管桁架結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì).ppt

上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 1 建筑工程技術(shù)學(xué)院匯報(bào)人 戚豹 2012年9月28日 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 2 一 立體桁架 立體拱架與張弦立體拱架設(shè)計(jì)的基本規(guī)定 1 立體桁架的高度可取跨度的1 12 1 16 2 立體拱架的拱架厚度可取跨度的1 20 1 30 矢高可取跨度的1 3 1 6 當(dāng)按立體拱架計(jì)算時 兩端下部結(jié)構(gòu)除了可靠傳遞豎向反力外還應(yīng)保證抵抗水平位移的約束條件 當(dāng)立體拱架跨度較大時應(yīng)進(jìn)行立體拱架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 管桁架的弦桿 主管 與腹桿 支管 及兩腹桿 支管 之間的夾角不宜小于30 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 3 一 立體桁架 立體拱架與張弦立體拱架設(shè)計(jì)的基本規(guī)定 4 立體桁架支承于下弦節(jié)點(diǎn)時桁架整體應(yīng)有可靠的防側(cè)傾體系 曲線形的立體桁架應(yīng)考慮支座水平位移對下部結(jié)構(gòu)的影響 防側(cè)傾體系可以是邊桁架或上弦縱向水平支撐 曲線形的立體桁架在豎向荷載作用下其支座水平位移較大 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要考慮這一影響 5 對立體桁架 立體拱架和張弦立體拱架應(yīng)設(shè)置平面外的穩(wěn)定支撐體系 應(yīng)在上弦設(shè)置水平支撐體系 結(jié)合檁條 以保證立體桁架 拱架 平面外的穩(wěn)定性 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 4 二 結(jié)構(gòu)撓度容許值 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大撓度值不宜超過表3 5 1中的容許撓度值 一般情況下 按強(qiáng)度控制而選用的桿件不會因?yàn)檫@樣的剛度要求而加大截面 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 5 二 結(jié)構(gòu)撓度容許值 2 網(wǎng)架與立體桁架可預(yù)先起拱 其起拱值可取不大于短向跨度的1 300 一般1 500 當(dāng)僅為改善外觀要求時 最大撓度可取恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙葴p去起拱值 當(dāng)網(wǎng)架或立體桁架跨度較大 一般認(rèn)為 30m鋼結(jié)構(gòu) 時 可考慮起拱 起拱值可取小于或等于網(wǎng)架短向跨度 立體桁架跨度 的1 300 此時桿件內(nèi)力變化 較小 設(shè)計(jì)時可按不起拱計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 6 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行重力荷載及風(fēng)荷載作用下的位移 內(nèi)力計(jì)算 并應(yīng)根據(jù)具體情況 對地震 溫度變化 支座沉降及施工安裝荷載等作用下的位移 內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性理論計(jì)算 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的非線性影響 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 7 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 2 對非抗震設(shè)計(jì) 作用及作用組合的效應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009 2012進(jìn)行計(jì)算 在桿件截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中 應(yīng)按作用基本組合的效應(yīng)確定內(nèi)力設(shè)計(jì)值 對抗震設(shè)計(jì) 地震組合的效應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011計(jì)算 在位移驗(yàn)算中 應(yīng)按作用標(biāo)準(zhǔn)組合 不乘荷載分項(xiàng)系數(shù) 的效應(yīng)確定其撓度 組合 見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009 2012P8規(guī)定 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 8 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 3 對于單個球面網(wǎng)殼和圓柱面網(wǎng)殼的風(fēng)載體型系數(shù) 可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009取值 對于多個連接的球面網(wǎng)殼和圓柱面網(wǎng)殼 以及各種復(fù)雜形體的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 當(dāng)跨度較大時 應(yīng)通過風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)ｉT研究確定風(fēng)載體型系數(shù) 對于基本自振周期大于0 25s的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 宜進(jìn)行風(fēng)振計(jì)算 7 4 1對于基本自振周期T1大于0 25s的工程結(jié)構(gòu) 如房屋 屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu) 以及對于高度大于30m且高寬比大于1 5的高柔房屋 均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響 風(fēng)振計(jì)算應(yīng)按隨機(jī)振動理論進(jìn)行 結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)按結(jié)構(gòu)動力學(xué)計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 9 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 4 分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)時 可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接 桿件只承受軸向力 分析立體管桁架時 當(dāng)桿件的節(jié)間長度與截面高度 或直徑 之比不小于12 主管 和24 支管 時 也可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接 分析單層網(wǎng)殼時 應(yīng)假定節(jié)點(diǎn)為剛接 桿件除承受軸向力外 還承受彎矩 扭矩 剪力等 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 10 