毕业设计指导:桁架节点的设计
建筑结构中的桁架设计原则
建筑结构中的桁架设计原则在建筑结构中,桁架设计起着至关重要的作用。
桁架是由杆件和节点组成的结构体系,能够有效地承受和分散荷载,同时提供稳定性和刚性。
在桁架设计中,有一些原则需要遵循,以确保结构的安全性和可靠性。
一、设计目标与要求桁架设计的首要任务是满足建筑的使用要求和功能需求。
在设计过程中,需要明确设计的目标和要求,例如结构的强度、稳定性、刚度和耐久性等。
同时,还需要考虑到建筑的造型、空间和美观等因素,以使设计与实际需求相匹配。
二、合理选取材料在桁架设计中,合理选取材料对于整体结构的稳定性和承载能力至关重要。
常见的桁架材料包括钢材、木材和混凝土等。
根据项目要求和实际情况,选择合适的材料,并充分考虑其强度、耐久性、施工可行性以及经济性等因素。
三、优化节点设计节点是桁架结构的关键部分,起着连接杆件和传递荷载的作用。
在桁架设计中,合理优化节点设计可以提高结构的整体刚度和稳定性。
节点应考虑到杆件的连接方式及受力情况,并采用适当的节点形式和连接方法,如焊接、螺栓连接等。
同时,还需保证节点的刚性和可靠性,以防止节点发生变形和松动。
四、荷载路径合理设计在桁架设计中,荷载的传递路径应该合理布置,使荷载能够得以均匀分散和传递。
桁架结构应采用合适的荷载路径,避免荷载集中或引起局部应力过大。
对于大跨度的桁架结构来说,还应考虑荷载在横向和纵向的分布以及侧向位移的限制,以保证结构的整体稳定性。
五、施工和维护考虑在桁架设计中,施工和维护因素也是需要考虑的重要因素。
设计应充分考虑到建造过程中的可行性和安全性,并提供详细的施工图纸和工艺要求。
此外,还需考虑到桁架结构的维护和检修,以便日后对结构进行必要的维护和修复工作。
综上所述,建筑结构中的桁架设计原则包括:明确设计目标与要求、合理选取材料、优化节点设计、合理布置荷载路径以及考虑施工和维护等因素。
遵循这些原则,可以确保桁架结构的稳定性、安全性和可靠性,为建筑提供良好的结构支撑。
钢管桁架工程设计方案
钢管桁架工程设计方案一、工程概况钢管桁架工程是一种常见的建筑结构工程,主要用于支撑建筑物的梁柱结构。
其特点是材料轻巧、强度高、耐久性好、施工方便等优点,因此在各种建筑工程中得到了广泛的应用。
本文将针对一座建筑物的钢管桁架工程进行设计方案的阐述。
二、设计基础1. 建筑物设计荷载本工程设计的建筑物是一座五层建筑,计划总面积10000平方米,主要用于商业和办公。
根据规范的要求,结构设计应满足活载、风载、地震作用等多种荷载。
2. 建筑物地基状况建筑物地基土壤为砂质土,在地基处理方面需要采取加固措施。
3. 法规要求根据建筑法规的要求,本工程设计应符合国家建筑设计规范和相关标准的要求。
三、桁架结构设计1. 结构布置本工程的桁架结构主要采用钢管进行组装,以保证整个框架结构的承重能力,同时保证建筑物的整体稳定性。
桁架结构的布局应符合建筑物设计的总体布局,确保各个构件的布置合理、紧凑。
2. 钢管材料选择钢管桁架结构采用焊接或螺栓连接的方式进行组装。
钢管的选材应符合国家标准规范的要求,应具有良好的耐腐蚀性、强度高、可焊性好等特性。
3. 结构体系桁架结构采用空心圆管、方管或矩形管等形式进行构造,结构体系采用桁架支撑和刚性框架等形式,以确保结构的整体稳定性。
4. 桁架节点设计桁架节点的设计应尽量降低节点的应力集中,采用合理的节点连接方式,确保节点的刚度和稳定性。
四、荷载分析1. 活载建筑物的活载主要来自人员、家具等,根据相关规范计算得出活载值。
2. 风载根据地区的风载标准值,结合建筑物的高度和地理位置等因素进行风载计算。
3. 地震作用根据地震区域的地震烈度和设计地震加速度等参数,进行地震作用计算。
五、桁架结构分析1. 梁柱设计根据荷载分析结果,进行桁架结构的梁柱设计,计算梁柱受力情况,确定梁柱的截面尺寸和材料规格。
2. 桁架节点设计对桁架结构的节点进行受力分析和设计,确保节点的连接方式和构造能够满足结构的稳定性和承载能力。
桁架设计要点
桁架设计要点
答:桁架设计要点是:
1.主管的外部尺寸不小于支管的外部尺寸,主管的壁厚不小于支管的壁厚,杆件相贯
时要求大管贯小管,支管不得插入主管内。
2.杆件相贯时,杆件之间的夹角不小于30度。
3.支管与主管的连接焊缝,应沿全周连续焊接并平滑过渡。
4.多管相交时,要注意杆件之间的相贯次序,保证每根杆件均能做到全周连续焊接。
5.桁架分段制作时,上下弦的分段点需要错开。
分段点一般要设置对接衬管以保证对
接焊缝质量。
要采取相应措施避免设置对接衬管后妨碍桁架安装的现象。
