钢网架结构工程 安装

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第二节钢网架结构形式与杆件布置
一、钢网架结构形式
(一)钢网架结构的类型 在钢结构工程中，钢网架结构主要有以下几种: (1)由平面析架组成的两向正交正放网架、两向反交斜放网架、两 向斜交斜放网架和单向折线形网架。 (2)由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋 盘形四角锥网架、斜放四角锥网架、星形四角锥网架。 (3)由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架和蜂窝形三角 形网架。
第七章钢网架结构工程安装
第一节钢网架节点构造与制作 第二节钢网架结构形式与杆件布置 第三节钢网架拼装 第四节钢网架吊装 第五节钢网架安装 第六节钢网架结构安装质量通病与防治
第一节钢Βιβλιοθήκη Baidu架节点构造与制作
一、螺栓球节点
(一)螺检球节点构造要求 螺栓球节点是通过螺栓将管形截面的杆件和钢球连接起来
的节点，一般由螺栓、钢球、销子、套管和锥头或封板等零件组 成，如图7-1所示，一般适用于中、小跨度的网架。 (二)螺检球节点制作 1.螺栓球加工
件组成。空心球制作工艺流程应为:下料→加热→冲压→切边坡口 →拼装→焊接→检验。
三、支座节点
网架结构一般都支承在柱顶或圈梁等支承结构上，支座节点 即指位于支承结构上的网架节点，根据受力状态，一般分为压力 支座节点和拉力支座节点两类。常用的压力支座节点有下列四种: (1)平板压力支座节点。这种节点构造简单，加工方便，用钢量省， 但支承底板与结构支承面间的应力分布不均匀，支座不能完全转 动。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(三)网架的高度及网格的尺寸 1.网架的高度 (1)在确定网架高度时，不仅要考虑上下弦杆内力的大小，还需充 分发挥腹杆的受力作用，一般应使腹杆与弦杆的夹角 为:30°~60°。 (2)根据国内工程实践的经验综合分析，网架的高度与跨度之比应 符合表7-3的规定。 (3)在不同的屋面体系中，对于周边支承的各类网架，其网格数及 跨高比可按表7一4选用。表7-4是按经济和刚度要求制定的。当符 合表7-4的规定时，一般可不验算网架的挠度。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(二)钢网架结构的选择 选择钢网架结构形式时，应根据建筑物的平面形状和尺寸、支承 情况、荷载大小、屋面构造、建筑要求、制造和安装方法，以及 材料供应情况等因素综合考虑。 (1)当平面接近正方形时，以斜放四角锥网架最经济，其次是正放 四角锥网架和两向正交网架(正放或斜放)。 (2)当跨度及荷载均较大时，采用三向网架较经济合理，而且刚度 也较大。 (3)当平面为矩形时，则以两向正交斜放网架和斜放四角锥网架为 经济。
(二)杆件制作 螺栓球杆件多采用钢管，其材质应符合《优质碳素结构钢》
(GB/T 699-1999)规定的20号钢、Q235号钢及《低合金高强度结构 钢》(GB/T 1591-1994)规定的16Mn钢的要求。所有材料均应有合 格证书，制造厂在下料前还应对原材料进行抽样检查。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
锥头、封板是钢管端部的连接件，其材料应与钢管材料一致。 锥头、封板的加工可在车床上进行，锥头也可用模锻成型。
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第一节钢网架节点构造与制作
3.套筒加工 套筒可采用Q235号钢、20号或45号钢加工而成，其外形尺
寸应符合开口尺寸系列的要求。
二、焊接空心球节点
(一)焊接空心球节点构造要求 焊接空心球节点分加肋和不加肋两种，它是将两块圆钢板经
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
3.杆件焊接 (1)杆件焊接时会对已埋入的高强度螺栓产生损伤，如打火、飞溅 等现象，所以在钢杆件拼装和焊接前，应对埋入的高强度螺栓做 好保护，防止通电打火起弧，防止飞溅物溅入螺纹，故一般在埋 入后即加上包裹加以保护。 (2)焊工应经过考试并取得合格证后方可施焊，如停焊半年以上应 重新考核。 (3)施焊前应复查焊区坡口情况，确认符合要求后方可施焊，焊接 完成后应清除熔渣及金属飞溅物，并打上焊工代号的钢印。 (4)钢管与封板或锥头组装成杆件时，钢管两端对接焊缝应根据图 样要求的焊缝质量等级选择相应焊接材料进行施焊，并应采取保 证对焊接全熔透的焊接工艺。
