梯形钢屋架设计
梯形钢屋架设计
1.设计资料某工业厂房,总长度120M,屋架柱距6M,采用1.5⨯6M预应力钢筋混凝土大型屋面板。
20mm厚水混砂浆找平层,三毡四油防水层,屋架采用梯形钢桁架,两端铰支在钢筋混凝土柱上,混凝土柱上柱截面尺寸400⨯400mm,混凝土强度等级为C30,屋架采用的钢材为Q235B钢,焊条为E43型。
屋面坡度i=1/10。
2.结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示。
桁架支撑布置图3.荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。
沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以(2a=+=)1cos10110 1.005换算为沿水平投影面分布的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式(0.120.011P=+⨯跨度)计算,跨度单位为Wm。
1.永久荷载:三毡四油防水层: 0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2水泥砂浆找平层:0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2保温层: 0.45×1.005 KN/M2=0.45225KN/M2一毡二油隔气层: 0.05×1.005 KN/M2=0.05025KN/M2水泥砂浆找平层:0.3×1.005KN/M2=0.3015KN/M2预应力混凝土大型屋面板:1.4×1.005KN/M2=1.407KN/M2屋架和支撑自重为:(0.12+0.011×21)KN/M2=0.351 KN/M2 悬挂管道: 0.15KN/M2共 3.516 KN/M2 2.可变荷载屋面活荷载标准值:0.7 KN/M2雪荷载标准值:0.35 KN/M2因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值所以只考虑屋面活荷载标准值积灰荷载标准值: 1.1KN/M2共 1.8KN/M2设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合:(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点荷载设计值:222(1.35 3.516/ 1.40.70.7/ 1.40.91.1/)1.5661.37F kN m kN m kN m m m kN=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对结构不利时:21.1 1.35 3.516 kN/m 1.5642.72F m m kN =⨯⨯⨯=(按永久荷载为主的组合) 21.2 1.2 3.516 kN/m 1.5637.97F m m kN =⨯⨯⨯=(按可变荷载为主的组合)对结构有利时:21.1 1.35 3.516 kN/m 1.5642.72F m m kN =⨯⨯⨯=半跨节点可变荷载设计:222.1 1.4 (0.70.7 kN/m 0.9 1.1kN/m ) 1.5618.65F m m kN =⨯⨯+⨯⨯⨯= 222.2 1.4 (0.7 kN/m 0.9 1.1kN/m ) 1.5621.30F m m kN =⨯+⨯⨯⨯=(3)全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变为荷载为主的组合) 全跨节点桁架自重设计值:对结构不利时:23.1 1.2 0.351kN/m 1.56 3.79F m m kN =⨯⨯⨯= 对结构有利时:23.2 1.0 0.351kN/m 1.56 3.16F m m kN =⨯⨯⨯= 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:224(1.2 1.4kN/m 1.40.7kN/m ) 1.5623.94F m m kN =⨯+⨯⨯⨯=(1)(2)为使用阶段活荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
27m梯形钢屋架设计doc
27m梯形钢屋架设计doc⽬录1.设计资料: (3)2.结构形式与布置: (4)3.荷载计算 (5)3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 (6)3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 (6)3.3.全跨屋架(包括⽀撑)⾃重+半跨屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载: (6)4.内⼒计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆: (9)5.2下弦杆: (10)5.3端斜杆aB: (11)5.4腹杆eg-gK: (11)5.5竖杆Ie: (12)6.节点设计 (14)6.1下弦设计:6.1.1⽀座节点“a” (14)6.1.2下弦节点b (16)6.1.3下弦节点c (17)6.1.4下弦节点d (18)6.1.5下弦节点e (19)6.1.6下弦节点f (20)6.1.7下弦节点g (21)6.2上弦设计6.2.1上弦节点“B” (22)6.2.2上弦节点D (23)6.2.3上弦节点F (24)6.2.4上弦节点H (26)6.2.5上弦节点“I ” .......................................................27 6.2.6屋脊节点K . (28)单层⼯业⼚房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料:1.1由设计任务书的已知条件:某地⼀机械加⼯车间,长102m ,跨度30m ,柱距 6m ,车间内设有两台40/10T 中级⼯作制桥式吊车,轨顶标⾼18.5m ,柱顶标⾼27m ,地震设计烈度7度。
采⽤梯形钢屋架,封闭结合,1.5×6m 预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板(1.43/m kN ),上铺100mm 厚泡沫混凝⼟保温层(容重为13/m kN ),三毡四油(上铺绿⾖砂)防⽔层(0.43/m kN ),找平层2cm 厚(0.33/m kN ),卷材屋⾯,屋⾯坡度i=1/10,屋架简⽀与钢筋混凝⼟柱上,混凝⼟强度等级C20,上柱截⾯400×400mm 。
梯形钢屋架课程设计
2.引导学生从经济角度考虑,如何通过数学计算和物理原理降低梯形钢屋架的成本,实现资源的最优利用;
3.通过对比分析,让学生了解不同类型屋架的特点,掌握梯形钢屋架在市场竞争中的优势和劣势;
4.组织学生进行课程总结汇报,分享各自小组在梯形钢屋架设计过程中的学习心得、成果展示和改进建议,促进知识的内化和技能的迁移。
梯形钢屋架课程设计
一、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》基于八年级《数学》教材中“几何图形的认识与测量”章节,主要包括以下内容:梯形的定义及性质;梯形的面积计算;钢屋架中梯形的应用;实际测量与计算实例。具体教学内容如下:
1.回顾梯形的定义及性质,掌握梯形的分类(等腰梯形、直角梯形等);
2.学习梯形面积的计算方法,理解并掌握梯形面积公式的推导;
2.结合物理知识,分析梯形钢屋架在受力时的应力分布,探讨如何通过调整梯形参数优化结构设计;
3.实践操作环节,组织学生进行小组合作,设计一个小型梯形钢屋架模型,并进行模型制作和承重测试;
4.通过反思和评价,让学生总结梯形钢屋架设计过程中的数学和物理原理,提高学生的综合运用能力和创新思维。
4、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》最后阶段的教学内容如下:
5、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》教学内容的最后部分如下:
1.强调工程伦理和可持续发展的概念,讨论梯形钢屋架设计在环境保护和资源节约方面的责任;
2.引导学生进行综合案例分析,评估梯形钢屋架在实际工程项目中的性能表现,包括耐久性、维护成本和整体效益;
3.通过模拟实际工程投标过程,让学生体验项目报价、成本控制和市场竞争策略,增强学生的商业意识和实际操作能力;
钢结构梯形屋架课程设计.
