梯形钢屋架课程设计
肢背槽焊缝内的应力由下面计算得到：
hf1?11?节点板厚实度 ??12?6mm,hf2?6mm。22
肢尖焊缝承担弦杆内力N?447.3kN，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载P?44.82kN。上弦与节点板间焊缝长度为460mm，则
0.65?447.3?103?f??77.3MPa
2?0.7?6?(460?12)?f?44820?11.9MPa
2?0.7?6?(460?12)（?f211.92）??2?()?77.22?77.8MPa?160MPa f?f1.22节点如图:
图12：上弦节点“B”
3、屋脊节点“J”
弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于
15 梯形钢屋架课程设计
施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。
N=-858.8kN。设肢尖、肢背焊脚尺寸为 10mm。则需焊缝长度为
lw?858800?10?249.6mm,取lw4?0.7?8?160?260mm
拼接角钢长度取 600>2×260=520mm
上弦与节点板间的槽焊，假定承受节点荷载，验算略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝,应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝hf?10mm,节点板长度为500mm，节点一侧弦杆焊缝的计算长度为lw?(500/2?10?20)?220mm。
焊缝应力为：
0.15?858800?41.8MPa
2?0.7?10?2206?0.15?858800?78.1??89.1MPa?160MPa
2?0.7?10?2202?Nf??Mf（?f211.92）??2?()?41.82?84.1MPa?160MPa f?f1.22节点形式如图:
图12：屋脊节点“J”
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4、下弦跨中节点“e”
跨中起拱 50mm，下弦接头设于跨中节点处，连接角钢取与下弦杆相同截面2L140×90×10，hf?8mm，焊缝长度：
lw?797800N?16?254.4mm，取lw=300mm。 ?16?w4?0.7?8?1404?0.7?hf?ff拼接角钢长度l?2?300?10?610mm。
弦杆与节点板连接焊缝计算：按下弦杆内力的15%计算。N?797.8?15%?119.7kN 设肢背、肢尖焊脚尺寸为8mm，弦杆一侧需焊缝长度为 肢背：lw10.65?119.7?103??12?78.2mm，取lw1=90mm 2?0.7?6?140肢尖lw20.35?119.7?103??12?47.63mm，按构造要求，取焊缝长度lw2?50mm，取2?0.7?6?140lw2=60mm
节点板宽度是由连接竖杆的构造要求所决定的，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸。
??0.65?797800?105MPa?ffw＝160MPa
2?0.7?6?（600—12）焊缝强度满足要求。 节点形式如图:
图13：下弦跨中节点“e”
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5、端部支座节点“a”
为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度14mm。
（1）支座底板的计算 支座反力：P?44820N
设支座底板的平面尺寸采用280mm?400mm，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座
mm2。验算柱顶混凝土的抗压强度： 反力，则承压面积为280?234?65520??R477810??7.29MPa?fc?9.6MPa An65520式中：fc－混凝土强度设计值，对C20混凝土，fc?9.6MPa。
支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，每
2M???a22块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：
式中：?－底板下的平均应力，即?=8.49MPa。
b2a2－两边支承之间的对角线长度，即a2?(140?142)?1102?172.6mm 2?2－系数，由b2/a2查表确定。 为两边支承的相交点到对角线
a2的垂直距离。由此得：
b2?b110?13384.8?84.8mm,2??0.49172.6a2172.6
查表得
?2＝0.0546。则单位宽度的最大弯矩为：
2M??2?a2?0.0546?8.49?172.62?13809.63N?mm
底板厚度：
t?6M6?13809.63?19.63mmf215，取t＝22mm
18 梯形钢屋架课程设计
所以底板尺寸为280?234?22mm。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算
焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图得焊缝长度为440mm，计算长度lw＝440-12-15＝413（mm）（设焊脚尺寸hf＝8mm），每块加劲肋近似的按承受R/4计算，R/4作用点到焊缝的距离为e＝（140-8）/2＝66 mm。则焊缝所受剪力V及弯矩M为：
V?R44820??11.21kN,M?Ve?44.82?66?2958.1kN?mm 44焊缝强度验算
?V??2?0.7hlfw???6M?????1.22?2?0.7hl2fw??22
?? ??22?11.21?103???6?2958.1?103?? ＝???2?0.7?8?413??1.22?2?0.7?8?4132??
???? ＝7.99N/mm2＜ffw
满足要求。
（3）节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算
设焊缝传递全部支座反力R?44820N，其中每块加劲肋各传R/4?11210N，节点板传递R/2?22410N。
节点板与底板的连接焊缝长度?lw?2?(280?12)?536mm，所需焊脚尺寸为
hf?R/222410??0.31mm，取hf?6mm。
0.7?lw?ffw?1.220.7?536?160?1.22 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为?所需焊缝尺寸hf?lw?2?(110—20?12)?156mm
R/411210??0.53mm w0.7?lw?ff?1.220.7?156?160?1.22所以取hf?8mm。 节点形式如图:
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图14：端部支座节点“a”
6、节点板计算
（1）节点板在受压腹杆的压力作用下的计算
所有无竖杆相连的节点板，受压腹杆杆端中点至弦杆的净距离c与节点板厚度t之比，均小于或等于10235/fy。所有与竖杆相连的节点板，c/t均小于或等于15235/fy，因而节点板的稳定均能保证。
（2）所有节点板在拉杆的拉力作用下，也都满足要求，因而节点板的强度均能保证。此外，节点板边缘与腹杆轴线间的夹角均大于15°，斜腹杆与弦的夹角均在30°～60°之间，节点板的自由边长度与厚度之比均小于60235/fy，都满足构造要求，节点板均安全可靠。
九、 附图
附屋架施工图绘制一份
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