15米跨度三角形屋架芬克式设计

课程设计（论文）
题目15米跨度三角形钢屋架设计
作者
班级
学号
指导教师
设计任务分配：
屋架跨度15米，柱距7.5米，屋架采用三角形屋架芬克型腹杆。

2013 年6月21 日
钢屋架设计计算
一、设计资料
屋面采用三角形钢屋架、石棉水泥波形瓦屋面（重量200N/m2），轻钢檩条及拉条（重量100N/m2）。

钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400×400（砼等级C25）。

基本风压W0=350N/m2，屋面均布活载或雪载为500N/m2，积灰荷载为100~500N/m2，无抗震要求。

钢屋架材料为Q235-B钢，焊条采用E43型，手工焊接。

该厂房横向跨度为15m，房屋长度为120m，柱距（屋架间距）为7.5m，屋面坡度为1/3。

二、屋架布置及几何尺寸
屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度 l0 =l－300＝15000－300=14700mm
屋架跨中高度 h= l0×i/2=14700/(2×3)=2450mm
上弦长度 L=l0/2cosα≈7747mm
节间长度 a=L/6=7747/6≈1291mm
节间水平段投影尺寸长度 a＇=acosα=1291×0.9487=1225mm
根据几何关系，得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示
屋架几何尺寸图
三、（1）支撑布置
（2）屋面檩条及其支撑
波形石棉瓦长1520mm，要求搭接长度≥150mm，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大的檩条间距为
a
max p =mm
685
1
3
150
1520
=
-
-
半跨屋面所需檩条数
n
p =根
3.
12
1
685
6
1291
=
+
⨯
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为：
a p =685mm
=
a
5.
645
1
13
6
1291
<
=
-
⨯
可以满足要求。

三、荷载计算
1、荷载
永久荷载
石棉水泥波形瓦屋面 200N/m2 =0.2 KN/m2
轻钢檩条及拉条 100N/m2 =0.1 KN/m2
屋架及支撑自重 282N/m2 =0.282 KN/m2
小计∑0.582 KN/m2
可变荷载
均布活载或雪载 500N/m2=0.50 KN/m2
积灰荷载 175N/m2=0.175 KN/m2
1)全跨屋面恒荷载作用下
上弦集中恒荷载标准值P'
1=0.582×7.5×0.6455×
10
3
=2.67KN
上弦节点恒荷载P
1=2 P'
1
=2×2.67=5.34KN
2）全跨雪荷载和灰荷载作用下
上弦节点雪荷载和灰荷载P'
2=0.675×7.5×0.6455×
10
3
=3.10KN
上弦集中雪荷载和灰荷载标准值P
2=2 P'
2
=2×3.10=6.20KN
假定基本组合由可变荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为1.2×5.34+1.4×6.2=15.09KN 若基本组合由永久荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为 1.35×5.34+1.4×0.7×6.2=13.29KN。

综上可知，本工程屋面荷载组合由可变荷载效应控制。

3）风压高度变化系数=1.0 坡度为i=1/3 α=18.435°风压高度变化系数为1.0
风载体系系数：背风面=-0.5 迎风面=-0.5
迎风面:w1=1.0×（-0.5）×1.0×0.35=0.175 KN/m2 垂直于屋面，为风吸力
背风面:w2=1.0×（-0.5）×1.0×0.35=0.175 KN/m2 垂直于屋面，为风吸力
由檩条传给屋架上弦的集中风荷载标准值W'
1
=-0.175×0.675×7.5=-0.89KN，上弦节点风荷
载标准值P
3 =2W'
1
=2×（-0.89）=-1.78KN。

全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P
4=0.282×7.5×0.6455×
10
3
=1.30KN
作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载
P 5=（1.2×0.2+1.4×0.675）×7.5×0.6455×
10
3
=5.44kN
4)上弦杆的弯矩
由《钢结构与组合结构》查的，上弦杆端节间最大正弯矩：M
1=0.8M
，其它节间最大正弯矩
和节点负弯矩为M
2=±0.6M。

上弦杆节间集中载荷 P=15.09kN
节间最大弯矩 M
= Pl/4 =15.09×1.291/4=4.870kN·m
端节间 M
1=0.8M
=0.8×4.870=3.896kN·m
中间节间及节点 M
2=±0.6M
=±0.6×4.870=2.922kN·m
2、荷载组合
设计屋架时，应考虑以下四种荷载组合：
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载
（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载
（3）全跨永久荷载+风荷载
（4）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载
四、内力计算
按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，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，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。

