【正文】 跨度的空間鋼結(jié)構(gòu)。 在取得已有成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展和完善具有我國特色的組合、斜拉和預(yù)應(yīng)力網(wǎng)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，并擴(kuò)大它們應(yīng)用范圍。 積極研究和開拓應(yīng)用當(dāng)前空間結(jié)構(gòu)中最熱門的索一桿(梁)雜交結(jié)構(gòu)體系和索穹頂，以 填補(bǔ)我國的空白。 開展研究和推廣應(yīng)用各類開啟式和展開式空間鋼結(jié)構(gòu)體系。 研究和開發(fā)空間鋼結(jié)構(gòu)的新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新節(jié)點(diǎn)、新工藝。 研究大跨度與超大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震計(jì)算理論與方法及其結(jié)構(gòu)控制按提供實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和公式。 目前網(wǎng)(殼)架及輕鋼工程中一些技術(shù)問題的信息與探討中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼結(jié)構(gòu)委員會專家組 丁蕓孫 摘要　　本文探討了網(wǎng)(殼)架與輕鋼結(jié)構(gòu)的桿件拼裝：超大直徑空心球；空心球壁厚薄不勻；焊接標(biāo)準(zhǔn)；螺拴球錐頭，封板；橫向力；懸掛吊車疲勞；橡膠支座及其支座假定；風(fēng)載；驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)檁條下緣失穩(wěn)，面板掀起，門架設(shè)計(jì)，拱板殼等問題。關(guān)鍵詞　　網(wǎng)(殼)架，焊接空心球，螺栓球，懸掛吊車，橡膠支座 　　網(wǎng)(殼)架結(jié)構(gòu)發(fā)展推廣十多年來，輕鋼門架，拱板也發(fā)展多年積累了一些大家關(guān)心并有爭議而急待解決的技術(shù)問題?，F(xiàn)根據(jù)我們參預(yù)設(shè)計(jì)的千座網(wǎng)(殼)架輕鋼工程的經(jīng)驗(yàn)，從工程角度提出粗淺看法與解決的辦法，只代表個人觀點(diǎn)拋磚引玉，錯誤之處請指正。 一、桿件的拼接 　　桿件的拼接在規(guī)程中不明確，由設(shè)計(jì)定。有些設(shè)計(jì)不允許拼接，鋼材損耗就很大，一般預(yù)算耗10％就打不住。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，壓桿拼接應(yīng)該允許，但拼接要求在桿件二瑞1／3L范圍內(nèi)，這考慮此范圍沒有9的影響，相對應(yīng)力小一些，拉桿拼接完全取決于施工質(zhì)量。如果質(zhì)量能保證，拉桿也是可以拼接的，但要慎重。一根桿件只允許一個拼接，相鄰節(jié)間最好不要再有拼接，這是考慮萬一拼接斷裂，力即重分布到相鄰桿，相鄰桿不會因拼接連鎖破壞。具體拼接數(shù)約為節(jié)間數(shù)2025％，此數(shù)難以科學(xué)確定，工程實(shí)踐此數(shù)基本解決損耗控制?！　∑唇咏宇^的做法規(guī)范對型鋼已有標(biāo)準(zhǔn)接頭，對鋼管無明確規(guī)定。等直徑的鋼管不論拉、壓，理想的是橫切對接焊接，隨焊接技術(shù)發(fā)展與基于焊接應(yīng)力分析，正對接焊是能等強(qiáng)的。當(dāng)然應(yīng)按I級焊縫要求并逐個超聲波檢查?！　雍缚煽啃酝耆珱Q定于對施工水平的判斷，如對施工無把握，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。工字鋼對接焊采用斜拼接來加長焊縫的補(bǔ)強(qiáng)，由于腹板與翼緣交接處無法保證焊接質(zhì)量，而鋼管無此問題，用斜對接反而焊縫應(yīng)力集中。