普通鋼屋架課程設(shè)計指導書

1、普通鋼屋架設(shè)計指導1概述鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路：I. 判斷是否適合用鋼結(jié)構(gòu)適用于:高層;大跨度的體形復雜;荷載大;密閉性要求高;可拆卸;II. 結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置門式剛架;平面桁架；網(wǎng)架（殼）；索膜；輕鋼結(jié)構(gòu)；塔桅結(jié)構(gòu)III. 估算截面并進行內(nèi)力分析IV. 工程判定V. 構(gòu)件設(shè)計選材；強度；剛度；穩(wěn)定性；抗震設(shè)計等等VI. 節(jié)點設(shè)計注意剛接、較接、半剛接節(jié)點作法和理論公式：（具體：焊接、拴結(jié)、連接板等必須考慮到工藝和安裝）VII. 圖紙編制注意圖紙深度鋼屋架是屋蓋結(jié)構(gòu)的一部分，是主要的承重構(gòu)件。按結(jié)構(gòu)形式可分為三角形屋架、梯形屋架、人字式、平行弦、兩鉸拱屋架、三鉸拱屋架和梭形屋架；按照所采用的鋼材規(guī)格

2、的不同，屋架可分為普通鋼屋架、輕型鋼屋架（桿件為圓鋼和小角鋼）和薄壁型鋼屋架。普通鋼屋架是由普通角鋼和節(jié)點板焊接而成。這種屋架受力性能好，構(gòu)造簡單，施工方便，廣泛應用于工業(yè)和民用建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)中，一般是用于大型鋼筋混凝土屋面板等重型屋面，將屋面板直接放在屋架或天窗架上，普通屋架所用的等邊角鋼不小于454，不等邊角鋼不小于56364。屋架鋼材一般采用（3號沸騰鋼）鋼材，冬季計算溫度等于或低于30時的屋架宜采用（3號鎮(zhèn)靜鋼），荷載較大的大跨度屋架可采用（16Mn鋼）或（15MnV鋼）。2屋架的形式及主要尺寸一、普通梯形鋼屋架概述屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等幾種，選擇屋架的外形和腹桿形式

3、應該經(jīng)過綜合考慮分析確定。屋架的形式主要取決于房屋的使用要求，屋面材料及需要的屋面坡度，屋架與柱的連接方式（鉸接或剛接），屋蓋的整體剛度等。同時，屋架的外形還考慮在制造簡單的條件下盡量與彎矩圖形相接近，使弦桿的內(nèi)力差別較小。屋面坡度根據(jù)所采用的屋面材料可取為：卷材防水屋面 =1/121/8長尺壓型鋼板和夾芯板屋面 =1/201/8波形石棉瓦屋面 =1/41/2.5瓦楞鐵、短尺壓型鋼板和夾芯板屋面 =1/61/3普通梯形鋼屋架通常用于屋面坡度較為平緩的大型屋面板或長尺壓型鋼板的屋面，跨度一般為1536m，柱距612m，跨中經(jīng)濟高度為（1/81/10）。梯形屋架外形比較接近彎矩圖，因而弦桿內(nèi)力沿跨

4、度分布比較均勻，用料較經(jīng)濟，且可以和柱剛接或鉸接，且剛接可使建筑物橫向剛度提高。與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（1/121/16），通常取2.02.5m；與柱鉸接的梯形屋架，端部高度1.52.0m，此時，跨中高度可根據(jù)端部高度和上弦坡度確定。在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度應盡可能相同。當采用大型屋面板時，為使荷載作用在節(jié)點上，上弦桿的節(jié)間長度宜等于板的寬度，即1.5m或3.0m。當采用壓型鋼板屋面時，也應使檁條盡量布置在節(jié)點上，以免上弦桿受彎。對于跨度較大的梯形屋架，為了保證荷載作用于節(jié)點，并保持腹桿有適宜的角度和便于節(jié)點構(gòu)造處理，可沿屋架全長或只在屋架跨中部分布置再分式腹桿。梯形屋架的

