《钢框架结构工程施工》管桁架结构基本知识
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图5-12 管桁架结构节点破坏形式
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 为了保证相贯节点连接的可靠性，提出以下构造要求： • 1）节点处主管应连续，支管端部应加工成马鞍型直接焊接于主管外壁
上，而不得将支管插入主管内。主管外径d应大于支管外径ds；主管壁 厚t不得小于支管壁厚ts。 • 2）主管与支管之间的夹角以及两支管间的夹角，不得小于30°。否则， 支管端部焊缝不易保证，并且支管的受力性能也欠佳。
• 节点的加强要针对具体的破坏模式，主要有：主管壁加厚、主管上加套管、 加垫板、加节点板及主管加肋环或内隔板等多种方法，如图5-14所示。
直线型管桁架 图5-5 直线型与曲线型管桁架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1.1.2管桁架结构组成
• 1、管桁架结构概述
• 桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架结构也称钢管桁架结构、 管桁架、管结构，是指杆件均为圆或方管杆件的桁架结构。与一般桁架的区别在于连接 节点的方式不同，管桁架结构在节点处采用杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。相 贯节点处，只有在同一轴线上的两个主管贯通，其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工 后，直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表，非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙 型节点)，也可能部分重叠(搭接型节点)，如图5.6所示。
间隙型节点
搭Βιβλιοθήκη Baidu型节点
图5-6 管桁架杆件相贯节点形式
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 2、管桁架结构节点与破坏形式
• 管桁架结构相贯节点的形式与其相连杆件的数量有关，
• 可分为：单平面节点：腹杆与弦杆在同一平面内时。
•
多平面节点：腹杆与弦杆不在同一平面内。
图5-10 管桁架结构单平面节点
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
7）对有间隙的K型或N型节点，支管间隙a应不小于两支管壁厚之 和。 8）对搭接的K型或N型节点，当支管厚度不同时，薄壁管应搭在厚 壁管上；当支管钢材强度等级不同时，低强度管应搭在高强度管上。 搭接节点的搭接率Qv＝q/p×100％应满足25％≤Qv≤100％，且应确 保在搭接部分的支管之间的连接焊缝能很好地传递内力。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1管桁架基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1.1管桁架结构组成及其材料 • 5.1.1.1管桁架结构分类 • 就屋架来说，外形一般为三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的
腹杆形式常用的有芬克式、人字式、豪式(也叫单向斜杆式)、再分式、 交叉式。其中前四种为单系腹杆，第五种交叉腹杆又称为复系腹杆。
复习
单元4 钢框架结构工程施工 ➢ 4.1 钢框架的基本知识与图纸识读 ➢ 4.2 钢框架结构工程施工 ➢ 4.3 钢框架结构的安装 ➢ 4.4 钢框架结构的验收 ➢ 4.5 联系不同结构形式的钢结构学习
单元5 钢桁架结构工程施工
➢ 5.1 管桁架结构基本知识 ➢ 5.2 钢管桁架的加工与制作 ➢ 5.3 管桁架的现场拼装及施工安装 ➢ 5.4 管桁架结构的验收
• 3）相贯节点各杆件的轴心线应尽可能交于一点，避免偏心。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 4）支管端部应平滑并与主管接触良好，不得有过大的局部空隙。当 支管壁厚大于6mm时应切成坡口。
• 5）支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。一般的 支管壁厚不大，其与主管的连接宜采用全周角焊缝，当支管壁厚较大 时(例如ts≥6mm)，则宜沿支管周边部分采用角焊缝、部分采用对接焊 缝。角焊缝的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚ts的2倍。
图5-11 管桁架结构多平面节点
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 破坏形式 • 管桁架结构在工作过程中，杆件只承受轴向力的作用，支管将轴向力直接传给