桁架搭建方案
桁架搭建方案桁架结构是一种常用于建筑、桥梁和其他工程项目中的结构系统。
它由一个由杆件和连接件组成的三维网格构成,能够承受复杂的力学载荷,并提供高度的稳定性和刚度。
本文将介绍桁架搭建的基本原理和一些建议的方案。
一、桁架搭建的基本原理桁架搭建的基本原理是通过连接不同类型的杆件和连接件来构建一个稳定的三维网格结构。
在桁架结构中,杆件通常采用轻质但高强度的材料,如钢、铝等。
连接件则用于将杆件连接在一起,通常采用螺栓、焊接等方式。
桁架结构的设计要考虑到力学原理和结构力学的知识。
在设计中,需要考虑各种荷载,包括重力、风力、地震力等,以保证结构的稳定性。
此外,还需要考虑结构的刚度和变形,以确保结构在受力时不会产生过大的变形或挠曲。
二、桁架搭建方案的选择桁架搭建方案的选择会受到多种因素的影响,包括结构的用途、预算限制、材料的可获得性等。
以下是一些常见的桁架搭建方案。
1. 三角形桁架三角形桁架是最常见的桁架结构,其形状类似于多个三角形的组合。
它具有较高的刚度和稳定性,适用于各种工程项目,包括建筑、桥梁等。
2. 截面桁架截面桁架是指在桁架结构中,杆件的截面形状不同。
通过选择适当的杆件截面,可以在保持结构稳定性的同时减小重量。
这种结构常用于大跨度的桥梁和建筑项目。
3. 复合桁架复合桁架是指在桁架结构中,采用多种材料组合构建的结构。
这种方案可以充分利用各种材料的优势,提高整体结构的性能。
例如,在某些情况下,可以使用钢与混凝土的组合,提供更高的强度和刚度。
三、桁架搭建的步骤桁架搭建一般分为如下步骤:1. 设计和计算:根据结构需求和载荷要求,进行结构设计和计算。
这一步需要使用结构力学和有限元分析等方法,确保所设计的结构能够满足要求。
2. 材料采购:根据设计要求,采购适当的材料,包括杆件和连接件。
在选择材料时,需要考虑到材料的强度、刚度和可获得性等因素。
3. 搭建桁架:根据设计图纸和施工方案,将杆件和连接件按照规定的顺序和方法进行搭建。
毕业设计指导:桁架节点的设计
1、基本要求
(1)各杆件的形心线应尽量与屋架的几何轴线重 合,并交于节点中心,以避免由于偏心而产生节 点附加弯矩。
(2)弦杆材料规格沿长度变 化时,屋架轴线取受力较大 杆件形心线为轴线,偏心不 超过较大弦杆截面高度的5% ,可不考虑偏心影响。图 7.12所示
7.12
(3)偏心较大时,需计算偏心弯矩,将此弯 矩分配于各杆:
肢背塞焊缝计算: 肢尖角焊缝计算:
伸出节
点板时, 如何计算?
e
ΔN=? ΔM=?
式中:ΔN=0.15N ΔM=0.15N×e
(4)下弦拼接节点 采用与下弦尺寸相同的角钢来拼接
肢宽大于 125mm
a、拼接角钢长度计算:
Af
lw
4 0.7hf
f
w f
拼接角钢实际长度:L=(Lw+2hf)×2+弦杆杆端空隙 (10~20mm),且不小于600mm。
l 'w
l ''w
肢背塞焊缝计算:
塞焊缝按两条h’f=0.5t(t 为节点板厚度)
l 'w l ''w
肢尖角焊缝计算:
l 'w
l ''w
式中: ΔN=N1-N2内力差
l ''w , hw
_Байду номын сангаас肢尖角焊缝的计 算长度和焊缝高度
偏心力矩ΔM=(N1-N2)e
②当节点板向上伸出(可部分伸出)时,肢尖、肢 背焊缝共同承受集中荷载P和内力差ΔN作用
A0——锚栓孔的面积
b、底板厚度: t
6M f
M ——支座底板单位宽度上的最大弯矩
M q12
8.6 表8.6
桁架毕业设计
桁架毕业设计桁架毕业设计一、引言在建筑设计领域中,桁架结构是一种重要的设计元素,它既能够提供稳定的支撑结构,又能够赋予建筑物独特的外观和空间感。
本文将探讨桁架结构在毕业设计中的应用,以及设计过程中的一些关键问题和挑战。
二、桁架结构的优势桁架结构由许多连接点和构件组成,形成了一种稳定的三维网格结构。
相比于传统的梁柱结构,桁架结构具有以下几个优势。
首先,桁架结构在承载能力上具有较高的优势。
由于桁架结构采用了三维网格的形式,能够将荷载均匀分散到各个构件上,从而提高了整个结构的承载能力。
其次,桁架结构在空间利用上更加灵活。
由于桁架结构的构件较为轻巧,可以采用更薄的梁柱,从而节省了空间,使得室内空间更加开阔。
最后,桁架结构具有较好的可塑性和可变性。
设计师可以通过调整桁架结构的构件数量和连接方式,来实现不同形式和规模的建筑物,从而满足不同的设计需求。
三、桁架毕业设计的应用案例1. 桁架体育馆桁架结构在体育馆的设计中得到了广泛应用。
通过采用桁架结构,可以实现大跨度的悬挑屋顶,从而提供更大的活动空间。
