1、 车间平面尺寸为150m×9m，柱距7.5m，跨度为18m，柱网采用封闭结合。车间内有两台
15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。 2、 屋面采用长尺复合屋面板，檩距1.5m。
3、 檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z 型钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度 i=l/8。 4、 侧向支撑点间距为3m
5、 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱
截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值 fc＝14.3N/m2。抗风柱的柱距为 6m，上端与屋架上弦用板铰连接
6、 钢材用Q235-B，焊条用E43系列型。屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如图 1。
图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式
7、 该车间建于深圳近郊。 8、 屋盖荷载标准值：
（l）屋面活荷载 0.50 kN/𝑚2（2）基本风压w0 0.75 kN/𝑚2 （3）复合屋面板自重 0.15 kN/𝑚2 （4）檩条自重 0.084 kN/𝑚2 （5）屋架及支撑自重 0.12+0.011L kN/𝑚2 9、运输单元最大尺寸长度为15m，高为4.0m。
二、 屋架几何尺寸及檩条布置
1、 屋架几何尺寸
屋架上弦节点用大写字母 A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字 母 a, b, c…连续编号。
图2 屋架几何尺寸
运输单元的最大尺寸为长度15m，高度4m。此屋架跨度18m，高度2.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为9m，高为2.3m。两个运输单元分别在工厂里面制作完成后，再运输至施工现场进行拼接。
2、 檩条布置
采用长尺复合屋面板，单坡内不需要搭接，在屋架上弦节点设置檩条，水平檩距为1.5m。檩条跨度l=7.5m＞6m ，在跨中三分点处设置两道拉条，为檩条提供两个侧向支撑点。由于 风荷载较大，故在屋檐和屋脊处都设置斜拉条和刚性撑杆，以将拉条的拉力直接传递给屋架。 檩条、拉条和撑杆的设置如图3所示。
撑杆 斜拉条
屋架 檩条 拉条 图3 檩条、拉条和撑杆的布置
三、 支撑布置
1、上弦横向水平支撑
上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度150m，因此需要布置四道横向水平支撑，如图4所示。
上弦横向水平支撑 屋架 檩条 1
图4 上弦横向水平支撑
2、下弦横向和纵向水平支撑
车间内有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车，故应设置 下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图5所示。
横向水平支撑 纵向水平支撑 柔性系杆 图5 下弦横向和纵向水平支撑
3、 垂直支撑 垂
直支撑（a） 跨中垂直支撑 必须 设（b）端部垂直支撑
置
图 6 垂直支撑
。4、 系杆 对
没有设置横向水平支撑的屋架，其上下弦的侧向支撑点由系杆来充当。上弦平面内，屋 脊和于
本屋檐处需要设置刚性系杆，其它支撑点处设置柔性系杆。本屋盖结构中，檩条长细比λ=屋<
0架
结四、 荷载与内力计算 ，构
1、荷载计算 故，
可
在（1）永久荷载
兼复合屋面板自重 0.15 kN/m2 跨
充檩条自重 0.084 kN/m2 度
上屋架及支撑自重 0.318 kN/m2 中
弦永久荷载总和：0.552 kN/m2 央
（2）可变荷载 平设（a）活荷载：屋面活荷载 0.5kN/m2 。 面置（b）风荷载：wk =βz μs μz w0 ，βz = 1.0 ，μz = 1.0 ， w0 = 0.45kN/m2 ，迎风面μs =的一
刚 −0.6 ， 背风面μs =−0.5 。 故迎风面 wk = −0.45kN， 背风面 wk =−0.375kN/m2 。 道
2、荷载组合 性中
和（1）组合一：全跨永久荷载＋全跨活荷载 永久荷载与活荷载大小接近，活荷载起控制作用，间
柔荷载设计值为 垂
2性q=1.2✕0.552＋1.4✕0.5=1.36kN/m 直
系支
杆撑2
。 ，下在
弦屋
屋架上弦节点荷载为
P=qA=1.36×1.5×7.5=15.33kN
（2）组合二：全跨永久荷载＋半跨活荷载
全跨永久荷载：
q1=1.2✕0.552=0.662kN/m2 P1=q1A=0.66×1.5×7.5=7.45N
半跨活荷载：
q2=1.4✕0.5=0.7kN/m2
P2=q2A=0.7×1.5×7.5=7.88kN
（3）组合三：全跨屋架及支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨施工荷载
全跨屋架及支撑自重：
q3=1.0✕0.318=0.318kN/m2 P3=q3A=0.318×1.5×7.5=3.58kN
