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钢结构课程设计——18m跨三角形钢屋架姓名：李竞杰学院：土木工程专业：土木工程班级：10级土木工程2班学号：1012112023指导老师：张惠华、陈誉、王卫华、王玲玲、李海峰日期：2013年7月目录一、设计资料 (1)二、屋架形式和几何尺寸 (1)三、支撑布置 (1)（一）上弦水平支撑 (1)（二）垂直支撑 (1)（三）下弦水平支撑 (2)四、荷载 (2)（一）永久荷载 (2)（二）可变荷载 (2)（三）风荷载 (2)（四）上弦节点荷载 (2)（五）上弦风荷载 (3)五、内力组合计算 (3)六、截面选择 (4)七、节点连接计算 (4)（一）一般焊缝连接 (4)（二）支座节点 (4)（三）屋脊节点 (5)（四）下弦拼接节点 (6)八、檩条计算 (6)（一）荷载计算 (6)（二）截面选择 (7)（三）截面验算 (7)九、附图 (7)附图一斜腹杆节点 (7)附图二支座节点 (8)附图三屋脊节点 (9)一、设计资料单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m, 柱距6m，檐口高度6m。
采用三角形钢屋架屋盖结构，跨度18m，屋面坡度i=1／3，屋面防水材料为0.6厚波形彩钢板＋60厚玻纤棉＋0.5厚波形彩钢板,冷弯薄壁C型钢檩条, 檩条斜距1.555m，无吊车。
采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C30，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400mm×600mm；使用环境温度-5°C以上，地震烈度为7°（第二组）。
二、屋架形式和几何尺寸采用三角形钢屋架屋盖结构，跨度18m，屋面坡度i=1／3。
屋架计算跨度l0=17700mm。
屋架几何尺寸和杆件编号如图1-1所示。
图1-1 屋架几何尺寸和杆件编号三、支撑布置上弦横向水平支撑设置在房屋两端及中间处，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道普通长的柔性水平系杆。
上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。
（a）屋架上弦水平支撑(b)屋架垂直支撑（屋脊下方）(c)下弦水平支撑图1-2 屋架支撑布置示意图四、荷载（一）恒载（沿屋面分布）标准值屋面防水结构+檩条0.25N/m2钢屋架及支撑等自重0.40kN/m20.65kN/m2（二）活荷载（水平面投影）标准值屋面活荷载0.50kN/m2（三）风荷载基本风压0.70kN/m2风压高度变化系数取1.0。
一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
钢结构_18m三⾓形钢结构钢屋架设计钢结构屋盖课程设计计算书⼀、设计说明1、设计某⼀检修⼚房屋盖，跨度为27m，长度为80m，柱距为6m，三⾓形屋架，钢材为Q235—B，焊条采⽤E43型，屋⾯为压型钢板，屋⾯坡度i=1：2.5，屋架铰接于钢筋混凝⼟柱顶，⽆吊车，外檐⼝采⽤⾃由排⽔，采⽤槽钢檩条，檩条间距为2827.25mm。
2、基本风压为0.4KN/m2,屋⾯离地⾯⾼度为12 m，不上⼈屋⾯。
雪荷载0.6KN/m2⼆、檩条设计1、檩条采⽤轻型槽钢檩条2、屋⾯材料为压型钢板，屋⾯坡度为1：2.5（α=21.80°）檩条跨度为6m，于跨中设置⼀道拉条，⽔平檩距2396.4×cos21.80°=2396.4×0.93=2228．65mm，坡向斜距2396.4mm3、荷载标准值（对⽔平投影⾯）⑴永久荷载：压型钢板（不保温）⾃重为0.1 KN/m2，檩条（包括拉条和⽀撑）⾃重设为0.11 KN/m2⑵可变荷载：屋⾯雪荷载ω=0.6KN/m2,基本风压ωo=0.40 KN/m24、内⼒计算⑴永久荷载于屋⾯活荷载组合檩条线荷载pK=（0.21+0.6）×2.229=1.805 KN/mp=（1.2×0.21+1.4×0.6）×2.229=2.434 KN/mpX=psin21.80=2.434×0.37=0.901 KN/mpY=pcos21.80=2.434×0.93=2.264 KN/m弯矩设计值： MX= pY l2/8=2.264×62/8=10.188KN·mMy= pX l2/32=0.901×62/32=1.014KN·m⑵永久荷载和风荷载的吸⼒组合按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001房屋⾼度为12m 取µz=1.0按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A，风荷载体型系数为：1.5㏒A-2.9=-1.211 A=2.22865m ×6m=13.72m2垂直于屋⾯的风荷载标准值ωk=µSµzω0=-1.211×1.0×（1.05×0.4）=-0.509 KN/m2檩条线荷载pXY=（0.509-0.21×cos21.80）×2.22865=0.314×2.22865=0.070KN/mpX =0.21×2.229×sin21.8o=0.174 KN/mpY =1.4×1.211×2.229-0.21×2.229×cos21.80=3.344 KN/m 弯矩设计值 MX= pYl2/8=3.344×62/8=15.048KN/m