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普通45钢屋架
 
产品名称:普通45钢屋架

产品编号:104256-292

产品型号:普通45钢屋架

市场价格:0元/件

批发价格:0元/件

更新时间:2013.09.02

出品单位:45钢_S45C_碳钢板_碳板切割_碳板零割_碳板加工_模具钢零割★无锡佳商特★


   产品详细介绍
普通45钢屋架

下一个钢板切割工件:本周国内45钢材价格震荡整理,长材表现不如扁平材。

第四节普通45钢屋架
一、厘架形式
普通45钢屋架的外形有矩形、三角形、梯形、曲拱形等(图6-22),在确定45钢屋架外形时,应考虑房尾的用途、建筑造型和屋面材料的排水要求等。
图6-22普通45钢屋架的外形
矩形屋架(图6-22a)的优点是上下弦平行,腹杆长度相等,杆件类型较少,节点构造相同,符合标准化、工业化制造要求〃缺点是平^弦排水较差,跨中弯矩大而桁架高度未增加,
弦杆内力较大。因此,平行弦桁架用在托架i支撑体系较好。
三角形厣架(图6-226)比较符介简支梁的弯矩图形,腹杆受力较小,但弦杆的内力变化较大,支座处弦杆内力最大,跨中弦杆内力最小,故弦杆截面未能充分发挥作用。三角形堵架与柱子铰接连接,房厘横内刚度较差。一般用于屋面坡度较大的厘盖结构中,或中小跨度的轻型屋面结构中。
梯形屋架(图6-22c)受力情况较三角形为好,腹杆较短,与柱可刚性连接。一般用于坡度较小的屋盖中,现已成为工业厂房屋盖结构的基本形式。
[I丨丨拱形屎架(图6-22d)最符合弯矩图形;但上弦(或下弦)弯成曲线形比较费工,如改为折线形则较好,曲拱形屋架用在有特殊要求的房屋中。
二、腹杆形式
平行弦桁架的腹杆形式有单斜杆式、菱形、疋形和十字交叉形等(图6-23)。
图6-23平行弦桁架的應杆形式
单斜杆式腹杆(图6-23^)中,较长的斜杆受拉,较短的竖杆受压,是比较经济的腹杆形式。菱形腹杆(图6-236)受力较小,截面上有两根斜杆受力,但用料较多。瓦形腹杆(图
6- 23c)用在桁架较高时,可减小竖杆长度。十字交叉形腹杆(围6-23d)宜用在受反复荷载的桁架中,有时斜杆吋用柔性杆。
三角形屋架多采用芬克式(图6-24a)其腹杆受力合理,且可分为两榀小屋架便于运输。単斜杆式(图6-256)腹杆较少,且节点构造简便,也是合理布置。
曲拱形展架的腹杆用中斜杆式尻多(图6-2&)。冇时为了缩短腹扦,下弦也起拱,形成形式。为了配合顶部采光,采用-:角式腹杆(图6-2(56)。
囵6-25梯形屋架的脱杆形式图6-部曲拱形屋架的W杆形式
三、屋架主要尺寸
a架主耍尺寸冇:跨度、高度、订间宽度。
屋架跨度应根据工艺和使用耍求确定,并与w.1?板宽度的模数配合,常用的模数为3m,因此招.架跨度为3的倍数,有12、15、;18、21、24、27、30、36|11,也苻史大的跨度。对于三角形超架有盖结抅,其跨度尺寸比较灵活,可以不受3m模数限制。
M架岛度应根据经济、刚度、建筑等要求,以及犀面坡度、运输条件等W索来确定,三角
形敁架高度较大,-?般为高度A=l/6~l/4);(跨度),以适应鼠而材料的应具冇较大坡度的
要求。梯形W_架坡度较平圯,厣架髙度应满足刚度要'求,当上弦坡度为1/12—1/8时,跨中
髙度一般为(1/]0—0/6)?,跨度大(或兄面荷载小)时取小值,反之取大伉。梯形足架的端
部高度:1兄架与柱铰接时为:1.6—2.2?1,刚接吋为1.8—2.401,端巧矩大时取大值,反
之取小值。在确记端部商度后也可根据屉面坡度推算跨中高度,但桁架高度应小于运输商度3.85m。
