钢结构设计模板

一、设计资料
1.结构形式
某厂房跨度为24m，总长120m，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C20，屋面坡度为i=1：10。

2.屋架形式及选材
屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用钢材及焊条为：钢材选用Q345钢，焊条采用E50型。

3.荷载标准值（水平投影面计）
①永久荷载：
二毡三油防水层 0.4KN/m2 保温层 1.0KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2屋架及支撑自重（按经验公式q=0.12+0.011L计算） 0.384KN/m2悬挂管道 0.1KN/m2
②可变荷载
屋面活荷载标准值 0.5KN/m2雪荷载标准值 0.7KN/m2积灰荷载标准值 0.3KN/m2 4.屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，
端部高度：h=2005mm（轴线处），
h=2990mm（计算跨度处）。

起拱h=50mm
二、结构形式与布置图
屋架支撑布置图如下图所示
图2 上弦支撑布置图
图2 下弦支撑布置图
图2垂直支撑
图2垂直支撑
图一：24m跨屋架（几何尺寸）
图二：24m跨屋架全跨单位荷载作用下各杆的内力值
图三：24m跨屋架半跨单位荷载作用下各杆的内力值
三、荷载与内力计算
1.荷载计算
永久荷载标准值：
二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2
保温层 1.0KN/m2
预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2
屋架及支撑自重（按经验公式q=0.12+0.011L计算） 0.384KN/m2悬挂管道 0.1KN/m2 _________________________________________________________________
总计：3.684KN/m2可变荷载标准值：
雪荷载0.7KN/m2大于屋面活荷载标准值0.5KN/m2，取0.7KN/m2
积灰荷载标准值 0.3KN/m2 _______________________________________________________________
总计1.0KN/m2永久荷载设计值：1.35×3.684＝4.973KN/m2
可变荷载设计值：1.4×1.0＝1.4KN/m2
2.荷载组合
设计屋架时，应考虑如下三种荷载组合：
（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载F=（4.973+1.4）×1.5×6=57.361KN
（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载F
1
=4.973×1.5×6=44.757KN
F
2
=1.4×1.5×6=12.6KN
（3）全跨屋架和支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载
屋架上弦节点荷载F
3
=0.384×1.35×1.5×6=4.667KN
F
4
=（1.4×1.35+1.4×0.7）×1.5×6=25.83KN
3.内力计算
本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。

表一：屋架杆件内力组合表
AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000
上弦BCD -8.72 -6.25 -4.27 -500.19 -469.031 -444.08 -202.13 -150.93 -500.188 DEF
-13.5
3
-9.04 -4.49 -776.09 -719.466
-662.13
6
-296.65 -179.03 776.094 FGH
-15.2
6
-9.17 -6.09 -875.33 -798.534
-759.72
6
-308.08 -228.42 -875.329 HI
-14.7
1
-7.38 -7.38 -843.78 -751.363
-751.36
3
-259.28 -259.17 -843.78
下弦AC 4.73 3.84 1.25 271.318 260.0846 227.450 121.262 54.3293 271.317 CE 11.53 8 3.53 661.372 616.8482 560.526 260.451 144.91 661.372 EG 14.65 9.34 5.31 840.339 773.3741 722.596 309.624 205.426 840.338 GI 15.17 8.44 6.73 870.166 785.3077 763.761288.804 244.528 870.166
7
斜腹杆AB -8.87 -6.53 -2.34 -508.79 -479.273 -426.47 -210.07 -101.78 -508.792 BC 6.88 4.76 2.12 394.644 367.9042 334.640 155.06 86.8204 394.644 CD -5.44 -3.14 -2.3 -312.04 -283.042 -272.45 -106.49 -84.759 -312.044 DE 3.7 1.9 1.8 212.236 189.5409 188.280 66.3449 63.736 212.236 EF -2.46 -0.71 -1.75 -141.11 -119.048 -132.15 -29.82 -56.666 -141.108
FG 1.11 -0.45 1.56 63.6707 44.01027 69.3362 -6.4431 45.4674
69.336
-6.443
GH 0.02 1.55 -1.53 1.14722 20.42514 -18.382 40.1298 -39.427 40.13
-39.426 HI -1.08 -2.47 1.69 -61.95 -79.4596 -27.043 -68.84 38.6199 -79.56
38.62
竖杆AA -0.5 -0.5 0 -28.681 -28.6785 -22.378 -15.249 -2.33 -28.68 CC -1 -1 0 -57.361 -57.357 -44.757 -30.497 -4.66 -57.36 EE -1 -1 0 -57.361 -57.357 -44.757 -30.497 -4.66 -57.36 GG -1 -1 0 -57.361 -57.357 -44.757 -30.497 -4.66 -57.36 II 1.94 0.97 0.97 71.28 111.28 71.28 57.32 -48.45 111.28
四、杆件截面设计
腹杆最大内力-508.79kN,查表得，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。

