大跨度空间结构复杂节点技术

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1、第七厢全国现代结构工程学术研讨会大跨度空间结构复杂节点技术吴春林刘永建史新格王荣芝(河北建i殳集团有限公司．河北保定071070)(¨J家fF市建筑市场管理中心，石家庄050000)摘要：介绍r白塔机场新建航站楼工程中对与复杂节点技术的研究和施工技术实践，井对其中的关键技术点进行了分析其中包括相贯节点、外接加劫板节点等多种节点形式的比较应用，节点焊接施工技术等。关键词：空间结构．钢管节点，相贯节点，主次粱节点一、引言呼和浩特白塔机场钢拱支承结构中主钢拱结构与屋面钢结构之间的节点，众多杆件交汇相贯t受力很复杂，给节点设计和施工带来难度，而节点设计的好坏直接影响到结构传力的可靠性，还可能会

2、影响到结构的整体安全。所以对于这些复杂节点的处理是至关重要的。该1程中，主钢拱与屋面钢构连接、主次梁的连接等形式多样，我们对于空间结构中的空心钢管连接节点以及主次钢粱连接节点等节点技术进行了研究。二、空间结构空心钢管节点技术钢管通过节点的形式将各杆件组成结构。目前工程中使用的钢管结构节点多种多样，其主要节点形式有：空心球焊接节点、螺栓球节点、铸钢节点、外加劲板连接节点、内加劲板连接节点、钢管棚贯节点、半球节点、扁球型节点、钢扳节点、再分杆的节点、法兰节点、钢管鼓节点、套管节点等。其中，螺栓球、焊接球节点主要用于圆钢管之间的连接，其余节点则可以用于圆管与圆管、方管与方管、圆管与方管之间的

3、连接。另外，加劫板式节点还可用于钢管和其它截面形式的杆件的连接。钢管相贯节点又被称为简单节点、无加劲节点或直接焊接节点。这种节点不同于焊接球节点、螺栓球节点等节点形式。它的较粗的杆件即主管在杆件相交处是连续贯通的，其余杆件即支管通过端部相员线直接焊接在贯通的主管上。相贯节点按照支管端部在节点部位的连接情况可将节点分为间隙节点和搭接节点两类。所谓间隙节点是指支管连接主管的端部在节点部位相互分离的节点．而搭接节点是指支管连接主管的端部在节点部位有部分重叠的节点。若按照几何形式，相贯节点又可以分为平面节点和空问节点两种形式。平面节点是指节点的所有杆件的轴线都处于同一平面或几乎处于同一平面的节

4、点。而节点的所有杆件轴线不同处于一个平面的节点为空问节点。平面节点主要包括：T型、Y型、x型、K型、YK型DK型等节点形式。而空间节点主要包括：TT型、xx型、KK型、KT型、Kx型、K．KT型等节点形式。外接加劲板节点常用的方法是在弦杆上焊接加强板，这种方法特别适用于钢管与其他截面形式杆件的K型间歇连接。但是从经济和抗疲劳的角度上讲，相贯节点的搭接接头更好。不过带加强板的间隙接头不需要对腹杆端部进行两次切割，制作方便也可采用。(一)相贯节点技术在白塔机场新建航站楼工程中的应用l节点形式的确定相贯节点的主要特征就是不设加劲板，这将对结构制作带来极大的便利。国内某大型体育馆工程的钢桁架原

5、设计曾考虑钢管内设加劲板，经适当凋整杆件壁厚后，保证了节点在非加劲情况下的承载工业建筑2007增刊———————————————j塑型墅望i!坠!堕塑三垦堂查堑望叁强度，大大降低了制作难度。．。。。竺曼：雪菱·．皇芝璺磐鬯冀点设计中，应用了大量的相贯蕾点来实现主箱形拱和空心钢管的连接。篓盂篓竺查皇警翌篓要苎：!点形式上我们选用了用f(f(型幅妾节点及KKT型相贯节i蕃j茗希籀孬的将钢拱和空一0钢管连接起来。⋯⋯⋯。．臣《。，珍≥[上Ij～￡磐耋誊：。!要攀型应根据对钢管节点的正确评估进行确定。由于该工程中大多数肼型节点中，篓耋堂各!竺苎型璧銮三一点(如图7—3所示)，且外荷载主要是节点

6、集中荷蠢，‘哥石定荐蕃芝高篇三鍪孽二皇三苎竺望孽篓面尺寸太于与之相连的腹杆，壁厚相对较大，这样选蕃将妄并蓓茹篷委并并而腹杆两端铰接于弦杆的计算模型比较台理。⋯⋯⋯～一⋯。．⋯在竺j警!粤胄，若按腹杆直接焊接于弦杆表面，轴线交于一点布置，就会出现腹杆相互叠合的篓銎’套尊竺犁竺璺，腹杆焊接虚预先定位于弦杆，一般采用点焊方式，这样叠合区磊盖差；；晶运2宴__詈坌警篓翌不能焊接。这样我们需要适当的拉开腹杆的间距，从而轴线的交点藉磊蔷瑟荐籀荔只要这个偏心距在一o．55一o．25倍截面高度之间，仍可将其看作铰接杆件体系进；；弃釜；荔并。⋯”4’⋯芝堑望妻管璺矩形管时，与腹杆连接的弦杆翼缘板受到腹杆

7、轴力的直接作用，造成板件局部弯曲。(2)弦杆剪切破坏两堂基本形态是：相邻腹杆间隙内的弦杆剪切塑性变形；弦杆管壁被冲剪切断。(3)弦杆局部失稳’。。，妻白掌毋场新建航站楼工程的实际情况，焊缝破坏是相贯节点屠易发生的破坏形式。这样也就对焊接施工技术提出了很高的要求。。．．!皇刚度包括轴向刚度和弯曲刚度两个概念，考虑稳定和振动等因素时，不可忽襁对节点剐度的恰当判断。一—般情况下，相贯节点本身作为半刚度节点更符合其实际力学性能。工业建筑2007增刊第七