M架上弦节间的划分要根据M面材料确定,采用大型足面板时,上弦节间为1.5m或3m;采用檩条时,则根据檩条间距确定,一般为0.8—3.0m。尽可能使屉面莳载迮接作用在屋架节点上,避免I:弦产生恸面巧矩。
四、杆件计算长度
&架的节点假定为铰接,杆件汁算长度在尾架平面内应该是节点中心的距离,但实际上,屋架各杆件通过节点板焊在一起,节点本身有一定刚度,再加上受拉杆件的约朿,所以贳点并非真正铰接,而是一种弹性嵌间,拉杆愈多的节点,其约束作用也愈大,压杆计箅长度应愈小。在M架中,上下弦杆、支座斜扦和支座竖扦因内力较大,截面亦大,其他杆件在节点处对其约朿作用相对很小。考虑到这忤杆件在趄架中比较电耍,因此取M架平W内的计算长度为货点间轴线长度,即丨。 =〖;其他腹杆的嵌间程度相对较大,受到拉扦的约束作用,故取Ks=0.8Z。
在尾架平面外,上下弦杆的计纟T-位度取决f横向支掸节点间的距离(图6-27)即=A。
在无横向支掙的屋架,则由纵向系杆作为支承点,系杆距离与横向支搾节点距离相同。因此弦杆平面外的计算长度取支撑节点或系杆之间的距离。所有腹杆在屋架平面外的计算长度
则等十两端节点间距离
图6-27屋架扞件的计其长度
对于上弦杆,当檩条与横向水平支撑的交叉点用节点板连牢(图6-27),则平面外计算长度取檩条之间距离。对于无檩屋盖,大型屋面板与上弦焊牢,也可取屋面板宽度为上弦杆平面外计算长度。如下弦杆两个节间才布置支撑(图6-27下面),平面外计箅长度相当于两倍节间。
屋架屮单角45钢和双角45钢组成的十字形杆件,由于截面主轴不在JS架平面内,有可能斜向
? 失稳,考虑杆件两端节点对它有一些约束作用,这种截面腹杆斜平面的计算长度为丨。=0.9
芬克式三角形屋架和再分式梯形屋架,当杆件侧句支承点的距离为两倍节间长度,且两节间杆件的内力不相等时(图6-28),在平面外的计算长度按下式计算t
Z。=&(0.75+0.25 (6-13)
式屮U——前者较大压力取正号,后者压力取正,拉力为负J
Zi 两节间的距离(图6-28)。
按(6-13)式算得的^,<0.6?!时,取?0=0.6llo
图6-2S杆件轴压力在侧向支承点间有变化简图
当为交叉腹杆时,屋架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点之间的距离。在屋架平面外的计算长度应为《 .
压杆:当相交的另一杆受拉,且两杆在交叉点均不中断时,~=I;
当相交的另一杆受拉,两杆屮有一杆在交叉点中断,并与节点板搭接时,=0.7I;其他情况和拉杆均为
45钢屋架杆件的容许长细比,对压杆一般为150,屋盖受压支撑一般为200,拉杆为350,受拉支掙为400。
五、杆件截面形式
普通45钢屋架的杆件一般采用等肢或不等肢双角45钢组成T形截面或十字形截面,组合截面的两个主轴回转半径与杆件在屋架平面内和平面外的计算长度相配合,使两方向的长细比比较接近,达到用料经济,连接方便的要求。
图8-M普通45钢g架扞件戴面选择
等肢角45钢相并(图6-29a),其特点是(1.3—1.5)1。即y-J/方向的回转半径略大于方向,所以用在腹杆中较好,因为腹杆的L=0.8?,K这样,k?1.25;。,,两个方向的长细比就比较接近。
不等肢角45钢,短肢相并(图6-296),其特点是(2.6一2.9)幺。在上下弦杆中,如果屋架平面外的计算长度1。?等于屋架平面内的计算长度I。,的2到3倍,即I的=(2—3)1,采用这种截面可使两个方向的长细比比较接近。