.222
-1.
039
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00
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0-1.00.000.
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+6.663
+7.326
+5.884
+4.636
+3.081
+1.090
B
C
D
E F
G
H
G 'F '
E 'D '
C 'B 'A '
0.5 1.0
1.0 1.0
1.0
1.0 1.0 1.0
0x l =150.8cm 0y
l =150.8×2=301.6cm
根据腹杆最大设计杆力NaB =-357.99kN ,取中间节点板厚度t =10mm ,支座节点板厚t =12mm。设λ=60查得
=0.807. f r N/A ϕ==322567.4710/0.8073101022.68cm ⨯⨯⨯=
载0.7 1.4 0.98
灰荷载
1.3 1.4 1.82合计2 1.4
2.8
六、内力分析
桁架杆件内力表
杆件名称
杆件内力系数
第一种组合F ×③
第二种组合F 1×③+F 2×① F 1×③+F 2×②第三种组合F 3×③+F 4×① F 3×③+F 4
×②杆件最
大内力(kN
P=1作用在
左半跨右全跨全跨①
b.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载
F1=1.5×6×1.98〃×1.2= 21.39 KN
梯形屋架设计书
梯形屋架设计一、设计题目:某车间单层厂房钢屋架设计二、设计资料和条件:(一)建筑地点:成都。
(二)屋架形式1、梯形屋架(无天窗)(1)屋架跨度:30米(2)柱距6米,采用钢筋混凝土柱,上柱截面为400×400,混凝土强度等级为C25。
(3)厂房总长度:84米(4)屋面坡度:i=1:10(5)屋架端部高度:Ho=1500;H=3000(6)屋面采用1.5×6.0m大型预应力钢筋混凝土屋面板。
三、屋架支撑:本题采用无檩屋盖方案,根据屋架跨度,柱距和荷载状况,设置上,下弦横向水平支撑,垂直支撑和系干。
具体布置如图:上弦横向水平支撑布置屋架,下弦水平支撑布置图1-1 ,2-2 剖面图四、荷载计算:恒载:二毡三油上铺小石子0.35 KN/m2水泥砂浆找平层(20 mm)0.40 KN/m2泡沫混凝土保温层(80mm)0.50 KN/m2大型屋面板及灌缝(1.5×6 m) 1.40 KN/m2屋架及支撑自重0.12+0.011×L=0.12+0.11×30=0.45 KN/m2悬挂管道0.10 KN/m23.20KN/m2活载:雪荷载0.60 KN/m2积灰荷载0.50 KN/m21.10KN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,位于考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
五、荷载组合:一般考虑全跨荷载,对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载。
本题中跨中斜腹杆均按压杆控制长细比,不考虑半跨荷载作用情况,只计算全跨荷载作用下的杆件内力。
节点荷载设计值:(一):按可变荷载效应控制的组合:F d=(1.2×3.20+1.4×0.60+1.4×0.9×0.50) ×1.50×6.00=47.79KN永久荷载,荷载分项系数γQ1=1.2组合系数ψ1=0.7积灰荷载γQ2=1.4 ψ2=0.9。
(二):按永久荷载效应控制的组合:F d=(1.35×3.20+1.4×0.60×0.7+1.4×0.9×0.50) ×1.50×6.00=48.96KN永久荷载,荷载分项系数γG=1.35屋面雪荷载,荷载分项系数γQ1=1.4组合系数ψ1=0.7积灰荷载γQ2=1.4 ψ2=0.9。
跨度21米梯形钢屋架课程设计计算书
跨度21⽶梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计⼀、设计资料(1)、某⼯业⼚房,建筑地点在太原市,屋盖拟采⽤钢结构有檩体系,屋⾯板采⽤100mm厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm,内侧基板厚度0.4mm,夹芯材料选⽤玻璃丝棉,屋⾯板⾃重标准值按0.20 kN/m2计算),檩条采⽤冷弯薄壁C型钢。
屋架跨度21m,屋⾯排⽔坡度i=1:10,有组织排⽔。
屋架⽀承在钢筋混凝⼟柱(C30)上,柱顶标⾼9.0m,柱距6m,柱截⾯尺⼨为400×400mm。
⼚房纵向长度60m。
基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。
不考虑积灰荷载。
注:屋架、檩条、拉条及⽀撑⾃重标准值可按下列数值考虑:0.30kN/m2(6.0m)(2)、屋架计算跨度:L0=21-2×0.15=20.7m(3)跨中及端部⾼度:屋盖拟采⽤钢结构有檩体系,屋⾯排⽔坡度i=1:10,取屋架在21m轴线处的端部⾼度h0’=1.99m, 屋架的中间⾼度h=3.025m,则屋架在20.7m,两端的⾼度为h o=2.004m。
⼆、结构形式与布置屋架形式及⼏何尺⼨如图2-1所⽰根据⼚房长度(60m),跨度及荷载情况,设置两道上下横向⽔平⽀撑。
因为柱⽹采⽤封闭形式,⼚房横向⽔平⽀撑设在两端第⼆柱间,图2-1梯形屋架形式和⼏何尺⼨在第⼀柱间的上弦平⾯设置了刚性系杆,以保证安装时的稳定。
在第⼀柱间的下弦平⾯也设置了刚性系杆,以传递⼭墙风荷载。
梯形钢屋架⽀撑布置如图2-2.桁架上弦⽀撑布置图桁架下弦⽀撑布置图垂直⽀撑布置1-1垂直⽀撑布置2-2SC—上弦⽀撑XC—下弦⽀撑CC—垂直⽀撑GG—刚性系杆LG—柔性系杆图2-1梯形屋架⽀撑布置图三、荷载计算荷载:屋架的受荷⽔平投影⾯积为:22602A>==,故按mm612621m《建筑结构荷载规范》取屋⾯活荷载(按不上⼈屋⾯)标准值为0.5kN/m2,雪荷载为0.35kN/m2,取屋⾯活荷载与雪荷载中较⼤值0.5kN/m2。
梯形钢屋架课程设计计算书
梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计计算书⼀、设计资料1、某车间跨度为24m,⼚房总长度102m,柱距6m,车间内设有两台50/10t中级⼯作制软钩桥式吊车,地区计算温度⾼于-20℃,⽆侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标⾼为18m;2、采⽤1.5×6 m预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板,Ⅱ级防⽔,卷材屋⾯,桁架采⽤梯形钢桁架,两端铰⽀在钢筋混凝⼟柱上,3、上柱截⾯尺⼨为450×450mm4、混凝⼟强度等级为C255、屋架采⽤的钢材及焊条为:Q345钢,焊条为E50型。