半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载：
q4=1.2✕(0.15+0.084)+1.4×0.5=0.981kN/m2
P4=q4A=0.981×1.5×7.5=11.03kN
（4）组合四：全跨永久荷载＋风荷载
迎风面：q5=1.0×0.552−1.4×0.45=−0.078kN/m2 ＜0
背风面：q5=1.0×0.552−1.4×0.375=0.027kN/m2 ＞0
可见，风吸力不会引起屋架杆件内力由拉力变为压力，不需要考虑该组合。 上述各组合中，端部节点荷载取跨中节点荷载值的一半。
3、内力计算
本设 计五、 杆件截面设计 采
1、 节点板厚度 用
对于梯形屋架，节点板厚度由腹杆最大内力（一般在支座处）按下表取用： 数 值
法梯形桁架腹杆内力或三角形 <=180 181~300 301~500 501~700 701~950 屋架弦杆端节间内力 (kN) 计
中间节点板厚 (mm) 6 8 10 12 14 算
支座节点板厚(mm) 杆8 10 12 14 16 件
本屋架中腹杆最大内力N=117.57kN ，因此中间节点板厚取6mm，支座节点板厚取 在
8m。单位节点力作 用下各
3
表 1 屋架杆件内力组合表
内力系数（P＝1） 左半跨 ② -3.35 -3.35 -7.09 -7.74 -7.74 -6.38 -6.38 0.00 5.69 7.47 5.48 -4.11 2.32 -0.59 0.28 -1.53 -2.19 0.71 0.75 -5.27 -1.00 -1.50 -1.00 -1.00 0.46 右半跨 ③ -1.21 -1.21 -3.28 -3.28 -3.28 -5.89 -5.89 0.00 2.32 4.73 1.99 -1.93 1.62 -1.98 -1.98 1.50 1.50 0.00 0.00 -1.73 0.00 0.00 0.00 0.00 0.46 组合二 组合三 杆件 全跨 名称 ① AB BC CD 上弦DE 杆 EF FG GH ab 下弦bc 杆 cf Ab bC Cc cd 斜腹dF 杆 Fe ef Dd eH Aa Bb 竖Dc 杆 Ed Ge Hf 组合一 P1×① + P2P1×① + P2P3×① + P4P3×① + P4P×① ×② ×③ ×② ×③ -71.88 -71.88 -163.19 -173.49 -173.49 -193.19 -193.19 0.00 126.19 192.07 117.57 -95.11 61.98 -40.48 -26.76 -0.50 -10.87 11.18 11.73 -110.25 -15.75 -23.63 -15.75 -15.75 14.49 -62.46 -62.46 -137.68 -147.99 -147.99 -147.18 -147.18 0.00 108.16 155.20 102.16 -80.08 49.34 -24.94 -11.20 -12.29 -22.68 11.20 11.76 -96.84 -15.78 -23.67 -15.78 -15.78 10.89 -45.62 -45.62 -107.67 -112.83 -112.83 -143.28 -143.28 0.00 81.56 133.59 74.62 -62.92 43.84 -35.91 -29.03 11.54 6.34 5.61 5.89 -68.92 -7.90 -11.85 -7.90 -7.90 10.89 -54.99 -54.99 -119.07 -128.86 -128.86 -118.82 -118.82 0.00 94.45 130.55 89.93 -69.17 41.10 -16.65 -3.60 -16.98 -26.84 10.64 11.16 -85.80 -14.98 -22.47 -14.98 -14.98 8.71 -31.42 -31.42 -77.06 -79.64 -79.64 -113.37 -113.37 0.00 57.21 100.31 51.38 -45.15 33.39 -32.00 -28.56 16.37 13.78 2.80 2.94 -46.71 -3.95 -5.92 -3.95 -3.95 8.71 计算内力 （kN） -4.56 -4.56 -10.36 -11.02 -11.02 -12.27 -12.27 0.00 8.01 12.20 7.47 -6.04 3.94 -2.57 -1.70 -0.03 -0.69 0.71 0.75 -7.00 -1.00 -1.50 -1.00 -1.00 0.92 -71.88 -71.88 -163.19 -173.49 -173.49 -193.19 -193.19 0.00 126.19 192.07 117.57 -95.11 61.98 -40.48 -29.03 16.37/-16.98 13.78/-26.84 11.20 11.76 -110.25 -15.78 -23.67 -15.78 -15.78 14.49
4
2、杆件计算长度系数及截面形式
（1）上弦杆
面内计算长度系数μx=1.0.根据上弦水平支撑的布置方案（图4），面外计算长度系数μy=2.0。μy=2μx，根据等稳定原则，采用两不等边角钢短肢相并组成的T形截面。 （2）下弦杆