對受壓桿件可以采用加連接墊板的辦法，雖然增加焊縫工作量，畢竟壓在墊板上心理上放心，這種做法也是有爭議的。認(rèn)為雙面焊接也是難度較大，這樣做也是多余的。這種連接墊板的形式絕對不允許用于受拉桿件，因?yàn)槭芰Ψ较蛘门c加工方向垂直，而許多雜質(zhì)均是沿加工方向延伸，如有氣孔延伸與分層，那是極其危險(xiǎn)的。 受拉桿對接焊應(yīng)慎重對待，如擔(dān)心焊接質(zhì)量，可采用三條加強(qiáng)板均布焊于鋼管外側(cè)；但必須避免十字交叉焊縫形成復(fù)雜應(yīng)力?！　τ诘戎睆降煌穸鹊匿摴軐雍福仨氃诤缚p邊上做成1：，也可以做成臺階型襯管保證質(zhì)量?！　τ诘戎睆讲煌竦氖軌簵U對焊接質(zhì)量，擔(dān)心的也可采用連接墊板方式?！　τ诓煌睆降匿摴苁軌簵U件，也可以采用加連接墊板，但墊板厚度d要根據(jù)不同直徑差a所產(chǎn)生彎距及剪力驗(yàn)算?！　τ诓煌睆降氖芾摴芾硐氲霓k法是加錐形管。國外用得多，并有錐形管計(jì)算方法，市場有標(biāo)準(zhǔn)錐形管。國內(nèi)由于錐形管要專用模子中工，造價(jià)高，基本未用?！　∧壳安煌睆降氖芾摴鼙M可能通過焊接球過渡。如超過球承載力，則可以與球的肋焊接加強(qiáng)?！　∪绮煌睆降氖芾摴苁芰艽?，通過球有困難時(shí)，建議在球外小管處拼接，鋼管加節(jié)點(diǎn)板傳力，由于節(jié)點(diǎn)板造成鋼和斷面削弱與應(yīng)力集中，根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)承載力將削弱15％，大鋼管如有15％富余(因在小管處拼接內(nèi)力已減少)，則不需加強(qiáng)。而小鋼管則在節(jié)點(diǎn)板與鋼管相交處用加強(qiáng)板加強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)板面積應(yīng)大于小鋼管面積20％。 二、超大直徑焊接球　　由于焊接空心球適應(yīng)國情，在大跨度受力大的結(jié)構(gòu)中比高強(qiáng)螺栓板節(jié)點(diǎn)、相貫節(jié)點(diǎn)等都優(yōu)越。尤其可以與螺栓球節(jié)點(diǎn)混合使用取長補(bǔ)短，更為有利。因此對擴(kuò)大空心球承載力要求很迫切，而規(guī)范中焊接空心球僅限于≤Φ500?！　∧壳皩Τ笾睆娇招那蜻M(jìn)行了很多試驗(yàn)研究原規(guī)程焊接球公式，拉壓是不同的，解釋是受壓失穩(wěn)破壞與鋼材強(qiáng)度無關(guān)，拉為剪切破壞?，F(xiàn)有的公式拉壓統(tǒng)一，解釋是拉壓均為復(fù)雜應(yīng)力破壞?；貧w后正好可統(tǒng)一公式。最后應(yīng)以網(wǎng)殼規(guī)程公式為準(zhǔn)。但我們根據(jù)Φ800x 32，球、鋼管Φ219x16及Φ650x25，球、鋼管由219x16等試驗(yàn)結(jié)果對比各種計(jì)算公式，分析結(jié)果用網(wǎng)架規(guī)程中公式延伸還是安全可靠的?！　〕笾睆娇招那蛞M(jìn)一步擴(kuò)大承載力，我們曾采取以下措施：　　貫通球：同一直徑的鋼管可以貫通空心球，二個桿內(nèi)力差NlN2由球承擔(dān)，但要注意球與鋼管焊接是橫切整個斷面，不宜滿焊，以防過燒。焊接厚h足夠承擔(dān)NlN2即可，h＜1／2為宜?！　《嘀颍何覀冊囼?yàn)Φ890x32雙助球承載力達(dá)1000t，如k＝3，也可承擔(dān)設(shè)計(jì)承載力1000／3x1．25＝410t，大大擴(kuò)大了空心球承載力，網(wǎng)架經(jīng)常雙向受力，我們在另一方面也加二個肋，由于操作原因二個方向肋無法互焊，另一方向力無法直接通過肋相傳，但可控球得到加強(qiáng)。因此可以按無肋球驗(yàn)算，即能滿足要求，因?yàn)榫W(wǎng)架受力二個方向總是一大一小。　　板與空心球結(jié)臺節(jié)點(diǎn)：根據(jù)國外資料鋼管與板結(jié)合節(jié)點(diǎn)用得很多，但由于鋼管與板連接斷面的削弱及應(yīng)力集中，鋼管承載力將降低15％。