12m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书

轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
设计人：覃树方
指导老师：付建科老师
一设计资料及选择屋架形式与材料
设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构。

单跨屋架总长度为36m，柱距4m，跨度为12m；屋面材料为波形石棉瓦，规格：1820×725×8。

其它主要参数：坡度，i=1：2.5，恒载，0.9kN/㎡，活（雪）载，0.3 kN/㎡。

屋架支撑在钢筋混泥土柱顶，混泥土标号为C20，柱顶标高6m。

钢材标号：Q235-B.F。

其设计强度为f=215kN/㎡.焊条采用E43型，手工焊接。

载荷分布系数取γG=1.2,γQ=1.4。

二屋架形式及几何尺寸
根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式十二节间三角形屋架。

屋面坡度为i=1/2.5,屋面倾角α=arctg（1/2.5）=21.8°
sinα=0.3714，cosα=0.9285
屋架计算跨度： l
=l－2×150＝12000－300=11700mm
/5=2340mm
屋架跨中高度：h= l
/(2 cosα)≈6300mm
上弦长度：L= l
节间长度：a=L/4 =6300/4=1575mm
节间水平段投影尺寸长度：a’=acosα=1575×0.9285≈1462mm
根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示
三 屋盖支撑布置
（一）屋架的支撑，如图2
1.在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面支撑；
2.因为屋架的跨度大于18m ，固设置两道垂直支撑【1】，位于屋架的长压杆D-2和D ’-2’。

3.因其为有檩屋架，在屋架的下弦节点2和2’各设置一道长柔性系杆，以与垂直支撑相协调。

【1】
（二）屋面檩条及其支撑 1.檩条
波形石棉瓦长1820mm ，要求搭接长度≥150mm ，且每张至少需要三个支承点，
因此檩条最大间距： ，半跨屋面所需檩条数：
根
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数 =10根，以便于布置。

则檩条间距：
小于最大檩条间距 可满足要求 1）内力计算 檩条的线载荷
()m kN p k /840.0700.03.09.0=⨯+=
()m kN p /05.1700.04.13.02.19.0=⨯⨯+⨯=
mm
a p 7001
101575
4=-⨯=mm a p 83513150
1820max =--=5.7835
1575
4=⨯=p n
x p = psin α=1.05×0.3714≈0.39 kN/m y p = pcos α=1.05×0.9285≈0.97 kN/m
弯矩设计值
由于檩条跨距等于4m ，可不设拉条【1】 檩条在刚度最大平面内的跨中弯矩 M x =q y l 2/8=0.97×42/8=1.94kN ·m 檩条在刚度最小平面内的跨中弯矩 M y =q x l 2/8=0.39×42/8=0.78 kN ·m 2）截面选择及强度计算
选用轻型槽钢［8，查表可得W x =25.3cm 3
，W y =5.79 cm 3
，I x =101.3cm 4。

计算截面无孔洞削减，屋面能阻止檩条失稳和扭转，截面塑性发展系数γx =1.05，γy =1.20，截面最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘肢尖处：
σ= kN/m 2 <215 kN/m 2=[σ] 故能满足要求。

3）刚度验算
沿y 轴载荷标准值p ky =q k cos α=0.840×0.9285=0.78kN/m ；
计算挠度v y =5p ky l 4/384EI x =12.46mm ＜4000/150=26.67mm ，故能满足刚度要求
四 屋架的内力计算
（一）杆件的轴力
载荷计算：屋面水平投影面上的载荷设计值：
q = 1.2×0.9+1.4×0.3 =1.5kN/㎡
为求杆件轴力，把载荷转化为匀节点荷载：p=qa ’s=1.5×1.462×4=8.77kN 。

由于屋架及荷载的对称性，只需计算半个屋架的杆件轴力。

根据《建筑钢结构静力计算手册》查得八节间芬克式屋架内力系数和计算出内力如表1和图3.
1.1858
.52.11000
78.03.2505.1100094.1=⨯⨯+⨯⨯=+y y y x x x W r M W r M
表1
(二)上弦杆的弯矩
令M 0为视上弦节间杆段为简支梁时的最大弯矩。