My= pXl2/8=0.174×62/8=0.783KN/m⑶截⾯选择选⽤选⽤轻型槽钢【20 W=152.2 cm3 Wynmax=54.9 cm3 Wynmin=20.5 cm3IX=152.20 cm4 ix=8.07 cm iy=2.20 cm计算截⾯有孔洞削弱，考虑0.9的折减系数，则净截⾯模量为：WNX=0.9×152.2=136.98cm3 Wynmax=0.9×54.9=49.41 cm3 Wynmin=0.9×20.5=18.45 cm3⑷屋⾯能阻⽌檩条失稳和扭转，截⾯的塑性发展系数γx=1.05 γy=1.20,按公式计算截⾯a、b点的强度为（见图）бx = Mx/(γx WNX)+My/(γy Wynmin)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0. 783×106/（1.2×18.45×103）=139.99<215N/mm2бy = Mx/(γx WNX)+My/(γyWynmax)=15.048×106/（1.05×136.98×103）+0.783×106/（1.2×49.41×103）=117.83<215N/mm2⑸挠度计算因为⽀撑压型钢板⾦属板，有积灰的⽡楞铁和⽯棉等⾦属⾯者，容许挠度为L/200当设置拉条时，只须计算垂直于屋⾯⽅向的最⼤挠度vy=(5/384)×（3.344×cos21.80×60004）/（206×103×1522×104）=16.7mm构造要求λx=600/8.07=74.35<200 λy=300/2.20=136.36<200故此檩条在平⾯内外均满⾜要求三、屋架设计⑴屋架结构的⼏何尺⼨如图檩条⽀撑于屋架上弦节点。
课程设计说明书课程名称：钢结构设计题目：钢屋架设计院系：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：专业班级：10土木工程2班指导教师：李珂2012年12月16日课程设计任务书梯形钢屋架课程设计摘要：本设计说明说包括梯形钢屋架的形式及尺寸、支撑布置，内力计算，节点焊缝计算及设计方法，屋架施工图绘制，相关的详图大样绘制以及必要的结构剖面图。
关键词：梯形钢屋架节点节点焊缝支撑目录1 设计背景 (1)1.1设计资料 (1)1.2屋架形式 (1)2 设计方案 (2)3 方案实施 (3)3.1荷载与内力计算 (3)3.2杆件截面设计 (4)3.3节点设计 (10)4 结果与结论 (17)5收获与致谢 (18)5.1收获 (18)5.2致谢 (18)6 参考文献 (19)7 附件 (20)1.1 设计资料某地区一金加工车间。
厂房总长度为150m ，柱距6m ，跨度为24m 。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
该地区冬季最低温度为-20℃。
屋面采用1.5m ⨯6.0m 预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10，上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。
屋面可变荷载标准值为20.50/kN m ，雪荷载标准值为20.50/kN m , 积灰荷载标准值为20.50/kN m 。
屋架采用梯形钢屋架, 其两端铰支于钢筋混凝土柱上。
柱头截面为mm mm 400400⨯, 所用混凝土强度等级为C20。
根据该地区的温度及荷载性质, 钢材采用235Q B , 其设计强度2/215mm N f =,焊条采用E43型, 手工焊接。
构件采用钢板及热轧型钢, 构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:024000215023700L mm =-⨯=,端部高度:2000h mm = (轴线处),2015h mm =(计算跨度处),桁架的中间高度:3200h mm =。
1.2 屋架形式屋架形式及几何尺寸见图 1所示图1屋架形式及几何尺寸屋架支撑符号说明：GWJ-(钢屋架)；SC-(上弦支撑)；XC-(下弦支撑);CC-(垂直支撑)；GG-(刚性系杆)；LG-(柔性系杆)图2屋架支撑3方案实施3.1 荷载与内力计算1.荷载计算屋面可变荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的可变荷载计算。
一、 设计资料1、 车间平面尺寸为150m ×30m ，柱距7.5m ，跨度为30m ，术网采用封闭结合，车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。
2、 屋面采用长尺复合屋面板，板厚100m ，檩距不大于1800mm ，檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z 形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度1/20i =。
3、 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴上抗压强度设计值214.3N/mm c f =。
抗风柱的柱距为6m ，上端与层架上弦用板铰连接。
4、 钢材用Q235—B ，焊条采用E43系列型。
5图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式6、 该车间建于深圳近郊。
