第六章钢屋盖

第六章钢屋盖

第七节屋架的节点设计

一、构造要求

1.不同杆件连接轴线应尽量与屋架的几何轴线重合，并交于节点中心，避免偏心(如图所示)

2.腹杆端部与弦杆或腹杆间留有空隙至少20mm

3.节点板形状有规则，至少两边平行

(1) 节点板与杆件夹角应大于(如图所示)

(2) 上弦节点处设加劲肋

(3) 杆件切割要合理(如图所示)

二、节点设计

1.上弦节点(如图所示）

1)腹杆与节点板连接焊缝

a.肢背：(6-27)

b.肢尖：(6-28)

2)上弦杆与节点板连接焊缝为搁置屋面板或檩条，上弦杆的肢尖与节点板采用槽焊，计算时槽焊当作两条角焊缝进行计算。对于该处连接，采用以下两种方式计算：

①集中荷载P由肢背和肢尖各承担一半，而内力差分别分配到肢背和肢尖

a.肢背

(6-29)

b.肢尖

(6-30)

式中：――节点处相邻节间上弦的内力

P――节点处的集中荷载

――角钢肢尖肢背的内力分配系数

――角钢肢背槽焊缝的焊脚高度和长度

其中取节点板厚度一半

――角钢肢尖焊缝的焊脚高度和长度

②集中力P由角钢肢背槽焊缝承担，而内力差由角钢肢尖与节点板的角焊缝承受，以及由此产生的偏心距

a. 肢背：

(6-31)

b.肢尖：

各参数同前

2.下弦节点 (如图所示)

同上弦节点设计

1)节点处无外荷载

a. 肢背

(6-35)

b.肢尖

(6-36)

2)节点处有外荷载

a.肢背

　(6-37)

b.肢尖

　(6-38)

各参数同前

3.屋脊节点 (如图所示)

1)腹杆与节点板连接焊缝

式(6-27)、(6-28)

2)上弦杆与节点板连接焊缝

采用槽焊，假定节点荷载P全由上弦角钢肢背处槽焊缝承受，则屋脊节点一侧所受的力为

a.肢背

(6-39)

b.肢尖

坡度较小时

当坡度较大时，则将力进行合成后再作计算

这里的肢背和肢尖的焊缝计算仅考虑节点一侧上弦与节点板的连接焊缝

3) 拼接角钢的连接焊缝

拼接角钢与上弦杆采用四条角焊缝连接

则节点一侧拼接角钢的长度为：

(6-41)

式中：――弦杆最大内力

而拼接角钢总长度：

其中：――节点两侧上弦杆间的间隙

4.下弦拼接节点(如图所示)

1) 腹板与节点板连接焊缝

式(6-27)、(6-28)

2) 下弦杆与节点板连接焊缝

a.肢背

(6-42)

b.肢尖

(6-43)

3) 拼接角钢的连接焊缝

拼接角钢与下弦杆采用四条角焊缝连接，假定拼接角钢与下弦的连接焊缝按下弦截面积等强度计算

则节点一侧拼接角钢的长度为：

(6-44)

式中：A――下弦角钢截面总面积

f――钢材的设计强度

5.支座节点 (如图所示)

有刚接和铰接两种型式，同柱脚设计，这里仅讨论简支支座节点中常用的平板式支座。

平板式支座由支座节点板、支座底板、加劲肋和锚栓组成。

1) 底板面积

(6-45)

式中：R――屋架支座反力设计值

――砼轴心抗压强度设计值

――支座底板净面积

A：支座底板面积

：锚栓孔面积

2) 底板厚度

底板下平均应力

则支座底板单位宽度上最大弯矩

式中：――两相邻支承边的对角线长度

――系数，由 (见表)可得，为两支承边的相交点到对角线的垂直距离

则底板厚度(6-46)

3) 加劲肋与节点板连接焊缝计算(如图所示)

(6-47)

4) 节点板和加劲肋与底板连接焊缝

(6-48)

式中：R――屋架支座反力设计值

――节点板、加劲肋与支座底板的水平焊缝总长度

5)构造要求

a.为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板之间的净距不应小于130mm

b.支座底板尺寸

宽度：取200～360mm

长度：取200～400mm

厚度：当屋架跨度≤18m时，t≥16mm

当屋架跨度>18m时，t≥20mm

c.锚栓

由于支座节点为铰接，故锚栓按构造设置，一般为M20～M25，垫板开孔比锚栓直径大1～2mm，为方便安装，底板开孔一般为锚栓直径的2~2.5倍，锚栓埋入柱内的长度应满足锚固要求。

d.制作

对两端铰支且跨度≥24m的梯形和矩形屋架以及跨度≥15m的三角形屋架，为减小挠度，在制作时常将屋架起拱，起拱值约为跨度的1/500。