则实际上弦杆端节间最大正弯矩：M 1=0.8 M 0，其它节间最大正弯矩和节点负弯矩为M 2=±0.6 M 0。

上弦杆节间集中载荷
P ’=qas/3=1.5×4×1.462/3=2.92kN M 0=P ’a ’/3=2.92×1.462/3=1.42 kN ·m 端节间最大正弯矩
M 1=0.8 M 0=0.8×1.42=1.136 kN ·m M 2=±0.6 M 0=±0.6×1.42=±0.852 kN ·m
五 屋架截面设计
在设计杆件截面前，必须首先确定所选节点板的厚度。

在三角形屋架中，节点板厚度与弦杆的最大内力有关。

根据弦杆最大内力N max =82.61，查焊接屋架节点板厚度选用表【设计手册】可选择支座节点板厚8mm ，其它节点板厚6mm 。

（一）上弦杆
整个上弦杆采用等截面通长杆，以避免采用不同截面时的杆件拼接。

弯矩作用平面内的计算长度 l 0x =157.5cm 侧向无支撑长度 l 1=2×157.5=315 cm
首先，试选上弦截面为2L 70×6，其主要参数查表有：
A=16.32cm 2，r=8mm ，i x =2.15cm ，i y =3.18cm ，W xmax =38.78cm 3，W xmin =14.95cm 3. 截面塑性发展系数γx1=1.05， γx2=1.20
1.刚度验算
验算条件215f x
=≤+n x x n W M A N γkN/mm
2
取A-B 段上弦杆（最大内力杆段）验算：
轴心压力 N=82.61kN
最大正弯矩（节间） M x = M 1=1.136 kN ·m
最大负弯矩（节点） M x = M 2=0.852 kN ·m 正弯矩截面
f 5.7878.3805.11136163282610max 11x ＜γγ=⨯+=+=+x x n x x n W M A N W M A N 负弯矩截面
f 9895.1420.1852163282610min 22x ＜γγ=⨯+=+=+x x n x x n W M A N W M A N 故上弦杆强度满足要求。

2.弯矩作用平面内的稳定性计算 应按下面规定计算: （1）对角钢水平肢1
2x 1mx
x 215kN/mm f ）8
01=≤+Ex
x x
N N .-W M A
N （γβ
φ
（2）对角钢竖直肢
2x 2mx
215kN/mm f ）25
.11=≤+Ex
x x
N N -W M A
N （γβ
因考虑杆段相当于两端支承的构件，杆上同时作用有端弯矩和横向载荷并使构件
产生反向曲率的情况，故按规范取：
等效弯矩系数 βmx =0.85
[]1505.7315
.25
.157i l x x 0x ====λ＜λ
属于b 类截面，查表有φx =0.729 欧拉临界应力
N EA N Ex k 6.613105.731032.161020632
2
322x 2=⨯⨯⨯⨯⨯==-πλπ 杆段A-B 轴心压力 N=82.61kN
1346.06
.61361
.82==Ex N N
用最大正弯矩进行验算：
M x =M 1=1.136kN ·m ，
W 1x =W xmax =38.78cm 3，W 2x = W xmin =14.95 cm 3
2
236
23x 1mx
x 215kN/mm f mm /k 26.101)
1346.08.01(1078.3805.110136.185.01032.16729.01061.82）8
01=≤≈⨯⨯⨯⨯⨯+
⨯⨯⨯=+N N N .-W M A
N Ex
x x
－（γβ
φ 2
236
23x 2mx
215kN/mm f mm /k 09.1281346.025.111095.142.110136.185.01032.161061.82）25
.11=≤≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+N N N -W M A
N Ex
x x
）
－（（γβ
用最大负弯矩进行验算：
M x =M 2=0.852kN ·m ，
γx =γx2=1.20 W 1x =W xmin =14.95cm 3，
2
23
6
23x 1mx
x 215kN/mm f mm /k 68.114)
1346.08.01(1095.1420.110852.085.01032.16729.01061.82）8
01=≤≈⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+N N N .-W M A
N Ex
x x
－（γβ
φ 则可知平面内长细比和稳定性能满足要求。

3 弯矩作用平面外的稳定性验算
条件
2x
1b tx y 215kN/mm f =≤+W M A N x
φβφ，
因侧向无支撑长度l 1为3150mm ，故应验算上弦杆A-B-C 段在弯矩作用下面外的稳定性。