1.上弦杆（FGH杆）
整个上弦不改变截面，按最大内力-875.329KN（受压）计算。

上弦杆件计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度l ox＝1508mm；在屋架平面外，根据支撑布置(上弦支撑点设在坚杆上端点)和内力变化情况取l oy＝2×1508＝3016mm，因为l oy＝2l ox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。

假定λ＝60，按Q345钢，轴心受压构件属于b类截面，查附表4.2得 ＝0.734
需要截面面积A ＝
N
f
ϕ＝875.329×310/（0.734×310）＝3831.26mm 2 需要的回转半径为：i x ＝λ
l ox ＝1508/60＝25.13mm i y ＝λl oy
＝3016/60＝
75.4mm
根据A 、i x 、i y 查不等肢角钢规格表,选用2L140×90×10,A ＝4460mm 2, x i ＝25.6mm,y i ＝75.4mm.按所选角钢进行验算： λx ＝i l x
ox ＝1508/25.6＝58.91＜[λ] ＝150
λy ＝
i l y
oy ＝3016/75.4＝60＜[λ] ＝150（满足要求）
由于λx 〈λy ，只需求x ϕ查附表4.2用内插法得x ϕ＝0.743 σ＝
A
N
x ϕ＝875.329×310/(0.743×4460)=280.2N/mm 2＜310N/mm 2 故满足要求。

2.下弦杆
整个下弦也不改变截面，按最大内力870.16KN （受拉）计算。

按下弦支撑布置(支撑点在两端坚杆和中轴坚杆下端点)情况：L ox ＝3000mm,L oy ＝12000mm 计算下弦截面净面积： An=
f
N
＝870.16×310/310＝2806.87mm 2 需要的回转半径为： ix =λl ox ＝3000/250＝12mm i y=
λ
l oy
＝12000/250＝48mm,选用2L100×63×10（短肢相并）
A ＝3100mm 2, ix ＝17.5mm iy ＝50.2mm.λx ＝
i l x
ox
＝3000/17.5=171.4<[λ]=250; λy ＝
i l y
oy ＝12000/50.2=239.0<[λ]=250.
σ＝
n
N
A
＝870.16×310/3100=297.8N/ mm 2＜310N/mm 2 满足要求。

3.端斜杆（aB ）
杆件轴力N=508.79KN （受压）,计算长度x l 0=y l 0=2535mm ，采用不等肢角钢，长肢相并。

选2L140×90×10，A=4460mm 2，，
ix ＝25.6mm iy ＝67.7mm 。

y λ＜λx ＝i l x ox ＝2535/25.6=99<[λ]=150，ϕmin=ϕx=0.437
σ＝
A
N
ϕ=508.79×310/(0.437×4460)=261.12N/ mm 2＜310N/mm 2，故满足要求。