螺栓球是连接各杆件的零件，可分为螺栓球、半螺栓球及水 雷球，宜采用45号钢锻造成型。
螺栓球(钢球)加工应在车床上进行，其加工程序第一步是加 工定位工艺孔，第二步是加工各弦杆孔。
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第一节钢网架节点构造与制作
(1)施工准备。 (2)球材加热。 (3)球加肋。 (4)球拼装。 (5)球焊接。 (6)焊缝检查。 (7)质量检验。 2.锥头、封板加工
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(四)网架腹杆的布置 (1)对于四角锥体系网架，腹杆的布置形式是固定的，在弦杆的竖 向平面内腹杆与弦杆的投影夹角以45°为宜。 (2)对于交叉梁系网架，一般竖腹杆与弦杆垂直，斜腹杆与弦杆夹 角取40°~55°，并应将斜腹杆布置成拉杆，如图7-14所示。 (3)对于大跨度网架，因网格尺寸较大，在上弦杆节点中间需设擦 条，故可考虑采用再分式腹杆，如图7-15所示，以避免上弦杆局 部受弯和减小上弦杆在平面内的长细比。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(4)管材可采用高频电焊钢管或无缝钢管，其截面尺寸不宜小于 Φ40 × 2;角钢截面尺J不宜小于L45×3或L56×36×3。 (5)在网架结构中，每个节点汇集的杆件较多，一般为6 ~12根，因 此，应增强受力较大杆件的稳定性。网架杆件的计算长度宜按表 7-6采用，杆件长细比限值不得超过表7-6的规定。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
2.预留焊接收缩量 钢管杆件下料时，其下料长度应预加焊接收缩量。影响焊接
收缩量的因素较多，例如焊缝的尺寸(长、宽、高)，外界气温的 高低，焊接电流强度，焊接方法(多次循环间隔焊还是集中一次 焊)，焊工操作技术等。经验不足时，收缩量的预留应结合现场实 际情况做实验确定，一般取2~3. 5 mm。
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第三节钢网架拼装
三、钢网架拼装施工
(一)小拼单元拼装 钢网架小拼单元一般是指焊接球网架的拼装。螺栓球网架在
杆件拼装、支座拼装之后即可安装，不进行小拼单元。 (1)为保证高空拼装节点的吻合和减少积累误差，对于小拼单元网 架一般应在地面拼装。 (2)小拼单元拼装应进行划分。划分时应将所有节点都焊在小拼单 元上，网架总拼时仅连接相件。尽量增大工厂焊接工作量的比例。 (3)小拼单元有平面析架型和锥体型两种。为确保小拼单元几何尺 寸的准确性，应在专门的拼装架上焊接。
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第三节钢网架拼装
一、钢网架拼装作业条件
(1)拼装焊工必须有焊接考试合格证，有相应焊接材料与焊接工作 的资格证明。 (2)拼装前应对拼装场地做好安全设施、防火设施。拼装前应对拼 装胎位进行检测，防止胎位移动和变形。拼装胎位应留出恰当的 焊接变形余量，防止拼装杆件变形、角度变形。 (3)拼装前杆件尺寸、坡口角度以及焊缝间隙应符合规定。 (4)熟悉图纸，编制好拼装工艺，做好技术交底。 (5)拼装前，对拼装用的高强度螺栓应逐个进行硬度试验，达到标 准值后才能进行拼装。
热压或冷压成两个半球后对焊而成的，如图7一4所示。只要是将 圆钢管垂直于本身轴线切割，杆件就会和空心球自然对中而不产 生节点偏心。球体无方向性，可与任意方向的杆件连接，其构造 简单、受力明确，连接方便，适用于钢管杆件的各种网架。
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第一节钢网架节点构造与制作
(二)焊接空心球节点制作 焊接空心球节点主要由空心球、钢管杆件、连接套管等零
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第三节钢网架拼装
拼装模架有转动型和平台型两种，如图7-16和图7-17所示。 (4)小拼单元为平面析架时，尺寸允许偏差应符合现行国家标准《钢
结构工程施工质量验收规范》( GB 50205-2001)的有关规定。 (二)网架单元拼装
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第一节钢网架节点构造与制作