结构形式与布置图屋架计算跨度:Lo=L-2×150=24000-300=23700mm。
端部⾼度Ho=1.74m屋⾯坡度i=1/12节间为3m的⼈字形式,屋⾯板传来的荷载,正好作⽤在节点上,使之传⼒更好。
⼆、荷载与内⼒计算1、荷载计算永久荷载:改性沥青防⽔层0.4kN/m220厚1:2.5⽔泥砂浆找平层0.40kN/m280厚泡沫混凝⼟保温层0.6kN/m2预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板(包括灌缝) 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和⽀撑⾃重为(0.120+0.011L)=0.384kN/m2总计:3.434KN/m2可变荷载基本风压:0.35 kN/m2基本雪压:(不与活荷载同时考虑)0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上⼈屋⾯活荷载0.7kN/m2(可变荷载可按⽔平投影⾯积计算)荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较⼤的活荷载计算。
0.7>0.5 kN/m2总计:1.2KN/m2由于屋⾯夹⾓较⼩,风载为吸⼒,起卸载作⽤,⼀般不考虑。
永久荷载设计值 1.35×3.434KN/m2=4.64KN/m2可变荷载设计值 1.4×1.2KN/m2=1.68KN/m22、荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合⼀:全跨永久荷载+全跨可变荷载。
屋架上弦节点荷载F=(4.64KN/m2+1.68KN/m2) ×1.5×6m=56.88kN组合⼆:全跨永久荷载+半跨可变荷载。
梯形钢屋架课程设计1
梯形钢屋架课程设计计算书1.设计资料:1、车间柱网布置:长度90m ;柱距6m ;跨度18m2、屋面坡度:1:103、屋面材料:预应力大型屋面板4、荷载1)静载:屋架及支撑自重0.45KN/m²;屋面防水层 0.4KN/m²;找平层0.4KN/m²;大型屋面板自重(包括灌缝)1.4KN/m²。
2)活载:屋面雪荷载0.3KN/m²;屋面检修荷载0.5KN/m²5、材质 Q235B钢,焊条E43XX系列,手工焊。
2 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端且间距不宜大于60m,根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑3道。
下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑对应的布置在同一柱间距内,以形成稳定空间体系。
下弦纵向水平支撑不进行布置。
垂直支撑设置在上、下弦横向支撑的柱间内,在屋架两端及跨中的竖直面内。
系杆沿房屋纵向通长设置,以保证屋架的侧向稳定。
支撑布置如图所示:梯形钢屋架支撑布置如图所示:3 . 荷载计算屋面雪荷载与检修荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.5KN/m²进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式2g (0.120.011)/k l kN m =+计算,跨度单位为米(m )荷载计算表设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合: 1、 全跨永久荷载1F +全跨可变荷载2F全跨节点永久荷载及可变荷载:F (3.578+0.7) 1.5638.502kN =⨯⨯=2、 全跨永久荷载1F +半跨可变荷载2F全跨节点永久荷载:1F 3.578 1.5632.202kN =⨯⨯=半跨节点可变荷载:2F 0.7 1.56 6.3kN =⨯⨯=3、 全跨屋架(包括支撑)自重3F +半跨屋面板自重4F +半跨屋面活荷载2F全跨节点屋架自重:3F 0.608 1.56 5.47kN =⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载:4F (1.890.5) 1.5621.51kN =+⨯⨯=1、2为使用节点荷载情况,3为施工阶段荷载情况。
【精品】普通梯形钢屋架设计指导书.docx
普通梯形钢屋架设计指导书§1概述钢屋架是屋盖结构的一部分,是主要的承重构件。
按结构形式可分为三角形屋架、梯形屋架、两钗拱屋架、三饺拱屋架和梭形屋架;按照所采用的钢材规格的不同,屋架可分为普通钢屋架、轻型钢屋架(杆件为圆钢和小角钢)和薄壁型钢屋架。
普通钢屋架是由普通角钢和节点板焊接而成。
这种屋架受力性能好,构造简单,施工方便,广泛应用于工业和民用建筑的屋盖结构中,一般是用于大型钢筋混凝土屋面板等重型屋面,将屋面板直接放在屋架或天窗架上,普通屋架所用的等边角钢不小于Z45X4,不等边角钢不小于Z56X36X4o屋架钢材一般采用Q235B.F (3号沸腾钢)钢材,冬季计算温度等于或低于30°C时的屋架宜采用Q235B(3号镇静钢),荷载较大的大跨度屋架可采用Q345 (16Mn钢)或Q390(15MnV钢)。
§ 2屋架的形式及主要尺寸一、普通梯形钢屋架概述屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等几种,选择屋架的外形和腹杆形式应该经过综合考虑分析确定。
屋架的形式主要取决于房屋的使用要求,屋面材料及需要的屋面坡度,屋架与柱的连接方式(较接或刚接),屋盖的整体刚度等。
同时,屋架的外形还考虑在制造简单的条件下尽量与弯矩图形相接近,使弦杆的内力差别较小。
屋面坡度i根据所采用的屋面材料可取为:卷材防水屋面z =1/12—1/8长尺压型钢板和夹芯板屋面z =1/20-1/8波形石棉瓦屋面1=1/4〜1/2.5瓦楞铁、短尺压型钢板和夹芯板屋面z =1/6-1/3普通梯形钢屋架通常用于屋面坡度较为平缓的大型屋面板或长尺压型钢板的屋面,跨度一般为15〜36m,柱距6〜12m,跨中经济高度为(1/8〜1/10)I。
梯形屋架外形比较接近弯矩图,因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀,用料较经济,且可以和柱刚接或钗接,且刚接可使建筑物横向刚度提高。
与柱刚接的梯形屋架,端部高度一般为(1/12〜1/16)I,通常取2.0〜2.5m;与柱钗接的梯形屋架,端部高度1.5〜2.0m, 此时,跨中高度可根据端部高度和上弦坡度确定。
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计一、 设计资料(1)题号72,屋面坡度1:10,跨度30m ,长度102m ,,地点:哈尔滨,基本雪压:0.45 kN/m 2,基本风压:0.45kN/m 2。