7、 屋盖荷载标准值：(1)屋面活荷载 0.50kN/m 2(2)基本雪压S O 0kN/m 2(3)基本风压W 0 0.75kN/m 2(4)复合屋面板自重 0.30kN/m2(5)檩条自重 0.0821kN/m 2(6)屋架及支撑自重 0.45kN/m28、运输单元最大尺寸长度为15m ，高度为4.0m 。
二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A ，B ，C …连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a ，b ，c …连续编号。
由于梯形屋架跨度L=30m ＞24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱。
屋架/50060mm f L ==计算跨度2m o l L =-⨯0.15=30-2⨯0.15=29.7。
起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图2所示（基中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。
图2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度15m，高度4m。
此屋架跨度30m，高度3.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为15m，高度为2.85m。
梯形钢屋架设计一．设计资料单跨双坡封闭式厂房，屋面离地面高度约为20米，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。
屋面材料采用1.5m×6m钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150mm加厚加气混凝土保温层，再设20mm厚水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。
结构重要性系数γ0=1.0，地区基本风压Ɯ=0.45KN/m2，冬季室外计算温度高于-20℃。
屋面坡度i=1/10，屋架间距6m，厂房长度132m，屋架跨度24m，基本雪压0.40KN/m2。
钢筋混凝土柱子的上柱截面为400m×400m，混凝土强度等级为C25。
厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q≤300KN。
屋面均布活荷载标准值（不与雪荷载同时考虑，按水平投影面积计算）为0.5 KN/m2，施工检修集中荷载标准值取1.0KN。
不考虑地震设防。
二．屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置。
结构选用无檩屋盖方案，平坡梯形屋架。
参照《梯形钢屋架图集》（05G511），端部高度取H0=1990mm，中部高度H=3190mm（约为L/6.5）。
屋架杆件几何长度见图1（跨中起拱L/500）。
上下弦支撑和系杆布置见图2。
因连接件区别，屋架分别给出W1、W2两种编号。
钢材采用Q235C，焊条采用E43，手工焊。
三．荷载和内力计算1、荷载计算二毡三油上铺小石子0.35KN/m2找平层20mm 0.4KN/㎡加气混凝土保温层150mm 1.13 KN/㎡混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5 KN/㎡屋架和支撑自重0.12+0.011L=0.12＋0.011×24=0.38KN/㎡永久荷载总和 3.76KN/㎡屋面活荷载（雪荷载为0.45KN/m2）0.5KN/m2可变荷载0.5KN/㎡注：1、根据《建筑结构荷载规范》第4.3.1条，检修荷载折算0.2KN/㎡的活荷载进行计算，不大于屋面活荷载，不予考虑。
2、根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第6.2.1条，屋面坡度<20o，不考虑雪荷载不均匀分布，雪荷载为0.4KN/㎡，小于屋面活荷载。
1、1 工程概况某一大型室内交易市场宽18m，长度75m，标准柱距6m,建筑高度8.6m，檩条间距1.5m，屋面坡度i=1 /10。
1、2荷载说明屋面活荷载标准值为0.3kN/ m2,雪荷载标准值0.45kN/m2,屋面恒荷载标准值0.8kN/m2,基本风压为0.3kN/m2。
1、3 设计说明该交易市场设防烈度为6度，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4，雪荷载系数取0.7，设计使用年限为30年。
1、4 材料选择该交易市场采用梯形钢屋架，屋面材料为双层带保温棉彩钢板屋面，屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400,混凝土强度等级为C30.2、屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置屋架的计算跨度l0＝l－2×150mm＝14700mm；取屋架高度H＝3000mm。
根据荷载性质，材料采用Q235-A.F，屋架连接采用焊接，焊条选用E43型，手工焊。
