1、2018/6/21,金属结构,7-7 桁架节点的设计,7-5 桁架杆件的计算长度与许用长细对比,7-6 桁架杆件的截面设计,7-2 桁架外形和腹杆体系,7-1桁架的构造特点及应用,7-3 桁架的主要参数选择,7-4 桁架杆件的内力计算,第七章 格构式受弯构件桁架,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-1桁架的构造特点及应用,一 构造特点：,2 由矩形单元组成的几何不变体系称为元斜杆空腹桁架；,3 工程桁架一般均为空间结构。,1 由三角行单元组成几何不变体系；,2018/6/21,集中运输机金属结构,二 受力特点：,1 三角形单元桁架：在节点载荷作用下整体受弯，单杆只桁架受轴力；,2 矩形
2、单元桁架：整体受弯，各杆均受有轴力，剪力和弯矩。,三 优缺点：,优点：,受力合理，省料，重量轻，容易满足刚度条件适用于大跨度小起重结构；,缺点：,杆件多，制造费工，抗疲劳能力差。,2018/6/21,集中运输机金属结构,四 应用：,桥式起重机装卸桥,龙门起重机,塔式起重机,大跨度，小起重量的,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-2 桁架外形和腹杆体系,一 外形选择的根据：,1 受力特点,2 使用与工艺要求,2018/6/21,集中运输机金属结构,二 腹杆体系,1 腹杆的作用主要承受桁架的剪力,2 腹杆体系的种类：,1）三角行腹杆系：,2018/6/21,集中运输机金属结构,2）再分式腹
3、杆系：,3）交叉，菱形，K型腹杆系：用于双向受载的桁架如水平桁架。,4）斜腹杆系：用于悬臂桁架，宜使长（斜）杆受拉，短杆受压,2018/6/21,集中运输机金属结构,3 腹杆体系选择原则：,A.满足受力和 使用要求下，应使结构简单，便于制造，节点数尽量少，腹杆总长短，节点尽量一致。,B.对称结构的节间数一般采用偶数。,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-3 桁架的主要参数选择,一 高度 h ：,二 跨度L：由使用要求在总体设计中确定，尽量靠标准跨度系列,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-4 桁架杆件的内力计算,一 桁架的外载荷：,固定载：自重 分到各节点上；,固定设备 按杠杆
4、比例分到相邻节点上,移动载：小车轮压P,2018/6/21,集中运输机金属结构,二 主内力与局部弯矩,1 主内力：,在各横向载荷作用下桁架整体弯曲产生的各杆轴向力。,1）计算主内力的假定条件：理想桁架,(1) 各杆为直杆且在同一平面内； (2)各节点的理想铰，各杆轴线交于铰中心；(3)所有外力都作用于节点，即各杆不受横向力。,2）载荷处理,固定的均布载（自重）分成节点载；固定节间载按杠杆比例分到相邻节点上。,3）计算内力的方法,2018/6/21,集中运输机金属结构,固定载荷作用下 数解法,截面法，矩阵分析+电算,移动载荷作用下利用影响分线确定各杆最大内力 ,2 弦杆的局部弯矩,起重机桁架上常
5、直接作用移动的集中柱压，弦杆除受有整体弯曲产生的轴向力外，还受有较大的局部弯矩，因此，弦杆截面较大，杆件较粗，此时，弦杆节点应视为杆外铰（半铰）,2018/6/21,集中运输机金属结构,1）固定节间载荷作用下的局部弯矩，按连续梁求解（电算）也可以从P195图7-11中近似查得。,2）移动集中载荷引起的局部弯矩：采用连续梁弯矩影响线求出弦杆，节间和节点的最大弯矩值。见书上式（7-1）式（7-2）以及近似公式（7-3）（7-6）。,说明：计算内力时，宜采用力的独立作用原理，求出各种载荷单独作用下的内力，然后按各种组合进行必要的内力叠加，如P198表7-4一样列表进行。,注意：公共杆件弦杆的内力应考
6、虑两个平面内力的叠加，承受局部弯矩的杆件考虑应力的叠加。,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-5 桁架杆件的计算长度与许用长细对比,一 杆件的计算长度,与支承方式有关的长度系数（不同方向 可能不同）,二 桁架杆件的计算长度,等因素有关,与,（详见：P199P201）,2018/6/21,集中运输机金属结构,三 桁架杆件的许用长细比,见P57 表2-16,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-6 桁架杆件的截面设计,一 杆件截面的型式的选择：,要求：弦杆应具有较大的刚性，杆件之间连接方便，压杆应尽量使两主轴方向等稳定性（使,）,在相同的,下，,较好 。,如：,图a)当,时采用。 图
7、b）当,时采用（或用两等边角钢） 图c)用于腹杆最好,2018/6/21,集中运输机金属结构,二 截面设计的一般要求：,3 所用角钢不得小于 L,（详见P204 图7-24）,1 同一桁架中所用型钢不要超过5种以上以便备料；,2 尽量选肢宽壁首的型钢，以垮大杆件刚度，减轻自重；,4 用两根型钢（L ，I）组成的杆件，需在杆长的相当位置用垫板连缀，以保证共同工作。垫板间距为：,2018/6/21,集中运输机金属结构,三 截面尺寸确定与验算,截面验算：,2018/6/21,集中运输机金属结构,对于受有局部弯曲的桁架上弦杆,强度：节间：,节点：,刚度：弦杆节间刚度,稳定性：整体：,局部：用实腹式构件
8、 （型钢不必验算）,2018/6/21,集中运输机金属结构,7-7 桁架节点的设计,2018/6/21,集中运输机金属结构,一 节点设计原则：,力流传递短而平顺,过渡平滑,形状简单,二 节点构造要求：,1.各杆轴线交汇于节点中心，否则引起附加弯矩。实际可取杆肢背到垂心线为5mm的倍数。,2018/6/21,集中运输机金属结构,2.杆件连接重心线与截面重心线重合（否则焊缝收里不均匀）。,3.传力平顺均匀 。,焊接,栓接,查表7-8（P207）,5.节点板是传力零件，应具有足够的强度和刚度。厚度,4.形状尽量简单，规则，统一，至少有两个平行边。,2018/6/21,集中运输机金属结构,6.杆件间应留一定的间隙，以便调整。,7.杆件布置尽量避免积灰（使肢背朝上）。,8.型钢切割应使切割边垂直于杆轴线，角钢肢可斜切但不应留肢边尖角。（如图）,2018/6/21,集中运输机金属结构,参考资料,起重机设计规范 GB3811-83钢结构设计规范GBJ17-88,2018/6/21,集中运输机金属结构,
