-中重型厂房结构设计钢屋架设计

桁架的内力计算

2.3钢屋架设计桁架杆件的计算长度杆件截面型式一般构造要求与截面选择桁架的节点设计桁架施工图1.荷载分项系数及荷载组合系数按《建筑结构荷载规范》选取。2.按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。2.3.1桁架内力计算

计算内力系数3.节点刚性影响

节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计入次应力的影响。4.杆件的内力变号屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。

半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工5.节间荷载作用的屋架将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节点荷载作用的屋架计算各杆内力。

直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。局部弯矩M理论上应按弹性支座上的连续梁计算。M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。简化计算：

计算长度概念：将端部有约束的压杆化作等效的两端铰接的理想轴心压杆。

(a)

(b)

(c)

杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高。

桁架杆件的计算长度1.影响钢屋架杆端约束大小的因素：

1）杆件轴力性质拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。

2）杆件线刚度大小线刚度越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。

3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。

受压弦杆和单系腹杆的计算长度

2.杆件计算长度：桁架平面内计算长度

弦杆支座斜杆(节件长度）支座竖杆

中间腹杆

屋架杆件的计算长度桁架平面外计算长度弦杆（（侧向向支撑点间间距离）腹杆（（节间间长度））单角钢腹杆杆和双角钢钢十字形腹腹杆，绕最小主轴轴弯曲时杆杆轴处于斜斜平面内，，其端部所受约束介介于屋架平平面内外的的两种情况况之间。平面内计算长度:平面外计算长度：：考虑受力较较小的杆件件对受力大大的杆件的的“援助””作用。变内力压杆杆的计算长长度交叉腹杆中中交叉点处处构造：1）两杆不断断开。2）一杆不断断开，另一一杆断开用节点板拼拼接。交叉腹杆中中压杆的计计算长度桁架平面内计算长度：：无论另一杆杆为拉杆或或压杆，两两杆互为支支承点。桁架平面外计算长度：：拉杆可作为为压杆的平平面外支承承点，压杆除非受受力较小且且不断开，，否则不起起侧向支点点的作用。GB50017规范中交叉叉腹杆中压压杆的平面面外计算长度计计算公式：：1）相交另一一杆受压，，两杆截面面相同并在在交叉点不中断断2)相交另一杆杆受压，此此另一杆在在交叉点中中断但以节点点板搭接。。3）相交另一一杆受拉，，两杆截面面相同并在在交叉点不中断。4）相交另一一杆受拉，，此拉杆在在交叉点中中断但以节点板搭接接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。