本文探討了梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板的設(shè)計(jì)過程，并分析了其穩(wěn)定性計(jì)算方法，介紹了梯形鋼屋架的基本結(jié)構(gòu)及其在建筑中的應(yīng)用，然后詳細(xì)描述了節(jié)點(diǎn)板的尺寸設(shè)計(jì)過程，包括確定節(jié)點(diǎn)板的形狀、尺寸和材料選擇等關(guān)鍵因素，通過案例分析，展示了梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板在實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況，以及如何根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化，文章還討論了梯形鋼屋架的穩(wěn)定性計(jì)算方法，包括荷載分布、支撐條件和穩(wěn)定性系數(shù)等因素的考慮，以確保結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)中節(jié)點(diǎn)板尺寸確定的詳細(xì)過程

一、節(jié)點(diǎn)板尺寸與腹桿的關(guān)系

• 連接焊縫確定形狀尺寸：節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸根據(jù)腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫確定。節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)盡可能簡單規(guī)則，至少有兩邊平行，如梯形、直角梯形等。

二、不同屋架類型節(jié)點(diǎn)板厚度確定依據(jù)

• 梯形和平行弦屋架：節(jié)點(diǎn)板厚度由腹桿最大內(nèi)力確定。
• 三角形屋架：節(jié)點(diǎn)板厚度由上弦桿內(nèi)力決定。在一榀屋架中支座節(jié)點(diǎn)板厚度可以較其他節(jié)點(diǎn)板厚度大2mm，增大節(jié)點(diǎn)板的厚度可提高腹桿屈曲荷載的40%(實(shí)驗(yàn)) 。

三、節(jié)點(diǎn)板的拉剪破壞相關(guān)計(jì)算

• 相關(guān)系數(shù)與截面積計(jì)算：對于節(jié)點(diǎn)板的拉剪破壞，有拉剪折算系數(shù)$\?i$\?i（第$i$i段的拉剪折算系數(shù)），$\?i$\?i（第$i$i段破壞線與拉力軸線的夾角），$Ai = tli$Ai=tli（第$i$i段破壞面的截面積，$t$t為板件厚度，$li$li為相關(guān)長度）。單根腹桿的節(jié)點(diǎn)板計(jì)算涉及節(jié)點(diǎn)板的有效寬度$be$be（當(dāng)用螺栓連接時(shí)，應(yīng)取凈寬度），應(yīng)力擴(kuò)散角$\theta$θ取$30°$30° 。

四、節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定性要求

• 有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板：對有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板，在任何情況下$c/t$c/t不得大于某個(gè)特定值（文檔未明確給出具體數(shù)值），否則應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。
• 無豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板：當(dāng)滿足某些條件（文檔未明確給出具體條件）時(shí)，節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定承載力可取為特定值（文檔未明確給出具體數(shù)值）。并且節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角不小于$30°$30°，斜腹桿與弦桿夾角應(yīng)在$30° - 60°$30°?60°，節(jié)點(diǎn)板的自由邊長度與厚度之比不得大于某個(gè)特定值（文檔未明確給出具體數(shù)值），否則應(yīng)沿自由邊設(shè)加勁肋 。

五、不同節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)計(jì)算

• 上弦節(jié)點(diǎn)
  • 槽焊縫計(jì)算：弦桿與節(jié)點(diǎn)板間采用槽焊縫，其縮進(jìn)深度$d$d滿足$0.5t + 2mm≤d≤t$0.5t+2mm≤d≤t（$t$t為節(jié)點(diǎn)板厚度），槽焊縫可作為兩條角焊縫計(jì)算，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以$0.8$0.8的折減系數(shù)。
  • 腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接角焊縫計(jì)算
    • 肢背焊縫：按照特定公式計(jì)算，承受集中荷載$P$P。
    • 肢尖焊縫：按照特定公式計(jì)算，承受$N1 - N2$N1?N2（上弦節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)間的內(nèi)力差），$M=(N1 - N2)e$M=(N1?N2)e。也可以采用其他計(jì)算方法，上弦肢背槽焊縫、肢尖角焊縫分別有對應(yīng)的計(jì)算公式 。
• 下弦節(jié)點(diǎn)
  • 腹桿計(jì)算：計(jì)算方法同上弦節(jié)點(diǎn)。
  • 下弦肢背與節(jié)點(diǎn)板連接角焊縫：按相關(guān)公式計(jì)算。
  • 下弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板連接角焊縫：按相關(guān)公式計(jì)算。下弦節(jié)點(diǎn)受力包括弦桿內(nèi)力差$N1 - N2$N1?N2和懸掛荷載$P$P 。
• 屋脊節(jié)點(diǎn)
  • 構(gòu)造要求：拼接角鋼的彎折角用熱彎或焰割形成；拼接角鋼應(yīng)切肢切棱；設(shè)安裝螺栓。
  • 焊縫計(jì)算
    • 上弦坡度較小時(shí)：在屋脊節(jié)點(diǎn)的一邊每條拼接焊縫的計(jì)算長度有對應(yīng)的計(jì)算公式，拼接角鋼所需的長度也有計(jì)算公式。計(jì)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫時(shí)，假定節(jié)點(diǎn)荷載$P$P由上弦角鋼肢背處的槽焊縫承受，按相應(yīng)公式計(jì)算。上弦角鋼肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按上弦內(nèi)力的$15\%$15%計(jì)算，并考慮偏心彎矩$M = 0.15N×e$M=0.15N×e。
    • 屋架上弦的坡度較大時(shí)：拼接角鋼與上弦桿之間的連接焊縫按上弦內(nèi)力計(jì)算 。
• 下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)：計(jì)算拼接角鋼時(shí)按與下弦截面等強(qiáng)度考慮，在拼接節(jié)點(diǎn)一邊每條焊縫的計(jì)算長度為$l=\frac{A}{2\times0.7h_{f}}$l=2×0.7hf?A?（式中，$A$A為下弦角鋼截面總面積，$h_{f}$hf?為角焊縫的焊腳尺寸）。按兩側(cè)下弦較大內(nèi)力的$15\%$15%和兩側(cè)下弦的內(nèi)力差兩者中的較大值計(jì)算，此處應(yīng)力集中較大 。
• 簡支支座節(jié)點(diǎn)(平板式支座)：由節(jié)點(diǎn)板加勁肋、底板、錨栓組成。錨拴處理方面，錨拴孔為圓型或豁孔，直徑$\varphi=(2 - 2.5)d$φ=(2?2.5)d（$d$d為相關(guān)尺寸），墊板孔徑$\varphi=d+(1 - 2mm)$φ=d+(1?2mm)。加勁肋作用為保證支座節(jié)點(diǎn)的側(cè)向剛度、使支座底板受力均勻、減少底板彎矩 。

梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)規(guī)范

梯形鋼屋架穩(wěn)定性計(jì)算方法

節(jié)點(diǎn)板厚度對結(jié)構(gòu)影響

梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)案例分析