同时,桁架结构的透明性和轻盈感也能够为体育馆增添一份现代感和艺术感。
2. 桁架桥梁桁架结构在桥梁设计中也有着重要的地位。
桁架桥梁由于其结构简洁、承载能力强等特点,成为了大跨度桥梁的常见选择。
而且,桁架结构的外观形式多样,也能够为桥梁增添一份独特的美感。
3. 桁架展馆桁架结构在展馆设计中也有着广泛的应用。
由于桁架结构的可变性,设计师可以根据展览需求,灵活调整桁架的形式和规模,从而为展馆提供一个具有艺术性和功能性的空间。
四、桁架毕业设计的关键问题和挑战在进行桁架毕业设计时,设计师需要面对一些关键问题和挑战。
首先,设计师需要充分理解桁架结构的力学性能和设计原理。
只有掌握了桁架结构的基本知识,才能够进行合理的结构设计。
其次,设计师需要考虑桁架结构的施工可行性。
桁架结构的构件较多,需要进行精准的制造和安装,因此在设计过程中需要充分考虑施工的可行性和成本控制。
桁架结构设计步骤
桁架结构设计步骤桁架结构设计步骤如下:第一步:确定基本设计参数设计的基本参数包括板的跨度和厚度、两阶段的板支撑、钢筋类型、混凝土强度等级和使用荷载。
第二步:钢桁架楼承板长度的确定根据工程实际情况,楼承板的长度可以是一跨,也可以是多跨之和(1)钢桁架楼板的长度应为200mm的倍数,特殊情况下,长度可为100mm的倍数。
(2)楼承板的长度应为多跨之和的连续板。
(3)楼承板的长度不宜大于20m,理论上钢桁架楼承板可以加工成无限长,但实际上考虑到楼承板的运输系数,最大长度不应超过17.5米,否则很难找到运输工具。
部分项目与承重板之间不允许有严格的拼接要求。
此时,需要现场处理。
第三步:根据使用阶段计算,初步选定钢桁架楼承板的类型钢桁架楼承板设计包括四个部分:桁架构件设计、底模设计、桁架构件连接节点设计、桁架与底模连接节点设计。
其中,连接节点的强度由结构保证,无需验算。
底模设计成型,满足应力要求。
因此,设计者只需设计桁架构件就可以选择钢桁架楼承板的类型。
第四步:当没有临时支撑时,应检查表或检查施工阶段,调整地板承重板的类型,以满足应力要求。
第五步:确定支座附加钢筋的数量当钢桁架连续时,使用阶段计算的支座负筋面积减去钢桁架上弦杆截面面积,即为支座的附加配筋量;当钢桁架在支座处不连续时,支座负筋在使用阶段计算的截面面积为支座的附加钢筋用量。
不同类型的钢筋应更换为等强度带。
第六步:楼层结构图楼层结构图包括平面布置图和节点详图。
平面布置图包括:钢筋桁架楼承板、支座负筋、孔边及柱边附加钢筋、分布钢筋、柱边及混凝土墙边支撑等,同时,施工中临时支撑的布置必须在图纸中明确。
第七步:其他注意事项楼板可设计为单向板或双向板。
钢桁架楼承板在施工阶段均为单向板。
无临时支撑时,施工阶段所需钢筋一般大于使用阶段按单向板计算的钢筋,故楼板应按单向板设计。
当因具体工程条件需要设计双向板时,为节约钢材,施工阶段应沿垂直于桁架方向设置临时支撑。
7.4 桁架节点设计解析
2.节点板设计
1) 形状;矩形、梯形等, 其他形状时,至少应有二条平行边。
2)厚度: 梯形和平行弦屋架:内力由腹杆传给弦杆,节点板 的厚度由腹杆最大内力决定。 三角形屋架:节点板的厚度由上弦杆内力决定。 支座节点板厚度比中间大2mm 。 中间节点板的厚度参照表P293 7.6选用。
节点板的拉剪破坏计算:
7.4 桁架节点设计
力。
P294
节点设计:确定节点的构造,连接焊缝及节点承载 形式:使用节点板和不使用节点板 。
一、双角钢截面杆件的节点
1.节点设计的一般原则: (1) 各杆轴线汇交于节点中心。 截面的形心与肢背的距离调整为5mm的倍数。 (2) 角钢切断面时,一般应与其轴线垂直。
(3) 截面改变处应设在节点上 以两劲肋、“L”及 “H”焊缝四个部分。
底板所需毛面积 :
An=R/fc A0——锚栓孔面积。
底板短边尺寸200mm。
底板的厚度为 t
6M f
一般 t 16m。
水平焊缝“H”应能传递全部反力R。 肋板与节点板间的竖向焊缝“L”,按每块肋板竖直焊 缝的受力为V=R/4及M=Ve计算。 加劲肋的高度与节点板高度一致,厚度取等于或略 小于节点板的厚度。 加劲肋的强度按悬臂梁验算。
(3)下弦跨中拼接节点
弦杆内力较大,为保证 拼接处具有足够的强度和刚 度,用拼接角钢来拼接。
拼接角钢与弦杆规格相同,切 去部分竖肢及直角边棱。 切肢=t+hf+5mm,
切肢切棱引起的截面削弱不太 大,由节点板来补偿。
弦杆拼接节点的计算 :
1)弦杆自身拼接的传力焊缝C按:
A)传递两侧弦杆内力较小的N
弦杆自身拼接的传 力焊缝“C”。