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 5 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外荷載可按靜力等效原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上 當(dāng)桿件上作用有局部荷載時應(yīng)另行考慮局部彎曲內(nèi)力的影響 6 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析時 應(yīng)考慮上部空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與下部支承結(jié)構(gòu)的相互影響 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的協(xié)同分析 1 可把下部支承結(jié)構(gòu)折算等效剛度和等效質(zhì)量作為上部空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析時的條件 也 2 可把上部空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)折算等效剛度和等效質(zhì)量作為下部支承結(jié)構(gòu)分析時的條件 也 3 可以將上 下部結(jié)構(gòu)整體分析 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 11 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 7 分析空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式 支座節(jié)點(diǎn)的位置 數(shù)量和構(gòu)造情況以及支承結(jié)構(gòu)的剛度 確定合理的邊界約束條件 支座節(jié)點(diǎn)的邊界約束條件 對于網(wǎng)架 雙層網(wǎng)殼和立體桁架 應(yīng)按實(shí)際構(gòu)造采用兩向或一向可側(cè)移 無側(cè)移的鉸接支座或彈性支座 對于單層網(wǎng)殼 可采用不動鉸支座 也可采用剛接支座或彈性支座 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 12 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 8 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工安裝階段與使用階段支承情況不一致時 應(yīng)區(qū)別不同支承條件分析計(jì)算施工安裝階段和使用階段在相應(yīng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力 9 根據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的類型 平面形狀 荷載形式及不同設(shè)計(jì)階段等條件 可采用有限元法或基于連續(xù)化假定的方法進(jìn)行計(jì)算 選用計(jì)算方法的適用范圍和條件應(yīng)符合下列規(guī)定 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 13 三 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般計(jì)算原則 1 網(wǎng)架 雙層網(wǎng)殼和立體桁架宜采用空間桿系有限元法進(jìn)行計(jì)算 2 單層網(wǎng)殼應(yīng)采用空間梁系有限元法進(jìn)行計(jì)算 3 在結(jié)構(gòu)方案選擇和初步設(shè)計(jì)時 網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)也可分別采用擬夾層板法 擬殼法進(jìn)行近似計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 14 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 1 按有限元法進(jìn)行空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算時可采用下列基本方程 K 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)總彈性剛度矩陣 U 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移向量 F 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)荷載向量 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 15 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 2 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過位移 內(nèi)力計(jì)算后進(jìn)行桿件截面設(shè)計(jì) 如桿件截面需要調(diào)整應(yīng)重新進(jìn)行計(jì)算 使其滿足設(shè)計(jì)要求 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后 桿件不宜替換 如必須替換時 應(yīng)根據(jù)截面及剛度等效的原則進(jìn)行 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后 如由于備料困難等原因必須進(jìn)行桿件替換時 應(yīng)根據(jù)截面及剛度等效的原則進(jìn)行 被替換的桿件應(yīng)不是結(jié)構(gòu)的主要受力桿件且數(shù)量不宜過多 通常不超過全部桿件的5 否則應(yīng)重新復(fù)核 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 16 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 3 分析空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)因溫度變化而產(chǎn)生的內(nèi)力 可將溫差引起的桿件固端反力作為等效荷載反向作用在桿件兩端節(jié)點(diǎn)上 然后按有限元法分析 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力是指在溫度場變化作用下產(chǎn)生的應(yīng)力 溫度場變化范圍應(yīng)取施工安裝完畢時的氣溫與當(dāng)?shù)爻Ｄ曜罡呋蜃畹蜌鉁刂?