钢屋架杆件节点设计.
钢结构课程设计(2)
目录一钢结构课程设计任务书 (1)二钢结构课程设计计算书 (3)1 支撑布置 (3)2 荷载计算 (4)3 内力计算 (6)4 杆件设计 (7)5 节点设计 (18)三附图1钢屋架施工图2钢屋架节点详图和材料表一、 钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书一、设计资料 1、结构形式某厂房跨度为21m ，总长90m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为10:1 i 。
地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。
2、 屋架形式及选材屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为：1班学号为单号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型，学号为双号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型；2班学号为单号的同学用345Q 钢，焊条为50E 型，学号为双号的同学用235Q 钢，焊条为43E 型。
3、荷载标准值（水平投影面计）① 永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m 2保温层 0.65KN/m 2(按附表取) 一毡二油隔气层 0.05 KN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m 2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m 2屋架及支撑自重：按经验公式L=计算： KN/m212.0+.0q11悬挂管道： 0.15 KN/m2②可变荷载：屋面活荷载标准值：27.0mkN/雪荷载标准值： 0.35KN/m2积灰荷载标准值： 1.0 KN/m2(按附表取)二、设计内容1、计算书部分进行桁架支撑布置，画出屋架结构及支撑的布置图；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；进行荷载计算、内力计算、内力组合，设计各杆件截面；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
钢结构屋架设计
一丶设计资料厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。
2、屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。
屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。
用1.5×6.0预应力混凝土屋板。
荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m²②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m²，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m²，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值③屋面个构造层的恒荷载标准值：水泥砂浆找平层0.4KN/m²保温层 0.4KN/m²预应力混凝土屋面板 1.6KN/m²永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡4、荷载组合。
一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。
节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7）F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN二丶屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度i=1/10；＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L3190mm，下端起拱50mm。
钢屋架设计
确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算 长度应按下表规定采用。
角钢背凹槽的塞焊缝可假定只承受 屋面集中荷载，按下式计算其强度： f
弦杆角钢肢尖与节点板的连接焊 缝承受弦杆相邻节间的内力差 N N 2 N1 计算时应考虑偏心弯矩 M＝ ΔN· e 为 角 钢 肢 尖 至 弦 杆 轴 e（ 线距离），按下列公式计算：
对N : f
对M :
0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.6M0 0.8M0 0.6M0
节间荷载作用的屋架，除把节间荷 载分配到相邻节点外，还应计算节间 荷载引起的局部弯矩。
（3）内力计算与荷载组合
① 全跨恒载+全跨活载：即全跨永久荷载+全跨屋面活载或雪 荷载（取较大值）+全跨积灰荷载+悬挂吊车荷载。
② 角钢桁架有集中荷载的节点
为便于大型屋面板或檩条的放置，常将节点板缩进上弦角钢 背，缩进距离不宜小于(0.5t+2)mm，也不宜大于节点板厚度t。
