钢管网架焊接节点

a 无肋 图3.31
b 有肋 焊接空心球节点
空心球外径D 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 球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10 球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10㎜
3.32） 3.32） θ——汇交于球节点任意两钢管杆件间的夹 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 组成θ 组成
图3.28 焊接钢管节点
图3.29 管件直接汇交节点
网架的节点构造应满足下列要求 (1)受力合理 传力明确； 受力合理， (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； 保证杆件汇交于一点， (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； 构造简单， (3)构造简单，制作安装方便，耗钢量小； (4)避免难于检查 清刷、 避免难于检查、 (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。 或灰尘的死角或凹槽，管形截面应在两端封闭。
来自百度文库
图3.32 空心球节点空隙
空心球径等于或大于300㎜ 且杆件内力较大， 空心球径等于或大于300㎜，且杆件内力较大，需 300 要提高承载力时， 要提高承载力时，球内可加环肋 当空心球直径为120~500㎜ 当空心球直径为120~500㎜时，其受压、受拉承载 120~500 其受压、 力设计值可分别按下列公式计算 （a）受压空心球
图3.51 板式橡胶支座
平板支座节点设计
平板支座的构造和平面桁架的支座没有多少差 支座板的平面尺寸、厚度， 别，支座板的平面尺寸、厚度，肋板的尺寸和 焊缝都可参照桁架支座节点和柱脚的计算方法 确定。 确定。 网架平板支座不同于简支平面桁架支座的惟一 特点是有可能受拉， 特点是有可能受拉，拉力支座的锚栓直径需要 通过计算确定， 通过计算确定，一个拉力螺栓的有效截面面积 应按下式计算。 应按下式计算。
单面弧形压力支座， 单面弧形压力支座，适用于中小跨度网架如图 3.47
a 两个螺栓连接
b 四个螺栓连接
图3.47 单面弧形压力支座
单面弧形拉力支座 (图3.48)适用于较 3.48)适用于较 大跨度网架。 大跨度网架。为更 好地将拉力传递到 支座上， 支座上，在承受拉 力的锚栓附近应设 加劲肋以增强节点 刚度。 刚度。 图3.48 单面弧形拉力支座
f-----钢材（或铸钢）抗弯强度设计值 ----钢材 或铸钢） 钢材（
弧形板的半径由下式确定
r-----弧面半径 -----弧面半径 f-----钢材（或铸钢）抗压设计强度 -----钢材 或铸钢） 钢材（ E-----钢材的弹性模量 -----钢材的弹性模量
橡胶制作设计
橡胶制作设计 橡胶垫板由氯丁橡胶或天然橡胶制成， 橡胶垫板由氯丁橡胶或天然橡胶制成，胶料 和制成板的性能应符合表3 6~表 和制成板的性能应符合表3-6~表3-8的要求
3.6.1焊接空心球节点 3.6.1焊接空心球节点
焊接空心球节点构造 简单， 简单，适用于连接钢 管杆件（ 3.30） 管杆件（图3.30）球 面与管件接时， 面与管件接时，只需 将钢管沿正截切断， 将钢管沿正截切断， 施工方便。 施工方便。
图3.30 焊接空心球节点
焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 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（ 3.31）。 然后相焊而成。分加肋、不加肋（图3.31）。
图3.50 球铰压力支座
板式橡胶支座( 板式橡胶支座(图 3.51)适用于大中 3.51)适用于大中 跨度网架。 跨度网架。通过橡 胶垫的压缩和剪切 变形， 变形，支座既可转 动又可平移。 动又可平移。如果 在一个方向加限制， 在一个方向加限制， 支座为单向可侧移 式，否则为两向可 侧移式。 侧移式。
双面弧形压力支 3.49)， 座(图3.49)，在 支座和底板间设 有弧形块， 有弧形块，上下 面都有是柱面， 面都有是柱面， 支座既可转动又 可平移。 可平移。 图3.49 双面弧形压力支座
球铰压力支座 (图3.50)只能转 3.50)只能转 动而不能平移， 动而不能平移， 适用于多支点支 承的大跨度网架。 承的大跨度网架。
螺栓球节点及马道
焊接球节点
钢球尺寸
钢球大小取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径和 钢球大小取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径和螺 相邻杆件的夹角 栓伸入球体的长度等因素 等因素。 栓伸入球体的长度等因素。 由图35 35， 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 导出满足套筒接触面要求的钢球直径D 由图36
单面弧形制作设计（ 单面弧形制作设计（图 3.52） 3.52） 弧形支座置于底板之上 其平面尺寸为 a1·b1≥R/f a1 b1≥R/f
R--支座反力 --支座反力 f---钢材（或铸钢）抗压强 --钢材 或铸钢） 钢材（
度设计值 a1，b1---弧形支座宽度、长度 ---弧形支座宽度 弧形支座宽度、
图3.52弧形支座尺寸 3.52弧形支座尺寸
3.52） 弧形支座板厚度 （图3.52） 弧形板受力类似一倒置的双悬的挑板， 弧形板受力类似一倒置的双悬的挑板，上部支座 在弧面顶点提供支承，荷载为底部支座反力R 在弧面顶点提供支承，荷载为底部支座反力R／ (a1.b1) 弧形板中央截面最大弯距为
由强度条件得出
3.6节点球设计 3.6节点球设计 网架节点数量多， 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， 20％ ％，节点构造的好坏 钢量的20％~25％，节点构造的好坏，对结构性 制造安装、 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， 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： 的节点形式主要有： (1)焊接空心球节点； (1)焊接空心球节点； 焊接空心球节点 (2)螺栓球节点 螺栓球节点； (2)螺栓球节点； (3)焊接钢板节点 焊接钢板节点； (3)焊接钢板节点； (4)焊接钢管节点 (4)焊接钢管节点 (5)杆件直接汇交节点 (5)杆件直接汇交节点
