第二章-重型厂房结构设计.ppt

第二章第二章 重型厂房结构设计重型厂房结构设计1.1.1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置结构形式和结构布置结构形式和结构布置2.2.2.2.计算原理计算原理计算原理计算原理3.3.3.3.钢屋架设计钢屋架设计钢屋架设计钢屋架设计4.4.4.4.吊车梁设计吊车梁设计吊车梁设计吊车梁设计12.1结构形式和结构布置结构形式和结构布置一、结构体系一、结构体系一、结构体系一、结构体系钢屋架钢屋架-大型屋面板结构体系大型屋面板结构体系钢屋架钢屋架-檩条檩条-轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系横梁横梁-檩条檩条-轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系重型厂房的特点：重型厂房的特点：跨度大，高度大，吊车吨位大。跨度大，高度大，吊车吨位大。跨度大，高度大，吊车吨位大。跨度大，高度大，吊车吨位大。23重型厂房（高约重型厂房（高约27m，双层吊车，上层吊车吨位，双层吊车，上层吊车吨位150t）45重型厂房（格构柱，网架屋盖，主跨跨度重型厂房（格构柱，网架屋盖，主跨跨度36m,吊车吊车120t）6重型厂房（钢管混凝土格构柱，跨度重型厂房（钢管混凝土格构柱，跨度30m，吊车，吊车100t）7重型厂房（实腹柱，屋面梁屋盖，主跨跨度重型厂房（实腹柱，屋面梁屋盖，主跨跨度30m,吊车吊车50t）8910特点：特点：特点：特点：房屋横向刚度大，整体性好；屋面板自重大，房屋横向刚度大，整体性好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。屋盖及下部结构用料多，对抗震不利。特点：特点：特点：特点：屋架间距灵活，构件重量轻、施工安装方便；屋架间距灵活，构件重量轻、施工安装方便；构件数量多，整体刚度差。构件数量多，整体刚度差。无檩体系：无檩体系：有檩体系：有檩体系：将将预预应应力力混混凝凝土土大大型型屋屋面面板板等等重重型型屋屋面面直接放在屋架上。直接放在屋架上。常常用用于于轻轻型型屋屋面面材材料料,屋屋面面荷荷载载要要通通过过檩条传给屋架。檩条传给屋架。11柱、钢屋架、吊车梁、天窗架、支撑、檩条、托架、屋面材料。柱、钢屋架、吊车梁、天窗架、支撑、檩条、托架、屋面材料。二、重型厂房的组成：二、重型厂房的组成：二、重型厂房的组成：二、重型厂房的组成：柱柱屋架屋架吊车梁吊车梁天窗架天窗架柱间支撑柱间支撑121314 托梁托梁15吊车的工作制等级与工作级别的对应关系（吊车的工作制等级与工作级别的对应关系（起重机起重机设计规设计规范分范分为为8 8个工作个工作级别级别：A1A1 A8 A8）三、吊车的工作级别三、吊车的工作级别三、吊车的工作级别三、吊车的工作级别工作制等级工作制等级 轻级轻级 中级中级 重级重级 特重级特重级 工作级别工作级别 A1A1A3A3 A4,A5A4,A5 A6,A7A6,A7 A8A8161 1、柱网布置要综合考虑：、柱网布置要综合考虑：l生产工艺要求生产工艺要求l结构要求结构要求l施工要求施工要求l经济合理经济合理l模数要求：模数要求：柱距：柱距：6m6m，跨度：取跨度：取3m3m倍数倍数(L18m),(L18m),取取6m6m倍数倍数(L18m)(L18m)。四、四、四、四、柱网布置柱网布置柱网布置柱网布置172 2、温度缝温度缝温度区段长度表温度区段长度表温度区段长度表温度区段长度表(mm)横向温度缝的做法：横向温度缝的做法：设置双柱。设置双柱。18横向温度缝，设双柱横向温度缝，设双柱19五、几点说明：五、几点说明：五、几点说明：五、几点说明：横向框架横向框架形式形式（a）（b）（c）刚接框架刚接框架：（：（a)a)、（、（b b）横梁与柱刚接）横梁与柱刚接（适用于设有双（适用于设有双 层吊车，硬钩吊车等重型厂房）。