具体计算见图屋架各杆内力组合见表。

全跨荷载布置图
全跨荷载轴力图
左半跨荷载布置图左半跨荷载轴力图右半跨荷载布置图
右半跨荷载轴力图左风荷载布置图上弦左风荷载轴力图
右风荷载布置图
上弦右风荷载轴力图
内力计算表表1
P 1=5.34kN P 2=6.2kN P 3=-1.78kN P 4=1.30KN P 5=5.44kN
五、杆件截面设计 1、上弦杆截面计算
整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N = -221.45kN （压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用8mm ，支座节点板厚度选用10mm 。

上弦杆1-18
计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 1.1290= 屋架平面外根据支撑和内力变化取cm l y 2.2581.12920=⨯=
因为y x l l 002=，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。

如图1所示。

图1上弦截面
设60=λ，查轴心受压构件的稳定系数表807.0=ϕ 需要截面积
23
1276215
807.01045.221mm f N A =⨯⨯==ϕ=12.76 c ㎡
需要回转半径
cm l i x
x 15.260
1291
0==
=
λ
cm l i y y 30.46025820===λ 根据需要的A 、 i x 、i y ，查角钢型钢表，选用2∟1080100⨯⨯，A = 34.4 c ㎡ , i x = 2.35 cm , i y
= 4.70cm 。

按所选角钢进行验算
5535.21.1290===x x x i l λ，5570.42.2580===y y y i l λ
满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，832.0=x ϕ
=σ223
/215/773440
832.01045.221mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ
所选截面合适。

2、下弦杆截面计算 ① 下弦杆1-2
按最大内力计算，N =210.04kN （拉力）
计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 7.2030= 屋架平面外根据支撑布置取cm l y 4.4070= 计算需要净截面面积
23
977215
1004.210mm f N A n =⨯==
选用2∟63×40×7（短肢相并），见图2所示，A =13.6 c ㎡ , i x = 1.10cm , i y =3.24cm 按所选角钢进行截面验算，取A A n =。

图2 下弦截面
350][18510.17
.2030=<===
λλx x i l 350][12624
.34.4070=<===λλy y i l =σ223
/215/1541360
1004.210mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面满足要求。

②下弦杆3-4
按最大内力计算，N =96.73kN （拉力）
计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 5.3270= 屋架平面外根据支撑布置取cm l y 0.6550= 计算需要净截面面积
23
0.450215
1073.96mm f N A n =⨯==
选用2∟63×40×7（短肢相并），见图2所示，A =13.6 c ㎡ , i x = 1.10cm , i y =3.24cm 按所选角钢进行截面验算，取A A n =。

图2 下弦截面
350][29810.15.3270=<===
λλx x i l 350][20224
.30.6550=<===λλy y i l =σ223
/215/691360
1073.93mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面满足要求。

3、斜杆截面计算 ① 斜杆2-18
N = -20.43kN (压力)，l 0x = 0.8l = 72.7c m , l 0y = l =90.9c m 计算需要净截面面积
23
95215
1043.20mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
150][6022
.17.720=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][4696
.19
.900=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，807.0=x ϕ
=σ223
/215/41618
807.01043.20mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ
所选截面合适。

② 斜杆17-2
N = -20.15kN (压力)，l 0x = 0.8l = 73.2c m , l 0y = l =91.5c m 计算需要净截面面积
23
94215
1015.20mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
150][6022
.12.730=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][4796
.15
.910=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面
满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，807.0=x ϕ
=σ223
/215/41618
807.01043.20mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ
所选截面合适。

○
3 斜杆2-16 N = 45.26kN (拉力)，l 0x = 0.8l = 163.6c m , l 0y = l =204.5c m 计算需要净截面面积
23
211215
1026.45mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
350][13422
.16.1630=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 350][10496
.15
.2040=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：350][=λ的要求。

=σ223
/215/73618
1026.45mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面合适。

○
4斜杆3-16 N = -43.00kN (压力)，l 0x = 0.8l = 163.6c m , l 0y = l =204.5c m 计算需要净截面面积
23
200215
1000.43mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
150][13422
.16.1630=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][10496
.15
.2040=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，370.0=x ϕ
=σ223
/215/188618
37.01000.43mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ
所选截面合适。

○
5 斜杆16-19 N = 45.41kN (拉力)，l 0x = 0.8l = 163.0c m , l 0y = l =203.8c m 计算需要净截面面积
23
211215
1041.45mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
350][13422
.10.1630=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 350][10496
.18
.2030=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：350][=λ的要求。

=σ223
/215/73618
1041.45mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面合适。

