mmw＝451620＝41（m（设焊脚尺寸h＝8mm20mm，每块加劲肋近似的按承受R/4R/4＝140/2＝70则焊缝所受剪力V及弯矩M为：R 557.46V 139.37kN,MVe139.3770755.55kNmm4 4焊缝强度验算：V220.7hl 6M21.2220.7hl2fwfw139.371032220.78414 69755.551031.2220.784142f＝39.09N/mm2＜ff

/mm2，满足要求。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R557.46N，其中每块加劲肋各传，节点板传递278.74N。节点板与底板的连接焊缝长度 lw

2尺寸为：h R/

f 0.7lw

ff

1.22

0.75361601.22取h6mm。f每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为： l2—20w所需焊缝尺寸：h R/

6.89mmf 0.7lw

ff

1.22

0.71481601.22所以取hf

8mm。节点形式如图2-19所示:图2-19端部支座节点“a”下弦节点下弦节点“b”设bB杆的肢背和肢尖焊缝hf8mm和6mm，所需焊缝长度为：肢背l：

KN 0.75414.46103l 11 1 20.7h ff1 f

2hf

20.78160 28189.34mm肢尖l：

KN 0.25414.461032 l22

20.7h ff2 f

2h f

20.76160

2689.09mm， 取l 200mm l 100， 1 2设bD杆的肢背和肢尖焊缝h 8mm和6mm，所需焊缝长度为：f肢背l：

KN 0.75335.79103l 11 1 20.7h ff1 f

2hf

20.78160 28156.54mm肢尖l：

KN 0.25335.791032 l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2674.46mm，取l 160mm l，1

100mm。bC杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取hf

5mm。根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点详图，从而确定节点板的尺寸为370×550mm。下弦与节点板接到焊缝长度为5mm焊缝承受节点左右弦杆的内力差△N＝N-Nf bc ab＝711.89-305.14＝406.75kN。验算肢背焊缝的强度：KN 0.75406.75103 f 2

10.7hlf

20.75

2

80.7N/mm2160N/mm2焊缝强度满足要求。节点如图2-20所示：图2-20下弦节点“b”下弦节点“c”设cD杆的肢背和肢尖焊缝hf

8mm和6mm，所需焊缝长度为：KN 723113：肢背l：1

l 11 ff1 f

f

20.78160 28KN 0.25232.15103肢尖l

2：l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2655.18mm，取l 130mm l，1

80mm。设cf杆的肢背和肢尖焊缝hf

6mm，所需焊缝长度为：KN 0.75185.89103肢背ll1 1

120.7h ff1 f

2hf

20.76160 26115.73mm肢尖l ：

KN 0.25185.891032 l2

220.7h ff2 f

2hf

20.76160 2646.58mm，取l 130mm l，1

80mm。cE杆的内力很小，焊缝l l 90mm，取h 5mm。1 2 f根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差，按比例作出节点详图，从而确定节点板的尺寸为300×520mm。下弦与节点板连接到焊缝长度为5mm焊缝承受节点左右弦杆的内力差△N＝N-Nf bc ab＝711.89-329.72＝382.17kN。验算受力较大的肢背焊缝的强度：K