层吊车，硬钩吊车等重型厂房）。铰接框架铰接框架：（：（c c）横梁与柱铰接）横梁与柱铰接（适用于吊车起重量不适用于吊车起重量不大的轻型维护结构）。大的轻型维护结构）。20阶梯形下柱的常见截面形式阶梯形下柱的常见截面形式阶形柱的上柱阶形柱的上柱起重量较小的边柱起重量较小的边柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量较大的边柱起重量较大的边柱特大型厂房的下柱特大型厂房的下柱框架柱类型选择框架柱类型选择21格构柱格构柱吊车梁吊车梁22六、柱间支撑六、柱间支撑六、柱间支撑六、柱间支撑1、柱间支撑的作用柱间支撑的作用：承受并传递纵向水平荷载承受并传递纵向水平荷载;减少柱在平面外的计算长度减少柱在平面外的计算长度;保证厂房的纵向刚度。保证厂房的纵向刚度。2、柱间支撑的形式和布置原则：、柱间支撑的形式和布置原则：232.22.2钢屋架的外形及腹杆形式钢屋架的外形及腹杆形式芬克式腹杆芬克式腹杆人字式腹杆人字式腹杆单斜式腹杆单斜式腹杆n三角形屋架三角形屋架适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮,坡度一般在坡度一般在1/31/31/21/2。特点：特点：外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近外形和弯矩图不相适应，弦杆内力分布不均匀，近支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。支座处内力大，近跨中处小，横向刚度小。上下弦交角小，端节点构造复杂。上下弦交角小，端节点构造复杂。24n梯形屋架梯形屋架人字式腹杆人字式腹杆再分式腹杆再分式腹杆适用于屋面坡度平缓（一般在适用于屋面坡度平缓（一般在1/121/121/81/8）且跨度较大）且跨度较大时的无檩屋盖结构，时的无檩屋盖结构，特点：外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布特点：外形和弯矩图比较接近，弦杆内力沿跨度分布较均匀，用料经济，应用广泛。较均匀，用料经济，应用广泛。25人字式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆交叉式腹杆n平行弦屋架平行弦屋架上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均匀。一般用于托架和支撑体系。一般用于托架和支撑体系。26p三角形屋架弦杆交角增大，方便制造，屋架重心降低，提高了稳定性。p可有效降低屋架对支撑结构的推力。n根据不同的条件桁架形式可以有很多变化根据不同的条件桁架形式可以有很多变化273.3.满足制造、安装和运输要求满足制造、安装和运输要求 构造简单，杆件夹角构造简单，杆件夹角30306060；杆件与节点数量少；杆件与节点数量少；分段制造，便于运输与安装。分段制造，便于运输与安装。1.1.满足使用要求满足使用要求屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。2 2.满足受力要求满足受力要求屋屋架架外外形形应应尽尽量量和和弯弯矩矩图图接接近近，使使上上下下弦弦杆杆内内力力沿沿跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；腹杆的布置宜使腹杆的布置宜使短杆受压，长杆受拉短杆受压，长杆受拉 ；荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。荷载布置在节点上，减少弦杆局部受弯。