与上弦杆类似，面内计算长度系数μx=1.0。面外计算长度l0y=3m。下弦杆受拉，不需要考虑稳定性，因此下弦杆采用两等肢角钢组成的T形截面。 （3）支座腹杆（Aa、Ab）
面内和面外计算长度系数都为1.0，采用两等肢角钢组成的T形截面。 （4）再分式腹杆（cd、df、Fe、ef）
面内计算长度系数μx=1.0，
面外计算长度μy=2×(0.75+0.25𝑁2)=2×(0.75+0.2540.48)=1.86>1.0
1
𝑁29.03
采用两不等边角钢短肢相并组成的T形截面。 （5）跨中竖腹杆
采用两个等肢角钢组成的十字形截面，斜平面内计算长度系数为0.9. （6）其他腹杆
面内计算长度系数μx=0.8，面外计算长度系数μy=1.0，根据等稳定原则，采用两等肢角钢组成的T形截面。
3、上弦杆
上弦杆需要贯通，各杆截面相同，按FG、GH杆的最大内力设计，即N=-193.19KN。计算长度l0x=l=1512mm，l0y=4l=3924mm。截面选用2∠75×50×10，短肢相并，肢背间距
2
a=6mm。截面特性：A=23.18cm，ix=1.38cm,iy=3.72cm。 （1）刚度验算
l0x151.2λx===109.57<[λ]=150，满足
ix1.38l0y302.4λy===81.29<[λ]=150，满足
iy3.72（2）整体稳定性验算
l0yb175
==7.5≦0.56=22.6 t10b1
∴λyz=λy=81.29
λyz>λx 上弦杆绕y轴弯扭屈曲，按b类截面查得稳定性系数Φ=0.486
N193×103113.78N215kN
∴== 下弦杆需要贯通，各杆截面相同，按cf杆的最大内力设计，即N=192.07KN。计算长度l0x=l=6000mm，l0y=0.5l=3000mm。截面选用2∠56×5，短肢相并，肢背间距a=6mm。截面 2 特性：A=10.83cm，ix=1.72cm,iy=3.54cm。 （1）刚度验算 l0x600λx===348<[λ]=350,满足 ix1.725 λy= （2）整体稳定性验算 l0yiy = 4502.54 =177<[λ]=350，满足 5、再分式腹杆（cd-Df、Fe-ef） N192×103177.3N215kN∴== l0x201.4 ==140<[λ]=150，满足 ix1.44l0y375λy===104<[λ]=150，满足 iy3.61l0yb175==15≦0.56=15.04 t5b1 因此绕 y 轴弯扭屈曲的换算长细比 ∴λyz=λy=104 λyz<λx 上弦杆绕x轴弯扭屈曲，按b类截面查得稳定性系数Φ=0.320 N40.48×103 ∴==95.8<215N/mm2，满足 2φA0.345×12.25×10 （2）整体稳定性验算 6、竖腹杆Kf 杆件轴力为N=49.5kN，计算长度lou=lov=0.9l=0.9×3063=2757mm 。截面选用2∠ 45×4，十字形截面，肢背间距 a=8mm，所提供的截面几何特性为：A=6.97cm2 ，iu=1.74cm ， iv=2.51cm。 （1）刚度验算 l0u275.7λy===158<[λ]=350,满足 iy1.74l0v275.7λx===110<[λ]=350，满足 ix2.51（2）强度验算 𝑁14.49×103==20.7<215 N/mm2，满足 2𝐴6.97×10 其余杆件的截面设计过程不再一一列出，详见表2所示。 6 表 2 杆件截面验算表 截面特性 杆件名称 截面规格 A(cm) ix(cm) iy(cm) 2杆件特性 计算内力 (kN) 设计参数 验算过程 结论 L(mm) μx μy λx λy λyz Φ ρ 上弦 FG、GH 2L75×50×8* 23.18 1.38 下弦 cf Ab bC Cc 斜 腹 cd、Df 杆 Fe、ef 2L75×50×5* 12.25 1.44 Dd eH Aa Bb 竖 腹 杆 Ed Ge Hf 2L45×4 2L45×4 2L45×4 6.972 1.38 6.972 1.38 6.972 1.74 Dc 2L56×4 2L56×4 2L75×5 2L45×4 2L45×4 8.78 8.78 1.73 1.73 2L56×5 2L56×5 2L56×5 2L56×5 10.83 1.72 10.83 1.72 10.83 1.72 10.83 1.72 3.72 -193.19 1512 2.54 192.07 6000 1 1 2 109.6 81.3 81.3 0.49 0.78 满足 0.5 348.8 118.1 - 1 103.5 87.6 - - - 0.82 满足 0.50 满足 2.54 117.57 2225 0.8 2.54 -95.11 2601 0.8 2.54 61.98 2600 0.8 1 121.0 102.4 105.2 0.43 0.95 满足 1 120.9 102.4 - - 0.27 满足 3.61 -40.48 2014 1 1.86 139.9 103.8 103.8 0.34 0.45 满足 2.52 2.52 11.2 1785 0.8 11.76 2282 0.8 1 82.5 70.8 - - - 0.06 满足 0.06 满足 1 105.5 90.6 - 1 14.824 2.33 6.972 1.38 6.972 1.38 3.37 -110.25 1750 0.8 2.16 -15.78 1938 0.8 2.16 -23.67 2311 0.8 2.16 -15.78 1158 0.8 2.16 -15.78 1531 0.8 2.51 14.49 3063 0.8 60.1 51.9 66.1 0.77 0.45 满足 1 112.3 89.7 92.6 0.47 0.22 满足 1 134.0 107.0 109.4 0.37 0.43 满足 1 1 67.1 53.6 58.5 0.76 0.14 满足 88.8 70.9 74.6 0.62 0.17 满足 - 0.10 满足 1 140.8 122.0 - 注：带*号的截面为短肢相并不等边双角钢截面，不带*号的为长肢相并不等边双角钢截面或等边双角钢截面。 