5、斜腹桿一般采用人字形，其傾角宜為3060。支座斜腹桿與弦桿組成的支承節(jié)點在下弦時為下承式，在上弦時為上承式。 二、普通梯形鋼屋架主要尺寸的確定普通梯形鋼屋架的主要尺寸包括屋架的跨度、跨中高度和端部高度。1 屋架跨度。屋架的跨度取決于柱網(wǎng)的布置，柱網(wǎng)縱向軸線的間距就是屋架的標志跨度（公稱跨度），一般以3m為模數(shù)，屋架的計算跨度是兩端支座反力的距離，在大多數(shù)情況下計算跨度比公稱跨度小。對于封閉結(jié)合，計算跨度標志跨度2(150300)。對于非封閉結(jié)合，常取計算跨度標志跨度。2跨中高度。屋架的跨中高度由經(jīng)濟要求、剛度要求、運輸界限和屋面坡度等因素來確定，根據(jù)屋架的允許撓度可決定最小高度，最大高度則取決

6、于運輸界限，例如鐵路運輸界限為3.85m；屋架的經(jīng)濟高度是根據(jù)上下弦桿和腹桿的總重量最小的條件確定的。三角形屋架的中部高度主要取決于屋面坡度，當=1/21/3時，=(1/41/6)。梯形和平行弦屋架的中部高度主要取決于經(jīng)濟要求，一般取為=(1/61/10) 。3.端部高度，是與中部高度和屋面坡度相關(guān)的。一般陡坡梯形屋架取=0.51.0m，緩坡梯形屋架取=1.82.1m。多跨廠房梯形屋架的端部高度應力求統(tǒng)一。三、屋架的起拱要求跨度24m的梯形屋架，當下弦無曲折時，宜起拱，拱度。起拱的方法一般是使下弦成直線彎折而將整個屋架抬高，即上、下弦同時起拱。3屋面系統(tǒng)的支撐布置一、支撐布置的必要性屋架是屋蓋

7、結(jié)構(gòu)中最主要的承重構(gòu)件，雖然屋架之間有檁條或屋面板聯(lián)系，但仍然是一不穩(wěn)定的空間體系。通過合理設(shè)置支撐可以將屋蓋變成幾何不變體系；支撐還保證了屋蓋的剛度和空間的整體性，以減少屋蓋在水平力作用下的變形；支撐為屋架提供了側(cè)向支點，以減少屋架桿件的計算長度，使受壓弦桿保證側(cè)向的穩(wěn)定，使受拉弦桿具有足夠的剛度；支撐還能夠傳遞水平荷載；并能保證屋架在施工安裝時的穩(wěn)定與方便。二、支撐布置的原則1、在設(shè)置有縱向支撐的平面內(nèi)必須同時設(shè)置橫向支撐，并將二者布置為封閉型。2、所有的橫向支撐、縱向支撐和豎向支撐均應與屋架、托架、天窗架等的桿件或檁條組成幾何不變的桁架形式。3、房屋中每一溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應分

8、別設(shè)置能獨立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)。4、傳遞風力、吊車水平力和水平地震作用的支撐，應能使外力由作用點盡快地傳遞到結(jié)構(gòu)的支座。5、柱距愈大或吊車工作量愈繁重，支撐的剛度應愈大。6、在地震區(qū)應適當增加支撐，并加強支撐節(jié)點的連接強度。三、支撐的布置1、上弦橫向水平支撐在有檁體系或僅采用大型屋面板的無檁體系屋蓋中均應設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐，上弦橫向水平支撐一般應設(shè)置在房間的兩端或橫向溫度伸縮縫間區(qū)段的兩端的第一個柱間，在非地震區(qū)當采用山墻承重或抗震設(shè)防烈度6、7度有天窗時，為使屋架支撐與天窗架支撐位于同一開間內(nèi)，也可將支撐布置在第二個柱間，但第一柱間必須用剛性系桿與端屋架上弦牢固連接，以保證端屋

9、架的穩(wěn)定和傳遞山墻的風力，為了保證上弦橫向支撐間的有效作用，提高屋蓋的縱向剛度，兩個上弦橫向支撐間的距離不宜大于66m，故當房屋較長（大于66m）時，尚應在中間柱間增設(shè)橫向水平支撐。2、下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐一般和上弦橫向水平支撐布置在同一開間，它們和相鄰的兩個屋架組成一個空間桁架體系。一般情況下，應設(shè)置下弦橫向水平支撐，但當跨度大于18m且未設(shè)懸掛起重運輸設(shè)備和吊車，或者雖有吊車但噸位不大，也沒有較大的振動設(shè)備，可不設(shè)置下弦橫向水平支撐。3、下弦縱向支撐 下弦縱向水平支撐的主要作用是與橫向水平支撐一起形成封閉體系，以提高房屋的整體剛度。當廠房內(nèi)設(shè)有較大噸位的重級、中級工作制橋式吊車