该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车,轨顶标高为8.5m 。
采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm 厚泡沫混凝土保护层,卷材屋面,屋面坡度i=1/10。
屋面活荷载标准值0.7kPa ,血荷载标准值为0.1 kN/m 2,积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
屋架绞支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400mm ×400mm 。
混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B 级,焊条采用 E43型。
(2)屋架计算跨度:l 0=30m-2×0.15m=29.7m 。
(3)跨中及端部高度:采用无檩无盖方案。
平坡梯形屋架,取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 005.20='。
屋架跨中起拱按500/0l 考虑,取60mm 。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图:根据厂房长度(102>60)、跨度及荷载情况,设置三道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格与中间柱间的支撑规则有所不同。
梯形钢屋架支撑布置如下图:三、荷载计算1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现,计算时取较大值进行计算,故取屋面活荷载0.7 kN/m 2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式2/)11.012.0(m kN l g k +=计算,跨度单位为米(m )。
荷载计算表如下:荷载名称标准值(kN/m 2)设计值(kN/m 2) 预应力混凝土大型屋面板 1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.480.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和 0.31.82设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合 (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载: 全跨节点永久荷载及可变荷载:kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=(3)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:kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载:kN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=(1)、(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
梯形钢屋架课程设计
梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1) 题号80,屋面坡度1:16,跨度30m ,长度96m ,柱距6m ,地点:哈尔滨,基本风压:0.45kN/m 2,基本雪压:0.45 kN/m 2(2) 采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm 厚泡沫混凝土保护层,卷材屋面,屋面坡度i=1/16。
屋面活荷载标准值0.7kPa ,雪荷载标准值为0.45 kN/m 2,积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。
(3) 混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B 级,焊条采用E43型。
(4) 屋架计算跨度:l 0=30m-2×0.15m=29.7m(5) 跨中及端部高度:采用无檩体系屋盖方案,缓坡梯形屋架。
取屋架在29.7m 轴线处的高度m h 972.10=取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 963.10=' 屋架的中间高度m il h h 900.227.29161972.12/00=⨯+=+= 屋架跨中起拱按500/0l 考虑,取60mm 。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图:梯形钢屋架支撑布置如下图:1、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现,计算时取较大值进行计算,故取屋面活荷载0.7 kN/m 2进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算,跨度单位为米(m )。
荷载计算表如下:荷载名称标准值(kN/m 2) 设计值(kN/m 2) 预应力混凝土大型屋面板1.4 1.4×1.35=1.89 三毡四油防水层 0.40.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层0.08×6=0.48 0.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重0.12+0.011×030=0.450.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84可变荷载总和0.31.82设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合 (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载:kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=(3)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:kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载:kN F 83.2565.1)98.089.1(4=⨯⨯+=(1)、(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
梯形钢屋架设计.