3、荷载及内力计算3、1 荷载计算恒荷载总和：0.8kN/m2雪荷载 ：0.45kN/m 2 风荷载 ：0.30kN/m 2 恒荷载值 ：dF 1.20.8 1.568.64kN=⨯⨯⨯=雪荷载值 ：1F 1.40.45 1.560.7 3.969kN =⨯⨯⨯⨯= 屋面活载值：2F 1.40.3 1.56 3.78kN=⨯⨯⨯=3、2 荷载布置情况及内力情况组合1 全跨永久荷载+全跨可变荷载（使用阶段）组合2 全跨永久荷载+半跨可变荷载（施工阶段）4、杆件截面选择4、1 上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算:KNN 65.75max-=,mmlx15000= ， mm l oy 3000= 。
假设max90λ=，b类截面。
查表得：0.621ϕ= 2235/f N mm=所以 mmmmN fNA 2283.518/235621.075650=⨯==ϕ ，mmmml i oxox67.16901500max===λ ， mmmm l i oyoy33.33903000max===λ选用6.28080⨯⨯的方截面钢管，查表得：A=787.52mm mmiy34.31=51.9534.3130000.4533.331500======mmmm i l mm mm i l yoy y x ox x λλ查表得：588.0=ϕ于是：222/235/37.163/5.787588.075650mmN f mmN mmN NAN=<=⨯==ϕσ4、2斜腹杆KNN 44.63max = ， mml loy ox1.3354== ，假设max 90λ=，b 类截面。
1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。
柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于-20℃, 无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。
屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。
其两端简支于钢筋混凝土柱上。
车间地点：驻马店；保温层厚度：60mm；积灰厚度：0.6kN∕πT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。
桁架计算跨度:∕o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( ≈ L∕5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。
1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。
柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于-20℃, 无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。
屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。
其两端简支于钢筋混凝土柱上。
车间地点：驻马店；保温层厚度：60mm；积灰厚度：0.6kN∕πT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。
桁架计算跨度:∕o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( ≈ L∕5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。
鲤建2-2图2 桁架支撑布置符号说明：SC一上弦支撑；XC一下弦支撑；CC一垂直支撑：GG—刚性系杆；LG—柔性系杆3）屋盖结构及荷载：无橡体系，采用1.5x600加预应力混凝土层板荷载：1、屋架及支撑自重：按经验公式“ = （0.12 + 0.011x21）x1.35=0.474kN∕rriL为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重。
1. 设计资料某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m;车间设有两台30吨中级工作制吊车;车间无腐蚀性的介质;该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架;屋面坡度为1：3,屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为400mm ×400mm ,混泥土强度等级为C20;屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面,C 型檩条,檩距为1.5～2.1米;结构的重要度系数为γ0=1.0,屋面的恒荷载的标准值为0.5 kN m 2⁄;屋面的活荷载为0.2 kN m 2⁄,雪荷载为0.35 kN m 2⁄,不考虑积灰荷载、风荷载,不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况;屋架采用Q235B,焊条采用E43型;2. 屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点;屋架坡角为α=arctan 13=18°26′,檩距为1.866m;图1 屋架形式和几何尺寸3. 