10、、壁行式吊車或有鍛錘等較大震動設(shè)備以及廠房較高，跨度較大、空間剛度要求較高時，均應在屋架下弦端節(jié)間內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。單跨廠房一般沿兩縱向柱列設(shè)置，多跨廠房則根據(jù)具體情況沿全部或部分縱向柱列設(shè)置，有托架的房屋為了保證托架的側(cè)向穩(wěn)定在有托架處也設(shè)置縱向水平支撐。4、豎向支撐所有房屋均應設(shè)置豎向支撐。它的作用主要是使相鄰屋架和上下弦橫向水平支撐所組成的四面體形成空間幾何不變體系，以保證屋架在使用和安裝時的整體穩(wěn)定。故在設(shè)有橫向支撐的開間內(nèi)，均應設(shè)置豎向支撐。對于梯形屋架，當跨度30m，一般只需在屋架兩端及跨中豎桿平面內(nèi)布置三道豎向支撐，當跨度30m時，應在兩端和跨度的1/3處或天窗架側(cè)處各布置一道

11、豎向支撐。對于三角形屋架，當跨度18m，一般只需在跨中布置一道豎向支撐，當跨度18m時，根據(jù)具體情況設(shè)置兩道。5、系桿為了保證未設(shè)橫向水平支撐屋架的側(cè)向穩(wěn)定以及傳遞水平荷載，應在橫向水平支撐或豎向支撐的節(jié)點處，沿房屋縱向通長地設(shè)置系桿。系桿分為剛性系桿和柔性系桿，只能承受拉力的為柔性系桿，一般采用單角鋼；能承受壓力的為剛性系桿，一般由兩個角鋼組成的十字形截面。剛性系桿主要是在三角形屋架的兩端、梯形屋架的主要支撐處的系桿，屋架上弦脊節(jié)點處的系桿以及其他的能受壓的系桿，其余地方設(shè)置柔性系桿。4荷載和荷載組合一、作用在屋架上的荷載有永久荷載和可變荷載。1、永久荷載包括屋面構(gòu)造層的重量、屋架和支撐的重

12、量及天窗等結(jié)構(gòu)的自重，屋架和支撐的重量及天窗重量（按屋面水平投影面積計算，kN/m）可參考下表5-1，屋架和支撐的重量可按經(jīng)驗公式q=0.12+0.011kN/m2估計（為屋架的跨度，單位為m）。2、可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載、風荷載、懸掛吊車荷載等，其中雪荷載、積灰荷載、風荷載等應按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）的規(guī)定采用，積灰荷載應與雪荷載或屋面均布荷載（雪荷載和屋面均布荷載不能同時出現(xiàn)取大者）同時考慮。按水平投影面積計算的屋面均布活荷載標準值為：不上人的屋面：對于壓型鋼板、壓型鋁合金板、石棉瓦、瓦楞鐵等輕屋面，以及平瓦屋面取0.5kN/ m2,對于鋼筋混凝

13、土屋面取0.7 kN/m2；上人屋面：按使用要求確定，但不小于1.5 kN/m2。 屋面荷載的標準植名 稱跨 度屋面荷載的標準植q1.51.5q3.03.0q4.04.0q5.0屋架（包括支撐）12182430360.080.130.100.170.140.220.180.280.200.320.140.170.180.220.240.280.290.340.330.380.180.210.230.270.290.330.350.400.390.450.220.250.280.320.340.380.410.460.460.52天窗架（包括支撐）6120.070.100.100.140.090

14、.120.130.160.110.140.150.180.130.160.170.20檁 條-0.050.100.070.120.100.15-托 架-0.050.090.090.130.130.160.160.20二、荷載組合為了求出各個桿件的最不利內(nèi)力，必須對作用在屋架上的荷載根據(jù)施工和使用過程可能出現(xiàn)的分布情況進行組合，一般為以下三種情況：1.全跨永久荷載+全跨可變荷載2.全跨永久荷載+半跨可變荷載3.全跨屋架和支撐自重+半跨屋面板重+半跨施工荷載5.5內(nèi)力計算我們可以用數(shù)解法或圖解法或電算法進行內(nèi)力的計算。先求出全跨或半跨單位荷載作用下的桿件內(nèi)力系數(shù)，然后乘以實際的節(jié)點荷載，屋架在上述