以升溫為正 一般情況下 可取均勻溫度場 但對某些大型復(fù)雜結(jié)構(gòu) 在有些情況下 如室內(nèi)構(gòu)件與室外構(gòu)件 迎光面構(gòu)件與背光面構(gòu)件等 會形成梯度較大的溫度場分布 此時應(yīng)進(jìn)行溫度場分析 確定合理的溫度場分布 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 17 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 4 當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)符合下列條件之一時 可不考慮由于溫度變化而引起的內(nèi)力 1 支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移 且允許側(cè)移值大于或等于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的溫度變形值 2 網(wǎng)架周邊支承 網(wǎng)架驗(yàn)算方向跨度小于40m 且支承結(jié)構(gòu)為獨(dú)立柱 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 18 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 3 在單位力作用下 柱頂水平位移大于或等于下式的計(jì)算值 f 鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 N mm2 E 材料的彈性模量 N mm2 材料的線膨脹系數(shù) 1 t 溫差 L 網(wǎng)架在驗(yàn)算方向的跨度 m Am 支承 上承或下承 平面弦桿截面積的算術(shù)平均值 mm2 系數(shù) 支承平面弦桿為正交正放時 1 0 正交斜放時 三向時 2 0 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 19 四 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算 5 預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析時 可根據(jù)具體情況將預(yù)應(yīng)力作為初始內(nèi)力或外力來考慮 然后按有限元法進(jìn)行分析 對于索應(yīng)考慮幾何非線性的影響 并應(yīng)按預(yù)應(yīng)力施加程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力施工全過程進(jìn)行分析 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 20 五 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算 1 當(dāng)采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)分析時 對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)宜至少取前10 15個振型 對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)宜至少取前25 30個振型 以進(jìn)行效應(yīng)組合 對于體型復(fù)雜或重要的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)需要取更多振型進(jìn)行效應(yīng)組合 2 在抗震分析時 應(yīng)考慮支承體系對空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受力的影響 此時宜將 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與支承體系共同考慮 按整體分析模型進(jìn)行計(jì)算 2 亦可把支承體系簡化為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的彈性支座 按彈性支承模型進(jìn)行計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 21 五 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算 3 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)分析時 對于周邊落地的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 阻尼比 阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比 值可取0 02 對有混凝土結(jié)構(gòu)支承體系的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 阻尼比可取0 03 4 對于體型復(fù)雜或較大跨度的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 宜進(jìn)行多維地震作用下的效應(yīng)分析 進(jìn)行多維地震效應(yīng)計(jì)算時 可采用多維隨機(jī)振動分析方法 多維反應(yīng)譜法或時程分析法 當(dāng)按多維反應(yīng)譜法進(jìn)行空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)三維地震效應(yīng)分析時 結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)最大位移響應(yīng)與各桿件最大內(nèi)力響應(yīng)可按本規(guī)程附錄F公式進(jìn)行組合計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 22 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桿件 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件可采用普通型鋼或薄壁型鋼 管材宜采用高頻焊管或無縫鋼管 當(dāng)有條件時應(yīng)采用薄壁管型截面 桿件采用的鋼材牌號和質(zhì)量等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017的規(guī)定 桿件截面應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求計(jì)算確定 2 確定桿件的長細(xì)比時 其計(jì)算長度如應(yīng)按表5 1 2采用 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 23 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桿件 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 24 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桿件 3 桿件的長細(xì)比不宜超過表5 1 3中規(guī)定的數(shù)值 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 25 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桿件 4 桿件截面的最小尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的跨度與網(wǎng)格大小按計(jì)算確定 普通角鋼不宜小于L50 3 鋼管不宜小于 48 3 對大 中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 鋼管不宜小于 60 x3 5 5 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)桿件分布應(yīng)保證剛度的連續(xù)性 受力方向相鄰的弦桿其桿件截面面積之比不宜超過1 8倍 多點(diǎn)支承的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)其反彎點(diǎn)處的上 下弦桿宜按構(gòu)造要求加大截面 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 26 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桿件 6 對于低應(yīng)力 小規(guī)格的受拉桿件其長細(xì)比宜按受壓桿件控制 7 在桿件與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時 應(yīng)考慮便于檢查 清刷與油漆 避免易于積留濕氣或灰塵的死角與凹槽 