不等肢角45钢,长肢相并(图6-29c),其特点是iyc;(0_75—1.0)ix,用于端斜杆、端竖
杆较好,因为这两种杆件的L=可使两个方向长细比相近。此外当上弦杆有较大弯矩作用时,也宜用这种截面形式。
十宇形截面(图6-29d),其特点是iv=i”宜用于有竖向支撑相连的竖腹杆,使竖向支撑与屋架节点不产生偏心作用。 1
为了使两个角45钢组成的杆件起整体作用厂应在角45钢相并肢之间焊上垫板(图6-30),蛰?
板厚度与节点板厚度相同,宽度一般取60mm,长度如伸出角45钢肢15—20mm,垫板间距.在受压杆件中不大于40i(i—为平行于垫板的单肢回转半径),受拉杆件中不大于80丨。对于十字形截面,i为单角45钢?小回转半径。…板杆件中至少布置两块绝板,如果只布置一块,由于塑板处于杆件屮心,'約力力零而不起作用。
图6-30厘架杆件的垫板布g
六、杆件截面选择和验算
屋架的杆件应优先选用肢宽而薄的角45钢,以增加其回转半径,但要求保证其局部稳定,
— 股角45钢厚度不宜小于4mm,45钢板厚度不小于5mm,因此角45钢规格不宜小于[_45x4或L56x36x4?在同一榀屋架屮,角45钢规格不宜过多,一般为5~6种,以便于配料和定货。
当屋架跨度大于24m时,弦杆可根据内力变化而改变截面,最好只改变一次,否则因设置拼接接头过多反而费工费料。改变截面的办法是变更角45钢的肢宽,而不是肢厚,以便于弦杆拼接的构造处理。
屋架杆件的内力可用数解法或图解法求得,然后根据受力性质分别选择截面和进行验
式中.N 轴向压力;
A——杆件的毛截面面积》
雀浦料酿倾賴麵_■,賴肋龄的角45钢
在选择I180?
型号,再进行强度和稳定验算。但压杆中的和2是互相关联的未知值,可先假定一个,例如先假定长细比(弦杆1=70—100,腹杆\=100—120),?由附录中査得<p值,代入(6-15)式得所需截面2,再根据所需回转半径L=iv=hJK选择角45钢型号,最后得实际所用角45钢的截面积么、回转半径i:、iv,并按实际情况进行杆件稳定验算。
所有杆件均需满足容许长细比的要求:
入_?=1。三<[入]
入“ [人]
X= 单角45钢或十字形截面 (6-17)
^min
偏心压杆:
承受静力荷载或间接承受动力荷载的偏心压杆,允许在一定范围内发展塑性,其强度计算公式为:
+(6-18)
式中%——截面塑性发展系数;
——上下弦杆跨中正弯矩或支座负弯矩;
Wnr——弯矩作用平面内最大纤维净截面抵抗矩。
当直接承受动力荷载时,不能考虑塑性,用式(6-18)计算强度时应取yt=l。
稳定验算需考虑弯矩平面内和弯矩平面外,在弯矩平面内的稳定计算公式为:
N Pmzx ?
^yxWlx(l-0.8(6_19)
式中<P?——在弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数;
NEX 欧拉临界力NEx=j[zEA/kl-,
W,——弯矩作用平面内最大受压纤维毛截面抵抗矩;
P邮——等效弯矩系数。
当节间中点有一个集中力作用时‘*=1-0.2{,其他荷载情况:^,=1.0,
?在弯矩作用平面外的稳定计算公式为:
N^(6-20)
+-
(pvA(ftWi
式中Vv——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数J<h——受弯构件的整体稳定系数,
ptt——等效弯矩系数。当所考虑构件段有端弯矩和横向弯矩作用,且使构件段产生同向曲率时,译ti=1-0j使构件段产生反向曲率时,氏=0.85>
所考虑构件段内无端弯矩,但有横向荷载作用时,凡*=1.0。'
