钢结构课件第二章3PPT课件

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 。
0.5l
刚度要求：
l
l
[]
容许长细比，查规范（GB50017)。
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
2.3.3杆件截面型式
截面伸展 壁厚较薄 外表平整
等强ห้องสมุดไป่ตู้计： 压杆对截面主轴具有相等或接近的稳定性。
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。
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
N0 N
时，
EIy
3N0l 2
4 2
N (
N0
1)
l 0.5l 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。 0y
l
N
N0
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
桁架平面内计算长度：
无论另一杆为拉杆或压杆，l两0 杆x 互为支0承.5点。l
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. 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
l0 x
l0 x l
l0 x 0.8l
屋架杆件的计算长度
桁架平面外计算长度
弦杆 腹杆
loy
l0
y
（
侧l1 向支撑点间
距离）
l0 y l
（节间长度 ）
单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，
l0 y 0.9l
2.3 钢屋架设计
❖桁架的内力计算 ❖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
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。
➢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
绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部
2.3.2.2 变内力压杆的计算长度
平面内计算长度:
l0 x d
平面外计算长度：
l0 y l1(0.75 0.25 N2 N1)
l1 2d
考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助”作用。
2.3.2.3交叉腹杆中压杆的计算长度
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。
yz
x y (yz )
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。
角钢杆件截面形式
受压弦杆：
l0 y 2l0 x
x y
x
l0 x ix
y
l0 y iy
有节间荷载时
ix 2iy
受拉弦杆：
l0 y l0 x
支座斜腹杆及竖杆：
l0 y l0 x
x y
ix iy
其他腹杆：
l0 x 0.8l0 y
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。
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。
(b)
P 2EI cr3 ( L )2
杆端(约c束) 越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高 。
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。
2) l l (1 相交另一杆受压，此另oy一杆在交叉点中
断但以节点板搭接。
N0 ) N
2
loy l
1 2N0
12N
3）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点 不中断。
4）节相点交板另搭一接杆。受l拉o，y 此拉l杆在交12叉(点1中断但34以NN0 ) 0.5l
loy l
1 3N0 0.5l 4N
➢ 2.屋架杆件中的填板。 作用：保证两角钢共同工作。 间距：压杆 拉杆 数量：不小于2个。
lz 40i lz 80i
2.3.4.2 桁架杆件截面选择
拉杆：强度，刚度 压杆：强度，稳定，刚度。
max max x y
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。
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。
简化计算：
M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。
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 cr1
(a)
L2
P 2EI cr2 (0.5 L )2
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。
T型钢-屋架弦杆 优点：耐腐蚀，经济性好（节省钢材12%～15%)。
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
最小角钢 L45X4 L56X36X4,L<18m 的小角钢屋 架不受此限。
⑶ 如弦杆截面需变化，截面改变点应在节点上。
当偏心e＞0.05h时考虑偏心对杆件产生的附 加弯矩：