鋼管端部應(yīng)進(jìn)行封閉 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 27 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 1 由兩個半球焊接而成的空心球 可根據(jù)受力大小分別采用不加肋空心球和加肋空心球 空心球的鋼材宜采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB T700規(guī)定的Q235B鋼或 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB T1591規(guī)定的Q345B Q345C鋼 產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鋼網(wǎng)架焊接空心球節(jié)點(diǎn) JG T11的規(guī)定 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 28 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 29 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 2 當(dāng)空心球直徑為120mm 900mm時 其受壓和受拉承載力設(shè)計(jì)值NR N 可按下式計(jì)算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 30 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 因目前大于500mm直徑的焊接空心球制作質(zhì)量離散性較大 試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性較大 同時試驗(yàn)數(shù)據(jù)也較少 因此對于直徑大于500mm的焊接空心球 對其承載力設(shè)計(jì)值考慮0 9的折減系數(shù) 以保證足夠的安全度 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 31 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 3 對加肋空心球 當(dāng)僅承受軸力或軸力與彎矩共同作用但以軸力為主 m 0 8 且軸力方向和加肋方向一致時 其承載力可乘以加肋空心球承載力提高系數(shù) d 受壓球取確 d 1 4 受拉球取 d 1 1 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 32 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 4 焊接空心球的設(shè)計(jì)及鋼管桿件與空心球的連接應(yīng)符合下列構(gòu)造要求 不加肋空心球和加肋空心球的成型對接焊接 應(yīng)分別滿足圖5 2 1 1和圖5 2 1 2的要求 加肋空心球的肋板可用平臺或凸臺 采用凸臺時 其高度不得大于1mm 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 33 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 34 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 5 鋼管桿件與空心球連接 鋼管應(yīng)開坡口 在鋼管與空心球之間應(yīng)留有一定縫隙并予以焊透 以實(shí)現(xiàn)焊縫與鋼管等強(qiáng) 否則應(yīng)按角焊縫計(jì)算 鋼管端頭可加套管與空心球焊接 圖5 2 5 套管壁厚不應(yīng)小于3mm 長度可為30mm 50mm 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 35 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 為了使鋼管桿件與空心球連接焊縫做到與鋼管等強(qiáng) 規(guī)定鋼管應(yīng)開坡口 從工藝要求考慮鋼管壁厚大于6mm的必須開坡口 焊縫要焊透 根據(jù)大量工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn) 鋼管端部加套管是保證焊縫質(zhì)量 方便拼裝的好辦法 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 36 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 6 在確定空心球外徑時 球面上相鄰桿件之間的凈距口不宜小于10mm 圖5 2 6 空心球直徑可按下式估算 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 37 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 7 當(dāng)空心球直徑過大 且圖5 2 6空心球節(jié)點(diǎn)相鄰連接桿件又較多時 為了減少空鋼管桿件心球節(jié)點(diǎn)直徑 允許部分腹桿與腹桿或腹桿與弦桿相匯交 但應(yīng)符合下列構(gòu)造要求 1 所有匯交桿件的軸線必須通過球中心線 2 匯交兩桿中 截面積大的桿件必須全截面焊在球上 當(dāng)兩桿截面積相等時 取受拉桿 另一桿坡口焊在相匯交桿上 但應(yīng)保證有3 4截面焊在球上 并應(yīng)按圖5 2 7 1設(shè)置加勁板 3 受力大的桿件 可按圖5 2 7 2增設(shè)支托板 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 38 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 39 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 焊接空心球節(jié)點(diǎn) 8 當(dāng)空心球外徑大于300mm 且桿件內(nèi)力較大需要提高承載能力時 可在球內(nèi)加肋 當(dāng)空心球外徑大于或等于500mm 應(yīng)在球內(nèi)加肋 肋板必須設(shè)在軸力最大桿件的軸線平面內(nèi) 且其厚度不應(yīng)小于球壁的厚度 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 40 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 鑄鋼節(jié)點(diǎn) 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中桿件匯交密集 受力復(fù)雜且可靠性要求高的關(guān)鍵部位節(jié)點(diǎn)可采用鑄鋼節(jié)點(diǎn) 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和制作應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 2 焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件 GB7659的規(guī)定 必要時可參照國際標(biāo)準(zhǔn)或其他國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 非焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 一般工程用鑄造碳鋼件 GB T11352的規(guī)定 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 41 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 