4.斜腹杆 ①杆Hi 1.
杆件内力：N=-79.56或38.62选择内力大值进行计算。

计算长度x l 0=0.8l =0.8×3370=2696mm ，y l 0=l =3370mm ， 按[λ]=150选，需要的回转半径为：
i x ＝λl ox ＝2696/150＝18.0mm i y ＝
λ
l oy
＝3370/150＝22.5mm ， 选2L63×5，A=1228mm 2，，
ix ＝19.4mm iy ＝29.6mm
λx ＝i
x
ox l ＝2696/19.4=139.0<[λ]=150，λy ＝
i
o y
y l
＝3370/29.6=113.9<[λ]=150
ϕmin=ϕx=0.253，
x Hi
N A
ϕ=79.56×310/（0.253×1228）=256.08N/ mm 2〈310N/ mm 2 （满足要求） ②杆gH
杆件内力：N gh =40.13或-39.426选择较大内力计算 计算长度x l 0=0.8l =0.8×3396=2716.8mm ，y l 0=l =3396mm ，
按[λ]=150选，需要的回转半径为：i x ＝λ
l ox ＝2716.8/150＝18.1mm i y ＝
λl oy
＝3396/150＝22.6mm ，选2L63×5，A=1228mm 2，，
ix ＝19.4mm iy ＝29.6mm 。

λx ＝
i
x
ox l
＝2716.8/19.4=140.0<[λ]=150，λy ＝
i
o y
y l ＝
3396/29.6=114.7<[λ]=150 ϕmin=ϕx=0.250，
σ=g x H
N A
ϕ=39.43×310/（0.250×1228）=131.1N/ mm 2<310N/ mm 2
（满足要求） 5.中竖杆（Gg ）
竖杆不改变截面尺寸，N ＝57.36kN （压），l 0x ＝0.8l ＝0.8×2890＝2312mm ，l 0y ＝2890mm
内力较小，按[λ]=150选，需要的回转半径为：
i x ＝λl ox ＝2312/150＝15.4mm i y ＝
λ
l oy
＝2890/150＝19.3mm ， 选2L56×5，A=1084mm 2，，
ix ＝17.2mm iy ＝26.9mm 。

λx ＝i
x
ox l ＝2312/17.2=134.4<[λ]=150，λy ＝
i
o y
y l
＝2890/26.9=107.4<[λ]=150
ϕmin=ϕx=0.267，σ=
x N
A
ϕ=57.36×310/（0.267×1084）=198.18N/ mm 2<310N/ mm 2
其余杆件的截面选择计算过程不一一列出，计算结果如下
表二：杆件截面选择表。

)
2
说明：表中上弦杆和下弦杆截面为短肢相并，端斜杆aB 为长肢相并，其余杆为T 形截面。

五、结点计算
本设计采用Q345钢、E50焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值w f f =200 N/mm 2，各杆件内力由表一查得，最小焊缝长度应小于8h f 。

在确定节点板的形状
和尺寸时，需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。

先算出各腹杆杆端需要的焊缝尺寸。

其计算公式为： 角钢肢背所需焊缝长度111220.7f w f f
N
l h h f
α=
+⨯,角钢肢尖所需焊缝长度
222220.7f w
f f N
l h h f α=
+⨯
表三：腹杆杆端焊缝尺寸(表中1l 、12为取整后数值)
1.上弦节点B点
500.188
▲
（1）斜杆Bc与节点板连接焊缝计算，与下弦节点c中的cB杆计算相同。

（2）斜杆Ba与节点板连接焊缝计算，N=-508.79KN
设肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为：5mm和5mm，所需焊缝长度为：
肢背：
0.65
20.65*508.79*1000/2*0.7*5*200+10= 266.60mm , 取L
W=270mm 肢尖：
2
0.35
0.35*508.79*1000/2*0.7*5*200+10= 147.22 , 取L W=150mm
（3） 上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，
上弦节点板的上边缘可缩进上限肢背15mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，476210456w l mm "=-⨯= ，上
弦与节点板间焊缝长度为：476mm,节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必验算，肢尖焊缝验算为：
2*0.7
500.188*1000/2*0.7*10*456=78.35 N/mm 2
2*0.7
6*500.188*1000*65/2*0.7*10*456*465 =67.01 N/mm 2
=94.32N/mm 2 <200 N/mm 2
，满足要求。