若或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度时，式中，为节点之间的距离，为所计算杆内力，为相交另一杆内力，取绝对值。容许长细比比，查规范范（GB50017)。当另一杆受受拉，且两两杆拉压力力相同时，，不论此拉拉杆是否中中断，压杆杆的计算长长度均为,当另一杆受受压时，若若两杆压力力相同且不不中断，计计算长度为为，，若另一杆杆断开，则则压杆的计计算长度将将大于。。刚度要求：：杆件截面选选取的原则则：承载能力高高，抗弯强强度大，便于连接，，用料经济济通常选用角钢和和T型钢等强设计：：压杆对截面面主轴具有有相等或接接近的稳定定性。单轴对称截截面绕对称称轴屈曲时时考虑扭转转效应的换换算长细比比。杆件截面型型式截面伸展壁厚较薄外表平整角钢杆件截截面形式受压弦杆：：有节间荷载时受拉弦杆：：支座斜腹杆杆及竖杆：：其他腹杆：：连接垂直支支撑的竖杆杆：垂直支撑传传力时竖杆不致产生生偏心，方方便吊装。。优点：耐腐腐蚀，经济济性好（节节省钢材12%～15%)。T型钢-屋架弦杆屋架构造的的一般要求求1.同一榀屋屋架中，，角钢的的规格不不超过5～6种最小角钢钢L45X4L56X36X4,L<18m的小角钢钢屋架不受此此限。一般构造造要求与与截面选选择2.屋架杆件件中的填填板。作用：保证两角角钢共同同工作。。间距：压杆拉杆数量：不小于2个。拉杆：强度，刚刚度压杆：强度，稳稳定，刚刚度。压弯构件件：强度，稳稳定，刚刚度。双角钢压压杆和轴轴对称放放置的单单角钢压压杆绕对对称轴失失稳时的的换算长长细比可可以用简简化公式式（2-6a～2-9b)计算。桁架杆件件截面选选择任务：确定节点点的构造造，连接接焊缝及及节点承承载力的的计算。。节点的的构造应应传力路路线明确确、简捷捷、制作作安装方方便。注意：节点板只只在弦杆杆与腹杆杆之间传传力，不不直接参参与传递递弦杆内力力，弦杆杆若在节节点板处处断开，，应设置置拼接角角钢在两两弦杆间间直接传传力。桁架节点点设计1.节点设计计的一般般原则⑴双角钢钢截面杆杆件在节节点处以以节点板板相连，，各杆轴线（型型钢形心心轴线））汇交于于节点中中心。⑵角钢的的切断面面应与其其轴线垂垂直，需需要斜切切以便使节点紧紧凑时只只能切肢肢尖。双角钢截截面杆件件的节点点⑶如弦杆截截面需变变化，截截面改变变点应在在节点上上。⑷节点板上上各杆件件之间的的间距a:偏心力矩矩：-第i杆的线刚刚度当偏心e＞0.05h时考虑偏偏心对杆杆件产生生的附加加弯矩：受静载时时，受动载时时，2.节点板设设计：⑴形状简简单、规规则，如如矩形、、梯形⑵梯形和和平行弦弦屋架的的节点半半板厚度度由腹杆最大内内力确定定，三角角形屋架架节点半半板厚度由上上弦杆内内力决定定。在一一榀屋架架中支座节点点板厚度度可以大大2mm,其他节点点板厚度相同同。⑶节点板的的拉剪破破坏：第i段的拉剪剪折算系系数第i段破坏线线与拉力力轴线的的夹角第i段破坏面面的截面面积单根腹杆杆的节点点板按下下式计算算：节点板的的有效宽宽度，当当用螺栓栓连接时时，应取取净宽度度板件厚度度，应力扩散散角，取取30°。⑵对无竖腹杆的节点板，当节点板的稳定承载力可取为c为受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向由试验研究，桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定：⑴对有竖腹杆的节点板，当在任何情况下不得大于