(4) 上弦跨中拼接节点
桁架建筑结构设计方案
桁架建筑结构设计方案桁架结构是一种常见的建筑结构形式,它由一系列的梁和柱组成,通过形成三角形的稳定结构来承载荷载。
桁架结构具有一定的优势和特点,广泛应用于建筑设计中。
本文将介绍桁架结构设计方案,并探讨其特点和应用。
桁架结构设计方案的基本原理是利用三角形的稳定性。
通过将梁和柱组合形成不同形式的三角形结构,可以使结构更加稳定,减少材料的使用量。
桁架结构在构造上有很大的灵活性,可以根据不同的需求进行优化设计,满足不同场所的要求。
桁架结构的设计方案需要考虑以下几个方面。
首先是荷载分析。
根据建筑物的使用要求和地理条件,确定所需承载的重量和力。
结构设计师需要计算荷载的大小和方向,以确定梁柱的位置和尺寸。
其次是结构的形式和材料选择。
桁架结构可以有多种形式,包括平面桁架、空间桁架和曲面桁架等。
根据具体需求和建筑物的形状,选择相应的结构形式。
材料的选择也十分重要,需要考虑材料的强度、稳定性和耐久性等因素。
桁架结构设计方案的特点有很多。
首先是结构的轻量化。
相比于传统的混凝土结构或砖石结构,桁架结构采用金属材料或木材材料,具有更轻的重量。
这使得构造更加便捷,减少了对基础的要求,降低了建设成本。
其次是结构的坚固性。
桁架结构采用三角形的稳定结构,使得整个建筑物能够更好地抵抗外部荷载的作用,具有更好的抗震性能。
同时,桁架结构还具有可拆卸和可移动的特点,方便日后的维护和改造。
桁架结构的应用非常广泛。
在工业建筑中,桁架结构常用于机场、体育馆和仓库等大跨度建筑的设计。
由于桁架结构具有强度高、承载能力大的优势,适合于大跨度结构的设计。
此外,桁架结构还常用于桥梁、塔架和天线等工程项目的建设,能够满足大跨度结构的要求。
在特殊环境下,如地震区域或多风区域,采用桁架结构可以提高建筑物的抗震性能和风力稳定性。
总之,桁架结构设计方案是一种应用广泛的建筑结构形式。
它利用三角形的稳定性和优秀的性能,能够满足不同场所和条件下的建筑需求。
在未来的建筑设计中,桁架结构将继续发挥其独特的优势,为建筑行业做出更大的贡献。
结构设计知识:钢桁架结构的设计与分析
结构设计知识:钢桁架结构的设计与分析钢桁架结构的设计与分析钢桁架结构是一种常用的钢结构体系,通常用于工业和商业建筑中的大跨度屋面结构和建筑外立面。
采用钢材作为主要材料,可以提供足够的刚度和强度,同时又具有较小的自重和较高的可维护性。
本文将从设计和分析两个方面,介绍钢桁架结构的基本知识。
设计1.结构分类钢桁架结构可分为平面钢桁架和空间钢桁架两种。
平面钢桁架是沿一个平面进行延伸而形成的结构,常见于屋顶和地面构建物的结构。
空间钢桁架包括三维空间内的系统,用于构建桥梁、塔和高层建筑的支撑结构等。
需要注意的是,空间桁架不同于立体桁架,立体桁架不仅沿两个方向伸展,而且在垂直方向也存在一些延伸的元素。
2.节点配置钢桁架结构节点可以分为螺栓节点和焊接节点两种。
螺栓节点需要使用螺栓和螺母连接桁架元素,具有便于安装和拆卸的优点。
然而,由于螺栓的强度有限,需要增加节点数量以提高强度,因此,螺栓节点在结构中较为常见。
焊接节点则由焊接接头连接桁架元素,在刚度和强度上有更好的表现,但一旦焊接瑕疵,就可能导致结构的破坏。
因此,在设计中,需要充分考虑节点类型的选择。
3.桁架固定形式钢桁架的固定形式分为支承式和吊挂式两种。
支承式钢桁架通常支撑在建筑物的墙体或柱子上,通过支撑力来承担桁架自重和其他荷载。
吊挂式钢桁架则是将钢桁架悬挂在建筑物的结构体系内,通过吊挂力来承载荷载和构件重量。
需要考虑到建筑物外观的美观性和空间利用率,为达到设计要求,应根据实际情况选择钢桁架的固定形式。
分析1.荷载分析荷载分析是钢桁架结构分析中的重要环节。
在设计过程中,需要对结构所受的荷载类型、荷载方向以及大小进行分析。
常用的荷载类型包括自重、活载、风荷载和地震荷载等。
在荷载分析的同时,应考虑各种荷载同时存在的情况,以确保结构的安全性。
2.应力分析应力分析是钢桁架结构设计过程的另一重要环节。
在应力分析中,需要计算结构中各个部位的受力情况,对其进行强度、刚度和稳定性等方面的评估。
桁架节点设计
桁架节点设计嘿,朋友们!今天咱来聊聊桁架节点设计这档子事儿。
你说这桁架节点设计像啥?就好比是一座大楼的关节呀!要是这关节不给力,那整座大楼不就摇摇欲坠啦?所以可千万别小瞧了它。
咱先来说说这节点设计的重要性。
你想想看,桁架就像是一个大力士,得扛起好多重量呢,那节点就是让这个大力士稳稳站住的关键。
要是节点没设计好,那还不得散架呀!这可不是开玩笑的。
