1、連接方法
鋼桁架可用焊接、普通螺栓連接、高強(qiáng)度螺栓連接或鉚接。焊接應(yīng)用廣;普通螺栓連接常用于可拆卸的結(jié)構(gòu)、輸電塔和支撐系統(tǒng);高強(qiáng)度螺栓連接常用于重型鋼桁架的工地連接;鉚接用于受較大動力荷載的重型鋼桁架,目前已逐漸被高強(qiáng)度螺栓連接所代替。
2、受力特點(diǎn)
鋼桁架各桿件的截面形心軸線應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處交匯于一點(diǎn),內(nèi)力計(jì)算一般按鉸接桁架進(jìn)行。當(dāng)桁架只承受節(jié)點(diǎn)荷載時(shí),所有桿件只受軸心拉力或壓力;如在桿件節(jié)間內(nèi)也承受荷載,則該桿件將同時(shí)受彎。鋼桁架桿件一般較細(xì),布置節(jié)點(diǎn)時(shí)應(yīng)盡量避免或減小局部彎矩。對桿件截面高度與長度比值較大的鋼桁架,必要時(shí)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)剛性引起的桿件次應(yīng)力。
3、支撐系統(tǒng)
為了保證平面鋼桁架在桁架平面外的剛度和穩(wěn)定、減小弦桿在桁架平面外的計(jì)算長度、并承受可能有的側(cè)向荷載,應(yīng)在鋼桁架側(cè)向布置支撐(圖2)。支撐通?煞譃樗街危ㄉ舷液拖孪移矫、橫向和縱向)、垂直支撐(桁架兩端和中間)和系桿等類型。成對的鋼桁架可在其間沿下弦及上弦平面分別布置橫向水平支撐,并在鋼桁架兩端及中間每隔適當(dāng)距離的豎桿平面布置垂直支撐。屋蓋結(jié)構(gòu)中有許多鋼桁架,可只在兩端及每隔一定距離的相鄰兩桁架間設(shè)置上、下弦橫向水平支撐和垂直支撐,其余桁架只在上、下弦按適當(dāng)間距設(shè)置系桿;當(dāng)有較重吊車或必要時(shí),還可在桁架下弦端節(jié)間增設(shè)縱向水平支撐。在四面或多面的塔架中應(yīng)每隔一定高度設(shè)置橫隔,以保證塔架剛度和橫截面的幾何不變性。
4、高跨比
鋼桁架的高度由經(jīng)濟(jì)、剛度、使用和運(yùn)輸要求確定。增加高度可減小弦桿截面和撓度,但增加腹桿用量和建筑高度。鋼桁架的高跨比通常采用 1/5~1/12;鋼材強(qiáng)度高、剛度要求嚴(yán)的鋼桁架應(yīng)采用相對偏高值。三角形鋼屋架的高度通常由屋面坡高確定;一般屋面坡度為1/2~1/3時(shí),高跨比相應(yīng)為1/4~1/6。
5、腹桿體系
鋼桁架的腹桿體系通常采用人字式或單斜式等形式。人字式腹桿的腹桿數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)較少,應(yīng)用較廣;為減少受有荷載的弦桿或受壓弦桿的節(jié)間尺寸,通常增加部分豎桿。單斜式腹桿通常布置使較長的斜桿受拉,較短的豎桿受壓,有時(shí)用于跨度較大的鋼桁架。如需進(jìn)一步減小弦桿及腹桿的長度,可采用再分式腹桿體系,鋼桁架高度較大且節(jié)間較小時(shí)可采用K式或菱形腹桿體系。在支撐桁架和塔架中,常采用能較好承受變向荷載的交叉式腹桿體系,交叉斜桿通常按拉桿設(shè)計(jì)。斜腹桿對弦桿的傾斜角通常在30°~60°范圍內(nèi)。
6、桿件截面設(shè)計(jì)
鋼桁架桿件的截面形式按節(jié)省鋼材、連接方便和制造簡單等條件選擇,并注意使桿件在兩個(gè)主軸方向的長細(xì)比(桿件計(jì)算長度和截面回轉(zhuǎn)半徑的比值)盡可能相近。鋼桁架拉桿應(yīng)滿足強(qiáng)度和容許長細(xì)比的要求;壓桿應(yīng)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定和容許長細(xì)比的要求。
在計(jì)算桿件的強(qiáng)度和穩(wěn)定時(shí),內(nèi)力按軸心力考慮;當(dāng)桿件同時(shí)受軸心力和彎矩時(shí),應(yīng)按偏心受力考慮其共同作用。在計(jì)算桿件的穩(wěn)定和長細(xì)比時(shí),應(yīng)考慮桁架平面內(nèi)和平面外兩個(gè)方向,或長細(xì)比較大的不利方向。桿件的容許長細(xì)比,按桿件受壓或受拉、受靜力荷載或動力荷載等情況分別規(guī)定。
7、起拱
跨度稍大的鋼桁架,為抵消自重及荷載作用下的全部或部分撓度,通常規(guī)定在制造時(shí)預(yù)先起拱。屋架的起拱度(f)一般為跨度的1/500。
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