○
6 斜杆15-19 N = 20.43kN (拉力)，l 0x = 0.8l = 72.7c m , l 0y = l =90.9c m 计算需要净截面面积
23
95215
1043.20mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
350][6022
.17.720=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 350][4696
.19
.900=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：350][=λ的要求。

=σ223
/215/33618
1043.20mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面合适。

○
7 斜杆14-19 N =-20.15kN （压力），l 0x = 0.8l = 73.2c m , l 0y = l =91.5c m 计算需要净截面面积
23
94215
1015.20mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
150][6022
.12.730=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 150][4796
.15
.910=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，807.0=x ϕ
=σ223
/215/40618
807.01015.20mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ
所选截面合适。

○
8 斜杆3-19 N = 68.20kN (拉力)，l 0x = 0.8l = 163.6c m , l 0y = l =204.5c m 计算需要净截面面积
23
317215
1020.68mm f N A n =⨯==
选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
350][13422
.16.1630=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 350][10496
.15
.2040=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：350][=λ的要求。

=σ223
/215/110618
1020.68mm N f mm N A N =<=⨯=
所选截面合适。

4、竖杆截面计算 竖杆4-13
N = 0kN (拉力)，l 0x = 0.8l = 196c m , l 0y = l =245.0c m 选用2∟40×4，见图3所示，A = 6.18 c ㎡ , i x = 1.22 cm , i y = 1.96cm
中竖杆截面图
200][16022
.11960=<===
λλx x x i l 属于b 类截面 200][12596
.10
.2450=<==
=
λλy
y y i l 属于b 类截面 满足长细比：200][=λ的要求。

屋架杆件一览表
六、节点设计
6.1 支座节点1
6.1.1 下弦杆与节点板间连接焊缝计算 N=210.04kN
7.01=k 3.02=k
取角钢北部焊脚尺寸mm h f 51=，角钢趾部焊脚尺寸mm h f 52=，按焊缝连接强度要求得 背部
mm f h N K l w f f w 131160
57.021004.2107.07.023
111=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≥
趾部
mm f h N K l w f f w 56160
57.021004.2103.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≥ 实际焊缝长度采用角钢背部l 1=140mm 趾部l 2=60mm 6.1.2 绘制节点详图
按以下方法、步骤和要求画节点大样，并确定节点板尺寸
（1）严格按几何关系画出汇交于节点A 的各杆件轴线（轴线至杆件角钢背面的距离
Z 0＇按表3采用）。

（2）下弦杆与支座底板之间的净距取140mm （符合大于130mm 和大于下弦杆角钢水平肢宽的要求）。

（3）按构造要求预定底板平面尺寸为a ×b=220×220mm ，使节点A 的垂直轴线通过底板的形心。

（4）节点板上部缩进上弦杆角钢背面t 1/2+2mm=6mm(式中t 1=8mm 为节点板厚度），取上、下弦杆端部边缘轮廓线间的距离为20mm 和根据下弦杆与节点板间的连接焊缝长度等，确定节点板尺寸如图所示。

图 支座节点1
6.1.3 上弦杆与节点板间连接焊缝计算
N=221.45kN ， P 1=P/2=15.09/2=7.55kN
节点板与角钢背部采用塞焊缝连接（取h f1= t/2=4mm ），设仅承受节点荷载P 1。

因P 1值很小，焊缝强度不必计算，一定能满足要求。

令角钢趾部角焊缝承受全部轴心力N 及其偏心弯矩M 的共同作用：其中
m KN Z N M ⋅=⨯-⨯=⨯-=--073.1110)2070(45.22110)70(33'
取焊脚尺寸2f h =6mm ，由节点图中量得实际焊缝长度L =474mm (全长焊满时），计算长度 l w2=L-8mm=474-8=466mm ＞60h f2=360mm ， 取最小l w2=240mm h f2=4mm 计算，。

22
6
22/3.13724067.0210073.1167.026mm N l h M w f f =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σ 23
22/9.109240
67.021045.2217.02mm N l h N w f f =⨯⨯⨯⨯=⨯=τ
焊缝强度可满足要求。

6.1.4 底板计算
支座反力 R=6P=6×15.09=90.54kN ，
采用C20混凝土柱c f =9.6 N/2
mm 。

锚栓直径采用φ20，底板上留矩形带半圆形孔，尺寸-220×220，锚栓套板用-40×10×40，孔径φ22。

（1）底板面积A
底板与钢筋混凝土柱面间的接触面面积
A=22×22-2×（4×5+0.5×π×25/4）=424.42cm ； 接触面压应力：
2
223
/6.9/12.210
4.424100
5.90mm N f mm N A R q c =<=⨯⨯== 可满足混凝土轴心抗压强度要求，预定底板尺寸a×b=220mm×220mm 适用。