那怎么才能设计好桁架节点呢?这可得好好琢磨琢磨。
首先呢,材料得选对咯。
就像你要盖房子,总不能用烂木头吧?得挑结实的、耐用的材料,这样节点才能坚固可靠呀。
然后呢,尺寸得精确。
差之毫厘谬以千里,这可不是说着玩的。
稍微有点偏差,可能整个桁架的性能就大打折扣啦。
还有啊,节点的形状也有讲究呢。
有的像个小圆盘,有的像个小星星,不同的形状有不同的用处。
这就跟人穿衣服似的,得根据场合选合适的款式,对吧?咱再说说连接方式。
就好比人与人手牵手,得牵得紧才行呀。
焊接、螺栓连接,各有各的好处。
焊接就像把两个人粘在一起,牢固得很;螺栓连接呢,就像是用扣子扣上,也挺稳当。
设计的时候还得考虑受力情况呢。
就像人跑步,不同的姿势受力可不一样。
得让节点能承受各种力的作用,这样桁架才能在各种情况下都稳稳当当的。
我记得有一次,看到一个桁架,那节点设计得真是巧妙啊!就像一件艺术品一样。
让人忍不住感叹,这设计师可真是厉害呀!总之呢,桁架节点设计可不是一件简单的事儿。
得细心、得用心、还得有创意。
可不能马马虎虎的,不然出了问题那可就麻烦大啦!咱可得把这关节设计得结结实实的,让桁架能稳稳地发挥作用,为我们的生活和工作添砖加瓦呀!这就是我对桁架节点设计的看法,你们觉得呢?原创不易,请尊重原创,谢谢!。
74桁架节点设计
74桁架节点设计桁架节点设计是建筑结构设计中一个非常重要的部分,其质量和性能直接影响到整个结构的安全性和稳定性。
下面将详细介绍桁架节点设计的相关内容。
首先,桁架节点设计需要考虑的主要因素有以下几个:1.荷载:桁架结构在使用过程中会承受各种不同的荷载,如永久荷载、变动荷载、地震荷载等。
节点设计需要根据这些荷载确定节点的强度和刚度。
2.材料:桁架节点的设计需要选择合适的材料,通常使用的是钢材。
设计时需要考虑到材料的强度、延展性以及耐腐蚀性等因素。
3.连接方式:桁架节点连接方式的选择直接关系到节点的刚度和可靠性。
目前常用的连接方式有焊接、螺栓连接和铆钉连接等。
4.几何形状:桁架节点的几何形状决定了其受力方式。
设计时需要合理确定节点的形状,以保证节点在受力时能够发挥最佳的性能。
5.约束条件:桁架节点的设计需要考虑到与其他构件的连接方式,如梁、柱等。
在设计中需要确保节点的连接方式能够满足结构设计的要求。
桁架节点设计的步骤如下:1.收集设计数据:首先需要收集设计所需的荷载数据以及其他相关数据,如材料性能等。
2.选择节点连接方式:根据桁架结构的构造形式和实际情况,选择合适的节点连接方式。
3.计算节点受力:根据节点的几何形状和受力方式,进行节点受力计算。
在计算中需要考虑各种不同的荷载情况,如静载、动载等。
4.设计节点尺寸:根据节点的受力情况,进行节点尺寸的设计。
在设计中需要考虑节点的强度和刚度等方面。
5.检查节点设计:对设计的节点进行检查,确保其满足结构设计的要求。
在检查中需要考虑节点的安全性、稳定性和可靠性等方面。
6.绘制节点图纸:最后需要根据设计结果,将节点设计绘制成图纸。
图纸中需要标注节点的尺寸和连接方式等信息。
总结起来,桁架节点设计是建筑结构设计中一个复杂而重要的环节,需要综合考虑多种因素,如荷载、材料、连接方式、几何形状和约束条件等。
只有在综合考虑了这些因素的情况下,才能设计出满足结构要求的桁架节点。
建筑钢结构设计第一章(二)桁架节点设计
K1N 2 0.7hf1
f
w f
2hf 1
肢尖焊缝:
N N1 N2
lw2
K2N 2 0.7hf2
f
w f
2hf
2
K1, K2 角钢肢背、肢尖焊缝内 力分配系数
hf1 , hf2 肢背、肢尖焊缝焊脚尺 寸
f
w f
角焊缝强度设计值
⑵有集中荷载的节点
节点板伸出
单根腹杆的节点板按下式计算: N f
be t
be 节点板的有效宽度,当用螺栓连接时,应取净宽度
t 板件厚度,
应力扩散角,取30°。
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 c t 15 235 f y 时, 可不计算稳定,否则应进行稳定计算。 在任何情况下 c t 不得大于 22 235 f y , c为受压腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向 至弦杆的净距离,t为节点板厚度。
⑶ 如弦杆截面需变化,截面改变点应在节点上。
当偏心e>0.05h时考
虑偏心对杆件产生的
附加弯矩:
Mi
M
Ki Ki
偏心力矩:M (N1 N2 )e
Ki
-第i杆的线刚度
Ki
EI i li
⑷节点板上各杆件之间的间距a:
受静载时, a 10 ~ 20 受动载时, a 50
2.节点板设计:
2 f
ftw
f
6M 2 0.7hf lw2
f
N 2 0.7hf lw
④支座节点板、加劲肋与支座底板的水平焊缝: 传递全部反力R。
实际工程桁架结点设计方案
实际工程桁架结点设计方案一、桁架结点的类型桁架结点根据其结构形式和连接方式可以分为多种类型,主要包括节点板式、节点焊接式、节点连接式、节点铆接式等。
不同类型的桁架结点在实际应用中具有不同的特点和适用范围。
1.1 节点板式节点板式是桁架结点设计中常见的一种形式,其特点是直接采用钢板和螺栓连接的方式,具有结构简单、施工方便等优点。
常用于中小跨度的桁架结构,例如车站、体育馆等建筑领域。
1.2 节点焊接式节点焊接式采用焊接工艺将桁架的构件连接在一起,具有连接牢固、受力均匀等优点。
适用于大跨度、大载荷的桁架结构,如桥梁、塔架等工程。
1.3 节点连接式节点连接式采用螺栓连接的方式,具有连接简便、易于维护更换等优点。
适用于需要进行拆装和维护的桁架结构,例如临时搭建的支撑结构等。
1.4 节点铆接式节点铆接式采用铆接工艺将桁架的构件连接在一起,具有连接牢固、抗腐蚀等优点。
适用于需要长期使用且受力较大的桁架结构,如海上风电塔架等工程。
二、桁架结点设计原则桁架结点设计的过程中,需要遵循一些基本原则,以确保桁架结构具有良好的稳定性、安全性和经济性。
2.1 结构合理性桁架结点的设计应考虑结构的合理性,包括受力合理、构件布局合理等方面。
避免产生集中应力、疲劳、振动等问题,确保桁架结构的整体稳定性。
2.2 材料选择桁架结点的设计应选用合适的材料,考虑受力性能、抗腐蚀性能等方面。
根据桁架结构的使用环境和受力条件,选择合适的钢材、铝合金等材料,确保桁架结点的使用寿命和安全性。
2.3 连接方式桁架结点的设计应考虑连接方式的合理性,包括焊接、铆接、螺栓连接等方面。
根据实际受力条件和使用要求,选择合适的连接方式,确保桁架结点连接牢固、可靠。
2.4 施工易性桁架结点的设计应考虑施工的便捷性和效率性,包括构件尺寸、连接方式等方面。
避免出现施工难度大、构件加工精度要求高等问题,确保桁架结点的施工顺利进行。
2.5 维护性桁架结点的设计应考虑结构的维护性,包括构件可更换、维修便捷等方面。
7.4 桁架节点设计
弦杆和连接角钢连接一侧的焊缝长度为:
拼接角钢长度为
b为间隙,一般取10—20mm。
下弦杆与节点板间的焊缝按传递弦杆内力之差N 或弦杆较大内力的15%(取大者)。 弦杆与节点连接一侧的焊缝:
2)各杆与节点板的传力焊缝 “D”
2.节点板设计
1) 形状;矩形、梯形等, 其他形状时,至少应有二条平行边。
2)厚度: 梯形和平行弦屋架:内力由腹杆传给弦杆,节点板 的厚度由腹杆最大内力决定。 三角形屋架:节点板的厚度由上弦杆内力决定。 支座节点板厚度比中间大2mm 。 中间节点板的厚度参照表P293 7.6选用。
节点板的拉剪破坏计算:
弦杆自身拼接的传 力焊缝“C”。
(4) 上弦跨中拼接节点
竖向力为P-(Nl+N2)sin 由弦杆与节点板间的8条焊缝承 担的, 水平分力由拼接角钢传递。
(5) 支座节点
铰接支座:传递竖向支座反力 刚接支座:传递端部弯矩产生的水平力和竖向反力。
1)简支梯形屋架支座节点 :
传递路线: 屋架杆件合力节 点板通过“L”焊缝 将部分合力肋 板,节点板与肋板 通过水平的“H”焊 缝将合力传给底 板。
e不超过较大杆件截面高度的5%,不考虑偏心产生 的附加弯矩;否则按汇交节点的各杆件线刚度分配偏心 力矩,按偏心受力构件计算杆件的强度和稳定。
式中 M=(Nl+N2)e为偏心力矩; Mi——分配给第i杆的力矩; Ki——第i杆的线刚度; Ki——汇交于节点各杆线刚度之和。
(4) 避免焊缝过分密集 节点板上各杆件间焊缝的净距a: 静载 a10~20mm;动载 a过大削弱节点平面外刚度。 a50mm;
(2)有集中荷载的节点
h型钢桁架节点设计
h型钢桁架节点设计H型钢桁架节点设计H型钢桁架是一种常用的结构形式,其节点设计是关键之一。
节点是桁架结构中连接杆件的地方,承受着桁架结构的力学作用。
良好的节点设计能够保证桁架结构的稳定性和安全性。
H型钢桁架节点设计需要考虑以下几个方面:1. 节点类型选择:根据桁架结构的实际情况和力学要求,选择合适的节点类型。
常见的节点类型有刚性节点、铰接节点和混合节点。
刚性节点适用于要求节点刚性连接的情况,铰接节点适用于要求节点能够转动的情况,混合节点则是刚性节点和铰接节点的结合。
