《鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架》ppt課件

1、第一節(jié) 概述,第五章 鋼桁架,桁架用鋼量比實(shí)腹梁少，結(jié)構(gòu)自重較輕，剛度較大,,第五章 鋼桁架,按受力、截面形式、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造分重型桁架普通桁架輕型桁架薄壁型鋼桁架,第五章 鋼桁架,第五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置一、桁架外形選擇原則：滿足使用要求（屋面排水要求）　 受力合理，節(jié)省鋼材 制造安裝方便桁架形式,三角形屋架,第五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置,梯形屋架,第

2、五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置,平行弦及人字形屋架,第五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置,二、桁架基本尺寸1、跨度L 取決于結(jié)構(gòu)使用要求（建筑：柱網(wǎng)布置） 　 水工鋼閘門：取決于孔口尺寸2、高度Ha、建筑高度（運(yùn)輸條件）b、經(jīng)濟(jì)條件（使桁架的弦桿和腹桿總重量最輕）——經(jīng)濟(jì)梁高c、剛度條件（相對撓度限值決定）,第五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的

3、外形、尺寸和腹桿布置,三、腹桿布置和節(jié)間長度1、腹桿布置（使桁架受力合理，構(gòu)造簡單） 原則： a、腹桿數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)目少 b、內(nèi)力傳遞途徑短 c、長桿受拉，短桿受壓 d、盡量使荷載作用于節(jié)點(diǎn) e、斜腹桿傾角在30°～60°范圍,第五章 鋼桁架,第二節(jié) 桁架的外形、尺寸和腹桿布置,三、腹桿布置和節(jié)間長度2、節(jié)間長度（腹桿布置與節(jié)間長度的劃分同時(shí)進(jìn)行）

4、 a、節(jié)間數(shù)宜為偶數(shù)（使腹桿對稱布置） b、盡量使荷載作用于節(jié)點(diǎn)（如與次梁相連時(shí)，一般應(yīng)與次梁間距一致）,第五章 鋼桁架,第五章 鋼桁架,一、支撐的作用1.保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用2.避免壓桿側(cè)向失穩(wěn),防止拉桿產(chǎn)生過大的振動。3.承擔(dān)和傳遞水平荷載4.保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便。,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,第五章 鋼桁架,二、支撐的種類及布置,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,,上下對應(yīng)設(shè)置在廠房兩端或溫度區(qū)段

5、兩端第一柱間或第二柱間（有天窗）兩道橫向水平支撐的距離不易大于60m,下弦縱向水平支撐：房屋高度、跨度較大或空間剛度要求較高時(shí)設(shè)置 與橫向水平支撐形成封閉體系。垂直支撐： 設(shè)置在縱向垂直平面內(nèi) 與橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間 是橫向水平支撐的支承結(jié)構(gòu),第五章 鋼桁架,二、支撐的種類及布置,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,,系桿：未設(shè)置支

6、撐的桁架 在橫向水平支撐或垂直支撐節(jié)點(diǎn)處通長設(shè)置系桿柔性系桿：承受拉力剛性系桿：既承受拉力，又承受壓力（橫向水平支撐設(shè)置在第二柱間時(shí)，第一柱間系桿為剛性系桿，傳遞山墻所承受的部分風(fēng)壓力）,有檁屋蓋支撐的布置,垂直支撐的布置,第五章 鋼桁架,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,三、桿件計(jì)算長度,1、桁架平面內(nèi)計(jì)算長度,,節(jié)點(diǎn)不是真正鉸接 而具有一定的彈性嵌固作用 節(jié)點(diǎn)上拉桿越多，嵌固作用越大,第五章

7、鋼桁架,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,三、桿件計(jì)算長度,a、一般中間腹桿,上端與上弦相連：壓桿多，拉桿少，視為鉸接 下端與下弦相連：拉桿多，壓桿少，視為彈性固定,取,=0.8,第五章 鋼桁架,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,三、桿件計(jì)算長度,b、受壓弦桿（上弦桿）、支座豎桿、支座斜桿,取,=1.0,上弦節(jié)點(diǎn)，支座節(jié)點(diǎn)處匯集壓桿多，并且受壓弦桿、支座豎桿、支座斜桿自身剛度也較大,c、受拉弦桿：

8、 所受的嵌固作用比受壓弦桿大，但為了簡化計(jì)算,取,=1.0,第五章 鋼桁架,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,三、桿件計(jì)算長度,2、桁架平面外計(jì)算長度,,,弦桿,＝側(cè)向支撐點(diǎn)的間距,橫向水平支撐在交叉點(diǎn)與系桿無連接：,,＝2 倍節(jié)間長度,橫向水平支撐在交叉點(diǎn)與系桿連接 ：,,＝節(jié)間長度,第五章 鋼桁架,第三節(jié)　桁架間的支撐和壓桿計(jì)算長度,三、桿件計(jì)算長度,2、桁架平面外計(jì)算長度,,＝1.0 l,b.

