钢结构基本原理 ppt课件

图3.43 焊接钢板节点
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焊接钢板节点可用 于两向网架和由四 角锥体组成的网架。 常用焊接形式如图 3.44、图3.45所示。
网架弦杆应同时与 盖板和十字节点板 连接，使角钢两肢 都能直接传力。
图3.44 两向网架节点构造
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图3.45 四角锥体组成的网架节点构造
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当空心球直径为120~500㎜时，其受压、受拉承载 力设计值可分别按下列公式计算 （a）受压空心球
（b）受拉空心球
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空心球的壁厚应根据杆件内 力由公式计算确定。空心球 外径与壁厚的比值可在
D／t=24~25 范围内选用
空心球壁厚与钢管最大壁厚 的比值宜在1.2~2.0之间。
钢管杆件与空心球连接处，
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螺栓球节点及马道
焊接球节点
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钢球尺寸
钢球大小取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径和螺 栓伸入球体的长度等因素。
由图35，导出球体内螺栓不相碰的最小钢球直径D为
由图36 ，导出满足套筒接触面要求的钢球直径D为
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D-----钢球直径 （㎜ ） θ-----两个螺栓之间的最小夹角 （㎜ ） d1，d 2-----螺栓直径（㎜ ）， d1＞d 2
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焊接钢板节点各杆件形心线在节点板处宜交于一 点，杆件与节点连接焊缝的分布应使焊缝截面的 形心与杆件形心相重合。
节点板厚度可根据网架最大杆件内力由表3-5确 定
节点板厚度选用表
表3-5
杆件内力 （kN）
节点板厚 度（㎜）
≤150
8
160~ 250
8~10
260~ 390
10~12
400~ 590
锥头是一个轴对称旋转厚壳体（图3.42）
锥头承载力主要与锥顶板厚度、锥头斜率、连 接管杆直径、锥头构造的应力集中等因素有关
图3.42 锥头构造
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3.6.3 焊接钢板节点
焊接钢板节点可由十字节点板盒盖板组成十字节 点板宜由两块带企口的钢板对插而成（图 3.43a）,也可由三块板正交焊成（图3.43b）
所配螺栓直径
η--套筒外接圆直径
与螺栓直径之比
S--套筒长度
图3.37 带封板管件的几何关系
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螺栓，套筒
高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求，每个高 强度螺栓受拉承载力设计值按下式计算：
螺栓杆长度Lb由构造确定(图3.38)，其值为：
图3.38 高强螺栓几何尺寸
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套筒通常开有纵向滑槽(图3.39a)，滑槽宽度一 般比销钉直径大1.5-2mm。
套筒端部到开槽端部(或钉孔端)距离应使该处有 效截面抗剪力不低于销钉(或螺钉)抗剪力，且不 小于1.5倍开槽的宽度或6mm。套筒端部要保持平 整，内孔L径可比螺栓直径大1mm。
图3.39套筒几何尺寸
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图3.31 焊接空心球节点
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空心球外径D
a ——球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10㎜（图
3.32）
θ——汇交于球节点任意两钢管杆件间的夹 d1，d 2 ——组成θ角的钢管外径
图3.32 空心球节点空隙
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空心球径等于或大于300㎜，且杆件内力较大，需 要提高承载力时，球内可加环肋
12~14
600~ 880
14~16
890~ 1275
16~18
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3.6.4支座节点
支座节点的构造形
式应受力明确、传
力简捷、安全可靠，
并应符合计算假定。
常用支座节点有以 下几种构造形式：
平板压力或拉力支
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3.6.1焊接空心球节点
焊接空心球节点构造 简单，适用于连接钢 管杆件（图3.30）球 面与管件接时，只需 将钢管沿正截切断， 施工方便。
图3.30 焊接空心球节点
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焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 然后相焊而成。分加肋、不加肋（图3.31）。
a 无肋
b 有肋
套筒长度可按下式计算 采用滑槽时
采用螺钉时
套筒应进行承压验算，公式为
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锥头和封板
当杆件管径较大时采用锥头连接。管径较小时采 用封板连接。连接焊缝以及锥头的任何截面应与 连接钢管等强。
图3.40 杆件端部连接焊缝
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封板厚度应按实际受力大小计算 封板厚度可按近似方法计算，如图3.41
管端应开坡口，并在钢管内
加衬管（图3.33），在管端
与 空心球之间焊缝可按对
接焊缝计算，否则只能按斜
角角焊缝计算
图3.33 加衬管连接
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3.6.2螺栓球结点
螺栓球结点的构造
螺栓球结点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或螺钉） 和锥头（或封板）等零件组成（图3.34），适用 于连接钢管杆件。
图3.34 螺栓球连接节点示意图
3.6节点球设计
网架节点数量多，节点用钢量约占整个网架用 钢量的20％~25％，节点构造的好坏，对结构性 能、制造安装、耗钢量和工程造价都有相当大 的影响。网架的节点形式很多，目前国内常用 的节点形式主要有：
(1)焊接空心球节点；
(2)螺栓球节点； (3)焊接钢板节点； (4)焊接钢管节点 (5)杆件直接汇交节点
点 图3.29 管件直接汇交节点
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网架的节点构造应满足下列要求 (1)受力合理，传力明确； (2)保证杆件汇交于一点，不产生附加弯矩； (3)构造简单，制作安装方便，耗钢量小； (4)避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留湿气
或灰尘的死角或凹槽，管形截面应在两端封闭。
沿环向单位宽度上板承受的力为
图3.41 封板
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封板周边单位宽度径向弯距近似为
当 达到塑性铰弯距 极限承载力，由
，封板达到 可导出
N-----钢管杆件设计拉力
R-----钢管的内半径
S-----螺帽和封板接触的圆环面的平均半径
f-----钢材强度设计值
-----封板厚度
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ε-----螺栓伸入钢球长度与螺栓直径的比例
η-----套筒外接圆直径与螺栓直径的比例
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当相邻两杆夹角θ＞30º，还要保证相邻两根杆件 （管端为封板）不相碰，由图3.37，导出钢球直
径D还须满足下式要求
D1，D2--相邻两根杆件的外径 θ--相邻两根杆件的夹角
d1--相应于D1杆件