钢结构设计-单层重型厂房结构设计
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拉杆：强度，刚度 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下列简化公式计算。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
钢结构ห้องสมุดไป่ตู้计-单层重型厂房结构设 计
2.3.5 桁架节点设计
➢任务：确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计 算。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。
计
见教材P24图1-29
➢ 2.节点板设计： ⑴形状简单、规则，如矩形、梯形。
(2)梯形和平行弦屋架的节点板厚度由腹杆 最大内力确定，三角形屋架节点板厚度 由上弦杆内力决定。在一榀屋架中支座 节点板厚度可以大2mm,其他节点板厚度 相同。
节点板厚度的选用表见教材P22表1-4 钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
局部弯矩M 理论上应按弹性支座上的连续梁计算。 简化计算：
M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2桁架杆件的计算长度
计算长度概念：将端部有约束的压杆化作等 效的两端铰接的理想轴心压杆。
P 2EI
(a)
cr1 L2
P 2EI
(b) cr2
(0.5L)2
2.3 钢屋架设计
❖2.3.1桁架的内力计算 ❖2.3.2桁架杆件的计算长度 ❖2.3.3杆件截面型式 ❖2.3.4一般构造要求与截面选择 ❖2.3.5桁架的节点设计 ❖2.3.6桁架施工图
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.1 桁架内力计算
➢ 1. 荷载分项系数及荷载组合系数按《建筑结构荷 载规范》选取。对普通钢屋架荷载组合一般考 虑两种即可①全跨恒载+全跨活载②全跨恒 载+半跨活载
最小角钢 L45X4 ,L56X36X4, L<18m 的小角钢屋 架不受此限。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 2.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。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.4.2 桁架杆件截面选择
2.3.3杆件截面型式
杆件截面选取的原则：
承载能力高，抗弯强度大， 便于连接，用料经济通常 选用角钢和T型钢
截面伸展 壁厚较薄 外表平整
等稳设计： 压杆对截面主轴具有相等或接近的稳定性。
x y(yz)
单轴对称截面绕对称轴屈曲时考 yz 虑扭转钢效结构应设计的-单层换重型算厂房长结构细设 比。 计
角钢钢结杆构设件计-单截层重面型厂形房结式构设 计
受压弦杆：
l0 y 2 l0x
x y
x
l0 x ix
y
l0 y iy
iy≥2ix
有节间荷载时
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
受拉弦杆：
l0y l0x
支座斜腹杆及竖杆：
l0y l0x
x y
ix iy
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
其他腹杆：
➢ 2. 按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力， 常用的内力分析方法有图解法、解析法、电 算,查表法。具体分析时，可先分别计算(或查 表)全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根 据不同的荷载组合，列表计算。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
计算内力系数
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 3.节点刚性影响 节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小， 不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计 入次应力的影响。
桁架节点示意图 钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.5.1双角钢截面杆件的节点
➢ 1.节点设计的一般原则 ⑴双角钢截面杆件在节点处以节点板相连，各杆 轴线（型钢形心轴线）汇交于节点中心。 ⑵角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便 使节点紧凑时只能切肢尖。
桁架节点示意图
角钢及钢板的切割
钢结构设计-单层重型厂房结构设
➢ 4.杆件的内力变号 屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半
跨荷载时可能受压。
半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧 施工
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 5.节间荷载作用的屋架 将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节点荷载作 用的屋架计算各杆内力。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。
➢ 3.节点的构造与计算
一般节点
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
l0x 0.8l0y
x y
ix 0.8iy
连接垂直支撑的竖杆：
垂直支撑传力时竖 杆不致产生偏心， 方便吊装。 钢结构设计-单层重型厂房结构设
计
T型钢-屋架弦杆
优点：耐腐蚀，经济性好（节省钢材12%～15%)。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.4 一般构造要求与截面选择
屋架构造的一般要求 ➢ 1.同一榀屋架中，角钢的规格不超过5～6种
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 2. 杆件计算长度：
桁架平面内计算长度 l 0 x
弦杆 支座斜杆 l0x l (节间长度） 支座竖杆 中间腹杆 l0x 0.8l
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
桁架平面外计算长度 loy
弦杆 l0y l1 （侧向支撑点间距离） 腹杆 l0y l （节间长度 ） 单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆 l0y 0.9l
(c)
P 2EI cr3 ( L)2
杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷
载越高 。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2.1受压弦杆和单系腹杆的计算长度
➢ 1. 影响钢屋架杆端约束大小的因素： 1）杆件轴力性质 拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆 件弯曲，约束作用微不足道。 2）杆件线刚度大小 线刚度越大，约束作用越大，反之，约 束作用越小。 3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大， 较远的杆件作用小。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
屋架杆件的计算长度(桁架平面内和桁架平面外)
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2.2 变内力压杆的计算长度
平面内计算长度:
l0x d
平面外计算长度： l0yl1(0.75 0.25N2N1)
l1 2d