等效弯矩系数 βtx =βmx =0.85
轴心压力 N 1=82.61kN N 2=79.37kN 计算长度
l 0y =l 1（0.75+0.25
12N N ）=315(0.75+0.2537
.7961.82⨯)=318.21cm λ0y =
[]1501.10018
.321
.3180===λ＜y y i l 属于b 类截面，查表得，φy =0.555
用最大正弯矩进行验算。

M x =M 1=1.136kN ·m ， W 1x =W xmax =38.78cm 3
对弯矩使角钢水平肢受压的双角T 形截面，查相关规范得整体稳定系数φb
可下式进行计算：
Φb =1-0.0017λy
235
y
f =1-0.0017×100.1×1=0.829 得
2
36
23x
1b tx y 215kN/mm f mm /k 25.1211078.38829.010136.185.01032.16555.01061.82=≤=⨯⨯⨯⨯+
⨯⨯⨯=+
N W M A N x
φβφ 用最大负弯矩进行验算：
M x =M 2=0.852kN ·m ， W 1x =W xmin =14.95cm 3
对弯矩使角钢水平肢受压的双角T 形截面，查相关规范得整体稳定系数 φb =1.0。

得
2
3
6
23x
1b tx y 215kN/mm f mm /k 8.1551095.14110136.185.01032.16555.01061.82=≤=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+
N W M A N x
φβφ 平面外长细比和稳定性均满足要求。

4.局部稳定验算
条件：
翼缘自由外伸宽厚比 15235
15,=≤y f t b
腹板高厚比h 0/t w 应满足
当α0≤1.0时，
15235150=≤y w f t h 当α0≥1.0时，
18235180=≤y
w f t h 由2L 70×6组成的T 形截面压弯构件：
翼缘153.97
,＜=--=
r
t b t b 满足局部稳定要求，且前面的计算所取γx 分别为1.05和1.20无误。

腹板
153.90＜=--=t
r t b t h w 亦满足要求。

所选上弦杆截面完全满足各项要求，截面适用。

（一）下弦杆（轴心受力杆件）
整个下弦杆不改变截面，采用等截面通长杆。

在下弦节点‘2’处，下弦杆角钢水平肢上开有直径为17.5mm 的安装螺栓孔。

因此，计算下弦杆强度时，必须考虑及此。

此外，选截面时还要求角钢水平肢（开孔肢）的边长≥63mm ，以便开d 0=17.5mm 的孔。

首先按杆段A-1（该截面上无孔）的强度条件和下弦杆的长细比条件选择截面。

杆段A-1的轴心拉力 N=76.74kN 下弦杆的计算长度
l 0x =245.6cm （取下弦杆2-3段的长度） l0y=2×245.6=491.2cm 需要
223
57.310215
1074.76cm f N A n ≈⨯⨯=≥- []cm l i ox x 702.0350
6.245≈=≥
λ []cm l i oy y 404.1350
2.491≈=≥
λ 选用2L 63×4，其截面相关参数为
A=8.12cm 2，r=8mm ，i x =1.96cm ，i y =2.87cm ，W xmax =11.44cm 3，W xmin =3.39cm 3. 截面塑性发展系数γx1=1.05， γx2=1.20. 1.长度验算
杆段A-1：A n =A=8.12 cm 2，
222
3
/215f m m /5.9410
12.81074.76mm N N A N n =≈⨯⨯==＜σ 杆1-2：
2
22
3/215f m m /0.8110
12.81078.65mm N N A N n =≈⨯⨯==＜σ 则下弦杆的强度满足要 求 2.长细比验算
[]3503.12596
.16.245i l x x 0x =≈==λ＜λ
[]3501.17187
.22.491i l y y 0y
=≈==
λ＜λ
下弦杆长细比满足要求，所以所选下弦杆截面适用。

（三）腹板（轴心受力杆件）
1.短压杆B-1,D-6 N=8.16kN
因内力较小、杆件较短，拟采用单角钢截面、通过节点板单面连接。

先按长细比要求试选截面，然后进行验算。

斜平面计算长度
l 0=0.9l=0.9×63=56.7cm 需要
[]
cm
l i 378.0150
7
.560
min ==
≥
λ 选用1L 30×3，A=1.75cm 2，i min =i y0=0.59cm
令 []1501.9659
.07
.56min 0====λλ＜i l
属b 类截面，查表有 φ=0.581
单面连接的角钢构件按轴心受压计算稳定性时的强度设计值折减系数 ηR =0.6+0.0015λ=0.6+0.0015×96.1=0.744 ηR f=0.744×215=160N/mm 2
2
22
3160N/mm f /26.801075.1581.01016.8==⨯⨯⨯=R mm N A N ηφ＜ 故所选截面满足要求。