2. 节点连接方式:节点的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
焊接连接可以提高节点的刚性和强度,但需要一定的焊接工艺和设备;螺栓连接方便拆装和调整,但需要考虑螺栓的强度和预紧力;铆接连接适用于节点无法进行他们连接的情况,但需要保证铆钉的质量和数量。
3. 节点材料选择:节点的材料选择应符合桁架结构的力学要求和耐久性要求。
一般情况下,节点的材料应与桁架材料相同或相近,以保证节点与杆件的协同工作。
常用的节点材料有普通钢、高强度钢和合金材料等。
4. 节点强度计算:节点的强度计算是节点设计的重要环节。
根据节点的受力情况和力学要求,进行节点的强度计算。
节点的强度计算主要包括节点的承载力计算和节点的刚度计算。
节点的承载力计算应满足强度要求,节点的刚度计算应满足刚度要求。
5. 节点防腐措施:由于H型钢桁架常用于户外或潮湿环境中,节点的防腐措施十分重要。
常用的节点防腐措施有涂层防腐、热镀锌和不锈钢节点等。
节点的防腐措施应根据桁架结构的使用环境和要求进行选择。
H型钢桁架节点设计是桁架结构设计中的关键环节。
良好的节点设计能够保证桁架结构的稳定性和安全性。
在节点设计时,需要考虑节点类型选择、节点连接方式、节点材料选择、节点强度计算和节点防腐措施等方面。
只有综合考虑各个因素,合理设计节点,才能保证H型钢桁架的性能和使用寿命。
平面桁架美观设计方案
平面桁架美观设计方案
设计方案:
1. 强调简洁和轻盈感:在设计平面桁架美观方案时,我们应强调简洁和轻盈感,避免过多的装饰和复杂的形式。
简洁的设计可以让桁架更加现代和时尚,同时减少视觉上的压迫感。
轻盈感可以通过选择透明或薄型的材料来实现,例如使用玻璃、铝合金等。
2. 采用对称和谐的布局:为了使平面桁架美观,我们应遵循对称和谐的布局原则。
对称布局可以给人一种稳定和均衡的感觉,使桁架更加整洁和有序。
通过在中心轴线上对称地放置元素或构件,可以增强整体的平衡感。
同时,布局中各个元素的比例和间隔应协调一致,避免出现过大或过小的差异。
3. 选择适合的材质和颜色:材质和颜色的选择对平面桁架的美观至关重要。
我们可以选择与整体环境和风格相符合的材质和颜色,以达到统一和谐的效果。
例如,在简约现代风格的设计中,可以选择金属、玻璃和木材等材质,并使用中性色调或相近色系的颜色。
4. 注重细节和比例的处理:细节和比例的处理是让平面桁架美观的关键。
细节方面,我们可以采用简洁而精致的设计,避免过多的装饰和杂乱的构造。
比例方面,应根据具体的空间大小和功能需求,合理确定桁架的大小和比例,避免过大或过小的不协调。
5. 考虑光线和空间的运用:光线和空间的运用可以提升平面桁架的美观效果。
合理利用自然光和人工光源,可以增加桁架的明亮度和立体感。
同时,通过合理处理桁架与空间之间的关系,可以使整体环境更加开阔和通透。
综上所述,通过强调简洁和轻盈感、采用对称和谐的布局、选择适合的材质和颜色、注重细节和比例的处理,以及考虑光线和空间的运用,可以设计出美观的平面桁架方案。
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计算同下弦节点,作用荷载为两侧下弦较大内力 的15%,和两侧下弦的内力差两者中的较大值。
即:
max N1 N 2 ,15% max N1, N 2
(5)支座节点
铰接屋架支座 a、底板的面积:
R ——屋架支座反力; fc ——钢筋混凝土轴心抗压强度设计值; A ——锚栓孔的面积
Ne ft w 1 2 tlw 6
5、绘制施工图
施工图绘制内容 详见教材204页 施工图绘制要点
上弦节点施工图
采用与上弦 尺寸相同的角钢 来拼接,以保持 拼接处的刚度和 强度 ①构造要求:
切肢:
竖向肢Δ= t+hf+5 mm切除 刨角:
热弯成形:
②屋脊节点计算: a、拼接角钢 长度计算:
单边焊缝长度计算:
式中: N ——相邻上弦节间中较大的内力。 拼接角钢实际长度:L=(Lw+2hf)×2+弦杆杆端空隙 (10~20mm),且不小于600mm。
桁架节点的设计
1、基本要求 (1)各杆件的形心线应尽量与屋架的几何轴线重 合,并交于节点中心,以避免由于偏心而产生节 点附加弯矩。 (2)弦杆材料规格沿长度变 化时,屋架轴线取受力较大 杆件形心线为轴线,偏心不 超过较大弦杆截面高度的5% ,可不考虑偏心影响。图 7.12所示
7.12
(3)偏心较大时,需计算偏心弯矩,将此弯 矩分配于各杆:
b、弦杆与节点板的连接焊缝
肢背塞焊缝计算: 肢尖角焊缝计算:
e
伸出节 点板时, 如何计算?