四、节点设计 1、下弦节点“b” （1）腹杆与节点板的连接焊缝 （a）“Ab”杆 杆件轴力N=117.57kN，截面为：2∠56×5，节点板厚6 mm。肢背和肢尖的内力分配系数分别为：α=0.7,β=0.3。角焊缝强度设计值ffw= 160 N/mm²。 肢背焊缝焊脚尺寸取 hf，1= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，1= 4mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm 所需焊缝长度： αN0.7×117.6×103 l1=+2hf,1=+2×4=99.9mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×1607 取l1=100mm＜62hf，1=62×4=248mm l1=100mm＞10hf，1=10×4=40mm 肢尖焊缝焊脚尺寸取 hf，2= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，2= 4mm≤hf,max=tmin=5mm 所需焊缝长度： βN0.3×117.6×103 l2=2×0.7hw+2hf,1=2×0.7×4×160+2×4=47.4mm f,1×ff取l2=50mm＜62hf，1=62×4=248mm l2=50mm＞10hf，1=10×4=40mm （b）“bC”杆 杆件轴力N=-95.11kN，截面为：2∠56×5，节点板厚6mm。肢背和肢尖的内力分配系数分别为：α=0.7,β=0.3。角焊缝强度设计值ffw= 160 N/mm²。 肢背焊缝焊脚尺寸取 hf，1= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，1= 4mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm 所需焊缝长度： lαN0.7×95.11×103 1=2×0.7h×f+2hfwf,1=2×0.7×4×160+2×4=84.3mm f,1取l1=90mm＜62hf，1=62×4=248mm l1=90mm＞10hf，1=10×4=40mm 肢尖焊缝焊脚尺寸取 hf，2= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，2= 4mm≤hf,max=tmin=5mm 所需焊缝长度 βN0.3×95.11×103 l2=2×0.7hw+2hf,1=2×0.7×4×160+2×4=39.8mm f,1×ff取l2=50mm＜62hf，1=62×4=248mm l2=50mm＞10hf，1=10×4=40mm （c）“Bb”杆 杆件轴力N=-15.78kN，截面为：2∠45×4，节点板厚8 mm。肢背和肢尖的内力分配系数分别为：α=0.7,β=0.3。角焊缝强度设计值ffw= 160 N/mm²。 肢背焊缝焊脚尺寸取 hf，1= 4mm≥hf,min=tmin=4mm hf，1= 4mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×4=4.8mm 所需焊缝长度： 8 αN0.7×15.78×103 l1=+2hf,1=+2×4=20.3mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160 取l1=50mm≥max（10hf，1，40＋2hf，1）=40+2×4=48mm 肢尖焊缝焊脚尺寸取 hf，2= 4mm≥hf,min=tmin=4mm hf，2= 4mm≤hf,max=t=4mm 所需焊缝长度 βN0.3×15.78×103 l2=+2hf,1=+2×4=13.3mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160 取l2=50mm≥max（10hf，1，40＋2hf，1）=40+2×4=48mm （2）节点详图 图7 下弦节点“b” （3）下弦与节点板的连接焊缝 下弦与节点板的连接焊缝长度l=280mm，所受的力为左右两下弦杆的内力差ΔN=126.19kN。下弦杆截面为2∠56×5，节点板厚6mm，肢尖与肢背的焊脚尺寸都取 hf，1= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm 焊缝计算长度： lw=l−2hf=280−2×4=272>60hf=240mm，取lw=270mm 受力较大的肢背处的焊缝应力为 αΔN0.7×126.19×10358.4N160Nw τf=== （1）腹板与节点板的连接焊缝 （a）“bC”杆 “bC”杆与节点板连接的焊缝尺寸和节点“b”相同。 （b）“Cc”杆 杆件轴力N=61.98kN，截面为：2∠56×5，节点板厚6mm。角焊缝强度设计值为：160 N/mm2。肢背和肢尖的内力分配系数分别为：α=0.7, β=0.3。角焊缝强度设计值ffw= 160 N/mm²。 9 肢背焊缝焊脚尺寸取 hf，1= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，1= 4mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm 所需焊缝长度： αN0.7×61.98×103 l1=+2hf,1=+2×4=56.4mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160取l1=60mm＜62hf，1=62×4=248mm l1=60mm＞10hf，1=10×4=40mm 肢尖焊缝焊脚尺寸取 hf，2= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，2= 4mm≤hf,max=t=5mm 所需焊缝长度： βN0.3×61.98×103 l2=+2hf,1=+2×4=28.7mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160 取l2=50mm＞max（10hf，1，40＋2hf，1）=10×4=48mm （2）节点详图 图8 上弦节点“C” （3）上弦与节点板的连接焊缝 上弦与节点板的连接焊缝长度l=275mm，所受的力为左右两上弦杆的内力差ΔN=101kN以及节点荷载15.75kN。上弦杆截面为2∠70×50×8，节点板厚6mm。 （a）上弦肢背与节点板的槽焊缝 上弦肢背与节点板的槽焊缝承受节点荷载P，槽焊缝按两条hf=0.5t=3mm的角焊缝设计，屋面倾角α=arctan（1/8），节点荷载P的偏心距e=32.5mm。 槽焊缝所受的应力为： Psinα15.75×103×0.124 τf===1.31N/mm² 2×0.7×hflw2×0.7×4×(275−8)10 Σf= Pcosα6Pecosα + 2×0.7×hflw2×0.7×hfl2w 15.75×103×0.9926×15.75×103×0.992×32.5 =+=18.07N/mm² 2×0.7×4×(275−8)2×0.7×4×(275−8)2σf18.0722 )+1.31²=14.8N/mm²<0.8ffw=0.8×160=128N/mm²，满足 √()+τf=√( βf1.22 （b）上弦肢尖与节点板的连接焊缝 上弦肢尖的两条角焊缝承担偏心荷载ΔN，偏心距e=32.5mm。 取焊脚尺寸 hf=5mm≥hfmin=1.5√tmax=4.2mm hf=5mm≤hfmax=t−2=6mm 肢尖焊缝所受的应力为： ΔN101×103 τf===67.5N/mm² 2×0.7×hflw2×0.7×4×(275−10)6ΔNe6×101×32.5×103 σf===56.9N/mm² 2×0.7×hfl22×0.7×4×(275−10)²w σf56.922 )+67.5²=82.1N/mm² 3、有工地拼接的下弦节点“f” “f”节点与一般下弦节点的区别在于节点处弦杆中断而需对弦杆进行拼接。 （1）拼接角钢的截面和长度 弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为了使拼接角钢与原来的角钢相紧贴，并便于施焊，需将拼接角钢顶部截去棱角，宽度为6mm（角钢内圆弧半径），且将垂直肢截去hf+t+5mm（t为角钢厚度）。因切割而对拼接角钢截面的削弱考虑由节点板补偿而不计。拼接角钢与下弦杆共有4条角焊缝，都位于角钢的肢尖，承担节点两侧弦杆中较小的内力设计值N2，对于下弦杆，偏安全取N2=A2f。 下弦杆截面为2∠56×5，A=10.83cm²。 焊脚尺寸 hf=4mm≥hfmin=1.5√tmax=3.7mm hf=4mm≤hfmax=5mm 所需的拼接角钢总长度为 Af10.83×102×215 ls=2(+2hf)+20=(+8)+20=296mm 4×0.7hf×ffw4×0.7×4×160取ls=300mm。 （2）下弦杆与节点板的连接角焊缝 下弦杆与节点板连接角焊缝的计算内力取ΔN=N1−N2和0.15N1两者中的较大值，“f”节点处 N1=N2=192.07kN，下弦杆截面为2∠56×5，节点板厚6mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为：α=0.7, β=0.3。角焊缝强度设计值ffw= 160 N/mm²。 