(4)球铰压力支座节点。对于多跨或有悬臂的大跨度网架在柱上的支 座节点，为了使它能适应各个方向的自由转动，需使支座与柱顶 铰接而不产生弯矩，常做成球铰压力支座，如图7-12所示。 这种支座节点主要是以一个凸出的实心半球，嵌合在一个 凹进的半球内，在任何方向都可以自由转动，而不会产生弯矩， 并在x,y,z三个方向都不会产生线位移。为承受地震作用和其他外 力，防止凸面球从凹面球内脱出，四周应以锚栓固定。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(4)当屋面荷载较大时，为满足网架相对刚度的要求，网架高度应适 当提高一些;当屋面采用轻型材料时，网架高度可适当降低一些; 当网架上设有悬挂的起重机或有吊重时，应满足悬挂起重机轨道 对挠度的要求，在这种情况下，网架的高度就应适当地取高一些。
2.网格的尺寸 (1)平板网架网格的大小与屋面板种类及材料有关 (2)不同材料的屋面体系，网架上弦网格数和跨高比应满足表7-4的
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第一节钢网架节点构造与制作
(2)单面弧形压力支座节点。这种支座在压力作用下，支座弧形面可 以转动，支承板下的反力比较均匀，但弧形支座的摩擦力仍很大， 支座与支承板间须用锚栓连接。
(3)双面弧形压力支座节点。在网架支座上部支承板和下部支承底板 间，设置一个上下均为圆弧曲面的特制钢铸件，在钢铸件两侧分 别从支座上部支承板和下部支承底板焊接带有椭圆孔的梯形连接 板，并采用螺栓将三者联结成整体(图7-11)。当网架端部受到挠 度和温度应力影响时，支座可沿上下两个圆弧曲面作一定的转动 和移动。适用于大跨度、支承约束较强、温度应力影响较显著的 大型网架。
规定。 (3)为减少或避免出现过多的构造杆件，网格的尺寸应尽可能大一些。 (4)网格的大小与杆件材料有关。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
二、钢网架杆件布置
(一)杆件的选择 (1)网架杆件宜采用普通型钢和薄壁型钢，有条件时应尽量采用薄 壁管形截面。 (2)杆件宜采用钢管。采用钢管时，管端应封闭，这样内部不易锈 蚀，表面也难积灰积水，具有较好的防腐性能。对于中小跨度的 网架也可采用角钢。 (3)每个网架所选截面规格不宜过多，较小跨度时以2 ~ 3种为宜， 较大跨度时不宜超过6~7种。
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第三节钢网架拼装
二、钢网架拼装顺序
拼装时，要选择合理的焊接工艺，尽量减少焊接变形和焊接 应力。拼装的焊接顺序应从中间开始，向两端或向四周延伸展开 进行。 (1)大面积拼装一般采取从中间向两边或向四周顺序拼装，杆件有 一端是自由端，能及时调整拼装尺寸，以减小焊接应力与变形。 (2)螺栓球节点总拼顺序一般从一边向另一边，或从中间向两边顺 序进行。只有螺栓头与锥筒(封板)端部齐平时才可以跳格拼装， 其顺序为:下弦→斜杆→上弦。
1.杆件下料 (1)钢管杆件下料前，应进行质量检验，要求外观尺寸、品种、规格
应符合设计要求。 (2)杆件下料时，应考虑到拼装后的长度变化。 (3)当网架采用钢管杆件及焊接球节点时，球节点常由工厂定点制作，
而钢管杆件往往在现场加工。 (4)对于钢管杆件，应采用机床下料，当壁厚超过4 mm时，同时由
机床加工成坡口。当用角钢杆件时，同样应预留焊接收缩量，下 料时可用剪床或割刀。 (5)杆件下料后应检查是否弯曲，如有弯曲应加以校正。杆件下料后 应开坡口，焊接球杆件壁厚在5mm以下，可不开坡口，螺栓球杆 件必须开坡口。
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第二节钢网架结构形式与杆件布置
(三)杆件质量要求 钢网架拼装用杆件的钢材品种、规格、质量必须符合设计规
定及相应的技术标准。钢管杆件与封板、锥头的连接必须符合设 计要求。 (1)钢管初始弯曲必须小于L /1 000。 (2)钢管与封板或锥头组装成杆件时，钢管两端对接焊缝应根据图 纸要求的焊缝质量等级选择相应焊接材料进行施焊，并应采取保 证对接焊全熔透的焊接工艺。 (3)施焊前应复查焊区坡口情况，确认符合要求后方能施焊，焊接 完成后应清除熔渣及金属飞溅物，并打上焊工代号的钢印。 (4)钢管杆件与封板或锥头的焊缝应进行强度检验，其承载能力应 满足设计要求。钢管杆件的质量要求及检验方法应符合表7-7的规 定。