主管，主管可能出现多种破坏形式。在保证支管轴向力强度(不被拉断)、连接 焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下，节点的主要破坏 模式有以下几种：主管局部压溃，主管壁拉断，主管壁出现裂缝导致冲剪破坏， K型节点可能在支管间主管剪切破坏。
• 6）若支管与主管连接节点偏心 时，在计算节点和受拉主管承载力时， 可忽略因偏心引起的弯矩的影响，但受压主管必须考虑此偏心弯矩M ＝ΔNe，如图1.13所示。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
(a) 有间隙的节点
(b) 有间隙的节点 图 1.13 管桁架结构节点破坏形式
图5-13 管桁架结构节点破坏形式
图5-1 桁架形式 （a）、（b）、（c）三角形桁架；（d）、（e）梯形桁架；（f）、（g）平行弦桁架； （h）拱形桁架；（a）芬克式腹杆；（b）（d）（f）人字式腹杆；（c）（h）豪式腹杆；
（e）再分式腹杆；（g）交叉式腹杆
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 1、按受力特性和杆件布置分类 • 平面管桁架结构 空间管桁架结构
图5-2 平面管桁架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
图5-3 空间管桁架结构
弧线型倒三角管桁架
图5-7 图某3.7火某火车车站站管桁管架结桁构 架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 2、按连接构件的不同截面分类
• C-C型桁架：主管和支管均为圆管相贯，相贯线为空间马鞍型曲线。 • R-R型桁架：主管和支管均为方钢管或矩形管相贯。 • R-C型桁架：矩形截面主管与圆形截面支管直接相贯焊接。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
(a) 加内隔板
(b) 加肋环
(c) 加套管
(d) 加节点板
(e) 加垫板
图 3.14 管桁架结构节点的加强方式
• 钢管构件在承受较大横向荷载的部位，其工作情况较为不利，应采取适当的 加强措施，防止产生过大的局部变形。钢管构件的主要受力部位应尽量避免
开孔，不得已要开孔时，应采取适当的补强措施，例如在孔的周围加焊补强 板等。
• 圆管与矩形管的杂交型管节点构成的桁架形式新颖，能充分利用圆形 截面管做轴心受力构件，矩形截面管做压弯和拉弯构件。矩形管与圆 管相交的节点相贯线均为椭圆曲线，比圆管相贯的空间曲线易于设计 与加工。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 3、按桁架的外形分类 • 直线型与曲线型管桁架结构
弧线型倒三角管桁架
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 为了保证相贯节点连接的可靠性，提出以下构造要求： • 1）节点处主管应连续，支管端部应加工成马鞍型直接焊接于主管外壁
上，而不得将支管插入主管内。主管外径d应大于支管外径ds；主管壁 厚t不得小于支管壁厚ts。 • 2）主管与支管之间的夹角以及两支管间的夹角，不得小于30°。否则， 支管端部焊缝不易保证，并且支管的受力性能也欠佳。
• 节点的加强要针对具体的破坏模式，主要有：主管壁加厚、主管上加套管、 加垫板、加节点板及主管加肋环或内隔板等多种方法，如图5-14所示。
直线型管桁架 图5-5 直线型与曲线型管桁架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1.1.2管桁架结构组成
• 1、管桁架结构概述
• 桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架结构也称钢管桁架结构、 管桁架、管结构，是指杆件均为圆或方管杆件的桁架结构。与一般桁架的区别在于连接 节点的方式不同，管桁架结构在节点处采用杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。相 贯节点处，只有在同一轴线上的两个主管贯通，其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工 后，直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表，非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙 型节点)，也可能部分重叠(搭接型节点)，如图5.6所示。
间隙型节点
搭Βιβλιοθήκη Baidu型节点
图5-6 管桁架杆件相贯节点形式
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 2、管桁架结构节点与破坏形式
• 管桁架结构相贯节点的形式与其相连杆件的数量有关，
• 可分为：单平面节点：腹杆与弦杆在同一平面内时。
•
多平面节点：腹杆与弦杆不在同一平面内。
图5-10 管桁架结构单平面节点
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
