鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架.ppt

第一節(jié)概述 第五章鋼桁架 桁架用鋼量比實腹梁少 結(jié)構(gòu)自重較輕 剛度較大 第五章鋼桁架 按受力 截面形式 節(jié)點構(gòu)造分重型桁架普通桁架輕型桁架薄壁型鋼桁架 第五章鋼桁架 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置一 桁架外形選擇原則 滿足使用要求 屋面排水要求 受力合理 節(jié)省鋼材制造安裝方便桁架形式 三角形屋架 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 梯形屋架 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 平行弦及人字形屋架 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 二 桁架基本尺寸1 跨度L取決于結(jié)構(gòu)使用要求 建筑 柱網(wǎng)布置 水工鋼閘門 取決于孔口尺寸2 高度Ha 建筑高度 運輸條件 b 經(jīng)濟條件 使桁架的弦桿和腹桿總重量最輕 經(jīng)濟梁高c 剛度條件 相對撓度限值決定 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 三 腹桿布置和節(jié)間長度1 腹桿布置 使桁架受力合理 構(gòu)造簡單 原則 a 腹桿數(shù)和節(jié)點數(shù)目少b 內(nèi)力傳遞途徑短c 長桿受拉 短桿受壓d 盡量使荷載作用于節(jié)點e 斜腹桿傾角在30 60 范圍 第五章鋼桁架 第二節(jié)桁架的外形 尺寸和腹桿布置 三 腹桿布置和節(jié)間長度2 節(jié)間長度 腹桿布置與節(jié)間長度的劃分同時進行 a 節(jié)間數(shù)宜為偶數(shù) 使腹桿對稱布置 b 盡量使荷載作用于節(jié)點 如與次梁相連時 一般應(yīng)與次梁間距一致 第五章鋼桁架 第五章鋼桁架 一 支撐的作用1 保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用2 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn) 防止拉桿產(chǎn)生過大的振動 3 承擔(dān)和傳遞水平荷載4 保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方便 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 第五章鋼桁架 二 支撐的種類及布置 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 上下對應(yīng)設(shè)置在廠房兩端或溫度區(qū)段兩端第一柱間或第二柱間 有天窗 兩道橫向水平支撐的距離不易大于60m 下弦縱向水平支撐 房屋高度 跨度較大或空間剛度要求較高時設(shè)置與橫向水平支撐形成封閉體系 垂直支撐 設(shè)置在縱向垂直平面內(nèi)與橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間是橫向水平支撐的支承結(jié)構(gòu) 第五章鋼桁架 二 支撐的種類及布置 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 系桿 未設(shè)置支撐的桁架在橫向水平支撐或垂直支撐節(jié)點處通長設(shè)置系桿柔性系桿 承受拉力剛性系桿 既承受拉力 又承受壓力 橫向水平支撐設(shè)置在第二柱間時 第一柱間系桿為剛性系桿 傳遞山墻所承受的部分風(fēng)壓力 有檁屋蓋支撐的布置 垂直支撐的布置 第五章鋼桁架 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 三 桿件計算長度 1 桁架平面內(nèi)計算長度 節(jié)點不是真正鉸接而具有一定的彈性嵌固作用節(jié)點上拉桿越多 嵌固作用越大 第五章鋼桁架 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 三 桿件計算長度 a 一般中間腹桿 上端與上弦相連 壓桿多 拉桿少 視為鉸接下端與下弦相連 拉桿多 壓桿少 視為彈性固定 取 0 8 第五章鋼桁架 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 三 桿件計算長度 b 受壓弦桿 上弦桿 支座豎桿 支座斜桿 取 1 0 上弦節(jié)點 支座節(jié)點處匯集壓桿多 并且受壓弦桿 支座豎桿 支座斜桿自身剛度也較大 c 受拉弦桿 