，至弦杆的净距离，t为节点板厚度。可不计算稳定,否则应进行稳定计算。时，时，1）节点板板边缘与与腹杆轴轴线之间间的夹角角不小于于30°2）斜腹杆杆与弦杆杆夹角应应在30°～60°3）节点板板的自由由边长度度与厚度度之比不不得大于于，否则应沿自由边设加劲肋。用上述方法计算桁架节点板强度和稳定的要求在任何情况下，不得大于当时，应进行稳定计算3.节点的构构造与计计算⑴一般般节节点点节点点无无集集中中荷荷载载也也无无弦弦杆杆拼拼接接的的节节点点。。①腹腹杆杆与与节节点点板板间间的的传传力力--两侧侧角角焊焊缝缝（L形围围焊焊缝缝，，三三面面围围焊焊缝缝）），，按按受受轴轴心力力角角钢钢的的角角焊焊缝缝计计算算。。②弦弦杆杆与与节节点点板板间间角角焊焊缝缝只只传传递递差差值值，，按下下式式计计算算其其焊焊缝缝长长度度。。肢背背焊焊缝缝：：肢尖焊缝：⑵有集中荷载的的节点节点板伸出槽焊缝“K”—假定只传递P力，按两条角角焊缝（焊脚尺寸为为0.5t）计算所需的的长度。“A”焊缝—传递弦杆两端端内力差△N=N1-N2和偏心力矩△M=△N·e。焊缝两端的的最大合成应力：节点板部分伸伸出当“A”焊缝强度不足足时，采用节点板伸出方方案，肢尖尖“A”与肢背“B”两条焊缝传递递弦杆与节点板间内内力，P较小，近似按按只承受轴力力时的肢尖和肢背背的分配系数数将⑶下弦跨中拼接接节点①构造造：拼拼接角角钢采采用与与弦杆杆相同同的规规格，，切去竖竖肢及及切去去直角角边棱棱，安安装螺螺栓，，拼接角角钢与与节点点板各各焊于于不同同的连连接单单元。②焊缝计计算弦杆自自身拼拼接焊焊缝（（“C”焊缝）），传传递两两侧弦弦杆内力力的的较较小小值值N,考虑虑到到截截面面形形心心处处的的力力与与拼拼接接角钢钢两两侧侧的的焊焊缝缝近近于于等等距距，，N力由由两两根根拼拼接接角角钢钢的四四条条焊焊缝缝平平分分传传递递。。弦弦杆杆和和连连接接角角钢钢连连接接一一侧的的焊焊缝缝长长度度为为：：拼接接角角钢钢长长度度为为内力力较较大大一一侧侧的的下下弦弦杆杆与与节节点点板板间间的的焊焊缝缝传传递递弦弦杆杆内内力力之之差差△△N,如△△N过小小则则取取弦弦杆杆较较大大内内力力的的15%，内内力力较较小小一一侧侧弦弦杆杆与与节节点点板板间间焊焊缝缝参参照照传传力力一一侧侧采采用用。。弦杆杆与与节节点点板板一一侧侧的的焊焊缝缝强强度度验验算算：：⑷上弦弦跨跨中中拼拼接接节节点点①构构造造：：拼拼接接角角钢钢的的弯弯折折角角用用热热弯弯形形成成。。安安装装螺螺栓栓2个。。②计计算算：：弦弦杆杆和和拼拼接接角角钢钢间间焊焊缝缝算算法法与与下下弦弦跨跨中中节节点点相同同，，弦弦杆杆和和节节点点板板间间焊焊缝缝算算法法与与上上弦弦节节点点相同同。。⑸支座座节节点点屋架架与与柱柱子子的的连连接接可可以以设设计计成成铰铰接接或或刚刚接接。。屋架架与与柱柱的的刚刚接接：：刚接接节节点点连连接接焊焊缝缝传递递内内力力由由以以下下两两部分分组组成成：：①屋屋面面荷荷载载产产生生的的横梁梁端端反反力力，，②横横梁梁端端弯弯矩矩在在上上下弦弦轴轴线线处处产产生生的的附加加水水平平力力、、附附加加竖向向反反力力，，下下弦弦处处的水水平平力力中中还还应应包包括框框架架内内力力组组合合的的相应应水水平平剪剪力力。。⑴梯形形屋屋架架支支座座节节点点节点点板板加劲劲肋肋底板板锚栓栓加劲劲肋肋作作用用：：提高高支支座座节节点点的的侧侧向向刚刚度度，，使使支支座座底底版版受受力力均均匀匀，，减减少少底底版版弯弯矩矩支座座节节点点力力的的传传递递路路线线为为：：节点板

H形焊缝底板

屋架杆件合力RL形焊缝加劲肋

⑵支座座节节点点的的计计算算：：①底板：：底板面积积：底板厚度度：按均布荷荷载下板板的抗弯弯计算，，将基础反力力看成均均布荷载载q,底板被节节点板和和加劲肋分成成4块两相邻邻边支撑撑的板，，其单位位宽度的弯矩为为：②加劲肋：：按悬臂梁梁计算，，固端截截面的剪剪力固端截面面弯矩③加劲肋与与节点板板间竖向向焊缝L:焊缝受力力：焊缝验算算：④支座节点点板、加加劲肋与与支座底底板的水水平焊缝缝：传递全全部反反力R。⑴在图纸纸左上上部绘绘制索索引图图。对称桁桁架，，一半半注明杆件件几何何长度度，另另一半半注明