支撑的布置上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间,并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑,在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆,下弦跨中设置一道通长的柔性细杆;在下弦两端设纵向水平支撑;支撑的布置见图2; 图2 支撑的布置图 4. 檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距1.866m;因屋架间距为6m,所以在檩条跨中设一道直拉条;在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆; 5. 荷载标准值上弦节点恒荷载标准值P 1=0.5×1.866×6×√10=0.5×1.77×6=5.31kN 上弦节点雪荷载标准值P 2=0.35×1.866×6×√10=0.35×1.77×6=3.72kN由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4图4 上弦节点雪荷载6.内力组合内力组合见表—1屋架杆件的选择验算表表-2 8.节点设计8.1杆件焊缝尺寸的计算注：表中焊缝的计算长度l w′=l w+2h f ;l w′不小于8h f和40mm其中较小值;8.2 形心距离的确定屋架各杆件的角钢背面的距离Z0’如图表-4,表中Z0’为杆件重心线至角钢背面的距离;屋架各杆件的角钢背面的距离Z0’表-48.3.1支座节点图5 支座节点”1”(1) 上弦杆的节点连接计算A.支座底板的计算支座反力R=5P=5×11.58KN=57.90KN设a,b取12cm,则a1=√2×12=16.9cm,b1=a12=8.45cm 底板的承压面积A=24×24−π22−2×4×5×=523cm2底板下的应力q=RA n =57.90×103523×102=1.11N mm2⁄<βc f c=√240×24052300=8N/mm2底板的最大弯矩M=βqa12 , 由于b1a1⁄=0.5,取β=0.06,则M=0.06×1.11×1692=1902.16Nmm支座厚度t=√6Mf =√6×1902.16204.25=7.47mm,取12mmB.加劲肋计算加劲肋厚度取与节点相同;加劲肋与节点板的连接焊缝的计算：假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一,即14×57.90=14.48kN焊缝受剪力V=14.48kN,弯矩M=14.48×2404=868.80kNmm, 设焊缝h f=5mm, 焊缝计算长度：l w=216−20×2−2h f=216−40−10=166mm由焊缝的应力公式得√(V 2×0.7×h f ×l w )2+(6M2×0.7×βf h f ×l w2)2=√(14.48×1032×0.7×5×166)2+(6×868.80×1032×0.7×1.22×5×1662)2=25.41N mm 2⁄<f f w =160N mm 2⁄ C. 支座底板的连接焊缝假定焊缝传递全部支座反力R =57.90kN ,设焊缝h f =5mm ,支座底板的连接焊缝的长度为：∑L w =2×(240−2h f )+4×(120−5−10−2h f ) =2×(240−2×8)+4×(120−5−10−2×8) =804 mm 由公式得,τf =R0.7βf h f ∑L w=57.90×1030.7×1.22×8×804=10.54mm <f f w =0.95×160=152N mm 2⁄,满足要求;D. 上弦杆与节点板的连接焊缝上弦杆与节点板的连接焊缝: 节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝连接,假定槽焊缝只承受屋面的集中荷载 P =11.58kN .节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差N ;节点1的槽焊缝h f1=0.5t 1=5mm ,其中t 1 为节点板的厚度L w =650−2h f =650−2×5=640mm由公式 σf =P 2×0.7h f1l w=11.58×1032×0.7×5×640=2.58N mm 2⁄<f f w=0.95×160=152N mm 2⁄,可见塞焊缝一般不控制,仅需验算肢尖焊缝;角钢肢尖角焊缝的焊角尺寸h f2=5mm ,计算长度 L w =650−2h f =640mm上弦杆的内力差N=-164.78KN,偏心距M =Ne , e =65mm ,则由公式得, σf =6M 2×0.7×h f2×l w2=6×164.78×103×652×0.7×5×6402=22.41N mm 2⁄τf =N2×0.7×h f2×l w=164.78×1032×0.7×5×640=36.48N mm 2⁄他√(σf βf)2+τf2=√(22.411.22)2+36.48=41.12N mm 2⁄<f f w =0.95×160=152N mm 2⁄ 可见,肢尖焊缝满足要求;(2)上弦弦间节点板的计算为便于上弦节点搁置屋面板,节点板的上边缘缩进肢背10mm,采用塞焊缝,按 2条角焊缝计算;计算时可略去屋架上弦坡度的影响,而假定集中荷载与上弦垂直;对于上弦节点”5”图6 上弦节点”5” A. 