7）对有间隙的K型或N型节点，支管间隙a应不小于两支管壁厚之 和。 8）对搭接的K型或N型节点，当支管厚度不同时，薄壁管应搭在厚 壁管上；当支管钢材强度等级不同时，低强度管应搭在高强度管上。 搭接节点的搭接率Qv＝q/p×100％应满足25％≤Qv≤100％，且应确 保在搭接部分的支管之间的连接焊缝能很好地传递内力。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1管桁架基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1.1管桁架结构组成及其材料 • 5.1.1.1管桁架结构分类 • 就屋架来说，外形一般为三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的
腹杆形式常用的有芬克式、人字式、豪式(也叫单向斜杆式)、再分式、 交叉式。其中前四种为单系腹杆，第五种交叉腹杆又称为复系腹杆。
复习
单元4 钢框架结构工程施工 ➢ 4.1 钢框架的基本知识与图纸识读 ➢ 4.2 钢框架结构工程施工 ➢ 4.3 钢框架结构的安装 ➢ 4.4 钢框架结构的验收 ➢ 4.5 联系不同结构形式的钢结构学习
单元5 钢桁架结构工程施工
➢ 5.1 管桁架结构基本知识 ➢ 5.2 钢管桁架的加工与制作 ➢ 5.3 管桁架的现场拼装及施工安装 ➢ 5.4 管桁架结构的验收
• 3）相贯节点各杆件的轴心线应尽可能交于一点，避免偏心。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 4）支管端部应平滑并与主管接触良好，不得有过大的局部空隙。当 支管壁厚大于6mm时应切成坡口。
• 5）支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。一般的 支管壁厚不大，其与主管的连接宜采用全周角焊缝，当支管壁厚较大 时(例如ts≥6mm)，则宜沿支管周边部分采用角焊缝、部分采用对接焊 缝。角焊缝的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚ts的2倍。
图5-11 管桁架结构多平面节点
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 破坏形式 • 管桁架结构在工作过程中，杆件只承受轴向力的作用，支管将轴向力直接传给
主管，主管可能出现多种破坏形式。在保证支管轴向力强度(不被拉断)、连接 焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下，节点的主要破坏 模式有以下几种：主管局部压溃，主管壁拉断，主管壁出现裂缝导致冲剪破坏， K型节点可能在支管间主管剪切破坏。
• 6）若支管与主管连接节点偏心 时，在计算节点和受拉主管承载力时， 可忽略因偏心引起的弯矩的影响，但受压主管必须考虑此偏心弯矩M ＝ΔNe，如图1.13所示。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
(a) 有间隙的节点
(b) 有间隙的节点 图 1.13 管桁架结构节点破坏形式
图5-13 管桁架结构节点破坏形式
图5-1 桁架形式 （a）、（b）、（c）三角形桁架；（d）、（e）梯形桁架；（f）、（g）平行弦桁架； （h）拱形桁架；（a）芬克式腹杆；（b）（d）（f）人字式腹杆；（c）（h）豪式腹杆；
（e）再分式腹杆；（g）交叉式腹杆
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 1、按受力特性和杆件布置分类 • 平面管桁架结构 空间管桁架结构
图5-2 平面管桁架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
图5-3 空间管桁架结构
弧线型倒三角管桁架
图5-7 图某3.7火某火车车站站管桁管架结桁构 架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 2、按连接构件的不同截面分类
• C-C型桁架：主管和支管均为圆管相贯，相贯线为空间马鞍型曲线。 • R-R型桁架：主管和支管均为方钢管或矩形管相贯。 • R-C型桁架：矩形截面主管与圆形截面支管直接相贯焊接。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
(a) 加内隔板
(b) 加肋环
(c) 加套管
(d) 加节点板
(e) 加垫板
图 3.14 管桁架结构节点的加强方式
• 钢管构件在承受较大横向荷载的部位，其工作情况较为不利，应采取适当的 加强措施，防止产生过大的局部变形。钢管构件的主要受力部位应尽量避免
开孔，不得已要开孔时，应采取适当的补强措施，例如在孔的周围加焊补强 板等。
• 圆管与矩形管的杂交型管节点构成的桁架形式新颖，能充分利用圆形 截面管做轴心受力构件，矩形截面管做压弯和拉弯构件。矩形管与圆 管相交的节点相贯线均为椭圆曲线，比圆管相贯的空间曲线易于设计 与加工。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 3、按桁架的外形分类 • 直线型与曲线型管桁架结构
弧线型倒三角管桁架