钢结构-桁架

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PKPM结构设计软件应用钢结构STS模块详解

桁架设计模块1

桁架支座杆的模拟2

桁架铰接信息的设置3

杆件计算长度的确定

4

长细比控制

5

•桁架设计的几点说明

§1. 桁架设计模块常见的屋架、托架形式：

三角形钢屋架梯形钢屋架

平行弦桁架托架

•桁架设计的几点说明

§1. 桁架设计模块

连带下面厂房排架柱的整体建模分析

•桁架设计的几点说明

§1. 桁架设计模块

桁架设计在软件中的位置

•桁架设计的几点说明

§2. 桁架支座杆的模拟

结构计算的需要，绘图时自动取消

•桁架设计的几点说明

§2. 桁架支座杆的模拟

方式（1）：支座构件设置为两端铰

支座杆对桁架只提供竖向约束，水平约束完全释放，桁架下弦根据自身的受力自由得伸缩，桁架下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形也不会受支座杆的影响。

支座两端设铰

•桁架设计的几点说明

§2. 桁架支座杆的模拟

方式（2）：布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟支座，在一侧小短柱顶设置滑动支座

设置方式达到的效果与设置方式三是一样的，支座杆对桁架只提供竖向约束，水平约束完全释放。

小短柱一侧带滑动支座

•桁架设计的几点说明

§2. 桁架支座杆的模拟

方式（3）：把支座直接设置在桁架下弦节点位置这种设置方式支座对下弦两端点提供一个刚性约束，会完全约束下弦的变形，导致整体竖向变形严重偏小，这是一种不合理的支座设置方式。

支座设置下弦

•桁架设计的几点说明

§2. 桁架支座杆的模拟

方式（4）：布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟布置的小短柱会对下弦两端点提供一个弹性约束，而且随着支座小短柱截面大小、长度的变化，支座约束刚度就会发生变化，整体竖向变形也会随之发生变化，也是一种不合理的支座设置方式。

带下端刚接小短柱支座

•桁架设计的几点说明

§3. 桁架铰接的设置

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第8.4.5条要求：

“分析桁架杆件内力时，可将节点视为铰接。对于用节点板连接的桁架，当杆件为H形、箱形等刚度较大的截面，且在桁架平面内的杆件截面高度与其几何长度（节点中心间的距离）之比大于1/10（对弦杆）或大于1/15（对腹杆）时，应考虑节点刚性所引起的次弯矩。”

•桁架设计的几点说明

§3. 桁架铰接的设置

对于圆管或矩形管截面管管直接相贯连接的管桁架，《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第10.1.4条要求：

“在满足下列情况下，分析桁架杆件内力时可将节点视为铰接：1 符合各类节点相应的几何参数的适用范围； 2 在桁架平面内杆件的节间厂独

或杆件长度与截面高度（或直径）之比不小于12（主管）和24（支管）时。”

•桁架设计的几点说明

§4. 桁架杆件计算长度的确定

规范规定

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第5.3.1条要求，桁架弦杆平面内计算长度取节点中心距离，平面外计

（屋面水平支撑算长度取弦杆侧向支撑点之间的距离L

1

点或与屋面水平支撑点连接的系杆支撑点）；支座斜腹杆和支座竖腹杆平面内、平面外、斜平面计算长度都取L（L 为节点中心距离），其他腹杆平面内计算长度取0.8L ，平面外取L ，斜平面取0.9L ，无节点板腹杆计算长度在任意平面内均取L（钢管结构除外）。

•桁架设计的几点说明

§4. 桁架杆件计算长度的确定规范规定当桁架弦杆侧向支撑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，根据规范，弦杆的平面外计算长度应按下式确定（但不应小于0.5L 1 ）

•桁架设计的几点说明

§4. 桁架杆件计算长度的确定程序实现

•桁架设计的几点说明

§4. 桁架杆件计算长度的确定

弦杆计算长度的确定

桁架上弦杆一般是要求设置上弦水平支撑，上弦杆的平面外计算长度可以按照规范5.3.1条，按屋面水平支撑点的距离确定平面外计算长度。对于重级工作制厂房，要求设置桁架下弦水平支撑，轻、中级或没有吊车的厂房，可以不设置下弦水平支撑。当设置下弦水平支撑时，下弦平面外计算长度可以按下弦水平支撑支撑点之间的距离确定计算长度；如果没有设置下弦水平支撑，上弦有水平支撑的情况下，可以按檐口、屋脊等位置设置的纵向垂直支撑的位置作为支撑点确定下弦平面外计算长度。

•桁架设计的几点说明

§5. 桁架杆件长细比的控制

程序实现

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第5.3.8条要求，桁架受压杆允许长细比150；第5.3.9条要求一般建筑结构中桁架受拉杆允许长细比350，有重级工作制吊车的厂房桁架受拉杆允许长细比250。

•桁架设计的几点说明

§5. 桁架杆件长细比的控制

几点说明：

1）程序判断拉、压杆的原则；

2）程序在自动控制长细比时，只要存在压力组合，就会按受压杆来控制长细比（允许值150），设计人员可以对仅风荷载参与组合下受压的桁架下弦杆自行控制长细比即可。

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