上弦杆肢背与节点板的连接焊缝节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载 P =11.58kN ;节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差N ;节点1的槽焊缝h f1=0.5t 1=4mm ,其中t 1为节点板的厚度;L w=225−2h f=225−2×4=217mm由公式σf=P2×0.7h f1l w =11.58×1032×0.7×4×217=9.1N mm2⁄<f f w=0.95×160=152N mm2⁄可见塞焊缝一般不控制;B.上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝角焊缝的焊角尺寸h f2=5mm,计算长度L w=225−2h f=217mm上弦杆的内力差N=-18.29KN,偏心距M=Ne, e=65mm,则由公式得,σf=6M2×0.7×h f2×l w2=6×18.29×103×652×0.7×5×2172=21.64N mm2⁄τf=N2×0.7×h f2×l w =18.29×1032×0.7×5×217=12.04N mm2⁄√(σfβf )2+τf2=√(21.641.22)2+12.042=21.44N mm2⁄<f f w=0.95×160=152N mm2⁄可见,肢尖焊缝满足要求;对于其他2,3,4,5上弦节点,由于节点板的尺寸长均不小于"5"号节点,而其所受的节点集中力和弦杆轴向内力差都相等,故其余上弦节点只要在上弦杆的肢背和肢间处采用满焊即可;(3)下弦节点”10”图7 下弦节点”10”A.下弦杆与节点板的连接焊缝下弦与节点板连接的焊缝长度为300mm,h f=5mm, 内力差N=-17.37KN受力较大的肢背处焊缝应力为τf=0.7×17.37×1032×0.7×5×(300−10)=5.98N mm2⁄<f f w=160N mm2⁄故按构造满焊即可;由于下弦节点7,8,9的节点板尺寸长均不小于"10"号节点板,故其所受的弦杆轴向力内力差都相等, 故其余上弦节点只要在上弦杆的肢背和肢间处采用满焊即可;(4)上弦节点”6”图8 上弦节点”6”A.上弦杆肢背与节点板的连接焊缝上弦杆与节点板的连接焊缝: 节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载P=11.58kN;节点1的塞焊缝h f1=0.5t1=4mm,其中t1为节点板的厚度;L w=148−2h f=148−2×4=140mm由公式σf=P2×0.7h f1l w =11.58×1032×0.7×4×140=14.77N mm2⁄<f f w=0.95×160=152N mm2⁄,可见塞焊缝一般不控制;B.上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝肢尖角焊缝的焊角尺寸h f2=5mm, 计算长度L w=148−2h f=140mm上弦杆与节点板的连接焊缝计算按肢间焊缝承受上弦杆内力的15%计算;内力差N=91.60×15%=13.74KN,偏心距M=Ne, e=65mm, 则由公式得：σf=6M2×0.7×h f2×l w2=6×13.74×103×652×0.7×5×1402=51.99N mm2⁄τf=N2×0.7×h f2×l w =13.74×1032×0.7×5×140=18.66N mm2⁄√(σfβf )2+τf2=√(51.991.22)2+18.662=46.52N mm2⁄<f f w=0.95×160=152N mm2⁄可见,肢尖焊缝满足要求;C.上弦拼接杆的计算上弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为l w′=N4×0.7×h f×f f w +2h f=91.60×1034×0.7×5×160×0.95+2×5=53.04mm取60mm.则角钢长度为L=60×2+10+10=140mm;考虑到拼接节点的刚度,拼接角钢的长度取为600mm;为了使拼接角钢的和弦杆之间能紧贴便于施焊,需将拼接角钢的棱角铲去, 把竖向肢切去=t+h f+5=8+5+5=18mm,t为拼接角钢的厚度.拼接角钢的截面削弱,由节点板来补偿;(5)下弦节点”11”图9下弦节点”11”A.下弦杆拼接焊缝计算拼接角钢与下弦杆用相同的规格,选用L80×7,下弦杆与拼接角钢之间的角焊缝的焊角尺寸采用h f=5mm;根据公式得下弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为,l w′=N4×0.7×h f×f f w+2h f=Af4×0.7×h f×f f w+2h f=104.22×1034×0.7×5×160×0.95+2×5=58.97mm取145mm,拼接角钢的长度为2l w′+10=300mm;为使拼接角钢与弦杆之间密合,并便于是施焊,需将拼接角钢的尖角切除,且截取垂直肢的一部分宽度=t+h f+5=8+5+5=18mm.拼接角钢的这部削弱,可靠节点板来补偿;B.下弦杆与节点板的连接焊缝按杆件内力的15%计算,设肢背处的焊角尺寸为h f=5mm,则需要的焊缝长度为：l w′=0.7N4×0.7×h f×f f w +2h f=0.7×104.22×0.15×1034×0.7×5×0.95×160+2×5=15.14mm,取满焊即可。