Q f f fw 2 0.7hf 1lw 式中：Q —节点集中荷载垂直于屋面的分量； hf 1 ——焊脚尺寸，取hf 1 ＝0.5t； f ——正面角焊缝强度增大系数。一般因Q不大，按构造满焊
⑤同一屋架的型钢规格不宜 太多，以便订货。 ⑥当连接支撑等的螺栓孔在 节点板范围内且距节点板边缘 距离≥100mm时，计算杆件强 度可不考虑截面的削弱。 ⑦单面连接的单角钢杆件，在按轴心构件计算其 强度或稳定以及连接时，钢材和连接的强度设计值 应乘以相应的折减系数。 2. 杆件的截面选择 轴心受拉杆件应验算强度和长细比要求。轴 心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、 局部稳定和长细比。
钢结构_18m三角形钢结构钢屋架设计
钢结构_18m三⾓形钢结构钢屋架设计钢结构屋盖课程设计计算书⼀、设计说明1、设计某⼀检修⼚房屋盖，跨度为27m，长度为80m，柱距为6m，三⾓形屋架，钢材为Q235—B，焊条采⽤E43型，屋⾯为压型钢板，屋⾯坡度i=1：2.5，屋架铰接于钢筋混凝⼟柱顶，⽆吊车，外檐⼝采⽤⾃由排⽔，采⽤槽钢檩条，檩条间距为2827.25mm。
2、基本风压为0.4KN/m2,屋⾯离地⾯⾼度为12 m，不上⼈屋⾯。
雪荷载0.6KN/m2⼆、檩条设计1、檩条采⽤轻型槽钢檩条2、屋⾯材料为压型钢板，屋⾯坡度为1：2.5（α=21.80°）檩条跨度为6m，于跨中设置⼀道拉条，⽔平檩距2396.4×cos21.80°=2396.4×0.93=2228．65mm，坡向斜距2396.4mm3、荷载标准值（对⽔平投影⾯）⑴永久荷载：压型钢板（不保温）⾃重为0.1 KN/m2，檩条（包括拉条和⽀撑）⾃重设为0.11 KN/m2⑵可变荷载：屋⾯雪荷载ω=0.6KN/m2,基本风压ωo=0.40 KN/m24、内⼒计算⑴永久荷载于屋⾯活荷载组合檩条线荷载pK=（0.21+0.6）×2.229=1.805 KN/mp=（1.2×0.21+1.4×0.6）×2.229=2.434 KN/mpX=psin21.80=2.434×0.37=0.901 KN/mpY=pcos21.80=2.434×0.93=2.264 KN/m弯矩设计值： MX= pY l2/8=2.264×62/8=10.188KN·mMy= pX l2/32=0.901×62/32=1.014KN·m⑵永久荷载和风荷载的吸⼒组合按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001房屋⾼度为12m 取µz=1.0按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A，风荷载体型系数为：1.5㏒A-2.9=-1.211 A=2.22865m ×6m=13.72m2垂直于屋⾯的风荷载标准值ωk=µSµzω0=-1.211×1.0×（1.05×0.4）=-0.509 KN/m2檩条线荷载pXY=（0.509-0.21×cos21.80）×2.22865=0.314×2.22865=0.070KN/mpX =0.21×2.229×sin21.8o=0.174 KN/mpY =1.4×1.211×2.229-0.21×2.229×cos21.80=3.344 KN/m 弯矩设计值 MX= pYl2/8=3.344×62/8=15.048KN/m My= pXl2/8=0.174×62/8=0.783KN/m⑶截⾯选择选⽤选⽤轻型槽钢【20 W=152.2 cm3 Wynmax=54.9 cm3 Wynmin=20.5 cm3IX=152.20 cm4 ix=8.07 cm iy=2.20 cm计算截⾯有孔洞削弱，考虑0.9的折减系数，则净截⾯模量为：WNX=0.9×152.2=136.98cm3 Wynmax=0.9×54.9=49.41 cm3 Wynmin=0.9×20.5=18.45 cm3⑷屋⾯能阻⽌檩条失稳和扭转，截⾯的塑性发展系数γx=1.05 γy=1.20,按公式计算截⾯a、b点的强度为（见图）бx = Mx/(γx WNX)+My/(γy Wynmin)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0. 783×106/（1.2×18.45×103）=139.99<215N/mm2бy = Mx/(γx WNX)+My/(γyWynmax)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0.783×106/（1.2×49.41×103）=117.83<215N/mm2⑸挠度计算因为⽀撑压型钢板⾦属板，有积灰的⽡楞铁和⽯棉等⾦属⾯者，容许挠度为L/200当设置拉条时，只须计算垂直于屋⾯⽅向的最⼤挠度vy=(5/384)×（3.344×cos21.80×60004）/（206×103×1522×104）=16.7mm构造要求λx=600/8.07=74.35<200 λy=300/2.20=136.36<200故此檩条在平⾯内外均满⾜要求三、屋架设计⑴屋架结构的⼏何尺⼨如图檩条⽀撑于屋架上弦节点。
钢屋架设计
1.3.2屋架杆件设计
�
垫板间距在受压杆件中不大于40 i ，在受拉杆件中不 大于80 i 。在T形截面中， i 为一个角钢对平行于垫 板的形心轴1-1的回转半径（图1.25a），在十字形 截面中，为一个角钢的最小回转半径（图1.25b)。在 杆件的计算长度范围内至少设置两块垫板。
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梯形屋架（图 1.16b）受力情况较三角形好，腹杆较短， 与柱子的连接既可做成刚接，也可做成铰接。这种屋架一 般用于屋面坡度较小的屋盖结构中，是工业厂房屋盖结构 的最常用形式。