确定屋架形式的原则：确定屋架形式的原则：确定屋架形式的原则：确定屋架形式的原则：282.32.32.32.3屋架的主要尺寸屋架的主要尺寸屋架的主要尺寸屋架的主要尺寸(1)(1)屋架的跨度屋架的跨度 主要是根据工艺和建筑要求来确定，普通钢屋架主要是根据工艺和建筑要求来确定，普通钢屋架常见跨度为常见跨度为18m、21m、24m、27m、30m、36m等。等。标志跨度标志跨度柱网轴线间的距离。柱网轴线间的距离。计算跨度计算跨度屋架支座反力点间的距离。屋架支座反力点间的距离。计算跨度计算跨度l0(柱网采用封闭结合时柱网采用封闭结合时)l0=l-300mm29l 铰接梯形屋架，端高宜取铰接梯形屋架，端高宜取1.61.62.22.2m(宜宜 l/18)/18)（采用大型屋面板，卷材防水时，（采用大型屋面板，卷材防水时，i=1/101/12）l中高：中高：h中中h端端+(L/2）i当当L24m，应按，应按L/500=24000/500=48mm 考虑起拱：考虑起拱：采用起拱采用起拱50mm。(2)(2)屋架的高度屋架的高度 取决于建筑取决于建筑、经济、刚度、运输等条件，和屋面经济、刚度、运输等条件，和屋面坡度相关。坡度相关。302.3 2.3 钢屋盖的支撑系统钢屋盖的支撑系统一、屋盖支撑系统的作用一、屋盖支撑系统的作用 平平面面屋屋架架在在屋屋架架平平面面外外的的刚刚度度和和稳稳定定性性很很差差，不不能能承承受受水水平平荷荷载载。因因此此，为为使使屋屋架架结结构构有有足足够够的的空空间间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。31图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架时，图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架时，虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受压而失虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受压而失稳时，整个上弦会屈曲成一个稳时，整个上弦会屈曲成一个“半波半波”。32如在房屋两端的柱间内设置上弦横向支撑桁架，则屋架上如在房屋两端的柱间内设置上弦横向支撑桁架，则屋架上弦将屈曲成多个弦将屈曲成多个“半波半波”，从而提高上弦杆的整体稳定性，亦，从而提高上弦杆的整体稳定性，亦即提高了承载能力。由此可见平面桁架如无支撑系统从侧面即提高了承载能力。由此可见平面桁架如无支撑系统从侧面“扶持扶持”，将不能发挥它的承重作用。，将不能发挥它的承重作用。33(1)(1)保证屋盖结构的几何稳定性保证屋盖结构的几何稳定性(2)(2)保证屋盖的空间刚度和整体性保证屋盖的空间刚度和整体性 (3)(3)为受压弦杆提供侧向支承点为受压弦杆提供侧向支承点(4)(4)承受和传递纵向水平力承受和传递纵向水平力(5)(5)保证结构在安装和架设过程中的稳定性保证结构在安装和架设过程中的稳定性一、屋盖支撑系统的作用一、屋盖支撑系统的作用34二、支撑的种类二、支撑的种类屋盖上弦横向水平支撑屋盖上弦横向水平支撑屋盖下弦横向水平支撑屋盖下弦横向水平支撑屋盖下弦纵向水平支撑屋盖下弦纵向水平支撑垂直支撑垂直支撑系杆系杆35横横竖竖(垂直垂直)纵纵 稳稳稳稳定定定定区区区区格格格格(空空间间稳稳定定体体)：在在相相邻邻两两榀榀屋屋架架间间同同时时设设置置上上弦弦横横向向支支撑撑、下下弦弦横横向向支支撑撑、垂垂直直支支撑撑，所所形形成成的空间几何不变体系。的空间几何不变体系。361.1.上弦横向水平支撑：上弦横向水平支撑：三、屋盖支撑的布置原则三、屋盖支撑的布置原则 在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中都应设置屋架上弦横向水平支撑都应设置屋架上弦横向水平支撑 n 设置在房屋的两端设置在房屋的两端 ,一般设在第一个柱一般设在第一个柱间或设在第二个柱间间或设在第二个柱间,间距间距 Lo60m。37GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-1GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-2GWJ-3GWJ-35005006000600060006000600060006000600060006000600060006000150150600060006000600024000112222382.2.下弦横向水平支撑：下弦横向水平支撑：当跨度当跨度L18L18m m；设有悬挂式吊车起重量大于设有悬挂式吊车起重量大于5050吨；吨；厂房内设有较大的振动设备。厂房内设有较大的振动设备。n与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。3.3.纵向水平支撑布置原则纵向水平支撑布置原则 ：设有支承中间屋架的托架，或设有重级或大设有支承中间屋架的托架，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时，吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时，应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。39下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑40 下弦支撑布置图下弦支撑布置图(1:600)78000500500150150600060006000600024000200032001-12-2 钢屋盖支撑布置图钢屋盖支撑布置图(1:600)414.垂直支撑布置原则垂直支撑布置原则：p所有房屋中均应设置垂直支撑。所有房屋中均应设置垂直支撑。p梯形屋架在跨度梯形屋架在跨度L30m，三角形屋架在跨，三角形屋架在跨度度L24m时，在跨中设置一道时，在跨中设置一道。当跨度大于。当跨度大于上述数值时宜在跨度上述数值时宜在跨度13附近或天窗架侧柱附近或天窗架侧柱外设置两道外设置两道。p梯形屋架在两侧支座处还应各设置一道。梯形屋架在两侧支座处还应各设置一道。p垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同同一柱间。一柱间。42有天窗、跨有天窗、跨度度l30m，布置，布置在屋架两端、跨在屋架两端、跨度度l/3处、天窗架处、天窗架两端两端。有天窗、跨度有天窗、跨度l30m，布置在屋架，布置在屋架两端、跨中、天窗架两端、跨中、天窗架两端两端。垂直支撑的布置垂直支撑的布置 垂直支撑的布置垂直支撑的布置43屋架的垂直支撑布置屋架的垂直支撑布置445.系杆系杆刚性系杆：刚性系杆：能承受拉力也能承受压力的系杆。能承受拉力也能承受压力的系杆。柔性系杆：柔性系杆：只能承受拉力的系杆。只能承受拉力的系杆。n一般跨度房屋的系杆受力很小，一般跨度房屋的系杆受力很小，柔性系杆的设计可柔性系杆的设计可按按350，400控制，常用单角钢截面；控制，常用单角钢截面；刚性系杆刚性系杆的设计可按的设计可按=200控制控制n屋脊节点及主要支承节点处需设置屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆刚性系杆，天窗，天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆柔性系杆；n当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所有系杆均应为有系杆均应为刚性系杆刚性系杆。