2.长压杆C-2
N=16.31kN l=126cm 计算长度
l 0x =0.8l=0.8×126=100.8cm
l 0y =l=126cm
垂直支撑连在预先焊于长压杆和弦杆的连接板上，杆件截面无削减。

按稳定性条件试选长压杆截面。

采用等边双角钢组成的T 形截面。

假定长压杆的长细比为λ=150，则查表可得（b 类截面）φ=0.308，
此时 315.0215
)1044.145(7.3106.231502
232
2
20=⨯⨯⨯⨯⨯==f c l N αλφ 合适。

需要
223
46.210215
308.01031.16cm f N A =⨯⨯⨯=≥
-φ cm l i x
x 672.01508
.1000==
≥
λ
cm l i y y 84.0150
1260==≥λ
选用L 45×3，其相关参数为
A=2.66cm 2，i x =1.39cm ，i y =0.90cm 验算
[]1505.7239
.18
.100i l x x 0x ====λ＜λ
[]15014090
.0126i l y y 0y
====
λ＜λ 由λ
max
=λx =132.6查得φ=0.376
2223
215N/mm f /7.15110
86.2376.01031.16==⨯⨯⨯=＜mm N A N φ 故所选截面适用。

3.拉杆C-1,C-6
N=10.96kN l=169.7cm
拟采用单面连接的单角钢截面（截面无削弱） 计算长度
l 0=0.9l=0.9×169.7=152.73cm 需要
223
60.010215
85.01096.1085.0cm f N A =⨯⨯⨯=≥
- []
cm l i 436.0350
73
.1520
min ==
≥
λ 式中的0.85是单面连接的单角钢构件按轴心受力计算强度时的强度设计值折减系数。

选用1L 25×3，A=1.43 cm 2＞0.60cm 2，i min =i y0=0.49 cm 2＞0.436cm 2
故所选截面满足要求。

4.拉杆E-6-2
N=32.89kN l=169.7cm 计算长度
l 0x = l=169.7cm l 0y =2×169.7=339.4cm 需要
223
53.110215
1089.32cm f N A =⨯⨯=≥-
cm l i x
x 485.03507
.1690==
≥
λ
cm l i y y 97.0350
4.3390==≥λ
选用L 30×3，A=3.5cm 2＞1.53cm 2，i x =0.91cm ＞0.485cm ， i y =1.47cm ＞0.97cm 可满足使用要求。

6.中央吊杆E-3
N=0，l=234.0cm
因吊杆不连垂直支撑，故按拉杆的长细比条件选择截面。

采用单面连接的单角钢截面
l 0=0.9l=0.9×234.0=210.6cm 需要
[]
cm l i 602.0350
6
.2100
min ==
≥
λ 选用2L 36×3，A=2.11cm 2，i min =i y0=0.71 cm ＞0.602cm ，可满足要求。

六 屋架节点设计
角焊缝强度设计值（E43型焊条）2/160mm N f w f =。

屋架各杆件轴线至杆件角钢背部的距离一般取5mm 的倍数，则根据各角钢的参数可得杆件轴线至杆件角钢背部的距离表
杆件轴线至杆件角钢背部的距离表
f i
（l i =l w +10mm ）按下面表采用，表中焊脚尺寸h fi 按构造要求确定，所需焊缝长度
l wi 按下列公式算得：
双角钢T 行截面杆件
{}mm h f h N
k l f w
f
f i wi 40,8max 7.02≥⨯⨯=
单面角钢
()
{}mm h f h N
k l f w
f fi i wi 40,8max 85.07.0≥=
式中
k i 角钢背部角焊缝的轴力分配系数，等边角钢k 1=0.7，k 2=0.3；对短边相连的不等边角钢，k 1=0.75，k 2=0.25.
0.85 单面连接角钢角焊缝强度设计值的折减系数。