考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助”作用。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
钢结构ห้องสมุดไป่ตู้计-单层重型厂房结构设 计
2.3.5 桁架节点设计
➢任务：确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计 算。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。
计
见教材P24图1-29
➢ 2.节点板设计： ⑴形状简单、规则，如矩形、梯形。
(2)梯形和平行弦屋架的节点板厚度由腹杆 最大内力确定，三角形屋架节点板厚度 由上弦杆内力决定。在一榀屋架中支座 节点板厚度可以大2mm,其他节点板厚度 相同。
节点板厚度的选用表见教材P22表1-4 钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
局部弯矩M 理论上应按弹性支座上的连续梁计算。 简化计算：
M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2桁架杆件的计算长度
计算长度概念：将端部有约束的压杆化作等 效的两端铰接的理想轴心压杆。
P 2EI
(a)
cr1 L2
P 2EI
(b) cr2
(0.5L)2
2.3 钢屋架设计
❖2.3.1桁架的内力计算 ❖2.3.2桁架杆件的计算长度 ❖2.3.3杆件截面型式 ❖2.3.4一般构造要求与截面选择 ❖2.3.5桁架的节点设计 ❖2.3.6桁架施工图
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.1 桁架内力计算
➢ 1. 荷载分项系数及荷载组合系数按《建筑结构荷 载规范》选取。对普通钢屋架荷载组合一般考 虑两种即可①全跨恒载+全跨活载②全跨恒 载+半跨活载
最小角钢 L45X4 ,L56X36X4, L<18m 的小角钢屋 架不受此限。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 2.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。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.4.2 桁架杆件截面选择
2.3.3杆件截面型式
杆件截面选取的原则：
承载能力高，抗弯强度大， 便于连接，用料经济通常 选用角钢和T型钢
截面伸展 壁厚较薄 外表平整
等稳设计： 压杆对截面主轴具有相等或接近的稳定性。
x y(yz)
单轴对称截面绕对称轴屈曲时考 yz 虑扭转钢效结构应设计的-单层换重型算厂房长结构细设 比。 计
角钢钢结杆构设件计-单截层重面型厂形房结式构设 计
受压弦杆：
l0 y 2 l0x
x y
x
l0 x ix
y
l0 y iy
iy≥2ix
有节间荷载时
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
受拉弦杆：
l0y l0x
支座斜腹杆及竖杆：
l0y l0x
x y
ix iy
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
其他腹杆：
➢ 2. 按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力， 常用的内力分析方法有图解法、解析法、电 算,查表法。具体分析时，可先分别计算(或查 表)全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根 据不同的荷载组合，列表计算。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
计算内力系数
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 3.节点刚性影响 节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小， 不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计 入次应力的影响。
桁架节点示意图 钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.5.1双角钢截面杆件的节点
➢ 1.节点设计的一般原则 ⑴双角钢截面杆件在节点处以节点板相连，各杆 轴线（型钢形心轴线）汇交于节点中心。 ⑵角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便 使节点紧凑时只能切肢尖。
桁架节点示意图
角钢及钢板的切割
钢结构设计-单层重型厂房结构设
➢ 4.杆件的内力变号 屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半
跨荷载时可能受压。
半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧 施工
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 5.节间荷载作用的屋架 将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节点荷载作 用的屋架计算各杆内力。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。
➢ 3.节点的构造与计算
一般节点
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
l0x 0.8l0y
x y
ix 0.8iy
连接垂直支撑的竖杆：
垂直支撑传力时竖 杆不致产生偏心， 方便吊装。 钢结构设计-单层重型厂房结构设
计
T型钢-屋架弦杆
优点：耐腐蚀，经济性好（节省钢材12%～15%)。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.4 一般构造要求与截面选择
屋架构造的一般要求 ➢ 1.同一榀屋架中，角钢的规格不超过5～6种
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
➢ 2. 杆件计算长度：
桁架平面内计算长度 l 0 x
弦杆 支座斜杆 l0x l (节间长度） 支座竖杆 中间腹杆 l0x 0.8l
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
桁架平面外计算长度 loy
弦杆 l0y l1 （侧向支撑点间距离） 腹杆 l0y l （节间长度 ） 单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆 l0y 0.9l
(c)
P 2EI cr3 ( L)2
杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷
载越高 。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2.1受压弦杆和单系腹杆的计算长度
➢ 1. 影响钢屋架杆端约束大小的因素： 1）杆件轴力性质 拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆 件弯曲，约束作用微不足道。 2）杆件线刚度大小 线刚度越大，约束作用越大，反之，约 束作用越小。 3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大， 较远的杆件作用小。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
屋架杆件的计算长度(桁架平面内和桁架平面外)
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计
2.3.2.2 变内力压杆的计算长度
平面内计算长度:
l0x d
平面外计算长度： l0yl1(0.75 0.25N2N1)
l1 2d
考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助”作用。
钢结构设计-单层重型厂房结构设 计