15、第一種荷載組合下，屋架的弦桿，豎桿和靠近兩端的斜腹桿，內(nèi)力均達到最大，在第二種荷載組合或第三種荷載組合下，靠近跨中的斜腹桿的內(nèi)力可能達到最大或發(fā)生變號。下面具體介紹圖解法的計算過程(不考慮起拱)： 應用圖解法求得單位荷載作用于全跨及半跨各節(jié)點的各桿內(nèi)力，即內(nèi)力系數(shù)，然后可求出當荷載作用于全跨及半跨各節(jié)點時的桿件內(nèi)力，并求出荷載組合下的桿件內(nèi)力，取其中不利內(nèi)力(正、負最大值)作為設(shè)計屋架的依據(jù)。圖解法求桿力系數(shù)的方法及步驟： 按一定比例尺畫出屋架幾何尺寸的單線圖（不考慮起拱）；計算節(jié)點力及支座反力，并標在相應節(jié)點及支座處；根據(jù)桿件及節(jié)點力、支座反力將整個屋架所在平面分區(qū)，并編號； 取一定的力比例

16、尺，繪制力多邊形；根據(jù)力多邊形及屋架幾何圖判斷桿件的拉、壓。 6屋架桿件的計算長度在理想的鉸接屋架中，桿件在屋架平面內(nèi)的計算長度應是節(jié)點中心的距離，實際上，匯交于節(jié)點處的各桿件是通過節(jié)點板焊接在一起的，因而并非真正的鉸接，節(jié)點具有一定的剛度，桿件兩端均屬彈性嵌固。此外，節(jié)點的轉(zhuǎn)動還受到匯交于節(jié)點的拉桿的約束。這些拉桿的線剛度愈大，約束作用也愈大。壓桿在節(jié)點處的嵌固程度愈大，其計算長度就愈小。根據(jù)這個道理，便可視節(jié)點的嵌固程度來確定各桿的計算長度。一、平面內(nèi)計算長度：弦桿，支座斜桿和支座豎桿因本身截面較大，其他桿件在節(jié)點處對它的約束作用很小，同時考慮到這些桿件在屋架中是主要桿件,故其計算長度取等

17、于節(jié)點間的距離，即，其他腹桿，與上弦相連的一端拉桿少，嵌固程度小，另一端與下弦相連，拉桿多，嵌固程度較大，其計算長度取。二、平面外計算長度：弦桿在屋架平面外的計算長度等于側(cè)向支承節(jié)點之間的距離，。上弦桿在有檁屋蓋中，若檁條與橫向水平支撐的交叉點用節(jié)點板連牢時則取等于檁條之間的距離，若檁條與支撐的交叉點不連接時，則取支撐節(jié)點的距離。在無檁屋蓋中，大型屋面板在三個角點與屋架上弦焊接，起一定支撐作用，可取等于兩塊屋面板的寬度。屋架下弦的平面外計算長度等于側(cè)向支承點間的距離，即縱向水平支撐節(jié)點與系桿或系桿與系桿之間的距離。腹桿在平面外的計算長度等于桿端節(jié)點間距，即。當屋架上弦側(cè)向支承點間的距離l1為節(jié)

18、間長度的二倍，且兩節(jié)間的軸心壓力不相等，一個節(jié)間作用著較大的壓力N1，另一個節(jié)間作用著較小壓力或拉力N2時，壓桿的臨界力要比兩端作用著較大的軸壓力N1時要高。計算這種壓桿在屋架平面外的穩(wěn)定時，桿件軸力仍取用較大的軸力N1，為了考慮上述有利因素，計算長度應按下式計算（但不應小于）。計算時壓力取正號，拉力取負號。三、斜平面計算長度單面連接的單角鋼桿件或雙角鋼組成的十字形截面桿件，因截面的主軸均不在屋架平面內(nèi)，桿件可能向著最小剛度的斜向屈曲，此時，桿件兩端的節(jié)點對其兩個方向均有一定嵌固作用，這類腹桿的計算長度。表5-2 屋架桿件的計算長度項次彎曲方向弦桿腹桿支座斜桿和支座豎桿其他腹桿1在屋架平面內(nèi)2