F G
H
I J
K
L
M
屋架几何尺寸示意图(单位:mm
图1屋架几何尺寸示意图(单位:mm 3支撑的布置
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,上、下弦各设两道横向水平支撑,具体见支撑布置图2。
a上弦支撑
11
b下弦支撑
CC1CC3CC1
LG2
GG2
c 1-1剖面垂直支撑
图2屋面支撑布置(单位:mm
SC -上弦支撑; XC -下弦支撑; CC -垂直支撑; GG -刚性系杆; LG -柔性系杆
4荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不同时组合,屋面活荷载大于雪荷载,故只取屋面活荷载进行计算。由于屋面坡度较小,可以将沿斜面分布的荷载均视为水平投影面上的荷载。计算时,竖向节点荷载取1.5 m×6.0 m面积的荷载。详见表1、表2。
表1恒载计算
表2活载计算, 11.569 P =⨯⨯=活
因此3
m in 770.410
180.36
0.8095280
N
A
σϕ⨯==
=⨯N/mm2<215f =N/mm2(满足
6.2下弦杆
图8下弦杆截面
整个下弦杆采用同一种截面类型,为2L125×80×10不等边角钢短肢相并。(图8
m ax 751.7N =kN
由角钢间距a=10 mm查表得
A=1970×2=3940 mm2, x i =2.26 cm, y i =6.11 cm,拉杆的容许长细比[]350λ=计算长度:
5内力计算····························································································································· 4
24米梯形钢屋架课程设计
24米梯形钢屋架课程设计1. 引言钢屋架是一种以钢材为主要材料的轻型钢结构体系,具有自重轻、强度高、稳定性好、施工方便等特点。
本课程设计以24米梯形钢屋架为对象,通过对钢屋架的设计、分析和优化,探讨其在实际工程中的应用。
2. 设计要求钢屋架的设计要求如下:•跨度:24米•屋架类型:梯形•荷载标准:GB50009-2012《建筑结构荷载规范》•材料标准:GB50017-2017《钢结构设计规范》3. 分析与计算3.1 载荷分析根据荷载规范,对24米梯形钢屋架进行荷载分析。
包括永久荷载、活载、风荷载和温度荷载等。
3.2 结构方案设计根据荷载分析结果,选择合适的结构方案进行设计。
考虑梯形钢屋架的自重以及承受外部荷载的能力。
3.3 结构计算与优化根据结构方案,进行钢屋架的各项计算,包括受力分析、截面设计、节点设计等。
通过对结构的计算与优化,提高钢屋架的性能和安全性。
4. 设计流程4.1 载荷分析流程1.确定荷载标准和设计要求;2.分析永久荷载、活载、风荷载和温度荷载等;3.计算每种荷载的作用效果;4.求取每个节点的内力。
4.2 结构方案设计流程1.根据荷载分析结果,选择合适的结构方案;2.绘制结构草图,确定主要构件的尺寸和数量;3.进行初步计算,确定杆件的选型和布置。
4.3 结构计算与优化流程1.进行各构件的截面设计;2.进行节点设计,以保证节点的强度和刚度;3.对结构进行全面计算审查,进行必要的优化和调整。
5. 结果与讨论通过对24米梯形钢屋架的设计、分析和优化,得到了满足设计要求的结构方案。
经过计算和优化,结构的性能和安全性得到了提高。
6. 结论本课程设计以24米梯形钢屋架为对象,通过对其进行荷载分析、结构方案设计、结构计算与优化等步骤,得到了满足设计要求的结构方案。
钢屋架作为一种轻型钢结构体系,在建筑工程中具有广泛的应用前景。
参考文献•GB50009-2012《建筑结构荷载规范》•GB50017-2017《钢结构设计规范》。
梯形钢屋架课程设计任务书
梯形钢屋架课程设计设计任务书一、设计题目设计某单层工业建筑的钢屋架(采用无檩屋盖体系的梯形钢屋架)二、设计目的梯形钢屋架课程设计是《钢结构设计》课程的又一重要教学环节之一。
通过本课程设计:l. 使学生了解钢屋架设计的一般程序和内容;2. 掌握钢屋架荷载的计算;3. 掌握杆件内力的计算和组合,杆件的计算长度,截面型式,截面选择及构造要求,填板的设置及节点板的厚度;4. 掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求,主要节点的设计及计算和构造;5. 掌握钢屋架施工图的内容和绘制。
三、设计资料某单层工业厂房,采用钢筋砼柱,梯形钢屋架。
1. 厂房总长度为90m,跨度见表1,纵向柱距为6m。
2. 题号:按学号顺序从表1确定。
梯形钢屋架课程设计任务表表13. 结构形式梯形钢屋架铰支在钢筋混凝土柱,上柱截面为400mm×400mm;屋面坡度i见表1;屋面结构采用1.5m×6.0m预应力混凝土屋面(考虑屋面板起系杆作用);冬季最低温度高于-20°,无侵蚀性介质;地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g。
屋架下弦标高为9.6m;厂房内设有两台150/30t中级工作制吊车。
4. 荷载标准值(水平投影面计)(1)屋活荷载标准值为0.7kN/m2,雪荷载及积灰荷载见表1;(2)屋面做法:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层(0.4kN/m2),20mm厚水泥砂浆找平层(0.02×20=0.4 kN/m2),泡沫混凝土保温层(荷载大小见表1),1.5m×6.0m的预应力混凝土大型屋面板(1.4 kN/m2),屋架及支撑自重(按经验公式q=0.12+0.11L计算),悬挂管道荷载(0.15 kN/m2)。
5. 材料(1)柱的混凝土强度等级:C30;(2)梯形钢屋架的钢材:Q235B级钢,焊条采用E43型。
四、参考文献【1】《钢结构设计规范》(GB50017—2003),中国计划出版社,2003。
课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)
梯形钢屋架设计(21m跨)一、设计资料某地区某金工车间。
采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。