（4） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙
和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：307mm ×476mm
2. 上弦C 计算
（1）
500.19
500.19
▲
▲
57.36
竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.652
0.7*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.35 0.3*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（5） 上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦
节点板的上边缘可缩进上限肢背8mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，上弦与节点板间焊缝长度为：180mm,
节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，验算为：
[
2*0.7
=58.05 N/mm2 <160 N/mm2，满足要求。

[
2*0.7
=26.32 N/mm2 <200N/mm2满足要求。

（4）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：233mm×180mm 3.上弦结点D
500.19
▲776.09
（1）斜杆Dc与节点的连接焊缝计算：N=312.04KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm和5mm，所需焊缝长度肢背：
0.7
2
0.7*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=166.02mm, 取L=170mm
肢尖：
2
0.30.3*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=79.68mm,取L=80mm
（2） 斜杆DE 与节点的连接焊缝计算：N=212.24KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和
5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*212.24*1000/2*0.7*5*200+10=116.12mm, 取L=120mm
肢尖：
2
0.30.3*212.24*1000/2*0.7*5*200=55.48mm,取L2=60mm
（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上限肢背15mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，l=400-2*10=380上弦与节点板间焊缝
长度为：400mm,节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必验算，肢尖焊缝验算为：
2*0.7
275.9*1000/2*0.7*10*380=51.86N/mm
2
2*0.7
6*275.9*1000*65/2*0.7*10*380*380 =53.23 N/mm 2
()=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+2
2
f M
f N f βστ
94.32N/mm 2 <200 N/mm 2 ，满足要求。

（4） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：268mm ×400mm
4.上弦结点E
57.36
▲
▲
776.09
776.09
竖杆
Ee 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.652
0.65*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.35 0.35*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（6） 上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦
节点板的上边缘可缩进上限肢背8mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，上弦与节点板间焊缝长度为：180mm,
节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，验算为：
[
2*0.7
=58.05 N/mm2 <160 N/mm2，满足要求。

[
2*0.7
=26.32 N/mm2 <200N/mm2满足要求。

（4）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：233mm×180mm 5.上弦F点
776.09
875.33
▲
（1）斜杆fg与节点的连接焊缝计算：N=69.34KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm和5mm，所需焊缝长度为：
肢背：
0.72
0.7*69.34*1000/2*0.7*5*200+10=44.63mm, 取L=50mm
肢尖：
2
0.30.3*69.34*1000/2*0.7*5*200=36.48mm,取L2=40mm
（2）斜杆ef 与节点的连接焊缝计算：N=141.11KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.7
2
0.7*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=80.55mm, 取L=90mm
肢尖：
2
0.30.3*312.04*1000/2*0.7*5*200=41.65mm,取L=50mm
（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上限肢背15mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，l=380-2*10=360上弦与节点板间焊缝
长度为：380mm,节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必验算，肢尖焊缝验算为：
2*0.7
99.24*1000/2*0.7*10*380=18.65N/mm 2
2*0.7
6*99.24*1000*65/2*0.7*10*380*380 =23.23 N/mm 2
()=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+2
2
f M
f N f βστ
26.63 N/mm 2 <200 N/mm 2 ，满足要求。

（4） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：256mm ×380mm
6.上弦G 点
875.33
875.33
▲
▲
57.36
（1）竖杆Gg 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.65
2
0.7*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.35 0.3*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（2） 上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，
上弦节点板的上边缘可缩进上限肢背8mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，上弦与节点板间焊缝长度为：
180mm,节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，验算为：
[
2*0.7
=58.05 N/mm 2 <160 N/mm 2
，满足要求。