我們曾將鋼管通過鋼板節(jié)點(diǎn)及球共同工作，這樣一部分力將通過球傳遞，應(yīng)力集中中也將減少，但我們僅將此作保險(xiǎn)作用，仍立足于節(jié)點(diǎn)板傳力。鋼管在節(jié)點(diǎn)板連接處該加強(qiáng)的用加強(qiáng)板，這樣焊接空心球節(jié)點(diǎn)承載力可以滿足可預(yù)見的大跨度結(jié)構(gòu)的要求。 三、網(wǎng)(殼)架的焊接質(zhì)量保證　　(一) 空心球加不加襯管是有爭議的。不加襯管將迫使施工安裝尺寸準(zhǔn)確，否則焊不了。加了襯管就可能放松安裝尺寸的要求。我們認(rèn)為網(wǎng)(殼)架的安裝尺寸需要保證，但其危害程度相對小(除單層網(wǎng)殼外)，網(wǎng)(殼)架的尺寸誤差對受力影響小，而不加襯非常容易焊不透，未焊透1530%，焊縫強(qiáng)度將降低5070%，比氣孔夾渣不利得多。我們建議應(yīng)加襯管保證焊接質(zhì)量?！　?二) 規(guī)程要求a20，這樣就使球直徑加大，a20主要擔(dān)心焊縫不好，我們已在工程中經(jīng)常將二個鋼管相貫使小直徑的鋼管騎在大直徑鋼管上，使球直徑大為減少。從相貫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)可知支管相貫反而對主管受力有利，支管已互相傳遞了力，同樣道理相貫對球也有利?！　?三) 目前網(wǎng)(殼)架桿件焊透和等級要求規(guī)程中不明確，完全由設(shè)計(jì)定，有的不論工程大小，拉桿、壓桿一律要求I級焊接，工地壓力太大。我們一般掌握區(qū)別對待。重要工程的拉桿對接焊一定要I級，壓桿就可考慮II級，鋼管與空心球焊接都II級，這種焊縫一般為對焊加角焊，能保證等強(qiáng)。有些構(gòu)造焊縫可降到III級。檢查焊縫I級要求10％用X線探傷，考慮現(xiàn)超聲波技術(shù)的可靠性日增，而x線價(jià)太貴，所以我們工程均用超聲波。當(dāng)然超超聲波技術(shù)無把握的不在此列?！　?四)螺栓球網(wǎng)架經(jīng)常遇到45鋼與Q235焊接問題。有時(shí)螺栓擰不進(jìn)就將鉆頭與螺帽、球焊在一起，以代替螺栓受拉是非常不可取的做法。45鋼與Q235含碳量差別較大，可焊性不好，必須嚴(yán)格按預(yù)熱保溫等特殊工藝措施。從焊接角度講不能講45鋼與Q235不能焊接，但從結(jié)構(gòu)角度在現(xiàn)場高空確保焊接質(zhì)量有難度，也有風(fēng)險(xiǎn)。象受拉桿件主要受力部位應(yīng)力求避免45鋼與Q235焊，只能用于次要構(gòu)造部位。 四、焊接空心球厚薄不勻　　焊接空心球可用冷壓、熱壓制作。因?yàn)槔鋲阂蟛馁|(zhì)好、模具磨損大，需要壓力也大。而熱壓所需壓力較小，所以一般均用熱壓?！　褐浦心＞叩撞壳蝮w材料主要受壓，而模具周邊的球體鋼材并不受多少力，僅是200400的曲成球體鋼材受模具向下帶有力而使球體鋼材拉薄，拉薄的程度一般也在壁厚的偏差左右。但目前由于鋼廠生產(chǎn)即有意識按負(fù)差，實(shí)際出廠鋼板厚度已全部是負(fù)差，因此壁厚20mm的球用20mm厚的鋼板熱壓，一般0400處出現(xiàn)超過允許偏差達(dá)10％壁厚。如果要保證球壁存在允許公差內(nèi)就需要用比球壁厚的鋼板熱壓，造成了浪費(fèi)?！　∥覀冊诠こ讨星蚝癖〔痪幚淼霓k法就是把薄的部位放在無腹桿部位。對于弦桿是拉桿，這樣處理沒有疑問。因?yàn)槭芾臈U件與球連接是沖切破壞；僅與連接部位球體厚度有關(guān)。對于弦桿受壓時(shí)判斷影響也不大，但球局部減薄對受壓球承載力影響尚無試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)球承載力對壓桿力有5％富余，則可按上述處理。如果球承載力已用足，建議在壓桿處加肋加強(qiáng)。如果以后確認(rèn)壓桿作用于球也是屬于強(qiáng)度破環(huán)沒有穩(wěn)定問題的話，上述加強(qiáng)即可取消。