鑄鋼節(jié)點(diǎn) 3 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料應(yīng)具有屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 伸長率 截面收縮率 沖擊韌性等力學(xué)性能和碳 硅 錳 硫 磷等化學(xué)成分含量的合格保證 對焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點(diǎn)的材料還應(yīng)具有碳當(dāng)量的合格保證 4 鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)鑄鋼件的輪廓尺寸選擇合理的壁厚 鑄件壁間應(yīng)設(shè)計(jì)鑄造圓角 制造時應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝 鑄模精度及熱處理工藝 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 42 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 鑄鋼節(jié)點(diǎn) 5 鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時應(yīng)采用有限元法進(jìn)行實(shí)際荷載工況下的計(jì)算分析 其極限承載力可根據(jù)彈塑性有限元分析確定 當(dāng)鑄鋼節(jié)點(diǎn)承受多種荷載工況且不能明顯判斷其控制工況時 應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算以確定其最小極限承載力 極限承載力數(shù)值不宜小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的3 0倍 6 鑄鋼節(jié)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行檢驗(yàn)性試驗(yàn)或破壞性試驗(yàn) 檢驗(yàn)性試驗(yàn)時試驗(yàn)荷載不應(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的1 3倍 破壞性試驗(yàn)時試驗(yàn)荷載不應(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值的2 0倍 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 43 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 銷軸式節(jié)點(diǎn) 1 銷軸式節(jié)點(diǎn) 圖5 6 1 適用于約束線位移 放松角位移的轉(zhuǎn)動鉸節(jié)點(diǎn) 2 銷軸式節(jié)點(diǎn)應(yīng)保證銷軸的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度 銷板的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求 同時應(yīng)保證在使用過程中桿件與銷板的轉(zhuǎn)動方向一致 3 銷軸式節(jié)點(diǎn)的銷板孔徑宜比銷軸的直徑大1mm 2mm 各銷板之間宜預(yù)留1mm 5mm間隙 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 44 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 1 預(yù)應(yīng)力索可采用鋼絞線拉索 扭絞型平行鋼絲拉索或鋼拉桿 相應(yīng)的拉索形式與端部節(jié)點(diǎn)錨固可采用下列方式 1 鋼絞線拉索 索體應(yīng)由帶有防護(hù)涂層的鋼絞線制成 外加防護(hù)套管 固定端可采用擠壓錨 張拉端可采用夾片錨 錨板應(yīng)外帶螺母用以微調(diào)整索索力 圖5 8 1 1 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 45 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 2 扭絞型平行鋼絲拉索 索體應(yīng)為平行鋼絲束扭絞成型 外加防護(hù)層 鋼索直徑較小時可采用壓接方式錨固 鋼索直徑大于30mm時宜采用鑄錨方式錨固 錨固節(jié)點(diǎn)可外帶螺母或采用耳板銷軸節(jié)點(diǎn) 圖5 8 1 2 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 46 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 3 鋼拉桿 拉桿應(yīng)為帶有防護(hù)涂層的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強(qiáng)度鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼 兩端錨固方式應(yīng)為耳板銷軸節(jié)點(diǎn) 并宜配有可調(diào)節(jié)索長的調(diào)節(jié)套筒 圖5 8 1 3 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 47 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 2 預(yù)應(yīng)力體外索在索的轉(zhuǎn)折處應(yīng)設(shè)置鞍形墊板 以保證索的平滑轉(zhuǎn)折 圖5 8 2 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 48 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 3 張弦立體拱架撐桿下端與索相連的節(jié)點(diǎn)宜采用兩半球鑄鋼索夾形式 索夾的連接螺栓應(yīng)受力可靠 便于在拉索預(yù)應(yīng)力各階段擰緊索夾 張弦立體拱架的拉索宜采用兩端帶有鑄錨的扭絞型平行鋼絲索 拱架端部宜采用鑄鋼件作為索的錨固節(jié)點(diǎn) 圖5 8 3 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 49 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 50 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 1 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度 在荷載作用下不應(yīng)先于桿件和其他節(jié)點(diǎn)而破壞 也不得產(chǎn)生不可忽略的變形 支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式應(yīng)傳力可靠 連接簡單 并應(yīng)符合計(jì)算假定 2 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其主要受力特點(diǎn) 分別選用壓力支座節(jié)點(diǎn) 拉力支座節(jié)點(diǎn) 可滑移與轉(zhuǎn)動的彈性支座節(jié)點(diǎn)以及兼受軸力 彎矩與剪力的剛性支座節(jié)點(diǎn) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 51 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 3 常用壓力支座節(jié)點(diǎn)可按下列構(gòu)造形式選用 1 