45比例1:600462.4 2.4 普通钢屋架设计普通钢屋架设计一、基本假定一、基本假定(1)(1)屋架的各节点均为理想的铰接。屋架的各节点均为理想的铰接。(2)(2)各杆件的轴线均为直线，在同一平面内，且相各杆件的轴线均为直线，在同一平面内，且相 交于节点中心。交于节点中心。(3)(3)荷载作用在节点上，且在屋架平面内。荷载作用在节点上，且在屋架平面内。47二、荷载计算及荷载组合二、荷载计算及荷载组合1 1、荷载计算、荷载计算(1)(1)永久荷载永久荷载 包括屋面材料、屋面板、支撑、屋架等结构自重。包括屋面材料、屋面板、支撑、屋架等结构自重。(2)(2)可变荷载可变荷载包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载，以及悬挂吊车荷载等。载，以及悬挂吊车荷载等。48预应力混凝土大型屋面板：预应力混凝土大型屋面板：1.4 kN/m1.4 kN/m2 2(标准值标准值)80mm80mm厚泡沫混凝土保温层：厚泡沫混凝土保温层：0.48 kN/m0.48 kN/m2 2 (标准值标准值)20mm20mm水泥砂浆找平层水泥砂浆找平层:0.4 kN/m:0.4 kN/m2 2 (标准值标准值)二毡三油防水层：二毡三油防水层：0.35 kN/m0.35 kN/m2 2 (标准值标准值)屋架自重和支撑自重按经验公式：屋架自重和支撑自重按经验公式：0.12+0.011L0.12+0.011L (标准值标准值,kN/m,kN/m2 2)荷载计算荷载计算屋面均布活荷载屋面均布活荷载:0.7 kN/m:0.7 kN/m2 2(标准值标准值)雪荷载雪荷载:0.4 kN/m:0.4 kN/m2 2 (标准值标准值)屋面积灰荷载屋面积灰荷载:见每位同学的分组数据见每位同学的分组数据取两者中取两者中的较大值的较大值492 2、荷载组合、荷载组合 屋架内力应根据屋架内力应根据使用过程或施工过程使用过程或施工过程中可中可能出现的最不利荷载组合计算。设计时考虑能出现的最不利荷载组合计算。设计时考虑 三种荷载组合三种荷载组合：全跨永久荷载全跨永久荷载+半跨可变荷载半跨可变荷载全跨永久荷载全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨可变荷载屋架、支撑自重屋架、支撑自重+半跨屋面板重半跨屋面板重+半跨屋面活载半跨屋面活载50三、计算屋架杆件的内力三、计算屋架杆件的内力1 1、用图解法求杆件的内力系数：、用图解法求杆件的内力系数：k k，k k左左，k k右右具体求解步骤如下：具体求解步骤如下：按比例画屋架的单线图按比例画屋架的单线图(可不起拱可不起拱)；在左半跨放单位节点荷载在左半跨放单位节点荷载计算支座反力计算支座反力Ra,Ra进行分区编号（进行分区编号（先编先编外区，外区，后编后编内区内区)画力多边形画力多边形在在图图上上读读出出内内力力系系数数正正负负号号：认认定定杆杆端端任任一一节节点点，将将该该杆杆两两侧侧的的区区号号按按绕绕该该节节点点顺顺时时针针方方向向排排序序，若若力力多多边边形形中中相相应应的的线线段段指指向向认认定定的的节节点点，则则为为“+”；反反之之为为“-”。51AABBCCDDEEFFGGHHIaabbccdde11111110.50.51234567891011121314151617 181920 212223 242526272829303132 333435RaRa52屋架内力图解屋架内力图解532 2、杆件内力组合、杆件内力组合 杆件内力组合及最不利计算内力表杆件编号内力系数杆件内力组合最不利杆件计算内力(KN)P=1组合一组合二组合三左半跨右半跨全跨全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架、支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 内力=?