1.3.1屋架形式选择
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矩形屋架（图 1.16c）的上、下弦平行，腹杆长度相等，杆 件类型少，节点构造统一，便于制造，但弦杆内力分布不 均匀，这种形式一般用于托架或支撑体系中。
�
曲拱形屋架（图 1.16d)的外形与简支梁承受均布荷载的弯 矩图最为接近，作为简支结构受力最合理，但弦杆的曲线 形制造复杂，如改为折线形则较好，这种屋架用于有特殊 要求的房屋中。
1.3.1屋架形式选择
� �
2.腹杆体系 三角形屋架的腹杆体系有单斜杆式、人字式和芬克式。 单斜杆式（图1.17a）中较长的斜杆受拉，较短的竖杆 受压，比较经济。人字式（图1.17b)的腹杆数较少， 节点少，构造简便。芬克式（图1.17c）的腹杆受力合 理，还可分为两榀较小的桁架运输。
1.3.2屋架杆件设计
�
当有节间荷载作用时，为提高上弦在屋架平面内的抗 弯能力，宜采用不等肢角钢长肢相并的T形截面（图 1.24c）。
钢结构课程设计(钢屋架节点放样图)
五、节点设计重点设计“E ”、“R ”、“B ”、“A ” “K ”五个典型节点，其余节点设计类同。
1．下弦B 节点先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸，即h f 和l w 。
然后根据l w 的大小比例绘出节点板的形状和大小，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f wt ＝160N/m ㎡，实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
（1）BK 杆的内力N=90.23KN ，采用三面围焊，肢背和肢尖焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 633= N f l h N w f f w f 84.10329916022.126367.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 1471216067.0292.51649105.3117.07.022/7.0331=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取150mm 肢尖mm f h N N l wff w 701216067.0292.51649105.3113.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取80mm （2）2-13杆的内力N=243.97KN ，采用三面围焊，肢背与肢尖的焊缝h f =6mm ，所需要的焊缝长度为：mm l w 803=N f l h N w f f w f 4.131********.128067.07.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背mm f h N N l wf f w 901216067.022.655871097.2437.07.022/7.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取100mm 肢尖mm f h N N l w f f w 181216067.022.655871097.2433.07.022/3.033=+⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯-=，取60mm（1） 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN ，采用三面围焊，焊缝尺寸可按构造确定取h f =8mm 。
18米跨度钢结构带节点详图
一、设计资料：1.某厂房总长度60m ，跨度为18m.，柱距6m 。
车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。
屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m 。
计算最低温度-200C 。
采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。
二、结构形式与布置图：屋架支撑布置图如下图所示。
02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层（20mm 厚） 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 （80mm ） 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载：F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。
钢屋架设计
2 3 5 桁架节点设计
➢任务：确定节点的构造;连接焊缝;节点承载力的计算 及节点板尺寸 节点的构造应传力路线明确 简捷 制作安 装方便 ➢注意：节点板只在弦杆与腹杆之间传力;不直接参与传 递弦杆内力;弦杆若在节点板处断开;应设置拼接角钢在 两弦杆间直接传力
焊缝受力： V R MVe
4
焊缝验算：
(
f f
)2
2 f
ftw
f
6M
2
0
.7
h
f
l
2 w
f
