钢结构课件第二章3

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1、桁架的内力计算2.3钢屋架设计桁架杆件的计算长度杆件截面型式一般构造要求与截面选择桁架的节点设计桁架施工图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。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。具体分析时，可先分别计算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。2.3.1桁架内力计算计算内力系数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。4.杆件的内力变号屋架中部某些杆件在全跨荷

2、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。直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。局部弯矩M理论上应按弹性支座上的连续梁计算。M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。简化计算：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。(a)(b)(c)杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高。2.3.2桁架杆件的计算长度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，

3、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。2.3.2.1受压弦杆和单系腹杆的计算长度2.杆件计算长度：桁架平面内计算长度弦杆支座斜杆(节件长度）支座竖杆中间腹杆屋架杆件的计算长度桁架平面外计算长度弦杆（侧向支撑点间距离）腹杆（节间长度）单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部所受约束介于屋架平面内外的两种情况之间。平面内计算长度:平面外计算长度：考虑受力较小的杆件对受力

4、大的杆件的“援助”作用。2.3.2.2变内力压杆的计算长度交叉腹杆中交叉点处构造：1）两杆不断开。2）一杆不断开，另一杆断开用节点板拼接。2.3.2.3交叉腹杆中压杆的计算长度桁架平面内计算长度：无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。桁架平面外计算长度：拉杆可作为压杆的平面外支承点，压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点的作用。GB50017规范中交叉腹杆中压杆的平面外计算长度计算公式：1）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点不中断2)相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中断但以节点板搭接。3）相交另一杆受拉，两杆截面

5、相同并在交叉点不中断。4）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以节点板搭接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。若或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度时，式中，为节点之间的距离，为所计算杆内力，为相交另一杆内力，取绝对值。容许长细比，查规范（GB50017)。当另一杆受拉，且两杆拉压力相同时，不论此拉杆是否中断，压杆的计算长度均为,当另一杆受压时，若两杆压力相同且不中断，计算长度为，若另一杆断开，则压杆的计算长度将大于。刚度要求：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型钢等强设计：

6、压杆对截面主轴具有相等或接近的稳定性。单轴对称截面绕对称轴屈曲时考虑扭转效应的换算长细比。2.3.3杆件截面型式截面伸展壁厚较薄外表平整角钢杆件截面形式受压弦杆：有节间荷载时受拉弦杆：支座斜腹杆及竖杆：其他腹杆：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。优点：耐腐蚀，经济性好（节省钢材12%～15%)。T型钢-屋架弦杆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种最小角钢L45X4L56X36X4,L<18m的小角钢屋架不受此限。2.3.4一般构造要求与截面选择2.屋架杆件中的填板。作用：

7、保证两角钢共同工作。间距：压杆拉杆数量：不小于2个。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简化公式（2-6a～2-9b)计算。2.3.4.2桁架杆件截面选择任务：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。2.3.5桁架节点设计1.节点设计的一般原则⑴双角钢截面杆件在节

8、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。2.3.5.1双角钢截面杆件的节点⑶如弦杆截面需变化，截面改变点应在节点上。⑷节点板上各杆件之间的间距a:偏心力矩：-第i杆的线刚度当偏心e＞0.05h时考虑偏心对杆件产生的附加弯