跨度为21 m,柱距6 m,厂房长度为144 m,厂房高度为15.7 m。
车间内设有两台150/520 kN中级工作制吊车,计算温度高于-20 ℃。
采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2,泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2,1.5 m×6.0 m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m2。
屋面积灰荷载0.35 kN/m2,屋面活荷载0.35 kN/m2,雪荷载为0.45 kN/m2,风荷载为0.5 kN/m2。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400 mm×400 mm,砼标号为C20。
二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区(北京)的计算温度和荷载性质及连接方法,钢材选用Q235-B。
焊条采用E43型,手工焊。
2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖,i=1/10,采用梯形屋架。
屋架跨度为L=21000 mmL=L-300=20700 mm,屋架计算跨度为H=2000 mm ,(1/16 ~ 1/12)L,(通常取为2.0 ~2.5 m)端部高度取H+0.5i L=2000 + 0.1×21000/2=3050 mm,中部高度取H=屋架杆件几何长度见附图1所示,屋架跨中起拱42 mm(f = L/500考虑)。
为使屋架上弦承受节点荷载,配合宽度为1.5 m的屋面板,采用上弦节间长度为3.0 m。
附图1:屋架杆件几何长度(单位:mm)3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,设置四道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合,为统一支撑规格,厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。
在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定,第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。
梯形钢屋架钢结构设计屋架设计
目录一、设计资料 (1)二、荷载与内力计算 (1)1、荷载计算 (1)2、荷载组合 (1)3、内力计算 (2)三、杆件截面设计 (2)1.上弦杆 (2)2.下弦杆 (4)3.端斜杆 aB (5)4.再分式腹杆 eg-gK (6)5.竖腹杆Ie (7)四、节点设计 (11)1.下弦节点“b” (11)2.上弦节点“B” (13)3.有工地拼接的下弦节点“f” (15)4.屋脊节点“K” (17)5.支座节点“a” (19)五、填板设计 (25)六、材料表 (25)附表 (27)一、设计资料1、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,混凝土标号 C25;2、车间柱网布置:柱距 9m ;跨度 L=20m ;3、上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度,下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆;4、屋面坡度 1:10;5、钢材采用 Q235B 钢,焊条为 E43XX 系列,手工焊;6、屋面荷载标准值见表 1表1 荷载标准值7、屋架计算跨度:020.152020.1519.7m l L =-⨯=-⨯=,屋架形式和几何尺寸如图1 所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、荷载与内力计算1、荷载组合由永久荷载起控制作用:21.35 3.064 1.40.70.5 1.40.91 5.8864/KN m ⨯+⨯⨯+⨯⨯= 由可变荷载起控制作用:21.2 3.064 1.41 1.40.70.5 5.5668/KN m ⨯+⨯+⨯⨯=3、内力组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:(1) 组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载。
根据荷载规范,具体有以下2 种情况21.2 1.4 1.2 1.45 1.40.75 2.79kN/m D L +=⨯+⨯=21.35 1.40.7 1.35 1.45 1.40.70.75 2.69kN/m D L +⨯=⨯+⨯⨯= 所以组合一屋架上弦节点荷载为2.79 1.51250.22kN P qA ==⨯⨯= (2) 组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载。
某车间27m梯形钢屋架设计
某车间27m梯形钢屋架设计
梯形钢屋架是指钢结构中采用梯形钢材构成的屋架,它具有重量轻、强度高、施工方便等优点,在工业厂房,商业大厦等建筑物中得到广泛应用。
本文将结合某车间27m梯形钢屋架设计,从梁柱、节点、荷载等方面详细讲解其设计流程。
一、设计参数
该梯形钢屋架的设计参数如下:
跨度:27m
净高:5m
屋面坡度:5%
风压:0.8kN/m²
二、梁柱的设计
梁柱是梯形钢屋架的主要组成部分,其主要承受落在屋面上的荷载,设计时需要考虑其受力情况。
1. 梁的设计
该梯形钢屋架的梁一般为双梁结构,采用H型钢。
设计时需要根据结构计算确定梁的大小和型号。
据计算,该梯形钢屋架的梁的尺寸为800mm * 300mm * 14mm。
三、节点的设计
节点是梯形钢屋架中连接梁柱的重要部分,其设计需要考虑承载能力和连接方式等因素。
该梯形钢屋架的节点采用角钢板焊接,其连接方式牢固,能有效承受荷载。
节点设计时应根据结构计算确定其大小和具体焊接方式。
四、荷载的设计
荷载是梯形钢屋架设计中需要考虑的重要因素,其大小以及分布情况对结构的安全性有很大影响。
