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21钢桁架构件
三、简易钢桁架的节点设计 1.在简易钢桁架中,汇交于桁架节点的各杆件,可采用焊接、铆接或螺栓等连接到节点板上。各杆件的内力通过节点板上的焊缝(或栓钉)使相互传递的内力达到平衡。简易钢桁架的设计,通常可用作图的方式进行。 a首先作出节点处各杆件的轴心交会图 b根据轴线决定各杆件的边线位置其次决定 出杆端的裁切形式及其位置 c根据各杆所传内力的大小计算出焊缝长度或栓钉数量并在图上布置。 d适当调整焊缝(或栓钉)的布置,决定节点板的形状和尺寸。 满足总体稳定性。 3.局部稳定性验算 翼板: 由附表4-10可知,翼缘构件的宽厚比不能超过12和0.2λ=0.2*55=11,可见翼缘板局部稳定性满足要求 腹板: 故稳定 4.刚度验算: 刚度满足要求。 §21.5 组合式受压构件(略,不做讲授) §21.6 实腹式拉弯及压弯构件 一、拉弯构件 1.计算公式: ①静力: 式中: N—验算截面的计算轴心拉力或轴心压力 M—验算截面的计算弯矩 A—验算截面的构件净截面面积 W—验算截面的构件净截面模量,可按照截面重心轴进行计算 [σ]或[σw]—当 ; ②受拉并在一个主平面内受弯曲或与所相当的拉弯构件承受动荷载,其疲劳强度的验算公式: 式中: [σn]—结构构件的疲劳容许应力,应根据 的变化范围决定ρ值,再用《公桥规》 公式算出[σn]值。 ③稳定性不需要验算 ④刚度要求与轴拉构件相同 例21-4 有一焊接H形截面的抗弯构件,宽度b=460mm(图21-23)。构件与节点板采用高强度螺栓连接(孔径d0=23mm)。已知构件两个方向的计算长度lox=8.8m,loy=11.0m。钢材为Q345钢,承受N1= 850kN(拉力),N=140kN(拉力),相应的弯矩 My1=84kN.m,My2=6.9kN.m。试进行构件截面设计。 解:1)初步确定构件截面尺寸: (1)确定疲劳容许应力[σn] 应力循环特征系数 由附表4-4及附表4-3可得到: (2)初选截面尺寸: 所需净截面积为: 所需毛截面积为: 选用截面为腹板:1-436×10;翼缘板:2-260×12 截面布置和尺寸见图21-24 实际的毛截面面积: 每块翼缘板上布置4排高强螺栓,故实际净截面面积为 2)截面几何特性计算: 毛截面惯性矩: 净截面 3)强度验算: 净截面的受拉边缘应力: 应力循环系数为: 相应的疲劳容许应力为 截面满足强度要求。 4)构件刚度验算: 满足刚度要求。 二、偏心受压构件 偏心受压构件的计算包括强度总体稳定性,局部稳定性和刚度,通常由总体稳定性控制 (一)强度验算 构件截面边缘处的最大压应力 式中: Am—验算截面的构件毛截面面积 Wm—验算截面的构件毛截面模量 (二)弯矩作用平面内的稳定性验算 验算公式为: 式中: N—计算轴向压力 Am—构件毛截面面积 μ—考虑N对弯矩值增大的影响系数 —轴心受压构件纵向弯曲系数,按附表4-9 M—构件中部1/3长度范围内的最大弯矩 当 时,μ=1,即不考虑N 对弯矩增大的影响 当 时, 其中: λ —弯矩作用平面内的构件长细比 E —钢材的弹性模量 n1 —荷载组合Ⅰ产生取1.7,Ⅱ~Ⅲ取1.4 m —荷载组合Ⅰ产生取1.0,Ⅱ~Ⅲ取1.4 (三)垂直于弯矩平面方向的稳定性验算 验算公式为: 式中: —偏心受压构件在一个主平面受弯时的纵向弯曲系数,对于焊接或铆接的H形和工形截面,弯矩一般作用在x-x平面内, 按换算长细比 查附表4-9。 其中: α—焊接Ⅰ、H形1.8,铆接2.0 lo—对y-y轴的自由长度 h—构件沿x轴的宽度。图21-22 x、 y—回转半径 对于箱形截面 2=1。 以上两式可综合为 式中: 在验算弯曲作用平面内的稳定性时, (四)局部稳定性和刚度验算同轴心受压构件 例21-5。如图21-25所示。 解:1.强度验算: N=1185kN Am=2×400×18+42×144=2.03×104cm2 因 ∴ 2.弯矩作用平面内的稳定性验算 由表18-2查得:φ1=0.767 ∵ 则 ∴ 3.垂直于弯矩平面的稳定性计算 由表18-2查N: 根据入由表18-2,查证: ∴ 4.局部稳定性的验算 由表18-5及同18-8知,腹板宽b2=42cm,腹板厚δ2=1.4cm 现λx
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