[
2*0.7
=26.32 N/mm 2
<200N/mm 2
满足要求。

（3） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙
和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：233mm ×180mm
7.上弦H 点
▲
843.78
875.33
（1） 斜杆gh 与节点的连接焊缝计算：N=40.13KN 设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，
所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*40.13*1000/2*0.7*5*200+10=38.55mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.30.3*40.13*1000/2*0.7*5*200=30.21mm,取L=40mm
（2） 斜杆ih 与节点的连接焊缝计算：N=79.56KN 设肢背与肢尖的焊角尺寸分
别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*79.56*1000/2*0.7*5*200+10=54.55mm, 取L=60mm
肢尖：
2
0.30.3*79.56*1000/2*0.7*5*200=38.21mm,取L=40mm
（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上限肢背15mm ，用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载F 与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力为：
11052f h mm mm '=⨯=，mm h f 10="
，l=390-2*10=140上弦与节点板间焊缝
长度为：140mm,节点荷载有槽焊缝承受，上弦两相邻节间内力差由角钢肢尖焊缝承受，这时槽焊缝肯定是安全的，可不必验算，肢尖焊缝验算为：
2*0.7
31.55*1000/2*0.7*10*240=16.09N/mm
2
2*0.7
6*275.9*1000*65/2*0.7*10*240*240 =44.84 N/mm 2
()=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+2
2
f M
f N f βσ
τ
240.20/N mm =<200 N/mm 2 ，满足要求。

（4） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：240*180mm 8.屋脊节点I （详见图）
屋脊节点“I ”
（7） 弦杆与节点板的连接焊缝.取肢背肢尖焊脚尺寸均为5mm ，则杆端需要
的焊缝长度为： 肢背：
0.7
2
0.7*843.78*1000/2*0.7*5*200+10=421.89, 取L=430mm
肢尖：
2
0.30.3*843.78*1000/2*0.7*5*200+10=191.01,取L W=200mm
（8） 弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密
合，并便于施工焊接，需将拼接角钢的尖角削除，且截取垂直肢的一部分宽度Δ=t+h f +5mm=10+5+5=20mm 。

拼接角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。

接头一边的焊缝长度按上弦杆内力计算。

N=-843.78KN ，设焊缝肢尖，肢背焊脚尺寸为5mm ，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）：
4*0.7
843.78*1000/4*0.7*5*200=302.78 , 取
L W=310mm
拼接角钢的长度取：2×（310+10）+50= 710mm
（9） 中竖杆与节点板的连接焊缝计算：N=111.25KN ，取焊脚尺寸mm h f 5=。

肢背：
0.7
2
0.7*111.28*1000/2*0.7*5*200+10=64.32 , 取L W=70mm
肢尖：
2
0.30.3*111.28*1000/2*0.7*5*200+10=31.12 mm , 取L W=70mm
（10）弦杆与节点板的连接焊缝：上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定节点荷
载，验算从略。

上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦杆内力的15%计算，
N=843.78*15%=126.57设焊肢尖，肢背焊脚尺寸为5mm ，节点板长度为944mm ，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为：944
5104572
w l mm =
--=,焊缝应力为：
4*0.7
126.57*1000/2*0.7*5*457=39.56 N/mm 2
2*0.7
6*126.57*1000*65/2*0.7*5*457*457=34.39 N/mm 2
= 46.24N/mm 2< 200 N/mm 2
，满足要求。

拼接角钢长度不小于2×（340+10）+10= 710mm
9.
下弦节点C 点
▲
271.32
661.372
图8 下弦节点"c"
图七：下弦节点“c ”
（1） 斜杆Bc 与节点的连接焊缝计算：N=394.64KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*394.64*1000/2*0.7*5*200+10=207.32mm, 取L=210mm
肢尖：
2
0.30.3*394.46*1000/2*0.7*5*200+10=84.53mm,取L2=90mm
（2） 斜杆Dc 与节点的连接焊缝计算：N=312.04KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度 肢背：
0.72
0.7*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=166.02mm, 取L=170mm
肢尖：
2
0.30.3*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=79.68mm,取L=80mm
（3） 竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.7
2
0.7*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.30.3*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（4） 下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
N=661.37-271.32=390.05KN,设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为：
肢背：
0.7
2
0.7*390.05*1000/2*0.7*5*200+10=205.10mm, 取L=210mm
肢尖：
2
0.30.3*390.05*1000/2*0.7*5*200+10=82.03mm,取L2=90mm
（5） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙合制
作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：321mm ×341mm
下弦与节点板连接的焊缝长度为：341mm ，hf=5mm 。

焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差N=661.37-271.32=390.05KN ，受力较大处的焊缝应力为：
t f =0.75*390.05*1000/2*0.7*5*(341-10)=126.26<200 N/mm 2
,焊
缝强度满足要求。

10.下弦节点E 点
▲
图8 下弦节点""
840.34
661.37
（1）斜杆DE与节点的连接焊缝计算：N=212.24KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm和5mm，所需焊缝长度为：
肢背：
0.7
2
0.7*212.24*1000/2*0.7*5*200+10=116.12mm, 取L=120mm
肢尖：
2
0.3
0.3*212.24*1000/2*0.7*5*200=55.48mm,取L2=60mm
（2）斜杆ef与节点的连接焊缝计算：N=141.11KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm和5mm，所需焊缝长度为：肢背：
0.7
2
0.7*312.04*1000/2*0.7*5*200+10=80.55mm, 取L=90mm
肢尖：
2
0.3
0.3*312.04*1000/2*0.7*5*200=41.65mm,取L=50mm
（3） 竖杆ee 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.30.3*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（4） 下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
N=840.37-661.37=179.03KN,设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为：
肢背：
0.7
2
0.7*390.05*1000/2*0.7*5*200+10=99.5mm, 取L=100mm
肢尖：
2
0.30.3*390.05*1000/2*0.7*5*200+10=53.06mm,取L2=60mm
（5） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙合制
作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：301mm ×321mm 下弦与节点板连接的焊缝长度为：321mm ，hf=5mm 。

焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，N=840.37-661.37=179.03KN 力较大处的焊缝应力为：
t f =0.75*179.03*1000/2*0.7*5*(321-10)=136.26<200 N/mm 2
,焊缝强度满
足要求。

11.下弦节点g 点
▲
840.34
870.17
图8 下弦节点""
（1）斜杆fg 与节点的连接焊缝计算：N=69.34KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*69.34*1000/2*0.7*5*200+10=44.63mm, 取L=50mm
肢尖：
2
0.30.3*69.34*1000/2*0.7*5*200=36.48mm,取L2=40mm
（2） 斜杆gh 与节点的连接焊缝计算：N=40.13KN 设肢背与肢尖的焊角尺寸分
别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*40.13*1000/2*0.7*5*200+10=38.55mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.30.3*40.13*1000/2*0.7*5*200=30.21mm,取L=40mm
（3） 竖杆gg 与节点板连接焊缝计算：N=57.36KN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为： 肢背：
0.72
0.7*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=38.1mm, 取L=40mm
肢尖：
2
0.30.3*57.36*1000/2*0.7*5*200+10=19.32mm,取L2=30mm
（4） 下弦杆与节点板连接焊缝计算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差
N=870.166-840.34=29.83KN,设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为5mm 和5mm ，所需焊缝长度为：
肢背：
0.72
0.7*29.83*1000/2*0.7*5*200+10=24.92mm, 取L=30mm
肢尖：
2
0.30.3*29.83*1000/2*0.7*5*200+10=16.32mm,取L2=20mm
（5） 节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙合制
作装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为：301mm ×281mm
下弦与节点板连接的焊缝长度为：321mm ，hf=5mm 。

焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，N=870.166-840.34=29.83KN 力较大处的焊缝应力为：
t f =0.75*29.83*1000/2*0.7*5*(321-10)=136.26<200 N/mm 2
,焊缝
强度满足要求。

12.下弦跨中节点“i ”(详见图)
（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：拼接角钢领域下弦杆截面相同，传递内力N=870.17KN
设肢尖，肢背焊脚尺寸为5mm，则需焊缝长度为：
0.7
2
870.17*1000/4*0.7*5*200+10=320.78mm,取L=330mm 拼接角钢长度不小于2×（340+10）+10= 710mm
+5mm=10+5+5=20mm，并将竖肢切口后经热弯成型对肢尖节切去Δ=t+h
f
焊。