图3.38 高强螺栓几何尺寸
套筒通常开有纵向滑槽(图3.39a)，滑槽宽度一 套筒通常开有纵向滑槽( 3.39a)， 般比销钉直径大1.5 2mm。 1.5般比销钉直径大1.5-2mm。 套筒端部到开槽端部(或钉孔端) 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， 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 1.5倍开槽的宽度或6mm。 小于1.5倍开槽的宽度或6mm。套筒端部要保持平 内孔L径可比螺栓直径大1mm 1mm。 整，内孔L径可比螺栓直径大1mm。
D-----钢球直径 （㎜ ） -----钢球直径 θ-----两个螺栓之间的最小夹角 （㎜ ） -----两个螺栓之间的最小夹角 d1，d 2-----螺栓直径（㎜ ）， d1＞d 2 -----螺栓直径 螺栓直径（㎜
ε-----螺栓伸入钢球长度与螺栓直径的比例
-----套筒外接圆直径与螺栓直径的比例 η-----套筒外接圆直径与螺栓直径的比例
所配螺栓直径 η--套筒外接圆直径 --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
螺栓， 螺栓，套筒
高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求， 高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求，每个高 8.8 级的要求 强度螺栓受拉承载力设计值按下式计算： 强度螺栓受拉承载力设计值按下式计算： 螺栓杆长度L 由构造确定( 3.38)，其值为： 螺栓杆长度Lb由构造确定(图3.38)，其值为：
图3.45 四角锥体组成的网架节点构造
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。 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 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） （kN） 节点板厚 度（㎜）
≤150
8
160~ 250
260~ 390
400~ 590 12~14
600~ 880
890~ 1275
8~10 10~12
14~16 16~18
3.6.4支座节点 3.6.4支座节点
支座节点的构造形 式应受力明确、 式应受力明确、传 力简捷、安全可靠， 力简捷、安全可靠， 并应符合计算假定。 并应符合计算假定。 常用支座节点有以 下几种构造形式： 下几种构造形式： a 角钢杆件 b 钢管杆件 平板压力或拉力支 座，只适用于较小 图3.46 平板压力或拉力支座 跨度网架, 跨度网架,如图 3.46。 3.46。
3.6.2螺栓球结点 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） 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（ 3.34）， ），适用 和锥头（或封板）等零件组成（图3.34），适用 于连接钢管杆件。 于连接钢管杆件。
图3.34 螺栓球连接节点示意图
图3.39套筒几何尺寸 3.39套筒几何尺寸
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， 套筒应进行承压验算，公式为
锥头和封板 当杆件管径较大时采用锥头连接。 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 用封板连接。 连接钢管等强。 连接钢管等强。
当相邻两杆夹角θ 30 ， 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 3.37， （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 --相邻两根杆件的夹角 d1--相应于D1杆件 --相应于D1杆件 相应于D1
锥头是一个轴对称旋转厚壳体（ 3.42） 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、 锥头承载力主要与锥顶板厚度、锥头斜率、连 接管杆直径、 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
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（ 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（ 3.43b） 3.43a）,也可由三块板正交焊成（图3.43b）
图3.40 杆件端部连接焊缝
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 封板厚度可按近似方法计算，如图3.41 沿环向单位宽度上板承受的力为
图3.41 封板
封板周边单位宽度径向弯距近似为
当
达到塑性铰弯距 可导出
，封板达到
极限承载力， 极限承载力，由
----钢管杆件设计拉力 N-----钢管杆件设计拉力 -----钢管的内半径 R-----钢管的内半径 ----螺帽和封板接触的圆环面的平均半径 S-----螺帽和封板接触的圆环面的平均半径 -----钢材强度设计值 f-----钢材强度设计值 -----封板厚度 -----封板厚度
（b）受拉空心球
空心球的壁厚应根据杆件内 公式计算确定 力由公式计算确定。 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。 1.2~2.0之间 的比值宜在1.2~2.0之间。 钢管杆件与空心球连接处， 钢管杆件与空心球连接处， 管端应开坡口， 管端应开坡口，并在钢管内 加衬管（ 3.33）， ），在管端 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， 接焊缝计算，否则只能按斜 图3.33 加衬管连接 角角焊缝计算
图3.43 焊接钢板节点
焊接钢板节点可用 于两向网架和由四 角锥体组成的网架。 角锥体组成的网架。 常用焊接形式如图 3.44、 3.45所示 所示。 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， 连接，使角钢两肢 都能直接传力。 都能直接传力。 图3.44 两向网架节点构造