N 2 0 .7 h f 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
R
f 0.7hf
lw ffw
lw 节点板、加劲肋与底板
的水平焊缝总长度
2 3 6 桁架节点施工图
⑴在图纸左上部绘制索引图 对称桁架;一半注 明杆件几何长度;另一半注明杆件内力 梯形 屋架L≥24m;三角形L≥15m;应予起拱f=L/500
最小角钢 L45X4 L56X36X4;L<18m 的小角钢屋 架不受此限 ➢ 2 节点板厚度
➢ 3 屋架杆件中的填板 作用：保证两角钢共同工作 间距：压杆 lz 40i 拉杆 lz 80i 数量：不小于2个
2 3 4 2 桁架杆件截面选择
拉杆：强度;刚度 m a m x xayx
压杆：强度;稳定;刚度 压弯构件：强度;稳定;刚度 双角钢压杆和轴对称放置的单角钢压杆绕对称轴失稳时 的换算长细比可以用简化公式26a～29b计算
⑸支座节点 屋架与柱子的连接可以设计成铰接或刚接
⑴梯形屋架支座节点
节点板 加劲肋 底板 锚栓
加劲肋作用：
PKPM设计钢屋架简要步骤
PKPM 设计钢屋架简要步骤1．根据所给材料，确定钢屋架的尺寸：跨度、中部高度、材料等。
2． 荷载统计和荷载组合，用结构力学求解器或其他方式算出杆件内力。
（满跨均布置 荷载F ，边跨处为F/2）3． 选择截面：上、下弦均不改变截面，取最大内力进行截面设计腹杆可改变截面，但种类不宜过多（见书P74，轴心受力构件，上弦受压，下弦受拉，靠近支座的腹杆受力最大）轴心受拉构件（下弦）： 强度：f A N n≤=σ 刚度：长细比[]λλ≤=il 0，0l 为构件计算长度，i 为截面回转半径A I i = 轴心受压构件（上弦）：强度及刚度同轴心受拉构件稳定：①整体稳定 f AN ≤ϕ，ϕ为轴心受压构件的整体稳定系数，查表可得，计算方法见书P83。
②局部稳定（宽厚比）：翼缘—()y f t b 2351.010λ+≤ 腹板—()yw f t h 2355.0250λ+≤，（见书P86）。
腹杆的设计同上。
4．节点设计，计算焊缝 5． PKPM 中依次选钢结构—桁架—PK 交互输入与优化计算。
6．在上方工具栏中点选桁架，或在右边依次点选网格生成—快速建模—桁架。
根据第一步来设定其中参数。
7．点选右侧的柱布置，先进行截面定义，根据第三部的计算结果进行材料类型和截面尺寸的选择。
然后按照设计进行相应布置。
8．恒载输入—节点荷载，中间节点布置荷载F，两端节点布置荷载F/2。
9．根据要求输入左右风及吊车荷载。
10．结构计算，存盘退出，让后进入桁架施工图11．先进行第一步定义结构数据，点上下弦和腹杆，在图中依次点选。
12．按顺序进行步骤，就可以生成施工图。
13．转成CAD文件，并在CAD中进行修改。
钢屋架杆件节点设计讲解
第四节 简支屋架设计
二. 杆件计算长度
1.桁架平面内 理想桁架压杆在平面内计算长度为节点中心距， 考虑到拉杆对节点转动的约束作用，一般可根据节 点的嵌固程度确定。如下所示，弦杆、支座斜杆和 支座竖杆计算长度不折减，其他受压腹杆计算长度l0x ＝0.8l0
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
2.桁架平面外
拼接角钢长度由焊缝长度要求确定,接头一侧的每
条连接焊缝长度应为
N lw 4 0.7h f f fw
式中，N——节点两侧弦杆内力较小值。 拼接角钢长度 L 2(lw 2h f ) (10 ~ 20)mm 弦杆与节点板的连接焊缝，按上弦节点，但ΔN取 弦杆最大内力的15％，
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
2. 截面选择 1）按强度及稳定选择截面，同时应满足容许长细 比的要求。
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
节点设计
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
1.一般要求 1）各杆的重心线应与屋架轴线重合，汇交于节点中 心；角钢肢背至重心线的距离取5mm的倍数，小角 钢可取1mm的倍数； 2）弦杆截面有改变时，一般将拼接处弦杆肢背对齐，屋 架轴线在两个杆件形心线中间，如形心线偏移距离 超过较大弦杆截面高度5％，应考虑由此引起的偏 心弯矩，杆件弯矩按下式计算：
肢背：
1N 2 0.5Q 2
2 0.7h f 1lw1
f fw f fw
肢尖：
2 N 2 0.5Q 2
2 0.7h f 2lw 2
式中, hf1、lw1——肢背的焊缝焊脚尺寸和计算长度； hf2 、lw2——肢尖焊缝的焊脚尺寸和计算长度。
钢屋盖结构
3.双角钢杆件的填板
钢结构屋架设计计算书
一、设计资料天津某车间，屋架跨度为18m，房屋总厂为60m，屋架间距6m，屋面坡度i＝1／10，屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN／m2），80mm厚泡沫混凝土（0.3KN／m2），20mm厚水泥砂浆（0.3KN／m2），二毡三油铺绿石砂（0.3KN ／m2），屋面活荷载0.7KN／m2，雪荷载0.5KN／m2，积灰荷载0.5KN／m2，屋架端高1990mm，两端较之于钢筋混凝土柱上，柱混凝土强度C20。
二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0＝l－300＝1800－300＝17700mm屋架端部高度取h0＝1990mm屋架跨中高度h＝h0＋i×l0／2＝1990＋0.1×17700／2＝2875mm屋架高跨比l0／h＝2.875／17.7＝1／6.16为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，上弦节点用平间距取1.5m。