19、在屋架平面外3斜平面注：構(gòu)件的幾何長度(節(jié)點中心間距離)；屋架弦桿側(cè)向支撐點之間的距離。斜平面系指與屋架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在屋架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。無節(jié)點板的腹桿計算長度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長度（鋼管結(jié)構(gòu)除外）。 表5-2中的腹桿計算長度是指單系腹桿。若是交叉腹桿，在屋架平面內(nèi)的計算長度，無論是拉桿還是壓桿均取節(jié)點中心到交叉點之間的距離，即；在屋架平面外的計算長度按下列規(guī)定采用：（a）對于壓桿，當相交的另一桿受拉，且兩桿在交叉點處均不中斷，；當相交的另一桿受拉，兩桿中有一桿在交叉點處中斷，并以節(jié)點板搭接時，；其他情況，。（b）對于拉桿。指節(jié)點中

20、心間距離（交叉點不作為節(jié)點考慮）。7桿件截面設(shè)計一、 截面形式：選擇屋架桿件截面形式時，應考慮構(gòu)造簡單、施工方便，且取材容易、易于連接，盡可能增大屋架的側(cè)向剛度。對軸心受力桿件宜使各桿件在兩個主軸方向的長細比相接近，即。普通鋼屋架的桿件通常采用兩個角鋼組成的T形截面或十字形截面。1、屋架上弦，宜采用由兩個不等肢角鋼短肢相并的T形截面。如果上弦桿有節(jié)間荷載作用，為了增強屋架平面內(nèi)的抗彎剛度宜采用由兩個等肢角鋼組成的T形截面或兩個不等肢角鋼長肢相并的T形截面。2、屋架的端斜稈，應采用兩個不等肢角鋼長肢相并的T形截面或兩個等肢角鋼組成的T形截面。3、其他腹桿，應采用兩個等肢角鋼組成的T形截面，連接豎

21、向支撐的豎腹桿為了傳力時不產(chǎn)生偏心，便于與支撐連接，以及吊裝時屋架兩端可以互換，宜采用兩個等肢角鋼組成的十字形截面。對于受力很小的腹桿，也可用單角鋼截面，角鋼最小不能小于454或56364 。4、屋架下弦受拉，所選截面除滿足強度和容許長細比外，應盡可能增大屋架平面外的剛度，以利于運輸和吊裝。因此下弦桿常采用兩個不等肢角鋼短肢相并的T形截面。 二、填板為了使兩個角鋼組成的截面能夠整體工作，應在角鋼相并肢之間每隔一定間距，焊上一塊填板，填板寬度由構(gòu)造要求決定，一般取60100mm，長度c對于T形截面應伸出角鋼肢邊各1020mm；對于十字形截面則應縮進角鋼肢邊1020mm。填板間距在受壓桿件中不大于

22、40,在受拉桿件中不大于80。對于T形截面，為一個角鋼平行于填板的形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；對于十字形截面，則取一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。在受壓桿件的兩個側(cè)向支承點之間填板數(shù)不得少于兩個。三、屋架桿件截面選擇1、選擇截面時應考慮下列的原則；(1)、應選用肢寬而壁薄的角鋼，但最薄不能小于5mm；(2)、為了便于訂貨和制造，相近的角鋼應盡量統(tǒng)一，同一屋架所采用的角鋼型號一般不超過67種；(3)、屋架弦桿一般采用等截面，但當跨度大寸30m時，弦桿可根據(jù)內(nèi)力的變化改變截面，通常厚度不變而縮小肢寬，以利于拼接節(jié)點的構(gòu)造處理。(4)、普通鋼屋架的角鋼不得小于454或56364（對焊接結(jié)構(gòu)）。直接與支撐或系桿相連的角

23、鋼最小肢寬應根據(jù)連接螺栓的直徑而定：16、18、20mm時，角鋼最小肢寬分別為63、70、75mm。2、軸心拉桿：按強度確定桿件所需要的截面面積： 式中：桿件的計算軸心力。 一一鋼材的抗拉沒計強度。當計算單角鋼單面連接的強度和連接時應乘以折減系數(shù)0.85。根據(jù)An從角鋼規(guī)格表中選出合適的角鋼。3、 軸心壓桿：按穩(wěn)定條件計箅所需要毛截面面積： 式中：軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)。由于A 、 都是未知數(shù)，因此不能直接計算所需要的截面，而應采用試算法選擇截面，通常先假定長細比入(一般弦桿取80100，腹桿取100120)，查出相應的 代入上式。計算截面A，同時算出回轉(zhuǎn)半徑、，從角鋼規(guī)格表中選擇角鋼，再進行