（2）底板厚度t
底板被节点板和加劲肋划分成四块相邻边支承德小板，板中最大弯矩（取单位板宽计算）
()2
11M q a β=⨯ （j ）
斜边
114.8a cm
==
2222
22
/160/1579.10922.13.137mm N f mm N w f f f f =<=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛τβσ
斜边上之高 122122 1.2227.414.8b cm --⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭==
5.0/11=a b ，查表得β=0.06，代入（j ）
mm N a q M ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=2787)108.14()112.2(06.0)1(221β
所需底板厚度mm f
M
t 8.8215
2787
66=⨯=≥
，取t=12mm 。

底板选用-220⨯12⨯220。

6.1.5 节点板、加劲肋与底板间的水平连接焊缝的计算 （1）节点板与底板间水平连接焊缝
承受轴心力 N=R/2=90.05/2=45.03kN 焊缝计算长度 ()22208424w l mm
=-=∑
需要mm f l N h w
f f w f 78.0)
16022.1(4247.01003.45)(7.03
=⨯⨯⨯⨯=≥∑β 构造要求
5.2f h mm
≥==
采用h f =6mm ，满足要求。

（2）加劲肋与底板间水平连接焊缝
N=R/2=90.05/2=45.03kN
()4548184w l mm
=-=∑
需要 mm h f 79.1)
16022.1(1847.01003.453
=⨯⨯⨯⨯≥
采用h f =6mm ，满足要求。

6.1.6 加劲肋与节点板间竖向连接焊缝计算 加劲肋厚度采用8mm ，与中间节点板等厚。

每块加劲肋与节点板间竖向连接焊缝受力：
KN R V 03.4505.9021
)2(21=⨯==
mm KN b V M ⋅=⨯⨯=⋅≈-48.2104
220
03.4543
焊缝计算长度 l w =(40+63)-10=93mm 需要
f h ≥=
()
mm 66.61003.4522.193/1048.26160
937.021
2
32
6=⨯+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=
构造要求
5.2f h mm
≥==
采用h f =8mm ，满足要求。

由以上计算可见，底板和加劲肋及其连接焊缝均是构造控制。

6.2 上弦一般节点18、17、16、15、14 6.2.1 按一下方法、步骤和要求绘制节点详图
（1）严格按几何关系画出汇交于节点18的各杆件轴线（轴线至杆件角钢背面的距离Z 0＇按表3）；
（2）节点板上部缩进上弦杆角钢背面10mm 、取上弦杆与短压杆轮廓间距离为15mm 和根据短压杆与节点板间的连接焊缝尺寸等，确定节点板尺寸如图5所示； （3）标注节点详图所需各种尺寸。

6.2.2 上弦杆与节点板间连接焊缝计算
N 1=221.45kN N 2=202.23kN P=15.09kN
节点荷载P 假定全部由上弦杆角钢背部塞焊承受，取焊脚尺寸f h =3 mm ，（2t 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差12N N N ∆=-及其偏心弯矩M 的共同作用，其中
⊿21N N N -==221.45-202.23=19.22kN
()
()m KN Z N M ⋅=⨯-⨯=⨯-∆=--96.010207022.19107033'
图5 上弦杆一般节点详图
(a) 节点18、15 (b) 节点17、14 (c) 节点16
由图中量得实际焊缝长度l 2=141mm ,计算长度l w2=l 2-8mm=141-8=133mm
需要
()2
2
2226/1
20.7w f w
w f f M l h N l f β⎛⎫≥
+∆ ⎪ ⎪⨯⎝⎭
构造要求
max 1.5 1.512 5.2f h t mm
≥==
采用h f =6mm ，满足要求。

其他上弦一般节点（节点17、16、15和14）的设计方法、步骤等与节点18相同，节点详图见图5所示。

因节点15和节点18的几何关系、受力等完全相同，故节点详图也完全相同。

节点17和节点14的详图也完全相同。

6.3 屋脊拼接节点13
N=197.7kN P=15.09kN 6.3.1 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2L100×80×10。

拼接角钢与上弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取h f =6mm 。

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
mm f h N l w
f
f w 7416067.04107.1977.043
1
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≥
()
mm
35.11022.1922.1133/1096.06160
1337.021
2
32
6=⨯+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=
拼接处左右弦杆端部空隙40mm ，需要拼接角钢长度
()[]mm l L w a 2.2821.213610742cos 12405.210100102=+++=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+-++=α
为了保证拼接处的刚度，实际采用拼接角钢长度L a =350mm 。