ΔN=? ΔM=?
式中:ΔN=0.15N
ΔM=0.15N×e
(4)下弦拼接节点 采用与下弦尺寸相同的角钢来拼接
肢宽大于 125mm
a、拼接角钢长度计算:
Af lw w 4 0.7h f f f
拼接角钢实际长度:L=(Lw+2hf)×2+弦杆杆端空隙 (10~20mm),且不小于600mm。
4、节点计算
上弦节点 、下弦节点 、 屋脊拼接节点 、下弦拼 接节点 、支座节点 (演示)
(1)上弦节点
(a)腹杆与节点板的连接焊缝长度 肢背:
l 'w
肢尖:
l ''wf
N
(b)弦杆与节点板的连接焊缝的计算 两种计算方法 ①集中荷载P由肢背塞焊缝承受,上弦节点相邻节间 的内力差Δ N=N1-N2由角钢肢尖与节点板的角焊缝承 受,考虑偏心力矩Δ M=(N1-N2)e的作用
7.13
(6)节点板形式简单,应优先采用矩形、梯形 、平行四边形,避免凹角。图7.14
7.14
(7)角钢端部的切割一般垂直于它的轴线,可切去 部分肢,但绝不允许垂直肢完全切去而留下平行 的斜切图7.15
7.15
(8)上弦杆直接搁置大型钢筋混凝土屋面板,当 支承处的集中荷载超过教材表7.5时的加强方式图 7.16。
R A A0 fc
6M b、底板厚度: t f
M ——支座底板单位宽度上的最大弯矩
0
M q
2 1
8.6
表8.6
c、加劲肋与支座节点板的焊缝:
详细过程 d、支座节点板、加劲肋与支座底板的水平连接焊缝:
t
Σlw—节点板、加劲肋 与支座底板的水平焊缝总 长度 R-屋架支反力
L
w
7.16
2、节点板的厚度
查表7.4确定节点板厚度。节点板的厚度对于梯 形普通钢桁架等可按受力最大的腹杆内力确定,对于 三角形普通钢桁架则按其弦杆最大内力确定。
7.4
3、节点设计步骤
① 据屋架几何形式定出节点的轴线关系,并按比 例画出轴线(1/20~1/10)和杆件(1/10~1/5) , 弦杆肢尖与腹杆、腹杆之间距离满足前述基本 要求。 ② 计算腹杆肢背、肢尖焊缝长度,图中作出定位 点。 ③ 计算弦杆与节点板的焊缝,图中作出定位点。 ④ 画出节点板,将各定位点都包括在内。 ⑤ 适当调整焊缝厚度、长度,重新验算。 ⑥绘制节点大样(比例尺为1/10~1/5),标注需 要的尺寸。(演示)
Ki Mi M Ki
Mi — 所计算杆件承担的弯矩 M —节点偏心弯矩,M=N1e Ki — 所计算杆件的延刚度 ΣKi — 交于节点的各杆件延刚度之和
*杆件按偏压(拉)构件设计
(4)腹杆与弦杆或腹杆与腹杆之间的净距不小于 15~20mm(图7.13)
(5)节点板边缘与杆件轴线的夹角不小于15º,单斜 杆与弦杆连接不出现偏心弯矩。 (图7.13)
2 2a 2h f 2 2b t 2c1 4h f
(6)T型钢作弦杆的屋架节点计算
节点板与弦杆采用对接焊缝,此焊缝承受弦杆相邻 节间的内力差ΔN=N1-N2,以及内力差产生的偏心弯 矩M= ΔNe。计算如下: 最大剪应力: 最大正应力:
1.5N f vw lwt
肢背与节点板的连接焊缝 :
肢尖与节点板的连接焊缝 :
上 上
(2)下弦节点
无集中荷载: 肢背焊缝:
N1
N2
Δ N = N1-N2
K1N hf 1 w 2 0.7lw f f
肢尖焊缝:
hf 2
K2 N w 2 0.7lw f f
有集中荷载:同上弦节点
肢背焊缝:
肢尖焊缝:
(3)屋脊节点 (上弦拼接节点)
l 'w
l ''w
肢背塞焊缝计算:
塞焊缝按两条h’f=0.5t(t 为节点板厚度)
l 'w
l ''w
肢尖角焊缝计算:
l 'w
l ''w
式中: ΔN=N1-N2内力差
__肢尖角焊缝的计 l ''w , hw
算长度和焊缝高度 偏心力矩ΔM=(N1-N2)e
②当节点板向上伸出(可部分伸出)时,肢尖、肢 背焊缝共同承受集中荷载P和内力差ΔN作用