24、驗算 ，這樣反復一、二次，即可得到合適的角鋼。 4、壓彎桿件：當上弦有節(jié)間荷載，應根據(jù)軸心壓力和局部彎矩按壓彎桿件進行計算。初選截面后按下列公式驗算：(1)、在彎矩計算平面內(nèi)的穩(wěn)定計算： (2)、在彎矩計算平面外的穩(wěn)定計算： (3)、強度計算： 5、對鋼屋架的壓桿和拉桿的長細比規(guī)定了不同的限值。對于壓桿 =150； 承受靜荷載或設(shè)有輕、中級工作制吊車廠房的間接承受動荷載的拉桿， =350；對于設(shè)有重級工作制吊車廠房的間接承受動荷載的拉桿及直接承受動荷載的拉桿 =250。8節(jié)點設(shè)計一、節(jié)點設(shè)計的一般原則：1.屋架是通過各節(jié)點板把匯交于各節(jié)點的桿件連接在一起，各桿件的內(nèi)力通過節(jié)點板上的角焊縫互相平

25、衡。節(jié)點板內(nèi)的應力分布比較復雜，節(jié)點板的厚度通常不作計算，一般情況下可根據(jù)腹桿(梯形屋架)或弦桿(三角形屋架)的最大內(nèi)力按表選用。 節(jié)點板厚度選用表 節(jié)點板鋼號Q235梯形屋架腹桿或三角形屋架弦桿最大內(nèi)力1601613003015005017007019509511200Q345240241360351570570780781105010511300中間節(jié)點板厚度（mm）6810121416支座節(jié)點板厚度（mm）810121416182.為了避免桿件偏心受力，各桿件的重心線應與屋架的軸線重合，但考慮制造上的方便，通常把角鋼肢背到屋架軸線的距離調(diào)整為5mm的倍數(shù)。在上弦，為了便于擱置屋面構(gòu)件，應

26、使肢背齊平，并取兩角鋼重心線之間的中線作為弦桿軸線，如軸線變動不超過較大弦桿截面高度的5時，可不考慮其影響。3.為了避免焊縫過于密集導致節(jié)點板材質(zhì)變脆，節(jié)點板上各板件端緣之間須留1520mm的空隙。節(jié)點板一般伸出弦桿角鋼肢背1015mm，以便施焊，在屋架上弦，為了支承屋面構(gòu)件，可將節(jié)點板縮進弦桿背510mm，并用塞縫連接。4.鋼端部的切斷面宜垂直于桿件軸線。5.節(jié)點板。節(jié)點板的形狀應力求簡單而規(guī)則，至少有兩邊平行，如矩形、平行四邊形和直角梯形等，以便切割鋼板時能充分利用材料和減少切割次數(shù)。節(jié)點板不應有凹角，以免產(chǎn)生嚴重的應力集中現(xiàn)象。此外，確定節(jié)點板外形時，應注意使其受力情況良好，節(jié)點板邊線對

27、桿件邊線間的擴散角宜1:41:3（約1520），強度用足的桿件宜1:2（約25），還應考慮使連接焊縫中心受力。 二、節(jié)點的計算和構(gòu)造節(jié)點設(shè)計時，根據(jù)腹桿截面和內(nèi)力確定連接焊縫的焊腳尺寸和長度，然后再根據(jù)焊縫的長度和施工的誤差確定節(jié)點板的形狀和尺寸。1.下弦的一般節(jié)點(圖8.34)：這類節(jié)點的設(shè)計步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計算腹桿與節(jié)點板連接焊縫的尺寸，即和，然后根據(jù)的大小按比例繪出節(jié)點板的形狀和大小，最后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫。腹桿與節(jié)點板的連接焊縫計算：肢背：； 肢尖：； 弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，由于弦桿在節(jié)點板處是連續(xù)的，它僅將下弦相鄰節(jié)間的內(nèi)力差（、分別為相鄰節(jié)間桿件的內(nèi)力）傳遞給節(jié)

