2013年一级结构工程师考试钢结构知识点5

　　4.杆件截面设计

　　(1)截面形式

　　普通钢屋架的杆件一般采用两个等肢或不等肢角钢组成的T形截面或十字形截面，这些截面能使两个主轴的回转半径与杆件在屋架平面内和平面外的计算长度相配合，而使两个方向的长细比接近，能达到用料经济，连接方便和刚度等要求，屋架杆件截面形式可参考表15-4-1选用。

　　项次杆件截面的型钢类型回转半径之比iy/ix应用部位

　　1二不等边角钢短边相接2.0-2.5上、下弦杆

　　2二不等边角钢长边相接0.8-1.0端斜杆(压)受节间荷载的上下弦杆

　　3二不等边角钢接成T形0.3-1.5腹杆、下弦杆，受节间荷载的上、下弦杆

　　4二不等边角钢接成+形1.0中央或端部竖杆(和垂直支撑相连处)

　　5单角钢---轻钢屋架的腹杆或下弦杆

　　6单角钢或双圆钢---轻钢绗架的拉杆

　　7无缝钢管或焊接钢管各向相等较大跨度绗架的杆件

　　8钢板焊接T形截面根据λx=λy条件确定截面各部分尺寸上、下弦杆

　　9热轧宽翼缘H型钢≈1.0荷载和跨度较大的绗架上下弦杆

　　由于屋架受压杆件的承载能力主要受稳定条件控制，为了节约钢材应使所选择截面符合等稳定性要求，一般取λx=λy，而当截面两个主轴方向的稳定系数不属于同一类别时，应取φx=φy。

　　对于屋架上弦，如无局部弯矩，因屋架平面外计算长度往往是屋架平面内计算长度的两倍(或更大)，要使λx=λy，必须使ix=2iy山上弦宜采用两个不等肢角钢，短肢相并而长肢水平的T形截面形式。如有较大的局部弯矩，为提高上弦在屋架平面内的抗弯能力，宜采用不等肢角钢长肢相并，短肢水平的T形截面。如有特殊需要，上弦亦可采用槽钢或组合格构式截面。

　　对于屋架的支座斜杆(端斜杆)，由于它的屋架平面内和平面外的计算长度相等，应使截面的ix≈iy，因此，采用两个不等肢角钢，长肢相并的T形截面比较合理。

　　对于其他腹杆，因为loy=1.25lox，故要求iy =1.25ix，宜采用两个等肢角钢组成的T形截面。与竖向支撑相连的竖腹杆宜采用两个等肢角钢组成的十字形截面，使竖向支撑于屋架节点连接不产生偏心。受力特别小的腹杆亦可以采用单角钢杆件。

　　屋架下弦在平面外的计算长度很大，故宜采用两个不等肢角钢，短肢相并，这种形式截面的侧向刚度较大，且连接支撑比较方便。

　　采用二块钢板焊成的T形截面，可以根据屋架平面内和平面外的计算长度lox和loy，灵活地调整截面尺寸，很容易达到等稳定性要求，且可节省节点板和垫板。能够节约钢材(如有合适的工字钢恰好能割成二个T形截面，则更可省去焊缝)。采用热轧宽翼缘工字钢(即H型钢)作为屋架的上、下弦杆，则腹杆与弦杆常可对接连接，节点构造大为简化，且具有较大的屋面平面外的刚度。近年来在国外已开始应用和推广。

　　为了使两个角钢组成的杆件起蹩体作用，应在角钢相并肢之间焊上垫板，垫板厚度与节点板厚度相同，垫板宽度一般取50--80mm左右，长度比角钢肢宽大20--30mm，垫板间距在受压杆件中不大于40i，在受拉杆件中不大于80i，在T形截面中i为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径;在十字形截面中i为一个角钢的最小回转半径;在杆件的计算长度范围内至少设置两块垫板。如果只在杆件中央设一块垫板，则由于在垫板处剪力为零而不起作用。

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