（一）支座点A
1.下弦杆与节点板间连接焊缝的计算
N=76.74kN ，下弦杆为短边相连的等边角钢，则轴力分配系数为k 1=0.7,k 2=0.3
取角钢背部焊脚尺寸h f1=5mm ，脚趾部焊脚尺寸h f2=4mm ，按焊缝连接强度要求得
背部
mm f h N k l w f f w 8.4716057.021074.767.07.023
211=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥
趾部
mm f h N k l w
f
f w 7.2516047.021074.763.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥ 实际焊缝长度取角钢背部l 1=65mm ，l 2=35mm 。

2.按以下方法、步骤和要求画节点大样，并确定节点板的尺寸
（1）严格按几何关系画出汇交于节点A 的各杆件轴线，轴线至杆件角钢背部的距离按上表取。

（2）下弦杆与支座之间的静距离取180mm ，满足大于130mm 要求。

（3）按构造要求预定底板平面尺寸为a ×b=300mm ×280mm 。

（4）节点板上部缩进上弦杆角钢背面
mm mm t 522
1
=+，t 1=6mm 为节点板厚度，取上下弦杆之间的轮廓线距离为25mm ，则根据下弦杆与节点板之间的距离可画出图
3.上弦杆与节点板之间的连接焊缝的计算
N=82.61kN ，kN p
p 39.42
1==（节点载荷）
节点板与角钢背部采用塞焊缝连接（取cm t h f 32
1
1==
），设节点仅承受节点载荷p 1，因为p 1很小，故焊缝强度不必验算，能满足要求。

令角钢趾部角焊缝承受全部轴心力N 和偏心弯矩M 的共同作用，其中
M=N(70-20)×10-3
=82.61×50×10-3
=4.13kN ·m
取趾部焊缝尺寸h f2=6cm ，由节点图可测得焊缝实际长度为l 2=600cm(全长焊满时)，其计算长度
l w2=l 2-2h f2=600-12=588mm ＞60h f2=360cm 取最大l w2= 60h f2=360cm 计算
2
2
6222/8.2236067.021013.467.026mm N l h M w f =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=σ 23
22/3.27360
67.021061.827.02mm N l h N w f =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=τ
2w f 222
22
/160f mm /1.333.2722.18.22mm N N f f f ==+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛＜τβσ 故焊缝强度能满足要求
4.底板计算
支座反力 R=82.61×sin α+4.39=35.06kN C20混泥土 f c =10N/mm 2 锚栓直径采用φ20，底板上留矩形带半圆形孔；锚栓套板采用-80×12×80，孔径φ21.5，如图 （1） 底板面积A
底板与钢筋混泥土之间的接触面积
A n =30×28-2（4×2+π×22/2）=811.44cm 2 接触面上的压应力
2
c 22
3mm /10f /43.010
44.8111006.35N mm N A R q n ==⨯⨯==＜ 可满足混泥土轴心抗压强度要求，预定底板尺寸300×280适用。

（2） 底板厚度t
底板被节点板和加劲肋划分成四块相同的相邻支承的小板，板中最大弯矩（取单位板宽计算）
M=()211a q ⨯β 式中（参阅图）
斜边 cm a 7.1922.12821302
2
1=⎪⎭⎫
⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
斜边之上的高 cm b 8.97
.1922.12821301=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
5.07
.198.911==a b 查表得β=0.060 有M=0.060×（0.43 ×1）（19.7×10）2=1000.3N ·m 按底板抗弯强度条件，需底板厚度
mm f M t 3.5215
3
.100066=⨯=≥
采用t=12mm
底板选用-300×12×280
5.节点板、加劲肋与底板间水平焊缝的计算
因为板为正方形，故节点板和加劲肋与底板的连接焊缝各承担支座反力的50%。

（1） 节点板与底板间的水平连接焊缝
承受轴心力 N=R/2=35.06/2=17.53kN
焊缝计算长度()540102802=-=∑w l mm 需
()()
mm f l N
h w
f f w f 24.016022.15407.01053.177.03
=⨯⨯⨯=≥∑β 构造要求mm t h f 19.5125.15.1==≥采用h f =6mm 能满足要求 （2） 加劲肋与底板间的水平焊缝
承受轴心力 N=R/2=35.06/2=17.53kN
焊缝计算长度()28010804=-=∑w l mm 需
()()
mm f l N
h w f f w f 46.016022.12807.01053.177.03
=⨯⨯⨯=≥∑β
按构造要求mm t h f 19.5125.15.1==≥采用h f =6mm 能满足要求。