平板壓力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 3 1 可用于中 小跨度的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 52 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 2 單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 3 2 可用于要求沿單方向轉(zhuǎn)動的大 中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 支座反力較大時可采用圖5 9 3 2b所示支座 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 53 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 3 雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 3 3 可用于溫度應(yīng)力變化較大且下部支承結(jié)構(gòu)剛度較大的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 54 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 4 球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 3 4 可用于有抗震要求 多點(diǎn)支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 55 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 4 常用拉力支座節(jié)點(diǎn)可按下列構(gòu)造形式選用 1 平板拉力支座節(jié)點(diǎn) 同圖5 9 3 1 可用于較小跨度的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 2 單面弧形拉力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 4 1 可用于要求沿單方向轉(zhuǎn)動的中 小跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 56 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 3 球鉸拉力支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 4 2 可用于多點(diǎn)支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 57 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 6 橡膠板式支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 6 可用于支座反力較大 有抗震要求 溫度影響 水平位移較大與有轉(zhuǎn)動要求的大 中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 可按本規(guī)程附錄K進(jìn)行設(shè)計(jì) 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 58 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 7 剛接支座節(jié)點(diǎn) 圖5 9 7 可用于中 小跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中承受軸力 彎矩與剪力的節(jié)點(diǎn) 支座節(jié)點(diǎn)豎向支承板厚度應(yīng)大于焊接空心球節(jié)點(diǎn)壁厚度2mm 球體置入深度應(yīng)大于2 3球徑 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 59 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 8 立體管桁架支座節(jié)點(diǎn)可按圖5 9 8選用 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 60 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 9 支座節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造應(yīng)符合以下規(guī)定 1 支座豎向支承板中心線應(yīng)與豎向反力作用線一致 并與支座節(jié)點(diǎn)連接的桿件匯交于節(jié)點(diǎn)中心 2 支座球節(jié)點(diǎn)底部至支座底板間的距離應(yīng)滿足支座斜腹桿與柱或邊梁不相碰的要求 圖5 9 9 1 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 61 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 3 支座豎向支承板應(yīng)保證其自由邊不發(fā)生側(cè)向屈曲 其厚度不宜小于10mm 對于拉力支座節(jié)點(diǎn) 支座豎向支承板的最小截面面積及連接焊縫應(yīng)滿足強(qiáng)度要求 4 支座節(jié)點(diǎn)底板的凈面積應(yīng)滿足支承結(jié)構(gòu)材料的局部受壓要求 其厚度應(yīng)滿足底板在支座豎向反力作用下的抗彎要求 且不宜小于12mm 5 支座節(jié)點(diǎn)底板的錨孔孔徑應(yīng)比錨栓直徑大10mm以上 并應(yīng)考慮適應(yīng)支座節(jié)點(diǎn)水平位移的要求 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 62 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 6 支座節(jié)點(diǎn)錨栓按構(gòu)造要求設(shè)置時 其直徑可取20mm 25mm 數(shù)量可取2 4個 受拉支座的錨栓應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定 錨固長度不應(yīng)小于25倍錨栓直徑 并應(yīng)設(shè)置雙螺母 7 當(dāng)支座底板與基礎(chǔ)面摩擦力小于支座底部的水平反力時應(yīng)設(shè)置抗剪鍵 不得利用錨栓傳遞剪力 圖5 9 9 2 8 支座節(jié)點(diǎn)豎向支承板與螺栓球節(jié)點(diǎn)焊接時 應(yīng)將螺栓球球體預(yù)熱至150 200 以小直徑焊條分層 對稱施焊 并應(yīng)保溫緩慢冷卻 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 63 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 10 弧形支座板的材料宜用鑄鋼 單面弧形支座板也可用厚鋼板加工而成 板式橡膠支座應(yīng)采用由多層橡膠片與薄鋼板相粘合而成的橡膠墊板 其材料性能及計(jì)算構(gòu)造要求可按本規(guī)程附錄K確定 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 64 六 桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 支座節(jié)點(diǎn) 11 壓力支座節(jié)點(diǎn)中可增設(shè)與埋頭螺栓相連的過渡鋼板 并應(yīng)與支座預(yù)埋鋼板焊接 圖5 9 11 上午11時5分 建筑工程技術(shù)學(xué)院 65