第四章 重型厂房钢结构设计 学习单元9 杆件的截面型式.

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1 第四章 重型厂房钢结构设计 学习单元9 杆件的截面型式

2 桁架杆件截面的型式，应该保证杆件具有较大的承载能力、较大的抗弯刚度，同时应该便于相互连接且用料经济。这就要求杆件的截面比较扩展，壁厚较薄，同时外表平整。根据这一要求、多年来主要采用双角钢来做屋架以及跨度相近的桁架如皮带运输机桥等的杆件。

3 压杆应该对于截面的两个主轴具有相等或接近的稳定性、即 ,以充分发挥材料的作用，拉杆则常用等边角钢来做。 因为等边角钢一般比不等边角钢容易获得。受拉弦杆角钢的伸出肢宜宽一，以便具有较好的出平面刚度。需要注意的是，双角钢属于单轴对称截面，绕对称轴y屈曲时伴随有扭转， 应取考虑扭转效应的换算长细比 .

4 受压弦杆，在一般支撑布置的情况下，常为 ，为获得近于等稳的条件，经常采用两等肢角钢或两短肢相并的不等肢角钢组成的T形断面(图a或b)。二者之中以用钢量较小的为好。 鉴于 ，后一截面比较容易做到等稳定。当有节间荷载时，为增强弦杆在屋架平面内的抗弯能力，可采用两长肢相并的不等肢角钢组成的T形截面(图c)；但弦杆处于屋架的边缘，为增加出平面的刚度以利运输及安装，也可以考虑采用两等肢角钢； 受拉弦杆，往往 比 大得多，此时可采用两短肢相并的不等肢角钢组成的或者等肢角钢组成的T形截面(图a或b).

5 角钢杆件截面形式

6 梯形屋架支座处的斜杆(主节点在下时受压，主节点在上时受拉)及竖杆，由于 ，故可采用图 (a)或(c)的形式。考虑到扭转影响，前者更容易做到等稳定。 屋架中其他腹杆，因为 ， ，即 ，所以一般采用图 (a)两等肢角钢的形式，连接垂直支撑的竖杆，常采用两个等肢角钢组成的十字形截面〔图d)，因为垂直支撑如需传力时则竖杆不致产生偏心，并且吊装时屋架两端可以任意调动位置而竖杆伸出肢位置不变。

7 受力小的腹杆．也可采用单角钢截面，如图 (e)和(f)所示，前者因连接有偏心，设计强度有降低(参见单角钢缀条的计算)，后者虽无偏心但角钢端部需切口以插入节点板进行焊接，工作稍繁，随着厂房结构的发展，屋架杆件已有用T型钢取代双角钢的趋势，特别是屋架的弦杆。

8 在实际工程中常采用将H型钢沿腹板纵向切开的方法做成剖分T型钢，由轧钢厂直接提供。与H型钢相应，剖分T型钢也分为宽翼缘、中翼缘和窄翼缘三种类型(图a,b及c)。由于T型钢是H型钢之半，故其截面尺寸都与相应H型钢相同。T型钢的优点在于翼缘的宽度大，并且腹板的厚度较薄。腹板薄则截面的经济性好。 T型钢杆件截面形式

9 在屋架中，弦杆多半采用宽翼缘T型钢，腹杆则可用中冀缘T型钢、单角钢或双角钢。当腹杆采用T型钢或单角钢时，由于不存在双角钢相并的间隙，所以耐腐蚀作用好，从这一角度看不次于圆管、方管等封闭式截面杆件的结构。但是单面连接的单角钢的强度设计值降低较多，因而、现在还常用双角钢做腹杆。用角钢做腹杆时，节点构造方便。

10 T型钢弦杆双角钢腹杆的屋架比传统的全角钢屋架约节省钢材12％—15％。这主要是由于减小了节点板尺寸，上弦用料比角钢经济，以及省去缀板等原因。这种屋架在国外已广泛采用，我国在宝钢工程中也已采用。不过目前生产的T型钢规格较少，在一定程度上制约其应用。

11 当屋架跨度较大(如L>24m)并且弦杆内力相差较大时，弦杆可改变一次截面，以便节省钢材。但以改变一次为度，如果改变两次则制造工作量加大，反而不经济。改变弦杆截面时，可保持角钢厚度不变而改变肢宽，以方便连接。T型钢弦杆则可改变腹板高度。 除上述截面外，圆管在网架结构中用得较多，矩形管近年来国外用得较多，H型钢则可以用于跨度和荷载较大的桁架。