三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况，设置三道上下弦横向水平支撑。
由于房间端部为山墙，第一柱间间距小于6m，因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。
设置两道下弦纵向水平支撑。
在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。
在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中及两端，两屋架间共设置三道竖向支撑。
屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦设置一道柔性系杆。
屋架支撑的布置如下图：四、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大雨雪荷载取屋面活荷载计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（P10＝0.12＋0.011×跨度）计算，跨度单位为米。
荷载：永久荷载：防水层（二毡三油铺绿石砂）0.3×1.2＝0.36KN／m2找平层（20厚水泥砂浆）0.3×1.2＝0.36KN／m2保温层（80厚泡沫混凝土）0.5×1.2＝0.6KN／m2预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4×1.2＝1.68KN／m2屋架及支撑自重（0.12＋0.011×18）×1.2＝0.38KN／m2恒载总和∑＝3.38KN／m2可变荷载：屋面荷载0.7×1.4＝0.98KN／m2积灰荷载0.5×1.4＝0.7KN／m2活荷载总和∑＝1.68KN／m2计算荷载时应考虑以下三种荷载组合：1、全跨永久荷载＋全跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN2、全跨永久荷载＋半跨可变荷载P 恒＝3.38×1.5×6＝30.42KN P 活＝1.68×1.5×6＝15.12KN3、 全跨屋架包括自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活载P 恒'＝0.38×1.5×6＝3.42KN P 活'＝（1.68＋0.98）×1.5×6＝23.94KN1、2为使用阶段和在情况，3为施工阶段荷载情况，经过计算，第二种荷载组合所产生的杆件内力，对本题的杆件不起控制作用，所以不列入以下计算中。
《钢结构制作与安装》试题答案2
得分
D. 弯矩绕虚轴作用时，在弯矩平面外的整体稳定可通过分肢稳定计算保证。
2. 关于平台梁，下列说法错误的是（ B ）。 A、型钢梁一般用于次梁或跨度不大的主梁。 B、组合梁一般用于次梁，不适宜用于主梁。 C、组合梁的腹板主要承受剪力，由抗剪强度和局部稳定要求确定其厚度。
学号
一、填空题（每空 1 分，共 24 分）
得分
D、组合梁的腹板局部稳定不满足要求时可通过设置加劲肋解决局部稳定 问题。
1．拉弯和压弯构件的刚度通常以 长细比 来控制。
3．关于门式刚架柱间支撑的设置，下列说法错误的是（ C ）。
姓名
2.平台结构的梁格根据梁的排列形式可分成三种： 简式梁格 、 普通式梁格 、
A、柱间支撑的截面型式可采用两个角钢组成的 T 型截面或圆钢管截面。
10.屋架上弦杆在平面内的计算长度应取( A )。
A.节点中心间的距离。
B.侧向支承点间的距离。
C.节点中心间距离的 0.8 倍。
D.节点中心间的距离 0.9 倍。
11.角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便使节点紧凑时应该切( A )。
A.肢尖
B.肢背
C.肢背或肢尖均可
D.以上说法均错误
12.如下图所示管桁架的杆件连接方式为（ A ） A.法兰盘连接 B.销钉链接 C.对接焊缝连接
A.拉条和撑杆是提高檩条侧向稳定性的重要构造措施。 B.拉条仅传递压力，撑杆主要承受拉力。 C.拉条一般采用直径 8～16mm 的圆钢，撑杆可采用钢管、方管或角钢做成，
也可采用钢管内设拉条的做法。 D.当檩条跨度 l≤4m 时，可按计算要求确定是否需要设置拉条。
业
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钢屋架设计讲义
5.5普通钢屋架设计5．5．4杆件计算长度与长细比1、杆件计算长度（《钢规》5.3.1-5.3.2条）(1)确定桁架弦杆和单系腹杆(用节点板与弦杆连接)的长细比时，其计算长度L0按下表采用：注:① L为构件的几何长度(节点中心间距离)，L1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。
②斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。
③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外）。
当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍，且两节间的弦杆轴心压力不相同时，则该弦杆在桁架平面外的计算长度，应按下式（5-8）确定，但不应小于0.5L1。
对桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及K形腹杆体系的竖杆等，在桁架平面外的计算长度与应按公式（5-8）确定（受拉主斜杆仍取L1）；在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。
（2）确定在交叉点相互连接的桁架交叉腹杆的长细比时，桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离；桁架平面外的计算长度，当两交叉杆长度相等时，应按下列规定采用：①压杆（即计算杆为压杆）* 相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N N ll 00121 * 相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中断但以节点板搭接，则：NN l l 020121π+=* 相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则：l N N ll 5.04312100≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-= * 相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以节点板搭接，则：l NN l l 5.043100≥-= 当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接，若N 0≥N ，或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≥1430220N N l N EI Y π时，取L 0=0.5L 。
上述各式中：L 为桁架节点中心间距离（交叉点不作为节点考虑）；N 为所计算杆的内力；N 0为相交另一杆的内力，均为绝对值。
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N1——较大的压力，计算 时取正值；
N2——较小的压力或拉
力，计算时压力取正值， 拉力取负值。
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆在桁架平面内 的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长 度按上式计算。
压力有变化的受压腹杆平面外计算长度
（a）再分式腹杆体系的受压主斜杆 （b）K形腹杆体系的竖杆
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第四节 简支屋架设计
2.双壁式屋架杆件的截面形式
屋架跨度较大时，弦杆等杆件较长，单榀屋 架的横向刚度比较低。为保证安装时屋架的侧向 刚度，对跨度＞42m的屋架宜设计成双壁式。其 中由（a）和（b）适用于弦杆和腹杆，（c）适 用于大跨度的重型双壁式屋架的弦杆和腹杆。
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
第四节 简支屋架设计
2. 截面选择 1）按强度及稳定选择截面，同时应满足容许长细 比的要求。
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第四节 简支屋架设计
节点设计
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
1.一般要求 1）各杆的重心线应与屋架轴线重合，汇交于节点中 心；角钢肢背至重心线的距离取5mm的倍数，小角 钢可取1mm的倍数； 2）弦杆截面有改变时，一般将拼接处弦杆肢背对齐，屋 架轴线在两个杆件形心线中间，如形心线偏移距离 超过较大弦杆截面高度5％，应考虑由此引起的偏 心弯矩，杆件弯矩按下式计算：
1
2
200
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第四节 简支屋架设计
四、截面形式
1. 单壁式屋架杆件的截面形式
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第四节 简支屋架设计
确定原则——等稳定
上弦杆：
节间无荷载：满足计算长度loy≥2lox，要使λy=λx 应 使iy≥2ix，宜采用不等边角钢短肢相连的截面或TW 截面；当loy=lox时，可采用两个等边角钢截面或 TM截面。 节间有荷载：为加强桁架平面内的抗弯能力，可 采用不等边角钢长肢相连的截面或TN截面。 下弦杆： 一般loy＞lox，采用不等边角钢短肢相连的截面 或TW截面。
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第四节 简支屋架设计
交叉腹杆在桁架平面内的计算长度应取节点中心到 交叉点间的距离，平面外的计算长度确定如下表。
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三. 杆件容许长细比 受拉构件的容许长细比
项 次 1 2
构件名称
桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架以 下的柱间支撑 其他拉杆支撑系杆等 （张紧的圆钢除外）
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二. 杆件计算长度
1.桁架平面内 理想桁架压杆在平面内计算长度为节点中心距， 考虑到拉杆对节点转动的约束作用，一般可根据节 点的嵌固程度确定。如下所示，弦杆、支座斜杆和 支座竖杆计算长度不折减，其他受压腹杆计算长度l0x ＝0.8l0
