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钢结构桁架3

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钢结构桁架3

  连接方法

 

  钢桁架可用焊接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接或铆接。焊接应用最广;普通螺栓连接常用于可拆卸的结构、输电塔和支撑系统;高强度螺栓连接常用于重型钢桁架的工地连接;铆接用于受较大动力荷载的重型钢桁架,目前已逐渐被高强度螺栓连接所代替。

 

  高跨比

 

  钢桁架的高度由经济、刚度、使用和运输要求确定。增加高度可减小弦杆截面和挠度,但增加腹杆用量和建筑高度。钢桁架的高跨比通常采用1/5~1/12;钢材强度高、刚度要求严的钢桁架应采用相对偏高值。三角形钢屋架的高度通常由屋面坡高确定;一般屋面坡度为1/2~1/3时,高跨比相应为1/4~1/6。

 

  腹杆体系

 

  钢桁架的腹杆体系通常采用人字式或单斜式等形式。人字式腹杆的腹杆数和节点数较少,应用较广;为减少受有荷载的弦杆或受压弦杆的节间尺寸,通常增加部分竖杆。单斜式腹杆通常布置使较长的斜杆受拉,较短的竖杆受压,有时用于跨度较大的钢桁架。如需进一步减小弦杆及腹杆的长度,可采用再分式腹杆体系,钢桁架高度较大且节间较小时可采用K式或菱形腹杆体系。在支撑桁架和塔架中,常采用能较好承受变向荷载的交叉式腹杆体系,交叉斜杆通常按拉杆设计。斜腹杆对弦杆的倾斜角通常在30°~60°范围内。

 

  受力特点

 

  钢桁架各杆件的截面形心轴线应在节点处交汇于一点,内力计算一般按铰接桁架进行。当桁架只承受节点荷载时,所有杆件只受轴心拉力或压力;如在杆件节间内也承受荷载,则该杆件将同时受弯。钢桁架杆件一般较细,布置节点时应尽量避免或减小局部弯矩。对杆件截面高度与长度比值较大的钢桁架,必要时应考虑节点刚性引起的杆件次应力。

 

  支撑系统

 

  为了保证平面钢桁架在桁架平面外的刚度和稳定、减小弦杆在桁架平面外的计算长度、并承受可能有的侧向荷载,应在钢桁架侧向布置支撑(图2)。支撑通常可分为水平支撑(上弦和下弦平面、横向和纵向)、垂直支撑(桁架两端和中间)和系杆等类型。成对的钢桁架可在其间沿下弦及上弦平面分别布置横向水平支撑,并在钢桁架两端及中间每隔适当距离的竖杆平面布置垂直支撑。屋盖结构中有许多钢桁架,可只在两端及每隔一定距离的相邻两桁架间设置上、下弦横向水平支撑和垂直支撑,其余桁架只在上、下弦按适当间距设置系杆;当有较重吊车或必要时,还可在桁架下弦端节间增设纵向水平支撑。在四面或多面的塔架中应每隔一定高度设置横隔,以保证塔架刚度和横截面的几何不变性。

 

  杆件截面设计

 

  钢桁架杆件的截面形式按节省钢材、连接方便和制造简单等条件选择,并注意使杆件在两个主轴方向的长细比(杆件计算长度和截面回转半径的比值)尽可能相近。钢桁架拉杆应满足强度和容许长细比的要求;压杆应满足强度、稳定和容许长细比的要求。

 

  在计算杆件的强度和稳定时,内力按轴心力考虑;当杆件同时受轴心力和弯矩时,应按偏心受力考虑其共同作用。在计算杆件的稳定和长细比时,应考虑桁架平面内和平面外两个方向,或长细比较大的不利方向。杆件的容许长细比,按杆件受压或受拉、受静力荷载或动力荷载等情况分别规定。

 

  起拱

 

  跨度稍大的钢桁架,为抵消自重及荷载作用下的全部或部分挠度,通常规定在制造时预先起拱。屋架的起拱度(f)一般为跨度的1/500。

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