*内力=?*+?*内力=?*+?*内力=内力=上弦杆下弦杆斜腹杆竖腹杆54四、屋架杆件设计四、屋架杆件设计 1.1.杆件的计算长度杆件的计算长度 屋架的杆件由两个角钢组成，截面有两个轴，这屋架的杆件由两个角钢组成，截面有两个轴，这样它就有两种弯曲失稳的可能性：一种是样它就有两种弯曲失稳的可能性：一种是在屋架平面在屋架平面在屋架平面在屋架平面内屈曲内屈曲内屈曲内屈曲；另一种是；另一种是在屋架平面外屈曲在屋架平面外屈曲在屋架平面外屈曲在屋架平面外屈曲。(1)(1)平面内的计算长度平面内的计算长度 弦杆、支座斜杆和支座竖杆，弦杆、支座斜杆和支座竖杆，取取l0 x=l (l-杆件的几何长度杆件的几何长度)其他腹杆，其他腹杆，l0 x=0.8l 5556上弦杆：上弦杆：采用无檩方案，保证屋面板三点与上弦杆焊牢时采用无檩方案，保证屋面板三点与上弦杆焊牢时:lOy=2b（2b3m）b b 屋面板宽度。屋面板宽度。下弦杆：下弦杆：l0y=l1(l0y=l1 弦杆侧向支撑点间的距离弦杆侧向支撑点间的距离)(2)(2)平面外的计算长度平面外的计算长度 弦杆：弦杆：l loyoy取决于侧向支承点间距离。取决于侧向支承点间距离。57 腹杆：腹杆：由于节点在平面外刚度很小，对杆件嵌固由于节点在平面外刚度很小，对杆件嵌固作用较小，故腹杆两端视为铰接，则作用较小，故腹杆两端视为铰接，则l0y=l(3)(3)腹杆斜平面计算长度腹杆斜平面计算长度 单角钢、双角钢组成的十字形杆件，斜平面计单角钢、双角钢组成的十字形杆件，斜平面计算长度算长度 l0=0.9l (支座斜杆和支座竖杆除外）支座斜杆和支座竖杆除外）582.2.杆件的容许长细比杆件的容许长细比n由双角钢组成的由双角钢组成的T T形截面，两个主轴的长细比形截面，两个主轴的长细比验算：验算：n钢结构设计规范钢结构设计规范中对压杆和拉杆规定了容中对压杆和拉杆规定了容许的最大长细比许的最大长细比 。59n单角钢或双角钢组成的十字形截面杆件，取单角钢或双角钢组成的十字形截面杆件，取截面的最小回转半径截面的最小回转半径 imin计算杆件在斜平面上计算杆件在斜平面上的最大长细比。的最大长细比。60 桁架杆件的容许长细比桁架杆件的容许长细比 杆杆 件件 名名 称称 压杆压杆 拉杆拉杆 承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 直接承直接承受动力受动力荷载的荷载的结构结构 无吊车和有轻中级工作制吊车的厂房 有重级工作制吊车的厂房 普通钢屋架的杆件 150350250250轻钢屋架的主要杆件天窗构件 屋盖支撑杆件 200400350轻钢屋架的其他杆件 350613.3.杆件的截面形式杆件的截面形式 采用由双角钢组成的采用由双角钢组成的T形截面或形截面或十十字形截面。字形截面。对对轴轴心心受受压压杆杆件件，宜宜使使杆杆件件对对两两个个主主轴轴方方向向的的长长细细比接近相等。比接近相等。62 采采用用不不等等边边角角钢钢短短肢肢相相连连的截面的截面，（肢背朝下）（肢背朝下）v 上弦杆：上弦杆：无无节节间间荷荷载载时时，宜宜采采用用不不等等边边角角钢钢短短肢肢相相连连的的截截面面，（肢背朝上肢背朝上）v下弦杆：下弦杆：63 v 其他一般腹杆：其他一般腹杆：采用等边角钢相连的截面。采用等边角钢相连的截面。v 支座斜杆：支座斜杆：宜宜采采用用不不等等边边角角钢钢长长肢肢相相连的截面。连的截面。v 跨中竖腹杆：跨中竖腹杆：宜宜采采用用两两个个等等边边角角钢钢组组成成的的十字形截面。十字形截面。64(1)(1)轴心拉杆轴心拉杆按强度计算所需净截面面积按强度计算所需净截面面积 An N/f 式中：式中：N 杆件轴心拉力设计值杆件轴心拉力设计值 f 钢材强度设计值钢材强度设计值由查型钢表，选角钢。由查型钢表，选角钢。4.4.