风荷载是梯形钢屋架设计中需要考虑的重要荷载之一,其大小与风速有关。
该梯形钢屋架的设计风压为0.8kN/m²,根据结构计算,该荷载下的梁柱满足强度要求。
综上所述,该车间27m梯形钢屋架的设计采用H型钢作为梁柱的材料,节点采用角钢板焊接,具有承载能力强,连接牢固等特点。
荷载设计中考虑了风荷载和雪荷载,保证了结构的安全性。
在施工时需要严格按照设计方案进行,确保其质量和安全。
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课程设计课题名称梯形钢屋架设计课程名称钢结构课程设计学生姓名学号系、年级专业指导教师年月日第一章:设计资料某单跨单层厂房,跨度L =18m ,长度54m ,柱距6m ,厂房内无吊车、无振动设备,屋架铰接于钢柱上,屋盖采用有檩体系,檩距为1.5m 。
钢材采用Q235-BF ,焊条采用E43型,手工焊。
柱网布置如图2.1所示,杆件容许长细比:屋架压杆【λ】=150,屋架拉杆【λ】=350。
第二章:结构形式与布置 2.1 柱网布置图2.1 柱网布置图2.2屋架形式及几何尺寸屋架选用梯形钢屋架,屋面坡度10/1=i 。
屋架跨度l =18m ,每端支座缩进0.15m ,计算跨度l 0=l -2×0.15m =17.7m ;端部高度取H 0=1.5m ,中部高度H =2.4m ;起拱按f =l 0/500,取35mm 。
钢屋架间距B =6m ,上弦节间尺寸1.5m ,屋架杆件的几何长度如图2.2所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸2.3支撑布置根据厂房长度、跨度及荷载情况,在房屋两端5.4m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑,单侧设纵向水平支撑。
中间各屋架用系杆联系,上弦设有5道水平系杆,下弦设4道水平系杆,其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。
凡与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-1,不与横向支撑连接的屋架编号为GWJ-2。
第三章、荷载设计与杆件内力计算3.1屋架荷载计算(1)永久荷载夹芯板 2/18.015.02.1m kN =⨯ 檩条 2/4.004.02.1m kN =⨯ 屋架悬挂管道 2/12.01.02.1m kN =⨯ 屋架和支撑自重 2/54.045.02.1m kN =⨯永久荷载总设计值 2/24.1m kN =∑(2)可变荷载雪荷载 2/35.025.04.1m kN =⨯ 活荷载 2/42.03.04.1m kN =⨯ 可变荷载总设计值取 2/42.0m kN 计算屋架时应考虑下列两种荷载组合情况: ○1全跨永久荷载+全跨可变荷载节点荷载 kN 94.1465.1)42.024.1(=⨯⨯+=P ○2全跨永久荷载+(左)半跨可变荷载 节点荷载 kN 94.1465.1)42.024.1(=⨯⨯+=左P kN 16.1165.124.1=⨯⨯=右P3.2内力计算用图解法分别先求出左半跨和右半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数L μ和R μ,二者相加得到全跨单位节点荷载作用下内力系数μ,然后乘以实际的节点荷载,得到相应的内力。
屋架在上述第一种荷载组合下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆,内力均达到最大,在第二种荷载组合作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。
因此,在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算,而在半跨荷载作用下仅需计算近跨中的斜腹杆内力。
计算结果列于表3-1。
屋架杆件内力表3-1名称杆件编号p=1内力组合备注 左半跨 右半跨 全跨 最大计算拉力 最大计算压力1 2 3 4 5 上弦AB 0.0 0.0 0.0 0.0 BD -5.5 -2.3 -7.8 -103.4 DF -5.5 -4 -9.5 -145.2 FG -4.9 -4.8 -9.7 -143.5 下弦ab 3.3 1.2 4.5 58.4 bc 5.0 3.3 8.3 130 cd 5.0 4.2 9.2 147.7 斜腹杆aB -5.2 -1.9 -7.1 -93 Bb 1.9 1.6 3.5 -66.4 bD -3.3 -1.7 -5.0 44.8 Dc 0.8 -1.3 -0.5 -23.5 cF 0.8 1.3 2.1 6.3 Fd -1.8 -1.8 -3.6 -9.2 竖腹杆Aa -0.5 0.0 -0.5 -6.4 Cb -1.0 0.0 -1.0 -12.6 Ec -1.0 0.0 -1.0 -12.7 Gd0.00.0第四章:屋架杆件截面选型由表3-1知,腹杆最大内力N =-49.1KN ,查得采用节点板厚t =6mm ,但支座节点板加厚为8mm 。
4.1杆件截面选型整个上弦不改变截面,按最大内力计算,上弦杆DF 为受压杆,N FG=-67.0kN, 先假设106=MAX λ,b 类截面ϕ=0.517,f =215N/mm 2,A =N/ϕf =76700/0.517×215N/mm 2=602.8mm 2,0max /x x i l λ==1507/106=14.2mm , 0max /y y i l λ==3000/106=28.3mm查表,选用2L90×56×5,短肢相并双角钢。
242.14cm A =。
,cm i cm i y x 32.422.2==验算:22y /215/208)2.144523.0/(67000/523.0150][3.8332.4/300150][10522.2/7.150mm N mm N A N x x <=⨯====<===<==ϕσϕλλλλ,,各杆件选型均按此法,计算数据如表4.1。
表4.1 杆件截面选型及强度验算表注:○1节点板t =6mm ,(腹杆最大内力N max =-49.1KN );○2f =215N/mm 2;压杆【λ】=150,拉杆【λ】=350。