6.加劲肋与节点板竖向连接焊缝计算
加劲肋厚度采用6mm ，与中间节点板等厚。

每块加劲肋与节点板竖向连接焊缝受力：
kN R V 765.853.172
1
221=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=
m kN b V
M ∙=⨯⨯=≈-61.0104
280765.843 焊缝计算长度()124108549=-+=∑w l mm 需
()
mm
V l M f l l V l M f h f w w
f w w f w w
f f 79.01040.722.1124/1052.061601247.021
/67.021
7.027.02612
32
6222
2
2=⨯+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=
+⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=
⎪
⎪⎭⎫
⎝
⎛⨯+⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛⨯≥
ββ
构造要求mm t h f 7.365.15.1==≥可采用h f =4mm 能满足要求 （二）上弦杆一般节点B 、E 、C 、F 、D
1.按以下方法、步骤绘制节点详图：
（1）严格按几何关系画出汇交于节点b 的各杆件轴线。

（2）节点板缩进上弦杆背面6mm ，取上弦杆和短压杆的轮廓间距为15mm ，
和根据短压杆与节点板间的连接焊缝尺寸，确定节点板的尺寸。

（3）标注节点板详图和各种尺寸。

2.上弦杆与节点板连接焊缝的计算
N 1=82.61kN ，N 2=79.37kN,P=8.77 kN
节点载荷P 假定全部由上弦杆角钢背部塞焊缝承受，取焊脚尺寸h f1=t 2/2=6/2=3mm(t 2为节点板厚度)，因P 值很小，焊缝强度不必计算。

上弦杆角钢趾部角焊缝假定承受节点两侧弦杆内力查21N N N -=∇ 及其偏心弯矩M 的共同作用，其中
kN N N N 24.337.7961.8221=-=-=∇
()
()m kN z N M ∙=⨯-⨯=⨯-∇=--20.010208024.3108033'
由图测得实际焊缝长度为l 2=150mm ，计算长度为l w2=150-10=140mm
()()mm
N l M f l h f w w
f w f 40.01043.1022.1140/1020.061601407.021
/67.021
232
622
222=⨯+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=
∇+⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯≥
β 构造要求mm t h f 6.365.15.1max 2==≥，可采用h f2=4mm ，能满足要求。

其它上弦杆一般节点（节点C 、D 、E 和F ）的设计方法步骤等与节点B 相同，
见节点图示。

因节点E 和节点B 的几何关系、受力情况完全相同，故节点详图也完全相同。

节点C 和F 也相同。

（三）屋脊拼接点G
N=72.88kN ，P=8.77kN 1. 拼接角钢的构造和计算
拼接角钢采用与上弦杆截面相同的2L 70×6。

拼接角钢与上弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取hf=6mm ，为了便于两者紧贴和施焊以保证焊缝质量，铲去拼接角钢角顶棱角
mm r 91==∇ （r 为角钢内圆弧半径）
切短拼接角钢竖肢
mm mm h t f 1752=++=∇
如图所示。

拼接接头每侧的连接焊缝共有四条，按连接强度条件需要每条焊缝的计算长度为：
mm f h N l w
f
f w 1.2716067.041088.727.043
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥，取l w =30. 拼接处左、右弦杆端部空隙取40mm ，如图示，需要拼接角钢长度
56.148cos 12405.2670102=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∙+-++=αw a l L mm
为了保证拼接处的强度，实际采用拼接角钢长度L a =400mm 。

此外，因屋面坡度较大，应将拼接角钢的竖肢剖口
mm 8.365
.218
67022=--⨯=∇，采用45mm
先钻孔再切割，然后冷弯对齐焊接。

2. 绘制节点详图
绘制方法、步骤和要求与上弦杆一般节点B 基本相同，腹杆与节点板间连接焊缝尺寸按表采用。

为了便于工地拼接，拼接处工地焊接一侧的弦杆与拼接角钢和受拉主斜杆与跨中吊杆上分别设置直径为17mm 和13mm 安装螺栓。

3. 拼接街头每侧上弦杆与节点板连接焊缝计算
弦杆轴力的竖向分力Nsin α与节点荷载P/2的合力
V=Nsin α-P/2=72.88×0.3162-8.77/2=14.3kN
设角钢背部塞焊缝承受竖向合力V 的一半，取h f1=5mm ，需要焊缝计算长度（因P/2很小，不计其偏心影响）
mm f h V l w
f
f w 4.616057.022
/103.147.022/311
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥ 由图知实际焊缝长度远大于l w1=6.4mm ，因此认为焊缝满足计算要求。