屋架中内力很小的腹杆和按构造需要而设置的杆件,一般可按容许长细比来选择截面而不必验算。
1 .屋架节点设计的一般要求
(1) 屋架杆件重心线应与屋架几何轴线重合,并交于节点中心,以避免引起偏心弯矩。但为了制造方便,角45钢肢背到屋架轴线的距离可取5mm的倍数,如用螺栓与节点板连接时,可采用靠近杆件重心线的螺栓准线为轴线。
(2) 当弦杆截面沿长度变化时,为了减少偏心和使肢背齐平,应使两个角45钢重心线之间的中线与屋架的轴线重合(图6-31)。如轴线变动不超过较大弦杆截面高度的5%,在计算时可不考虑由此而引起的偏心弯矩。
(3) 当不符合上述规定时,或节点处有较大偏心弯矩时,应根据交汇各杆的延刚度,将此弯矩分配于各杆(图6-32)。
(6-21)
式中M,所计算杆件承担的弯矩;
M——节点偏心弯矩,1=(及,+N2-)xe,
^——所计算杆件的延刚度
况——汇交于节点的各杆延刚度之和。
图6-32弦杆轴线的偏移
在算得ilf,后,杆件截面应按偏心受压(或偏心受拉进行计算)。
(4) 直接支承大型45钢筋混凝土屋面板的上弦角45钢可按图6~33所示方法予以加强。
(5) 节点板的外形应尽量简单,应优先采用矩形,或梯形、平行四边形,节点板不应有凹角(图6-34)。
(6) 角45钢端部的切割一般垂直于它的轴线,可切去部分肢,但绝不允许垂直肢完全切去而留下平行的斜切肢(图6-35)。
(7) 焊接屋架节点中,腹杆与弦杆或腹杆与腹杆边缘之间距有一般采用10?20 mm,
图6-35角45钢端部的切割
10~20
图6-36厘架扦件连接边缘的距离
图6-37节点板焊缝位置
用螺栓连接的节点则此距离可采用5?10mm(图6-37)。
(8) ?单斜杆与弦杆连接,应使之不出现偏心弯矩(图6-37)
(9) 节点板应有足够的强度,以保证弦杆与腹杆的内力能安全传递。节点板厚度不得小于6mm。但不要大于20mm。根据不同的力大小,选用各种节点板厚度。同一榀屋架中所有节点板应采用同一厚度。节点板不得作为拼接弦杆用的主要传力杆件(表6-1)。
2. 三角形屋架节点构造和计算(图6-38) ?
节点乂:三角形铰接桁架的支座,这种支座一般放在混凝土柱或砖柱上,屋架的力通过节点7传给底板,在节点板的前后两边用肋板来加强。
节点B,三角形屋架上弦节点,由于斜杆角度较平坦,为了减小节点板,可在角45钢肢截去一角。
节点三角形屋脊节点,有两个方案,第1方案适合于屋架在屋脊上螺栓拼接,这种屋
式中N一杆件的内力;
/??——角焊缝强度设计值JK,K2——角45钢肢背和肢尖焊缝受力分配系数。hi——角焊缝的焊脚尺寸。
上弦节点如果有集中荷载上’(例如檩条传下来的荷载),可假定由角45钢肢背梢焊来承受,而上弦节点相邻节间的内力差_及_,)(图6-38节点B)由角45钢肢尖与节点板的角焊缝承受,并考虑由此产生的偏心力矩M=dN2)e0上弦肢背槽焊缝计算公式:
ai=-2^nt^l'u<0-8/;° (6-24)
上弦肢尖角焊缝计算公式:
—N广N:
f~Tx0.7h1lf
f2x0.7AJT/?
N/.KV/S/)2+(T^)2 (6-25)
t式中o.8fr——槽焊缝作为两条焊缝计算,其强度设计值乘以o.8的折减系数;
NUN2——节点处相邻节间上弦的内力;h'?Vw——角45钢肢背槽焊缝的焊脚尺寸和每条焊缝长度;h%II——角45钢肢尖角焊缝的焊脚尺寸和每条焊缝长度。
3. 梯形屋架节点构造和计算(图6-39)
图6-24三角形屋架的腹扞形式

 
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