此外，因屋面坡度较大，应将拼接接角钢的竖肢剖口
△3= 2×（100-10-18）/2.5=72mm 采用80mm ，如图6所示，先钻孔在切割，然后冷弯对齐焊接。

6.3.2 绘制节点详图
绘制方法、步骤和要求与上弦一般节点18基本相同，腹杆与节点板间连接焊缝尺寸按表采用。

为便于工地拼接，拼接处工地焊一侧的弦杆一拼接角钢和受拉主斜杆与跨中吊环杆上分别设置直径为17.5mm 和13mm 的安装螺栓孔，节点详图如图6所示。

图6 屋脊拼接节点13
6.3.3 拼接接头每侧上弦杆与节点板间连接焊缝计算
拼接接头每侧上弦轴力的竖向分力N ⨯sin α与节点荷载P/2的合力 V=N ⨯sin α - P /2=197.7×0.3162 -15.09/2=55.0kN 设角钢背部的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 55.2416057.022
/100.557.022/311
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≥
由图量得实际焊缝长度远大于1
w l =24.55mm ，因此热内焊缝满足计算要求。

在计算需
要的1w l 时没有考虑斜焊缝的强度设计值增大系数。

6.4 下弦一般节点2
6.4.1 绘制节点详图（如图所示）
图7 下弦一般节点2
6.4.2 下弦杆与节点板间连接焊缝计算
N 1=210.04kN N 2=164.63kN
⊿21N N N -==210.04-164.63=45.41kN
由节点详图中量得实际焊缝长度mm l l 33021==, 其计算长度mm l l w w 322833021=-== 需要 mm f l N K h w
f
w f 44.01603227.021041.457.07.023
111
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆≥
mm f l N K h w
f
w f 19.01603227.021041.453.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆≥
构造要求 mm t h f 2.485.15.1max =⨯=≥ 采用mm h h f f 521==，满足要求。

6.5 下弦拼接节点I
kN N 63.1641= kN N 73.962= 6.5.1 下弦杆与节点板间连接焊缝计算
拼接角钢采用与下弦杆截面相同的2L63×40×7。

拼接角钢与下弦杆间连接焊缝的焊脚尺寸取mm h f 5=。

拼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
mm f h N l w
f
f w 5.7316057.041063.1647.043max =⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 拼接处弦杆端部空隙取为10mm ，需要拼接角钢长度 ()()mm l L w a 0.17710105.73210102=++⨯=++= 为保证拼接处的刚度，实际采用拼接角钢长度mm L a 250=。

6.5.2 绘制节点详图
汇交于节点3的屋架各杆轴线至角钢背面的距离'
0Z 按表采用，腹杆与节点板间的
连接焊缝尺寸按表采用。

为便于工地拼接，拼接处弦杆和拼接角钢的水平肢上设置直径为17.5mm 的安装螺栓孔。

节点详图如图8所示。

图8 下弦拼接节点3
6.5.3 拼接接头一侧下弦杆与节点板间连接焊缝计算
取接头两侧弦杆的内力差△N 和0.15N max 两者中的较大值进行计算。

kN N N N 90.6773.9663.16421=-=-=△ N kN N ＜△69.2463.16415.05.10max =⨯=
取△N=69.90kN 进行计算。

△N 由内力较大一侧的下弦杆传给节点板，由图中量得实际焊缝长度mm l l 18021==，其计算长度mm l l w w 172818021=-== 需要 mm f l N k h w f w f 23.1160
1727.021090.677.07.023
111
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≥△ mm f l N k h w
f
w f 53.01601727.021090.673.07.023
222
=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≥△ 采用mm h h f f 521==，满足要求。

6.6 下弦中央节点4
均按构造要求确定各杆与节点板间的连接焊缝。

节点详图如图9所示。

图9 下弦中央节点4
6.7 受拉主斜杆中间节点19
设计计算与下弦一般节点2相同，节点详图如图所示。

受拉主斜杆中间节点2
8 参考资料
1.《钢结构设计例题集》（中国建筑工业出版社）
2.《钢结构设计与计算》（机械工业出版社）
3.《钢结构》（中国建筑工业出版社）
4.《钢结构设计指导与实例精选》（中国建筑工业出版社）
5.《钢结构设计及实用计算》（中国电力出版社）
修正
内力计算表表1
P1=5.34kN P2=6.2kN P3=-1.78kN P4=1.30KN P5=5.44kN。