在计
算需要的lw1时没有考虑斜焊缝的强度设计值增大系数。

再设角钢趾部与节点板间的角焊缝承受余下的V/2以及当屋脊两侧屋面活荷载不对称作用事可能引起的弦杆内力差N ∇引起的弯矩M 的共同作用，并取
kN N N 92.1088.7215.015.0=⨯==∇
()m kN N M ∙=⨯-∇=-66.01020803
取h f2=5mm ，由图中得趾部实际焊缝长度l 2=155mm 其计算长度
l w2=l 2-10mm=145mm 焊缝中的应力
23
22/6.614557.029486
.02103.147.022mm N l h COS V w f v f =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=ασ
23
22/2.2145
57.023162
.02103.147.02sin 2mm N l h V w f v f =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=ατ
2
2
6222/9.26145
57.021066.067.026mm N l h M w f N f
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=∇σ
23
22/75.10145
57.021092.107.02mm N l h N w f V f
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯∇=∇τ
()2w f 222
22
/160f mm /37.3075.102.222.19.266.6mm N N f f f ==++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛＜τβσ焊缝强度满足要求。

（四）下弦一般节点1
1.绘制节点详图
2.下弦杆与节点板间连接焊缝的计算
N 1=76.74kN ，N 2=65.78kN
kN N N N 96.1078.6574.7621=-=-=∇
由节点详图中测得实际焊缝长度l 1=l 2=390mm ，其计算焊缝长度为
l w1=l w2=390-10=380mm 需
mm f l N k h w
f w f 097.01603807.021096.1075.07.023
111=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∇≥ mm f l N k h w
f
w f 03.01603807.021096.1025.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∇≥ 构造要求mm t h f 6.365.15.1max ==≥，可采用h f1= h f2=4mm ，能满足要求。

（五）下弦拼接点2
N 1=65.78kN, N 2=43.85kN
1. 拼接角钢的构造和计算
拼接角钢采用与下弦杆截面相同的2L 63×4。

拼接角钢与上弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取hf=5mm ，为了便于两者紧贴和施焊以保证焊缝质量，铲去拼接角钢角顶棱角
mm r 81==∇ （r 为角钢内圆弧半径）
切短拼接角钢竖肢
mm mm h t f 1452=++=∇
如图所示。

拼接接头每侧的连接焊缝共有四条，按连接强度条件需要每条焊缝的计算长度为：
mm f h N l w
f f w 6.2916057.041078.657.043
max =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≥，取l w =50. 拼接处左、右弦杆端部空隙取10mm ，需要拼接角钢长度
()13010102=++=w a l L mm
为了保证拼接处的强度，实际采用拼接角钢长度L a =300mm 。

2. 绘制节点详图
汇交于节点2的屋架各杆件轴线至角钢背面的距离按表采用，腹杆与节点板间连接焊缝尺寸按表采用。

为了便于工地拼接，拼接处 上分别设置直径为17mm 和13mm 安装螺栓。

3. 拼接接头一侧下弦杆与节点板连接焊缝计算
取接头两侧弦杆的内力差max 15.0N N 和∇两者中的较大值进行计算。

N N N N k 93.2185.4378.6521=-=-=∇
0.15Nmax=0.15×65.78=9.87Kn
故取N N k 87.9=∇进行计算，N ∇由内力较大的一侧的下弦杆传给节点板，由图量得实际焊缝长度l 1=l 2=50-10=40mm 需要
mm f l N k h w f w f 8.1160407.021093.2175.07.023
111=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∇≥
mm f l N k h w
f
w f 59.0160407.021093.2125.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∇≥ 构造要求mm t h f 6.365.15.1max ==≥，可采用h f1= h f2=4mm ，能满足要求。

（六）下弦杆与中央节点3
中央杆不受内力作用，均按构造要求确定各杆与节点的焊缝。

（七）受拉主斜杆中间节点4
设计计算与一般节点1相同，同时其受力交小，不必验算，按结构要求确定
节点焊缝能满足要求。

详图如图所示。