11 肢背焊缝焊脚尺寸取 hf，1= 4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，1= 4mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×5=6mm 所需焊缝长度 αN0.7×0.15×192.07×103 l1=+2hf,1=+2×4=26mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160 取l2=50mm≥max（10hf，1，40＋2hf，1）=48mm 肢尖焊缝焊脚尺寸取 hf，2=4mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√6=3.7mm hf，2=4mm≤hf,max=t=5mm 所需焊缝长度： βN0.3×0.15×192.07×103 l2=+2hf,1=+2×4=17.6mm 2×0.7hf,1×ffw2×0.7×4×160 取l2=50mm≥max（10hf，1，40＋2hf，1）=48mm （3）腹杆与节点板的连接角焊缝 焊缝尺寸列表计算，如表3所示。“Hf”杆与节点板的连接焊缝尺寸为：肢背hf，1=4mm，l1=5mm，肢尖hf， 2=4mm，l2=50mm。“ef”杆与节点板的连接焊缝尺寸为：肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。 （4）节点详图 根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图9所示。图中，屋架右半边运输单元上的构件必须在工地装配厚才能与节点板焊接，已以工地焊缝代号标明。 图9 下弦节点“f” 4、屋脊节点“H” “H”节点与一般上弦节点的区别在于节点处弦杆中断而需对弦杆进行拼接。 （1）拼接角钢的截面和长度与“f”节点类似，拼接角钢采用上弦杆同号角钢，顶部截去棱角，宽度为8mm，垂直肢截去hf+t+5mm，见图10所示。 拼接角钢与上弦杆共有4条角焊缝，都位于角钢的肢尖，承担节点两侧中较小的内力设计值N1=-193.19kN。上弦杆截面为2∠75×50×8，焊脚尺寸取为 12 hf=5mm≥hfmin=1.5√tmax=1.5√8=4.2mm hf=5mm≤hfmax=tmax=6mm 所需的拼接角钢总长度为 N2193.19×103 ls=2(+2hf)+30=2×(+8)+30=262mm 4×0.7hf×ffw4×0.7×5×160取ls=170mm。 （2）腹杆与节点板的连接焊缝 焊缝尺寸列表计算，如表3所示。“Hf”杆与节点板的连接焊缝尺寸为：肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。“eH”杆与节点板的连接焊缝尺寸为：肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。 （3）节点详图 根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图10所示。图中，屋架右半边运输单元上的构件必须在工地装配厚才能与节点板焊接，已以工地焊缝代号标明。 图10 屋脊节点“H” （4）上弦杆与节点的连接焊缝 上弦肢背与节点板的槽焊缝长度l1=145mm，承受节点荷载P=7.25kN,肢尖焊缝长度l2=150mm，承受偏心荷载0.15N1=29kN。上弦杆截面为2∠75×50×8，节点板厚6mm。 （a）上弦肢背与节点板的槽焊缝 槽焊缝按两条hf=3mm的角焊缝计算。屋面倾角α=arctan（1/8），节点荷载P的偏心距e=64mm。 槽焊缝所受的应力为 Psinα7.25×0.124×103 τf===1.17N/mm² 2×0.7×hflw2×0.7×4×(145−8)Pcosα6𝑃𝑒cosα34N σf=+=,满足 mm22×0.7×hflw2×0.7×hfl2w <0.8βfffw=0.8×1.22×160=156.2N/mm² （b）上弦肢尖与节点板的槽焊缝 上弦肢尖的两条角焊缝承担偏心荷载0.15N=29KN,偏心距e=70mm 焊脚尺寸 13 hf=5mm≥hfmin=1.5√tmax=1.5√8=4.2mm hf=5mm≤hfmax=8−2=6mm 肢尖焊缝所受应力为 0.15N129×103 τf===37N/mm² 2×0.7×hflw2×0.7×4×(150−10)6×0.15N1e6×29×70×103 σf===111N/mm² 2×0.7×hfl22×0.7×4×(150−10)²w 2 σf111 √)+37²=98.2N/mm² 为便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距不小于水平肢的边长，且不小于130mm，取130mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板相同，厚度都为8mm。 （1）支座底板的尺寸 （a）底板的平面尺寸 支座反力R=110.25kN，锚栓直径d=20mm，锚栓孔直径d0=2d=40mm，底板的平面尺寸按构造采用240×240mm。验算柱顶混凝土的抗压强度： ππ2 An=A−d2+=240×240−40×+(1)(1)=54743mm² 0 44R110.25×1032.01N14.3N σ===≤f=，满足 c An54743mm2mm2（b）底板的厚度 节点板和加劲肋将地板分成四块，每块板为两相邻支承而另两相邻边自由的板，所受应力σ=0.24N/mm²，两支撑边之间的对角线长度以及支撑边焦点到对角线的距离分别为： a1=√2× 240−10a1 =162.6mm，b1==81.3mm 22b1 =0.5，查得β=0.0602 a1 则单位宽度的最大弯矩为： 2 M=βσa21=0.0602×2.01×162.6=3199 N∙m/m 底板厚度为： 6M6×3199t=√=√=9.68mm f205根据构造要求，取t=20mm。 （2）节点板的尺寸 （a）腹杆与节点板的连接焊缝 焊缝尺寸列表计算，如表3所示。“Aa”杆与节点板的连接焊缝尺寸为：肢背hf，1=4mm，l1=100mm，肢尖hf，2=4mm，l2=50mm。 （b）下弦杆与节点板的连接焊缝 “ab”杆在支座节点板处断开，其焊缝尺寸的计算与腹板相同，详见表3所示。肢背hf，1=4mm，l1=50mm，肢尖hf，2=4m，l2=50mm。 14 （c）节点详图 根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图11所示。 图11 支座节点“a” （3）加劲肋的尺寸 加劲肋的高度和厚度与节点板相同，分别为320mm和8mm，底部外边缘与地板大致齐平，宽度为115mm，为避免3条互相垂直的角焊缝交于一点，加劲肋底端角部切除15mm，从轴线交点开始往上，加劲肋的宽度逐渐减小，顶部宽度取为 加劲肋的平面尺寸详见图11所示。 bs=50mm≥ （4）加劲肋与节点板的连接焊缝 F= 焊缝受力 V=F=27.6kN 115+15 ×10−3=1.79kN∙m 2节点板和加劲肋厚度都为8mm，焊脚尺寸取为 M=27.6× hf，2=5mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√8=4.2mm hf，2=5mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×8=9.6mm 焊缝计算长度 lw=l-c-2hf=350-15-2×5=295mm 焊缝应力 V27.6×103 τf===13.4N/mm² 2×0.7×hflw2×0.7×5×29536M6×1.79×106 σf===17.6N/mm² 2×0.7×hfl22×0.7×5×323²w 2 σf17.6 √)+13.4²=29.6N/mm² （5）加劲肋、节点板与地板的连接焊缝 设焊缝传递全部支座反力R=110.25kN，加劲肋和节点板厚8mm，底板厚20mm，焊脚尺寸取： hf，2= 8mm≥hf,min=1.5√tmax=1.5√20=6.7mm hf，2= 8mm≤hf,max=1.2tmin=1.2×8=9.6mm 焊缝总计算长度 ∑lw=2×(240−2×8)+4×(115−15−2×8)=784mm 焊缝应力 R110.25×103 σf===25.11N/mm²<𝛽ffw=1.22×160=195.2N/mm²，满足 0.7×hf∑lw0.7×8×784其余各节点的计算过程不再一一列出。先给出腹杆和下弦杆断布的焊缝尺寸计算表，以及上、下弦杆在内部节点处的焊缝强度验算表，见表所示。 表3 腹杆和下弦杆端部焊缝尺寸计算表 计算内杆件名称 力 (kN) Ab bC Cc 斜 腹 杆 cd dF Fe ef Dd eH Aa Bb 竖 杆 Dc Ed Ge Hf 下 弦 杆 ab bc cf 117.6 -95.1 62.0 -40.5 -29.0 -17.0 -16.8 11.2 11.8 110.3 15.8 -23.7 -15.8 -15.8 14.5 0.0 18.9 28.8 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 1.0 0.7 0.7 0.7 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.0 0.3 0.3 0.3 α β hf,min (mm) 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.7 3.7 3.7 肢背焊缝 hf,max hf，1 lw,1 l1 hf,min hf,max 肢尖焊缝 hf，2 lw,2 l2 (mm) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 (mm) (mm) (mm) 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 6.0 6.0 6.0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 92 76 48 40 40 40 40 40 40 90 40 40 40 40 40 40 40 40 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 3.7 5.0 90 60 50 50 50 50 50 50 3.7 5.0 3.7 5.0 3.7 5.0 3.7 5.0 3.7 5.0 3.7 5.