28、點板，其焊腳尺寸為：肢背： 肢尖： 、為角鋼肢背和肢尖焊縫分配系數(shù)。通常弦桿與節(jié)點板連接焊縫所需要的焊腳尺寸很小，一般由構(gòu)造確定。2.上弦一般節(jié)點(圖8.35)：腹桿與節(jié)點板的連接焊縫計算同上弦節(jié)點。屋架上弦節(jié)點受有屋面?zhèn)鱽淼募泻奢dP的作用，所以在計算上弦與節(jié)點板的連接焊縫時，應考慮節(jié)點荷載P與上弦桿相鄰的內(nèi)力差的作用。上弦節(jié)點因需要擱置屋面板或檁條，常將節(jié)點板縮進角鋼肢背而采用塞焊縫(圖8.35)。塞焊縫近似地按兩條焊腳尺寸( 為節(jié)點板厚度)的角焊縫來計算，節(jié)點板縮進角鋼背的距離不少于（）mm，但不大于。計算時假定集中荷載與上弦桿垂直，略去上弦桿坡度的影響。這樣在的作用下，角鋼肢背與節(jié)點板

29、角焊所受剪應力為： 這里是角鋼肢背的分配系數(shù)。在P的作用下，上弦桿與節(jié)點板連接的四條焊縫平均受力。若焊腳的尺寸相同，則應力為： ) 肢背焊縫受力最大，其合應力應按下式進行驗算： 考慮到角鋼背與節(jié)點板的塞焊縫質(zhì)量不易保證，常假設(shè)塞焊只承受P的作用。由于P力一般不大，縫可按構(gòu)造滿焊不必計算。角鋼肢尖與節(jié)點板的連接焊縫承受及其產(chǎn)生的偏心力矩 (為角鋼肢尖至弦桿軸線的距離)。肢尖焊縫強度按下式進行計算： ， 3.弦桿拼接節(jié)點 弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種，因角鋼長度不夠而接長的工廠拼接接頭，常設(shè)于內(nèi)力較小的節(jié)間內(nèi)；工地拼接是由于運輸條件的限制，屋架分成兩個或兩個以上的運輸單元而設(shè)的工地安裝接頭

30、。這里敘述的是工地拼按接頭。工地拼接通常設(shè)在節(jié)點處(圖8.36)。雙角鋼弦桿采用拼接角鋼拼接，拼接角鋼宜采用與弦桿相同的規(guī)格熱彎成形，以保證弦桿在拼接處保持原有的強度和剛度。為了使拼接角鋼能貼緊被連接的弦桿和便于施焊，應將拼接角鋼的棱角削去并將豎肢切去5mm，這里是拼接角鋼的肢度，是角焊縫的焊腳尺寸。當角鋼肢寬在130mm以上時，應將拼接角鋼肢斜切，使傳力均勻。為了便于工地拼裝，拼接節(jié)點要設(shè)立安裝螺拴。拼接角鋼與弦桿的連接焊縫通常按被連接弦桿的最大內(nèi)力計算，并平均地分配給兩個拼接角鋼肢的四條焊縫，每條焊縫的計算長度： 拼接角鋼的長度L=2(+mm)+b，這里b是兩弦桿端間的空隙，一般取b=10

31、20mm，屋脊拼接節(jié)點如屋面坡度較大，可取b=50mm。下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，以下弦與節(jié)點板的連接焊縫按下弦較大內(nèi)力的15和兩側(cè)下弦的內(nèi)力差兩者中的較大者進行計算。這樣，下弦桿肢背與節(jié)點板的連接焊縫長度計算如下： 對于上弦屋脊處弦桿與節(jié)點板的連接焊縫承受接頭兩側(cè)弦桿的豎向分力與節(jié)點荷載P的合力，兩側(cè)連接焊縫共八條，每條焊縫長度按下式進行計算：4.支座節(jié)點 簡支屋架的支座節(jié)點，由節(jié)點板、加勁肋、支座底板和錨栓等部分組成。它的設(shè)計和軸心受壓柱腳相似。加勁肋的作用是加強底板的剛度，提高節(jié)點板的側(cè)向剛度，加勁肋高度與節(jié)點板相同，厚度等于或略小于節(jié)點板的厚度，加勁肋厚度的中線應與各桿件合力線重合。為