所受的嵌固作用比受壓弦桿大 但為了簡化計算 取 1 0 第五章鋼桁架 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 三 桿件計算長度 2 桁架平面外計算長度 弦桿 側(cè)向支撐點的間距 橫向水平支撐在交叉點與系桿無連接 2倍節(jié)間長度 橫向水平支撐在交叉點與系桿連接 節(jié)間長度 第五章鋼桁架 第三節(jié)桁架間的支撐和壓桿計算長度 三 桿件計算長度 2 桁架平面外計算長度 1 0l b 腹桿 節(jié)點板在平面外的剛度很小 不能約束腹桿的轉(zhuǎn)動 c 單角鋼和雙角鋼組成的十字形截面腹桿 斜平面計算長度 支座斜桿和支座豎桿仍取幾何長度 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 一 桁架的荷載 按荷載規(guī)范GB50009 2001規(guī)定查得恒荷載 桁架自重 包括支撐 屋面材料自重可變荷載 風(fēng)荷載 雪荷載 屋面活荷載 積灰荷載 懸掛吊車荷載等 人群荷載 不與雪荷載同時考慮 取兩者中較大值 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 一 桁架的荷載 荷載組合 1 全跨荷載 全跨永久荷載 全跨可變荷載2 半跨荷載 全跨永久荷載 半跨可變荷載 考慮部分斜腹桿在半跨荷載作用下會產(chǎn)生最大內(nèi)力或出現(xiàn)內(nèi)力變號 3 全跨桁架 支撐 天窗架自重 半跨檁條 屋面板自重 半跨屋面活荷載 或半跨雪荷載 考慮安裝時可能出現(xiàn)的荷載組合 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 二 內(nèi)力 按理想的桁架計算 假定節(jié)點為理想鉸 各桿軸線相交于節(jié)點中心 荷載作用在節(jié)點上 用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的結(jié)點法 截面法 弦桿節(jié)間荷載 用等效結(jié)點法 把節(jié)間荷載按杠桿原理等效分配到相鄰節(jié)點計算軸向力再計算由節(jié)間荷載引起的彎矩 彎矩按多跨連續(xù)梁作近似計算 端節(jié)間正彎矩為0 8 節(jié)點上負彎矩和其它節(jié)間正彎矩為0 6 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 三 桿件截面形式 原則 等穩(wěn)定條件 足夠的側(cè)向剛度 節(jié)點連接方便 等肢角鋼相拼短肢相拼長肢相拼十字形截面 中部腹桿 弦桿 端部豎桿 斜桿 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 四 截面選擇 原則 1 在面積A相等情況下 優(yōu)先選用肢寬而薄的角鋼 增加截面回轉(zhuǎn)半徑 2 型鋼規(guī)格不宜過多3 受力很小或不受力桿件 按容許長細比或構(gòu)造要求決定截面尺寸 第五章鋼桁架 第四節(jié)桁架的桿件設(shè)計 四 截面選擇 桿件的填板 作用 保證兩角鋼共同工作 1 壓桿在桁架平面外計算長度范圍內(nèi) 至少設(shè)置兩塊填板 2 填板尺寸 寬度40 80mm 厚度與節(jié)點板等厚 3 填板間距 壓桿 拉桿 單個角鋼對與填板平行的形心軸 的回轉(zhuǎn)半徑 第五章鋼桁架 第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計 定位 桿件的位置 計算桿件與節(jié)點板的焊縫尺寸確定節(jié)點板形狀及尺寸 節(jié)點構(gòu)造要求 1 減小節(jié)點板尺寸 腹桿端部盡量靠近弦桿但保證一定間隙 避免焊縫密集 鋼材變脆 第五章鋼桁架 第五節(jié)桁架的節(jié)點設(shè)計 2 桿件軸線 以桿件的形心線為軸線 并在節(jié)點處相交于一點角鋼肢背到軸線距離Z0取為5mm的倍數(shù) 為制造方便 3 節(jié)點板 節(jié)點板形狀 簡單規(guī)則 至少有兩邊平行 一般采用矩形 平行四邊形或梯形 節(jié)點板邊緣與桿件軸線夾角不應(yīng)小于15 20 中間節(jié)點板厚度 決定于腹桿最大內(nèi)力支座節(jié)點板厚度 中間節(jié)點板厚度 2mm節(jié)點板平面尺寸 根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿與節(jié)點板的連接焊縫長度決定 一般節(jié)點 無集中荷載的節(jié)點 下弦節(jié)點 1 腹桿與節(jié)點板的焊縫計算 先計算腹桿內(nèi)力 單個角鋼肢背 肢尖 2 弦桿與節(jié)點板的焊縫計算 有集中荷載的節(jié)點 有集中荷載的節(jié)點 1 節(jié)點板伸出弦桿