1、第 1 页 共 7 页一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45/21.35=1.96/2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.40/21.35=0.54/2水泥砂浆找平层 0.40/21.35=0.54/2保温层 0.70/21.35=0.95/2一毡二油隔气层 0.05/21.35=0.07/2水泥砂浆找平层 0.30/21.35=0.41/2屋架和支撑自重 管道荷载 （ 0.12+0.01116） 1.35=0.40/20.10/21.35=0.135/2合 计 5.005/2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。屋面活荷载 0.70/21.4=0.98
2、/2积灰荷载 0.70/21.4=0.98/2合 计 1.96/2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.70.98+0.90.98=6.573/2本设计为 16m 跨度，取 5 等分，即每单跨 3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即 6m3.2m 和 6m1.6m，分别计算其大小。=6.57363.2=126.20 =6.57361.6=63.10 内力计算利用 ansys 软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为 596.10 ； 第 2 页 共 7 页最大压力在杆件值为 6
3、06.87 。 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取 14mm；其余节点板与垫板厚度取 12mm。1、上弦杆整个上弦采用等截面，杆件内力最大设计。=606.87=606870上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度： 0=160.8在桁架平面外、根据支撑布置和内力变化情况，取： 0=3160.8=482.4因为 ，估截面宜选用两个不等肢角钢，断肢相并。03yxl设 =60，查轴心受力稳定系数表， =0.807需要截面积 *A = = =3497.71 2mfN215807.6需要回转半径 *xi= *yi= =clo.6olcm04.862根据需要
4、的 *A、 xi、*y查角钢型钢表，初选 2 L 180110 12，A=6742 2m， =31mm ， =87.5mmxiyi按所选角钢进行验算： x= = =150oil87.510.36y= = =150oil4第 3 页 共 7 页截面在 和 平面皆属 类，由于 ，只需求出 ，查轴心受力稳定xybxyy系数表， 0.850= =105.91MPa x，故用不等肢角钢，短肢相并。A=6742 2m， =31mm， =87.4mm。xiyix= =350oil23.10y= =350 所选截面满足要求。8.94.75oil四、节点设计设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即
5、 和 ，然fhwl后根据 的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点板的wl连接焊缝。用 E43 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值 MPa160wf第 4 页 共 7 页各杆件内力由点算结果查得 下弦节点（1）斜杆与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 8mm 和 6mm。所需焊缝长度为：肢背： mm，取 200mmmfhNlwe 5.1986.821607.24.950. wl肢尖： ，取fle 7.37.3.140mmwl斜杆与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 8mm 和 6mm。所需焊缝长度为：肢背： ，取 180mmmlw 34.16
6、34.18607.2.390 wl肢尖： =98.89+12=110.89mm，取 110mm.l l（3）竖杆与节点板连接焊缝计算：因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸 =5mm。fh根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为 350mm470mm。（4）下弦杆与节点板连接焊缝验算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差 N=521.17-85.4775=435.69KN，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为 6mm，所需焊缝长度为 470mm,受力较大的肢背处的焊缝应力为： 160MPaMPaf 9.84)1270(6.29.43503
7、（5）节点板尺寸：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装配误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。第 5 页 共 7 页上弦节点（1）斜杆 Bb 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点 b 中 Bb 杆计算相同。N=-606.939KN（2）斜杆 Ba 与节点板连接焊缝计算设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为 10mm 和 6mm。所需焊缝长度为肢背： ,取 =210mmmfhNlwe 67.20967.18907.2630. wl肢尖： ，取 180mmflew 48.4.5.3. l（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背
8、8mm。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载 P 与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得， mhf 61221节 点 板 厚 度 mhf10上弦与节点板间焊缝长度为 470mm，则MPa0.8 MPa17.0wflhP34706.556wf上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差 N=625.51KN偏心距 e =110-25.984.1mm第 6 页 共 7 页设需焊缝长度为 470mm，则 MPalhNwef 29.)047(1.0265lMff 3.1)(87.622 Paff 605.49.).13()(.1(
9、2222 （4）节点板尺寸：方法同前，如图 8 所示2、螺栓连接对于横向的水平支撑和垂直支撑，可以采用螺栓连接的方式，根据其受力确定采用螺栓群进行连接。但由于其受力不可能刚好处于轴线上，故应按照偏心受拉处理。0 625.514KN606.939KN490.5774KN第 7 页 共 7 页图 5.5 螺栓连接示意图如上图所示，选取上弦节点 F 做实例进行计算，按照其最大杆件受力进行螺栓连接，它所承受的轴向力 ，采用高强摩mNMKN810.3,8.195擦性螺栓群进行连接，如图所示，等距布置螺栓群，间隔为 250mm，现进行计算分析：螺栓有效截面核心矩： mNemnyi 1.2603.75014)2(212 即偏心力作用在核心矩范围内，属于小偏心受拉选取 8.8 级的 M20 高强螺栓进行连接， KNPnf 5,4.,2KPnNfbv 5.10245.09.08.12.bv选择 14 个 M20 高强螺栓进行连接可以满足强度要求。