第五章:屋架节点设计1.下弦设计 (1)下弦节点b已知采用用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa =。
设“bD ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 45和=,则所需的焊缝长度为(按等肢角钢连接的角焊缝内力分配系数计算):杆件 内力设计值(KN ) 几何长度l (mm 计算长度(mm ) 截面形式及规格A回转半径 长细比λ 稳定系数 应力设计值(f<215) mml 0x l 0yi xi y<150<350Ψxψy弦杆 FG -67 1507 1507 3014 2L90×56×5 1442 22.2 43.2 105.38 83.72 0.52367.46 cd 63.5 3000 1507 9000 2L 75×50×5 1226 20.6 36 105.38 250.00 1130.47 斜杆 aB -49.1 2132 2132 2132 2L 56×5 1083 17.9 23.6 119.11 90.34 0.442 131.78Bb-242230 1784 2230 2L 50×5 960 16 21.2 111.50 105.19 0.487 99.97 bD 34.6 2460 1968 2460 2L 50×5 960 16 21.2 123.00 116.04 1 205.63 Dc -92460 1968 2460 2L 50×5 960 16 21.2 123.00 116.04 0.421 87.3 cF 14.5 2704 2163 27042L 50×5 960 16 21.2 135.19 127.551206.40 Fd -25 2704 2163 2704 2L 50×5 960 16 21.2 135.19 127.55 0.365 76.32 竖杆 Aa-3.41508 1508 1508 2L 56×5 1083 17.9 23.6 84.25 63.90 0.661152.42 Cb -6.9 1800 1440 1800 2L 50×5 960 16 21.2 90.00 84.91 0.621 131.1 Ec -6.92100 1680 2100 2L 50×5960 16 21.2 105.00 99.06 0.523 106.8 Gd2400 1820 2400+56×51083肢背: mm l w 385216057.02448007.01=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取50mm 。
肢尖: mm l w 234216047.02448003.02=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取30mm 。
设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 45和=,则所需的焊缝长度为: 肢背: mm l w 515216057.02661007.01=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取60mm 。
肢尖: mm l w 304216047.02661003.02=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取40mm 。
“Cb ”杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取肢背和肢尖焊缝mm mm h f 45和=。
根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差,按比例绘出节点详图,从而确定节点板尺寸为180mm ×205mm 。
下弦节点“b ”下弦与节点板连接的焊缝长度为205mm ,mm h f 6=。
焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差kN 6.714.580.130==∆—N ,受力较大的肢背处的焊缝应力为MPa f MPa w f 16012.331205260.727160075.0=)—(<=⨯⨯⨯⨯=τ,焊缝强度满足要求。
2上弦设计(1)上弦节点“B ” “Bb ”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b ”相同。
(2)已知: 9.1kN 4-N =aB 。
设“aB ”杆的肢背和肢尖焊缝mm mm h f 45和=,则所需的焊缝长度为(按不等肢角钢短肢连接的角焊缝内力分配系数计算): 肢背: mm l w 3.405216057.02491007.01=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取45mm 。
肢尖: mm l w 5.244216047.02491003.02=⨯+⨯⨯⨯⨯=,取30mm 。
为了便于在上弦上搁置檩条,节点板的上边缘可缩进上弦肢背6mm 。
用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。
承受集中力P=6.912kN ,则。
节点板厚实度mm h mm h f f 3,36212121==⨯=⨯=mm l l w w 25010260=-='='' 肢尖焊缝承担弦杆内力差ΔkN N N N 1.25241.4921=-=-=, 偏心距 e=7.5-1=6.5cm偏心力矩M=mm N e N ⋅=⨯=•∆16315006525100,mm h f 6=MPa f 95.1925067.0249100=⨯⨯⨯=τMPa f 1.325067.0216315002=⨯⨯⨯=σ MPa 160MPa 6.2095.19)22.11.3(2222<=+=+f f f τβσ)( 满足强度要求上弦节点“B ”3.屋脊节点G弦杆一般都采用同号角钢进行拼接,为了使拼接角钢与弦杆之间能够密合,并便于施焊,需将拼接角钢的尖角削除,且截去垂直肢的一部分宽度(一般为mm h t f )5(++=∆)。