（2）弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算，N=870.17×15%=128.46KN
设肢背，肢尖焊脚尺寸为5mm，弦杆一侧需焊缝长度为：肢背：
0.7
2
0.7*128.46*1000/2*0.7*5*200+10=71.23mm, 取L=80mm
肢尖：
20.3
0.3*128.46*1000/2*0.7*5*200=32.56mm,取L2=40mm
（3） 腹杆与节点板连接焊缝计算：
计算过程与以上节点相同，本设计省略计算。

因桁架的跨度较大，需将桁架分成两个运输单元，在屋脊节点和下弦
跨中节点设置工地拼接，左办边的上弦，斜杆和竖杆与节点板连接用
工厂焊接，而右半边的上弦，斜杆与节点板的连接用工地焊接。

13.端部支座节点a （详见图）
图十一：支座节点“a ”
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座板的净距离取160mm 。

在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度同端部节点板为12mm 。

（1） 支座底板计算：
支座反力R=57.36×5+2×0.5×57.36=344.16KN
取加劲肋的宽度为80mm ，考虑底板上开孔，按构造要求取底板尺寸为280mm ×380mm ，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为：An=280×（2×80+12）=48160mm 2
验算柱顶混领土的抗压强度：
3
22c n 344.16107.15/mm f 14.3/mm 48160
R N N A σ⨯===<=（满足） 底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，没块板为两边支撑而另两块相仿边自由的板，第块板的单位宽度的最弯矩为：21a M βσ=式中，σ为底板下的平均应力为：27.15/mm N σ=a 1为两支承变之间的
对角线长度：1a 219mm ==，β为系数，由b1/a1查表而定，b1为两支承边的相交点到对角线a1的垂直距离。

计算得：b1=82mm ，b 1/a 1=0.374,查
表得β=0.027，则221a 0.0277.152199258.87mm M N βσ==⨯⨯=
底板厚度t 13.38mm 14mm ===，取(2)加劲肋与节点板的连接焊缝计算：
加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全地假设一个加劲肋的受力桁架支反力的1/4,则焊缝受力：V=344160/4=86040N
M=Ve=86040×25=2.151×106N ·mm
设焊缝尺寸为6mm ，焊缝长度210mm ，
28640451.43/20.720.76200
N f f w V N mm h l ===⨯⨯⨯⨯τ 22266215100038.41/20.720.76200N f f w M N mm h l ⨯=
==⨯⨯⨯⨯σ
2261.78/200/N mm N mm =<，满足要求。

加劲肋肋部210mm 即可。

（3）节点板加劲肋与底板的连接焊缝计算：
设底板练剑焊缝传递全部支座反力R=344.16KN ，其中没快加劲肋各传
R/4=86.035KN,节点板传递R/2=172.07KN ，节点板与底板的连接焊缝长度：w l ∑＝2×（280－10）＝540mm ，所需焊脚尺寸为：
f w w f
R /2172070h 1.87mm 0.7l f 1.220.7540200 1.22××××××===∑，故取f h ＝6mm 。

每快加劲肋与底板的连接焊缝长度为：w l ∑＝2×（100－10－20）＝140mm 所需焊脚尺寸：f w w f
R /486035h 3.59mm 0.7l f 1.220.7140200 1.22××××××=
==∑，取f h ＝6mm ，
节点板，加劲肋与底板的连接焊缝总长度： w l ∑＝2×（280－10）+4×（80－10－20）＝740mm ，
验算焊缝应力：
2f w R
34416087.34N /mm 0.77406 1.22
0.7l 1.22f ×××××h σ===⨯∑ （4）下弦杆，腹杆与节点板的连接焊缝计算；杆件与节点板连接焊缝的计算以上几个节点计算相同，本设计计算过程从略。