【文章內(nèi)容簡介】 大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 ?焊接空心球節(jié)點 （ 1）特點和適用范圍 焊接空心球節(jié)點（ Hollow spherical nodes）是目前在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的一種節(jié)點形式，約占已建成網(wǎng)架工程 50%左右。這種節(jié)點是一種空心球體 ,它是將兩塊圓鋼板經(jīng)熱壓或冷壓（常用前者）成兩個半球殼后再對焊而成?？招那虻匿摬钠贩N宜采用 Q235鋼和Q345鋼制作。 由于球體為各向同性，鋼管桿件與空心球的配合不會產(chǎn)生偏心，因此 ,焊接空心球節(jié)點適應(yīng)性強，尤其對三向網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架和六角錐網(wǎng)架更加適宜。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 ?焊接空心球節(jié)點 （ 2）焊接空心球的構(gòu)造 焊接空心球按構(gòu)造可分為兩類： 不加肋空心球和加肋空心球。 當(dāng)球直徑 ≥ 300mm，且桿件內(nèi)力較大需要提高空心球承載能力要求時，可采用加肋空心球。加肋空心球的承載力比不加肋空心球高約 15%～ 30%。 加肋空心球的肋板厚度不應(yīng)小于球壁厚度，通?？扇榕c空心球壁厚相同。 肋板可用平臺或凸臺，采用凸臺時，其高度不得大于 1mm，而且應(yīng)使內(nèi)力較大的桿件位于肋板平面內(nèi)。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 環(huán)形加勁肋板 ③ 球體 環(huán)形加勁肋板 球體 ① ②③ 球體 環(huán)形加勁肋板 ① 球體 ② 球體 空心球構(gòu)造剖示圖 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 ?空心球尺寸的估算方法 空心球尺寸主要包括 空心球外徑 和 壁厚 。 1）外徑（ D） 空心球體外徑主要是由構(gòu)造要求確定，通常取鋼管外徑最大值的 2倍以上，且應(yīng)使連接于同一球節(jié)點上的各相鄰桿件之間球面焊縫空隙一般不小于 10mm。為保證這一焊縫空隙，空心球直徑可初步按下式估算： D=(d1+2a+d2)/θ 式中： θ — 匯集于球節(jié)點任意兩相鄰鋼管之間的夾角（弧度），一般不小于 35176。 ； a— 不小于 10mm，一般取 a=15mm或 20mm； d d2— 組成 θ 角的鋼管的外徑， mm； D— 空心球的外徑， mm。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 2）壁厚（ t） 空心球的壁厚應(yīng)同時滿足以下三個條件： ① D/t=25～ 45； ② t/δmax=～ （這里 δ max為節(jié)點所連接鋼 管桿件中的最大壁厚）； ③ tmin≥4mm（其中 tmin為空心球最小壁厚尺 寸）。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 3）焊接空心球的承載力驗算 當(dāng)空心球直徑為 120～ 500mm時 ,其承載力驗可按下式計算： 1）受壓空心球 式中： D— 空心球外徑（ mm）； t — 空心球壁厚（ mm） ηc— 加肋空心球承載力提高系數(shù)， 不加肋時 ηc =,加肋時 ηc =； [Nc]— 受壓空心球的承載力設(shè)計值 , 單位為 N。 ) 0 0(][22DdttdNcc ?? ?LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 2）受拉空心球 式中： t — 空心球壁厚（ mm）； d— 鋼管外徑（ mm）； f — 鋼材抗拉強度設(shè)計值（ N/mm2）； ηt— 加肋空心球承載力提高系數(shù)； 不加肋時 ηt =,加肋時 ηt =； [Nt]— 空心球的抗拉承載力設(shè)計值 , 單位為 N。 ftdN tt ??][ ?LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 2）受拉空心球 式中： t — 空心球壁厚（ mm）； d— 鋼管外徑（ mm）； f — 鋼材抗拉強度設(shè)計值（ N/mm2）； ηt— 加肋空心球承載力提高系數(shù)； 不加肋時 ηt =,加肋時 ηt =； [Nt]— 空心球的抗拉承載力設(shè)計值 , 單位為 N。 