9、腹桿,節(jié)點(diǎn)板在平面外的剛度很小，不能約束腹桿的轉(zhuǎn)動,c. 單角鋼和雙角鋼組成的十字形截面腹桿,斜平面計(jì)算長度,,支座斜桿和支座豎桿仍取幾何長度,第五章 鋼桁架,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),一、桁架的荷載,,,按荷載規(guī)范GB50009－2001規(guī)定查得 恒荷載：桁架自重（包括支撐），屋面材料自重 可變荷載：風(fēng)荷載、雪荷載、屋面活荷載、 積灰荷載、懸掛吊車荷載等

10、 （人群荷載，不與雪荷載同時(shí)考慮，取兩者中較大值）,第五章 鋼桁架,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),一、桁架的荷載,,,荷載組合：1、全跨荷載：全跨永久荷載＋全跨可變荷載2、半跨荷載：全跨永久荷載＋半跨可變荷載（考慮部分斜腹桿在半跨荷載作用下會產(chǎn)生最大內(nèi)力或出現(xiàn)內(nèi)力變號）3、全跨桁架、支撐、天窗架自重＋半跨檁條、屋面板自重 ＋半跨屋面活荷載（或半跨雪荷載） （考慮安裝時(shí)可能出現(xiàn)的荷載組合）,第五章 鋼桁架

11、,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),,二、內(nèi)力,按理想的桁架計(jì)算（假定節(jié)點(diǎn)為理想鉸，各桿軸線相交于節(jié)點(diǎn)中心）荷載作用在節(jié)點(diǎn)上：用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的結(jié)點(diǎn)法、截面法,弦桿節(jié)間荷載：用等效結(jié)點(diǎn)法（把節(jié)間荷載按杠桿原理等效分配到相鄰節(jié)點(diǎn)計(jì)算軸向力再計(jì)算由節(jié)間荷載引起的彎矩）,,彎矩按多跨連續(xù)梁作近似計(jì)算：端節(jié)間正彎矩為0.8,節(jié)點(diǎn)上負(fù)彎矩和其它節(jié)間正彎矩為0.6,第五章 鋼桁架,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),,,三、桿件截面形式,原則：等穩(wěn)定條件；足夠的側(cè)

12、向剛度；節(jié)點(diǎn)連接方便,等肢角鋼相拼　　　 短肢相拼　　　 長肢相拼　　　十字形截面,中部腹桿,,弦桿,端部豎桿、斜桿,,,,第五章 鋼桁架,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),,,,,,四、截面選擇,原則：1、在面積A相等情況下，優(yōu)先選用肢寬而薄的角鋼 （增加截面回轉(zhuǎn)半徑）2、型鋼規(guī)格不宜過多3、受力很小或不受力桿件，按容許長細(xì)比 或構(gòu)造要求決定截面尺寸,,第五章 鋼桁架,第四節(jié)　桁架的桿件設(shè)計(jì),,,四、截

13、面選擇,,桿件的填板,作用：保證兩角鋼共同工作,1、壓桿在桁架平面外計(jì)算長度范圍內(nèi)，至少設(shè)置兩塊填板,2、填板尺寸：寬度40～80mm, 厚度與節(jié)點(diǎn)板等厚,3、填板間距：壓桿,拉桿,：單個(gè)角鋼對與填板平行的形心軸,,,的回轉(zhuǎn)半徑,第五章 鋼桁架,第五節(jié)　　桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),定位（桿件的位置） 計(jì)算桿件與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸確定節(jié)點(diǎn)板形狀及尺寸,,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求,1、（減小節(jié)點(diǎn)板尺寸）腹桿端部盡量靠近弦桿但保證一定間隙（避免焊縫

14、密集，鋼材變脆）,第五章 鋼桁架,第五節(jié)　　桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),,2、桿件軸線： 以桿件的形心線為軸線，并在節(jié)點(diǎn)處相交于一點(diǎn) 角鋼肢背到軸線距離Z0取為5mm的倍數(shù)（為制造方便）,3、節(jié)點(diǎn)板,節(jié)點(diǎn)板形狀：簡單規(guī)則，至少有兩邊平行（一般采用矩形、平行四邊形或梯形） 節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線夾角不應(yīng)小于15°～20°

15、中間節(jié)點(diǎn)板厚度：決定于腹桿最大內(nèi)力支座節(jié)點(diǎn)板厚度：中間節(jié)點(diǎn)板厚度+2mm節(jié)點(diǎn)板平面尺寸：根據(jù)桿件截面尺寸和腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長度決定,一般節(jié)點(diǎn)（無集中荷載的節(jié)點(diǎn)，下弦節(jié)點(diǎn)）,1、腹桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫計(jì)算（先計(jì)算腹桿內(nèi)力）,單個(gè)角鋼肢背,,,肢尖,2、弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫計(jì)算,,,,有集中荷載的節(jié)點(diǎn),有集中荷載的節(jié)點(diǎn),1、節(jié)點(diǎn)板伸出弦桿弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫承受集中荷載P和弦桿內(nèi)力差,,,P由四條焊縫共同承擔(dān)：,,,內(nèi)力差,,2、節(jié)