32、便于節(jié)點焊縫的施焊，下弦角鋼底面和支座底板之間的距離一般不小于下弦角鋼水平肢的寬度，也不應小于130mm。角鋼邊緣與加勁板中線距離不宜小于50mm。錨栓預埋于柱中，其直徑一般取1824mm；為便于屋架安裝就位和調(diào)置位置，底板上的錨栓孔直徑應為錨栓直徑的22.5倍，通常采用4060mm。 屋架安裝完畢后，在錨栓上套上墊圈，并與底板焊牢以固定屋架，墊圈的孔徑比錨栓直徑大12mm。支座底板需要的凈面積按下式計算： 式中 屋架的支座反力； 混凝土的抗壓設(shè)計強度設(shè)計值。混凝土局部承壓時的提高系數(shù)，見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）；錨栓孔的面積。通常按計算需要的底板面積較小，底板的平面尺寸

33、主要根據(jù)構(gòu)造要求確定，且短邊b不宜小于200mm。 底板的厚度按均布荷載下板的抗彎強度計算。 式中 是兩鄰邊支承板單位板寬的最大彎矩，； 底板單位面積的壓力，兩相鄰支承邊的對角線長度； 系數(shù)，按查表5-5； 支承邊的交點至對角線的垂直距離。 三邊支承及兩鄰邊支承的矩形板的彎矩系數(shù)值0.30.40.50.60.70.80.91.00.0270.0440.0600.0750.0870.0970.1050.112為了使柱頂壓力分布較為均勻，底板厚度不宜太薄，一般16mm。加勁肋的計算：加勁肋與節(jié)點板間的連接焊縫可近似地按傳遞支座反力四分之一計算，并考慮焊縫偏心受力。每塊加勁肋的兩條焊縫承受的內(nèi)力為：

34、及，加勁肋與節(jié)點板間的連接焊縫按下式計算：屋架支座節(jié)點板和垂直加勁肋與支座底板連接的水平焊縫按均勻傳遞支座反力計算，焊縫強度按下式計算：實際的焊縫計算長度為這里為節(jié)點板厚度，c為加勁肋切角寬度。此外還應按懸臂板驗算加勁肋的強度。9屋架施工詳圖構(gòu)件的施工詳圖是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最后成果之一，是施工的主要依據(jù)，圖中應包括預定鋼材、制造和安裝等工序所需的一切尺寸和資料。各種構(gòu)件的施工詳圖與結(jié)構(gòu)安裝圖等共同組成整個鋼結(jié)構(gòu)的施工圖。鋼屋架的施工詳圖中應包括下列內(nèi)容：1屋架桿件的軸線長度及起拱，桿件的內(nèi)力設(shè)計值。通常在圖紙左上角以單線繪制一屋架簡圖。左半圖上標出起拱后的桿件節(jié)點間的幾何長度(mm)，右半圖上標出桿

35、件的內(nèi)力設(shè)計值。當屋架跨度較大時，在自重及外荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度，影響結(jié)構(gòu)的使用和有損建筑物的外觀，因此當跨度24m的梯形屋架和跨度15m的三角形屋架，在制作時需要起拱，起拱值約l500跨度。起拱值應在屋架簡圖上標出來，在屋架詳圖上不必表示。2繪制屋架的正面圖（主視圖），上下弦桿的俯視圖，左右端視圖及必要的剖面圖和特殊的零件圖。這是屋架施工詳圖的主體。屋架對稱時可只畫左半屋架，但需表明其與右半屋架的拼接方式。為了不使圖紙?zhí)蠖帜鼙砻鞴?jié)點各個細部，主視圖通常采用兩種比例尺繪制，桿件軸線一般用120130的比例尺，桿件截面和節(jié)點尺寸采用110115的比例尺。3尺寸標注。標注尺寸要全部注明各桿件和板件的定位尺寸和孔洞位置等。定位尺寸主要指桿件軸線至角鋼背的距離(以5mm為模數(shù))，節(jié)點中心至桿件近端的距離，節(jié)點中心至節(jié)點板上、下和左、右邊緣的距離，板件和角鋼的切角、切肢，削棱，栓孔直徑和焊縫尺寸等要詳細表示。拼接節(jié)點的焊縫要分清工廠焊縫和工地焊縫。有支撐連接的屋架和無支撐連接的屋架可用一張施工圖表，但在圖上應標明哪種編號的屋架有連接支撐的螺栓孔。4編制材料表。對所有零件應進行詳細編號，編號應按零件的主次、上下，左右一定順序逐一進行。完全相同的零件用同一編號，當兩個形狀，尺寸相同只是栓孔位置成鏡面對稱時，可