网架空心球及支座节点设计

网架空心球及支座节点设计

（一）：空心球节点设计

1. 设计条件

汇交于网架上弦中间节点的杆件截面、夹角和内力如图所示，节点采用焊接空心球连接，钢球及杆件所用材料均为Q235钢，焊条为E43⨯⨯型焊条，手工焊接。

2.节点连接设计与计算

1） 空心钢球的设计与计算

（1） 空心钢球外径的确定

腹杆与上弦杆轴线间的夹角为 45=θ

上弦杆与腹杆外径之和：mm d d 149608921=+=+。由表6-2查得空心钢球的最小外径：mm D 228=。

（2） 空心钢球壁厚的确定

按构造要求，单层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取20~35.由于钢球外径为mm D 228=，所以壁厚为6.5~11.4mm.且空心球壁厚与主钢管的壁厚之比宜取1.5~2.0，因此取壁厚为8mm.

（3） 空心钢球的承载力设计值计算

当空心球直径为120mm~900mm 时，其受压和受拉承载力设计值)(N N R 可按下式计算：tdf D d N o R πη)54

.029.0(+=。 得

240837215898)2288954.029.0(0.1=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=πR N )(N )

(241KN ≈

)(662.175KN 。符合要求。

（4） 空心钢球的连接焊缝

空心钢球采用焊接成型，其连接焊缝采用完全焊透的坡口对接焊缝。

2） 钢管杆件与空心钢球的连接焊缝计算

上弦杆与空心钢球的连接，腹杆与空心钢球的连接，均采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，此时视焊缝与母材等强度，不必进行焊缝的强度计算。

（二）：支座节点设计

1.支座地板的计算

1） 地板面积计算

根据构造要求，支座地板尺寸如图所示。

支座反力：R=153.05472 KN ≈153 KN

设屋架支座地板宽度 a=2800mm ，地板长度 b=2800mm 。 地板承压面积：227045625.22828cm A pb =⨯⨯-⨯-⨯=π

地板下混凝土（C20）的分布压力由公式得到：

22/96.0/22.0704

153cm KN f cm KN A R cc pb c ==== σ 地板承受的弯矩根据:

mm a 198140140221=+= mm b 992/1981==

由=11/a b 99/198=0.5 查表4-3得 a=0.06

由公式（4-16）得到：cm KN a M c ∙=⨯⨯==17.58.1922.006.0221max ασ

2） 地板厚度的计算

由公式（4-15）得到：

cm f M t pb 20.15

.2117.566max =⨯===12mm →按构造取mm t pb 16= 3） 支座节点板的计算

由于支座节点板的侧向垂直加劲肋的厚度一般可按支座底板厚度的0.7倍采用，因此节点板的厚度为 t=0.7*16=11.2mm

4) 支座节点板和加劲肋与支座底板的连接焊缝计算

设焊缝的焊脚尺寸 f h =6mm ，则

=wH l （28-1.0）⨯2+（13.5-2.0-1.0）⨯4=96cm

由公式（4-21）得到：

79.3966.07.01537.0=⨯⨯==∑wH f f l h R

σ KN/2cm f W f =16 KN/2cm

5) 支座加劲肋与节点板的连接焊缝计算

加劲肋受力：V=R/4=153/4=38.25KN

M=38.25（2

5.014-）=258.2 KN ∙cm 设 f h =6mm ，则cm l wv 120.10.215=--=

由公式（4-18）得到：

=⨯+⨯=222)7.026()7.02(wv f wv f fs l h M l h V σ

=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯222)12

6.07.022.2586()126.07.0225.38( 5.22 KN/2cm f W f =16 KN/2cm 符合要求。

6） 节点板的尺寸根据杆件截面尺寸和连接所需的焊缝实际长度

及构造要求放样确定：锚栓按构造设置，采用2 20。