杆件截面选择杆件截面选择65验算强度：验算强度：=N/An f验算刚度：验算刚度：双角钢双角钢T T形截面：形截面：x=l0 x/ix y=l0y/iy 单角钢或双角钢十字形截面：单角钢或双角钢十字形截面：=l0/imin 式中：式中：容许长细比，容许长细比，=350(静载静载)。66(2)(2)轴心压杆轴心压杆假设假设查查 求求AN/(f)求求ix=l0 x /，iy=l0y /根据根据 A，ix，iy ，查型钢表，选角钢。，查型钢表，选角钢。验算：验算：67验算：验算：a.强度强度：=N/An f (截面无削弱，可不验算强度截面无削弱，可不验算强度)b.刚度刚度：双角钢双角钢T形截面：形截面：x=l0 x/ix=150 y=l0y/iy=150c.稳定稳定：N/(minA)f式中：式中：min x、y中的中的较较小小值值。68n 杆件截面选择的一般要求：杆件截面选择的一般要求：优先选用肢宽而壁薄的优先选用肢宽而壁薄的角钢角钢，增大回转半径，对受压，增大回转半径，对受压更有利；更有利；最最小小角角钢钢规规格格：454454，5636456364，(工工业业厂厂房房:505)505)；连接垂直支撑的竖杆；连接垂直支撑的竖杆:635635。同一屋架的型钢规格不宜太多，一般不超过同一屋架的型钢规格不宜太多，一般不超过7 78 8种；种；屋架弦杆一般采用等截面；而且要保持肢厚不变。屋架弦杆一般采用等截面；而且要保持肢厚不变。695.5.节点板厚度的确定和填板的设计节点板厚度的确定和填板的设计u 节点板厚度的确定节点板厚度的确定u 填板的设计填板的设计1 1、填板的作用、填板的作用2 2、确定填板的尺寸、确定填板的尺寸3 3、确定填板的间距、确定填板的间距70v双角钢杆件的填板：双角钢杆件的填板：填填板板的的间间距距对对压压杆杆l l1 14040i i1 1，拉拉杆杆l l1 18080 i i1 1；在在T T形形截截面面中中，i i1 1为为一一个个角角钢钢对对平平行行于于填填板板自自身身形形心心轴轴的的回回转转半半径径；在在十十字字形形截截面面中中，i i1 1为为一一个个角角钢钢的的最最小小回回转转半半径径，压杆至少应设置两块填板。压杆至少应设置两块填板。填填板板的的宽宽度度一一般般取取50508080mmmm；填填板板的的长长度度：对对T T形形截截面面应应比比角角钢钢肢肢伸伸出出10102020mmmm，对对十十字字形形截截面面则则从从角角钢钢肢肢尖缩进尖缩进10101515mmmm。填板的厚度与桁架节点板相同。填板的厚度与桁架节点板相同。716 6、各腹杆与节点板连接焊缝的计算、各腹杆与节点板连接焊缝的计算 表表3各腹杆与节点板连接焊缝计算表各腹杆与节点板连接焊缝计算表腹杆编号截面规格计算内力(kN)hf (mm)分配系数焊缝实际长度（cm）斜斜腹腹杆杆aBBbbDDccF 72五、屋架节点设计五、屋架节点设计1.1.1.1.节点设计的一般原则节点设计的一般原则节点设计的一般原则节点设计的一般原则 节点中各杆件之间的间隙节点中各杆件之间的间隙a20mm。正正确确切切割割角角钢钢端端部部，一一般般垂垂直直于于其其轴轴线线，有有时时允允许许切去一肢的部分。切去一肢的部分。杆杆件件的的形形心心线线尽尽量量与与屋屋架架的的几几何何轴轴线线重重合合，并并交交于于节节点中心，将形心距点中心，将形心距z0调整为调整为5mm的倍数的倍数。73节节点点板板的的形形状状应应简简单单而而有有规规则则（矩矩形形、直直角角梯梯形形或或平平行行四四边边形形等等）。下下弦弦的的节节点点板板一一般般应应伸伸出出弦弦杆杆肢肢背背1015mm；上上弦弦肢肢背背采采用用塞塞焊焊缝缝，节节点点板板缩缩进进上上弦弦杆杆肢肢背背t/2+(12)mm。742.2.