18m跨三角形钢桁架课程设计Word文档下载推荐.docx
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（二）、屋架杆件内力计算和组合
1、荷载组合：
恒载+活荷载；
恒载+半跨活荷载
2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图：
上弦集中荷载及节点荷载表
荷载形式
荷载分类
集中荷载
（设计值）
P丿/KN
节点荷载
（设计值）P=2P丿/KN
备注
恒载
5.84
11.68
P丿=1.2×
0.55×
1.555×
3/√10×
6=5.84KN
活荷载
6.20
12.4
P丿=1.4×
0.5×
6=6.20KN
恒载+活荷载
12.04
24.08
P丿=5.84KN+6.20KN=12.04KN
3、上弦节点风荷载设计值如图所示。
（1）按照规范可知风荷载体形系数：
背风面-0.5；
迎风面-0.5
（2）上弦节点风荷载为：
W=1.4×
（-0.5）×
0.8×
1.556×
6=-5.228KN
4、内力计算
（1）杆件内力及内力组合如下表：
（2）上弦杆弯矩计算。
端节间跨中正弯矩为
M1=0.8M0=0.8×
P丿l=0.8（1/4×
12.04kNm×
1.555m）
=3.553kNm
中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为
M2=0.6M0=0.6×
1.862kNm=1.1172kNm
（三）杆件截面选择、设计节点
（1）上弦杆截面
整个上弦不改变截面，按最大内力计算。
杆1内力N=-175.6kN，M1x=1.49kNm，M2x=1.117kNm。
选用2∟70×
6,A=16.32cm2,
W1x=38.74cm3，W2x=14.96cm3。
ix=2.15cm，iy=3.11cm。
长细比λx=<
[λ]=150
Λy=<
<
0.58×
=0.58×
=12.9
λyz=
由λxλy查表得（b类截面），
塑性系数
1）弯矩作用平面内的稳定性。
此端节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件，其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况，故取等效弯矩系数
用跨中最大正弯矩验算，代入公式得
对于这种组合T形截面压弯杆，在弯矩的效应较大时，可能在较小的翼缘一侧因受拉塑性区的发展而导致构件失稳，补充验算如下：
=
=6.3N/mm2<
f=215N/mm2
显然另一侧不控制构件平面内的失稳。
故平面内的稳定性得以保证。
2）弯矩作用平面外的稳定性。
由于，所以梁的整体稳定系数可由下式计算
等效弯矩系数。
=166.2N/mm2<
根据支撑布置情况，可知上弦节点处均有侧向支承以保证其不发生平面外失稳。
因此，可不必验算节点处的平面外稳定，只需验算其强度。
3）强度验算。
上弦节点2处（见节点编号图）的弯矩较大，且W2x又比较小，因此截面上无翼缘一边的强度，按下式验算（An=A）
（2）下弦杆截面
下弦杆也不改变截面，按最大内力计算。
杆7的轴心力
选用2∟56×
4,A=8.78cm2ix=1.73cm，iy=2.52cm。
[λ]=400
强度验算
（3）腹杆截面
杆10内力N=-13.54kN。
选用∟36×
4，A=2.756cm2，iy=0.7cm。
长细比Λy=<
[λ]=200
0.54×
=0.54×
=14.9
λyz=<
由λxλy查表得（b类截面），
上式中0.812为单面连接单角钢的折减系数。
上述计算也可采用表格形式进行。
现将上述计算以及其他腹杆的计算一并列如下表：
屋架杆件截面选用表
杆件名称
杆件编号
内力
计算长度/㎝
截面规格/㎜
长细比
稳定系数
计算应力/N/mm2
N/kN
M1/kN·
m
l0x
l0y
λx
λx（λyz）
M2/kN·
上弦杆
1
-418.75
3.55—2.665
155.5
2∟80×
8
63.7
43.8（56.6）
0.937
0.825
0.915
199.4
下弦杆
7
397.32
245.8
885
2∟50×
325.08
4
9
216.72
393.4
228
351
腹
杆
10
-32.27
0.9×
110=99
43
0.341
0.294
113.2
11
-68.63
156=124
156
138
104（105）
0.353
124.3
12
72.24
246=197
246
219
165.1
43.5
13
108.36
492
273
330
76.4
14
180.6
121.3
15
0.00
295=266
+50×
193
4、节点设计
节点编号如图所示。
（1）一般杆件连接焊接设焊缝厚度hf=4㎜,焊缝长度可由公式计算列于下表。
（2）节点“1”
1）支座底板厚度。
支座底板尺寸如图7-40所示。
支座反力为
R=6P+1.15×
1.74×
6=6×
10.098kN＋1.15×
0.74×
6kN=65.69kN
屋架杆件连接焊缝表
杆件内力/KN
肢背焊缝
肢尖焊缝
备注
166.62
150
70
焊缝长度已考虑施焊时起弧或落弧的影响；
杆件10的焊缝，已按规范规定考虑了焊缝强度折减系数0.85
腹杆
-13.54
45
-28.78
30.29
45.44
50
75.74
75
设a=b=12cm，a1=1.414×
12cm=16.9cm，b1=a1/2=8.45cm
底板的承压面积为An=24cm×
24cm-3.14×
4cm2-2×
4cm×
5cm=523cm2
板下压应力为
b1/a1=0.5，查表得
则
所需底板厚度为
t
2）支座节点板与底板的连接焊缝。
设hf=8mm，lw=（240-10）mm×
2+（120-4-10-10）mm×
4=844mm，按下式计算
支座节点板与加劲助的连接焊缝厚度计算从略。
3）上弦杆与节点板的连接焊缝。
N=175.6kN，设焊缝厚度为4mm，焊缝计算长度lw=（160+360-10）=510mm，如图所示：
假定杆件轴心力N全由角钢肢尖焊缝传递，并考虑传力的偏心影响，其中偏心矩e=（70-20）=50mm则
（3）节点2、3如图所示，节点荷载P假定由角钢肢背的塞焊缝承受，按构造要求节点板较长，故焊缝强度可以满足，计算从略。
节点两侧上弦杆轴心力之差，假定由角钢肢尖焊缝承受，并考虑偏心力矩的影响，计算结果如下表所示：
节点名称
节点号
上弦节点
162.88
175.6
12.72
120
1.22
43.2
160
2
166.01
169.25
3.24
530
1.21
（4）节点4，如下图所示，节点荷载P，假定由角钢肢背的塞焊缝承受，同上按构造要求考虑，即可满足，计算从略。
1）上弦杆拼接角钢的连接焊缝以该节点的最大轴力N计算。
设hf=4mm，则有
2）上弦杆角钢与节点板的连接焊缝以上述轴心力的15%按下式计算。
设hf=4mm=50mm，l丿m按构造要求为220mm，取lw=（220-10）=210mm，则
（5）节点5（见下图）
1）下弦杆拼接角钢的连接焊缝按全截面的等强度条件计算。
设，则,取125mm拼接角钢选用∟56×
4切成，长度为2+10mm=260mm。
接头的位置视材料长度而定，最好设在跨中节点处，当接头不在节点时，应增设垫板。
2）下弦杠角钢与节点板的连接焊缝，以该节间的最大轴力N的15%计算，设。
，取55mm。
（四）绘制施工图（见CAD图）
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