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 100 3.7 5.0 50 50 50 50 50 50 50 50 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.7 5.0 3.7 5.0 3.7 5.0 表4 下弦杆内部节点处焊缝验算表 16 节点荷载 (kN) 7.88 15.75 15.75 15.75 15.75 15.75 节点名称 A 上弦节点 B C D E F 坡度 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 l (mm) 280.00 165.00 275.00 220.00 165.00 260.00 偏心e (mm) 10.00 12.50 32.50 40.00 12.50 40.00 节点板厚度 (mm) 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 τf (N/mm2) σf (N/mm2) 0.85 2.93 1.73 2.17 2.93 1.83 8.28 34.44 23.86 36.89 34.44 28.49 槽焊缝应力比 0.05 0.22 0.15 0.24 0.22 0.18 结论 满足 满足 满足 满足 满足 满足 表5 上弦肢尖与节点板连接焊缝验算表 计算内力 (kN) 0.30 0.30 0.25 0.25 α β 肢背焊缝 l (mm) 280.00 260.00 165.00 215.00 hf，1 (mm) 4.00 4.00 4.00 4.00 lw,1 (mm) 270.00 250.00 155.00 205.00 表6 上弦肢背与节点板连接焊缝验算表 计算内力 偏心e 节点名称 (kN) (mm) A B 上弦节点 C D E F G 71.88 0.00 91.31 10.30 0.00 19.70 0.00 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5 hf,min (mm) 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 hf,max (mm) 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 hf (mm) 5 5 5 5 5 5 5 l (mm) 280 165 275 220 165 260 165 τf (N/mm2) 58.40 30.48 5.30 4.56 hf，2 (mm) 4.00 4.00 4.00 4.00 lw,2 (mm) τf (N/mm2) 满足 满足 满足 满足 肢尖焊缝 结论 节点名称 下弦节b 126.19 0.70 c d 65.86 0.70 11.45 0.75 9.86 0.75 270.00 25.03 250.00 13.06 155.00 205.00 2.27 1.96 点 e τf (N/mm2) σf (N/mm2) 应力比 38.03 0.00 49.22 7.01 0.00 11.26 0.00 31.69 0.00 41.79 7.51 0.00 10.13 0.00 0.29 0.00 0.37 0.06 0.00 0.09 0.00 结论 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 七、填板设计 为了使双角钢截面整体工作，两角钢间必须设置填板。填板尺寸和间距见表所示。 17 表7 填板设计表 杆件名杆件长度 称 上弦杆 下弦杆 Ab bC Cc 斜腹cd dF (mm) 1512 3000 6000 2225 2601 2600 2014 2014 2014 2014 1785 2282 1750 1938 2311 1158 1531 3063 截面规格 2L75×50×8* 2L56×5 2L56×5 2L56×5 2L56×5 2L56×5 2L75×50×5* 2L75×50×5* 2L75×50×5* 2L75×50×5* 2L56×4 2L56×4 2L75×5 2L45×4 2L45×4 2L45×4 2L45×4 2L45×4 回转半径轴力（cm） 符号 2.35 1.72 1.72 1.72 1.72 1.72 2.39 2.39 2.39 2.39 1.73 1.73 2.33 1.38 1.38 1.38 1.38 0.89 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 40i或80i (cm) 93.2 137.6 137.6 137.6 68.8 137.6 95.6 95.6 95.6 95.6 138.4 138.4 93.2 55.2 55.2 55.2 55.2 71.2 填板个数 1 2 4 1 3 1 2 2 2 2 1 1 2 3 4 2 2 4 填板间距 (mm) 756.0 1000.0 1200.0 1112.5 650.3 1300.0 671.3 671.3 671.3 671.3 892.5 1141.0 583.3 484.5 462.2 386.0 510.3 612.6 填板厚 (mm) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 填板宽 (mm) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 填板高 (mm) 95 80 80 80 80 80 95 95 95 95 80 80 95 65 65 65 65 65 杆 Fe ef Dd eH Aa Bb 竖Dc 杆 Ed Ge Hf 18 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容