按下式進行驗算： ftdN tt ??][ ?][N ][ tt m a xcm a xc NNN ??LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 4）空心球與桿件連接的構(gòu)造與計算 ?角焊縫連接的構(gòu)造與計算 對小跨網(wǎng)架 ,桿件與空心球的連接 ,可用 全周 角焊縫連接。 構(gòu)造要求 ： 此時焊腳尺寸 hf應(yīng)符合以下要求： ① 當(dāng) t≤4mm 時 ,hf≤ hf≥4mm； ② 當(dāng) t＞ 4mm 時 ,hf≤ hf≥6mm。 （ t— 與空心球相連圓鋼管的壁厚） 計算 ： 按等強度條件確定 焊腳尺寸 hf wffdNh??LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 4）空心球與桿件連接的構(gòu)造與計算 ?角焊縫連接的構(gòu)造與計算 對小跨網(wǎng)架 ,桿件與空心球 的連接 ,可用 全周 角焊縫連 接。 鋼管桿件與空心球連接處， 管端應(yīng)開坡口，并在鋼管 內(nèi)加襯管 ,在管端與 空心 球之間焊縫可按對接焊縫 計算，否則只能按斜角角 焊縫計算 。 圖 增設(shè)短襯管連接圖示 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 5）焊接空心球節(jié)點設(shè)計步驟 1）估算空心球直徑； 2）按構(gòu)造要求確定空心球壁厚； 3）按公式核算空心球的承載能力； 4）進行桿件與空心球連接的設(shè)計。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 ?螺栓球節(jié)點的構(gòu)造 （ 1）特點和適用范圍 螺栓球節(jié)點是一種設(shè)有螺紋孔的實體球節(jié)點 特點 : 與焊接空心球節(jié)點相比， 螺栓球節(jié)點可避免現(xiàn)場焊接作業(yè)，具有運輸和安裝方便的優(yōu)點。 適用 : 連接鋼管桿件，還可連接其他形式的桿件。 但與焊接空心球節(jié)點相比 , 抗拉承載力低 (750kN),不適用大跨度 . LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 2）螺栓球節(jié)點的構(gòu)成 ?螺栓球結(jié)點由鋼球、螺栓、套筒、銷釘（或螺釘）和錐頭（或封板）等零件組成，適用于連接鋼管桿件。 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 3）螺栓球節(jié)點的材料選用 鋼球宜采用 45號鋼； 高強度螺栓應(yīng)為 （ M12～ M36） 或 （ M39～ M60）； 銷子一般采用高強冷拔鋼絲制成； 鋼管、封板、錐頭和套筒宜采用 Q235鋼或 Q345鋼； LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 （ 4）螺栓球節(jié)點的設(shè)計 1）螺栓球的直徑 主要取決于高強度螺栓直徑的大小、 高強度螺栓擰入球體的長度及兩相 鄰圓鋼管桿件軸線夾角的大小。 條件 1: 相鄰套筒接觸面不相碰 212212 )c o ts i n(D ddd ????? ???LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 條件 1: 相鄰套筒接觸面不相碰 式中： D—— 螺栓球直徑（ mm）； θ —— 兩個螺栓之間的最小夾角（ rad）； d d2—— 螺栓直徑（ mm）， d1＞ d2； η —— 套筒外接圓直徑與螺栓直徑的比值 , η =。 212212 )c o ts i n(D ddd ????? ???LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 條件 2: 相鄰螺栓不相碰的最小直徑 D為 2122112 )2c o ts i n(D dddd ???? ????ξ —— 螺栓伸進螺栓球長度與螺栓直徑的比值； ξ = LOGO 中北大學(xué) 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般設(shè)計規(guī)定 條件 3: θ 30186。，相鄰兩根桿件（管端為封板）不相碰 D1， D2相鄰兩根桿件的外徑 θ 相鄰兩根桿件的夾角 d1相應(yīng)于 D1桿件所配螺栓直徑 S套筒長度 螺栓球直徑可取計算結(jié)果中的較大者。 LOGO 中北大學(xué)