节点计算节点计算一般下弦节点一般下弦节点 (例如“b”点)腹杆与节点腹杆与节点的连接焊缝的连接焊缝弦杆与节点弦杆与节点板连接焊缝板连接焊缝75若下弦节点有集中荷载若下弦节点有集中荷载若下弦节点有集中荷载若下弦节点有集中荷载P P作用作用作用作用 肢背肢背 肢尖肢尖76一般上弦节点一般上弦节点 (例如例如 B B 点点)塞焊缝塞焊缝l假定塞焊缝只承受屋面集中荷载：假定塞焊缝只承受屋面集中荷载：77l弦弦杆杆角角钢钢肢肢尖尖与与节节点点板板的的连连接接焊焊缝缝承承受受弦弦杆杆相相邻节间的内力差邻节间的内力差计算时应考虑偏心弯矩计算时应考虑偏心弯矩MNe（e为角钢肢尖至弦为角钢肢尖至弦杆轴线距离）：杆轴线距离）：78下弦跨中拼接节点下弦跨中拼接节点 (例如例如 e e 点点)拼接角钢的设计拼接角钢的设计 下弦杆和节点板间的焊缝计算下弦杆和节点板间的焊缝计算 拼接角钢拼接角钢79 拼接角钢的设计：拼接角钢的设计：a.与被拼接角钢同型号；与被拼接角钢同型号；b.切棱（切角）；切棱（切角）；c.切肢切肢=t+hf+5mm，t为角钢厚度；为角钢厚度；预钻安装螺栓孔；预钻安装螺栓孔；拼接角钢最小长度拼接角钢最小长度lmin=400600mm80下弦杆与拼接角钢之间的焊缝下弦杆与拼接角钢之间的焊缝按与下弦杆等强条件计算，承受轴心力按与下弦杆等强条件计算，承受轴心力N=A fN=A f 所需每条焊缝的计算长度为所需每条焊缝的计算长度为:拼接角钢长度拼接角钢长度 l ：l=2(lw+2hf)+d 400600mm d d 弦杆端头间隙，下弦杆弦杆端头间隙，下弦杆d d=10 20=10 20mmmm。81 下弦杆和节点板间的焊缝计算：下弦杆和节点板间的焊缝计算：N=MAX(0.15N1,0.15N2,|N1-N2|)肢背焊缝肢背焊缝肢尖焊缝肢尖焊缝82上弦跨中拼接节点上弦跨中拼接节点 (例如例如 点点)拼接角钢的设计拼接角钢的设计 上弦杆和节点板间的传力焊缝计算上弦杆和节点板间的传力焊缝计算 83支座节点支座节点 (例如例如 a a 点点)节点板节点板加劲肋加劲肋支座底板支座底板84组成：组成：a.节点板；节点板；b.支座底板；支座底板；c.加劲肋；加劲肋；d.锚栓、垫圈；锚栓、垫圈；轴线交会在加劲肋中线上；轴线交会在加劲肋中线上；e 130mm,同时同时e B(下弦杆水平肢宽下弦杆水平肢宽)；支座竖杆不小于支座竖杆不小于635；底板尺寸：底板尺寸：a=200360mm;b=200400mm；或或b=柱宽柱宽-(1040)mm；底板厚度底板厚度t 1620mm;锚栓：锚栓：M18-M27(一般不小于一般不小于M2085底板计算：底板计算：底板计算：底板计算：支座底板所需净面积：支座底板所需净面积：A An n=R/fcc=R/fcc 毛面积：毛面积：A=AA=An n+A+A0 0锚栓直径锚栓直径d d一般为一般为181826mm26mm（常不小于（常不小于20mm20mm），），锚栓孔径锚栓孔径（2 22.52.5）d d；垫板上的孔径垫板上的孔径d+(1d+(12mm)2mm)。（一般一般t16mmt16mm）l底板短边尺寸底板短边尺寸200mm200mml支座底板厚度为：支座底板厚度为：86p 加劲肋与节点板的连接焊缝：加劲肋与节点板的连接焊缝：加劲肋与节点板的连接焊缝：加劲肋与节点板的连接焊缝：每块加劲肋承受屋架支座反力每块加劲肋承受屋架支座反力R R的的1/41/4，为偏心，为偏心受力。受力。焊缝受剪：V=R/4；焊缝受弯：M=Ve p 加劲肋的计算加劲肋的计算加劲肋的计算加劲肋的计算:加劲肋的厚度与节点板的厚度相同；高度由加劲肋的厚度与节点板的厚度相同；高度由节点板尺寸，按构造确定。节点板尺寸，按构造确定。87加劲肋与底板加劲肋与底板p支支支支 座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝，按下式计算：按下式计算：按下式计算：按下式计算：节点板与底板节点板与底板88六、钢屋架施工图六、钢屋架施工图89