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五、节点设计
采用E43焊条,角焊缝的抗拉、抗压和剪切强度设计值ffw=160N/mm,最小焊缝长度不应小于8hf和40mm。节点板厚设置:中间节点板厚 8mm ;支座节点板厚 10mm; 先计算腹杆焊缝长度,然后计算下弦杆与节点板之间的连接焊缝,最后定出节点板的形状
和尺寸。节点板布置如下图:
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1.下弦中部节点“c”
(1)斜腹杆Bc与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
斜腹杆Bc为2∠56×5;中间节点板厚 8mm ;杆件控制内力:167.04kN; ②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm ; 因t?6mm,hf?tmin?5mm ; 故取hf?5mm; ③焊缝长度计算:
对角钢背:等边角钢,内力分配系数为0.7
计算长度:lw?0.7N0.7?167040??104.4mm;
2?0.7hfffw2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?104.4?2?5?114.4mm,取l1?120mm; 对角钢趾:等边角钢,内力分配系数为0.3
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计算长度:lw?0.3N0.3?167040??44.8mm;
2?0.7hfffw2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?44.8?2?5?54.8mm,取l2?60mm; 两者均大于8hf?40mm,小于60hf=300mm,满足构造要求。 (2)竖腹杆Cc与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
竖腹杆Cc为2∠63×6;中间节点板厚 8mm ;杆件控制内力:28.8kN; ②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm ; 因t?6mm,hf?tmin?6mm ; 故取hf?5mm; ③焊缝长度计算:
对角钢背:等边角钢,内力分配系数为0.7
计算长度:lw?0.7N0.7?28800??18mm; w2?0.7hfff2?0.7?5?160实际长度:因其小于8hf?40mm,取l1?40mm; 对角钢趾:等边角钢,内力分配系数为0.3
计算长度:lw?0.3N0.3?28800??7.7mm;
2?0.7hfffw2?0.7?5?160实际长度:因其小于8hf?40mm,取l2?40mm; 两者均小于60hf=300mm,满足构造要求。 (3)斜腹杆cD与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
斜腹杆cD为2∠63×6;中间节点板厚 8mm ;杆件控制内力:126.72kN; ②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm ; 因t?6mm,hf?tmin?6mm ; 故取hf?5mm;
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③焊缝长度计算:
对角钢背:等边角钢,内力分配系数为0.7
计算长度:lw?0.7N0.7?126720??79.2mm; w2?0.7hfff2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?79.2?2?5?89.2mm,取l1?90mm; 对角钢趾:等边角钢,内力分配系数为0.3
计算长度:lw?0.3N0.3?126720??33.9mm;
2?0.7hfffw2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?33.9?2?5?43.9mm,取l2?50mm; 两者均大于8hf?40mm,小于60hf=300mm,满足构造要求。 (4)下弦杆与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
下弦杆ac、cd为2∠80×50×8;中间节点板厚 8mm ; ac杆件控制内力:118.08kN; ce杆件控制内力:280.51kN;
?F?280.51?118.08?162.43kN
②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm; 因t?6mm,hf?tmin?8?1~2?6~7mm; 故取hf?7mm; ③焊缝长度计算:
对角钢背:不等边角钢,内力分配系数为0.75
计算长度:lw?0.75N0.75?162430??77.7mm; w2?0.7hfff2?0.7?7?160实际长度:lw?2hf?77.7?2?7?91.7mm,取l1?100mm; 对角钢趾:不等边角钢,内力分配系数为0.25
计算长度:lw?0.25N0.25?162430??25.9mm;
2?0.7hfffw2?0.7?7?160实际长度:lw?2hf?25.8?2?7?39.8mm,取l2?60mm;
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两者均大于8hf?56mm,小于60hf=420mm,满足构造要求。 (5)节点板尺寸的确定
根据以上求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙和制作配装等误差,按比例作出构造详图,从而定出节点尺寸340×320 mm2。
为便于施工,下弦节点“e”、“g”与“c”节点板尺寸相同,强度满足要求,不在另行计算。
如图所示:
2.上弦中部节点“B”
(1)斜腹杆aB与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
斜腹杆aB为2∠90×8;中间节点板厚 8mm ;杆件控制内力:221.18kN; ②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm; 因t?6mm,hf?tmin?8?1~2?6~7mm; 故取hf?7mm; ③焊缝长度计算:
对角钢背:等边角钢,内力分配系数为0.7
计算长度:lw?0.7N0.7?221180??98.8mm;
2?0.7hfffw2?0.7?7?160实际长度:lw?2hf?98.8?2?7?112.8mm,取l1?120mm;
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对角钢趾:等边角钢,内力分配系数为0.3
计算长度:lw?0.3N0.3?221180??42.3mm; w2?0.7hfff2?0.7?7?160实际长度:lw?2hf?42.3?2?7?56.3mm,取l2?60mm; 两者均大于8hf?56mm,小于60hf=420mm,满足构造要求。 (2)斜腹杆Bc与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
斜腹杆Bc为2∠56×5;中间节点板厚 8mm ;杆件控制内力:167.04kN; ②焊脚尺寸设置:
hf?1.5t?1.5?8?4.24mm ; 因t?6mm,hf?tmin?5mm ; 故取hf?5mm; ③焊缝长度计算:
对角钢背:等边角钢,内力分配系数为0.7
计算长度:lw?0.7N0.7?167040??104.4mm;
2?0.7hfffw2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?104.4?2?5?114.4mm,取l1?120mm; 对角钢趾:等边角钢,内力分配系数为0.3
计算长度:lw?0.3N0.3?167040??44.7mm; w2?0.7hfff2?0.7?5?160实际长度:lw?2hf?44.7?2?5?54.7mm,取l2?60mm; 两者均大于8hf?40mm,小于60hf=300mm,满足构造要求。 (4)上弦杆与节点板连接的计算 ①连接构件尺寸及内力:
上弦杆AB、BC为2∠125×80×10;中间节点板厚 8mm ;
AB杆件控制内力:0kN; BC杆件控制内力:215.13N;?N?215.13kN; 为便于在上弦杆搁置大型屋面板,上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm,用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。
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