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
2.桁架平面外
钢屋盖结构
a)Βιβλιοθήκη 第四节 简支屋架设计10~ 15
50~ 80
1
ld
b)
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1
10~ 15
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ld
ld
1
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
五. 截面选择
1. 一般原则 ①应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面以 增加截面的回转半径，但受压构件应满足局部稳 定要求。一般情况下，板件或肢件的最小厚度为 5mm，对小跨度屋架可用到4mm。 ②角钢杆件或T型钢的悬伸肢宽不得小于45mm。 开螺栓孔时，尚应满足孔径要求。 ③屋架节点板(或T型钢弦杆的腹板)的厚度，对单 壁式屋架，可根据腹杆的最大内力(梯形和人字 形屋架)或弦杆端节间内力(三角形屋架)，按表选 用；对双壁式屋架，则可按上述内力的一半选用
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支座斜杆：
第四节 简支屋架设计
一般loy=lox，采用不等边角钢长肢相连的截面或 等边角钢截面，连有再分式杆件的斜腹杆因 loy=2lox ，可采用等边角钢相连的截面。 腹杆： 一般loy=lo ， lox =0.8l即loy=1.25lox ，采用等边角 钢相连的截面，连接垂直支撑的竖腹杆，宜采用两 个等边角钢组成的十字形截面，受力很小的腹杆， 可采用单角钢截面。
承受静力荷载或间接承 受动力荷载的结构
直接承 受动力 一般建 有重级工作制 荷载的 结构 筑结构 吊车的厂房 350 250 250 300 200 －
3
400
350
－
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第四节 简支屋架设计
受压构件的容许长细比
项 次 构件名称 柱、桁架和天窗架杆件 柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱 间支撑 支撑（吊车梁梁或吊车桁架以下的柱间 支撑除外） 用以减少受压构件长细比的杆件 150 容许长细比
腹杆：节点在桁架平面外的刚度很小，取l0y＝l0。 3.斜平面
单面连接的单角钢和双角钢组成的十字形杆 件，斜平面计算长度取l0＝0.9l，支撑斜杆和支座 竖杆不变。
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第四节 简支屋架设计
桁架弦杆和单系腹杆计算长度如下表
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第四节 简支屋架设计
4.其他杆件
桁架受压弦杆侧向支承点距离为两倍节间长度且 两节间弦杆内力不等时，则该弦杆在 桁架平面外的 计算长度可按下式计算：
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第四节 简支屋架设计
⑥当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且距节点 板边缘距离≥100mm时，计算杆件强度可不考虑截面 削弱。 ⑦单面连接的单角钢杆件， 在按轴心受拉或轴心受 压计算其强度或稳定以 及连接时，钢材和连接 的强度设计值应乘以相 应的折成系数，考虑受 力偏心的影响。
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3.双角钢杆件的填板
填板
双角钢T形截面
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第四节 简支屋架设计
填板
双角钢十字形截面
钢屋盖结构
第四节 简支屋架设计
填板宽度：50～80mm 填板长度：T形截面比角钢肢伸出10～20mm 十字形截面从角钢肢尖缩进10～ 15mm。 填板厚度：与桁架节点板相同。 填板间距：压杆l1≤40i1，拉杆l1≤80i1，压 杆平面外计算长度范围内，至少 设两块。
取侧向支承点之间的距离。 上弦：上弦横向水平支撑的节间长度 （1）有檩屋盖如檩条与横向水平支撑的交叉点用节 点板焊牢，可取檩条间距。 （2）无檩屋盖，横 向支撑由屋面板代 替时取两块屋面板 的宽度。一般不大 于3.0m。
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第四节 简支屋架设计
下弦：取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之
间的距离。
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第四节 简支屋架设计
④跨度较大的桁架(例如＞24m)与柱铰接时，弦 杆宜根据内力变化而改变截面，但半跨内一般 只改变一次。变截面位置宜在节点处或其附近， 通常是变肢宽而保持厚度不变，以便处理弦杆 的拼接。 ⑤同一屋架的型钢规格不宜太多，以便订货，一 般不超过5～6种。同时应尽量避免选用相同边 长或肢宽而厚度相差很小的型钢，以免施工时 产生用料错误。