网架结构杆件和节点的设计与构造.ppt

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1、网架结构杆件和节点的设计与构造一、杆件材料及截面型式网架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345钢钢杆件截面型式分为圆钢管、角钢、薄壁型钢三种。杆件截面型式的选择与网架的节点形式有关。网架杆件的截面应根据承载力和稳定性的计算确定。二、网架杆件的计算长度杆件的计算长度与汇集于节点的杆件受力状况及节点构造有关。网架杆件计算长度l0三、网架杆件的容许长细比1）受压杆件：[λ]=1802）受拉杆件：一般杆件[λ]=400，支座附近处杆件[λ]=300，直接承受动力荷载杆件[λ]=250。四、网架杆件的截面选择与最小截面尺寸网架杆件的最小截面尺寸应根据网架跨度及网

2、格大小确定，角钢不宜小于∟50×3，圆钢管不宜小于Φ48×2。薄壁型钢的壁厚不应小于2mm。五、网架结构的节点设计与构造1.网架结构的节点型式及选择1）按节点在网架中的位置可分为：中间节点（网架杆件交汇的一般节点）、再分杆节点、屋脊节点和支座节点。2）按节点连接方式可以分为焊接连接节点、高强度连接节点、焊接和高强度螺栓混合连接节点。3）按节点的构造型式可分为板节点、半球节点、球节点、钢管圆筒节点、钢管鼓节点等。网架节点设计的要求是：受力合理，传力明确，便于制造、安装，节省钢材。2.螺栓球节点1）螺栓球节点的组成、材料、特点螺栓球一般由钢球、高强度螺栓、

3、紧固螺钉（或销子）、套筒和锥头或封板等零件组成，适合与连接圆钢管杆件。螺栓球节点的套筒、锥头和封板采用Q235系列、Q345系列钢材；钢球采用45号钢；螺栓、销子或紧固螺钉采用高强度钢材如45号钢、40B钢、40Cr钢、20MnTiB钢等。2）螺栓球节点的构造原理及受力特点（1）构造原理（2）受力特点拧紧螺栓的过程，相当于对节点施加预应力的过程。预应力的大小与拧紧程度成正比。此时螺栓受预拉力，套筒受预压力；在节点上形成自相平衡的内力，而杆件不受力。当网架承受荷载后，拉杆内力通过螺栓受拉传递，随着荷载的增加，套筒预压力逐渐减小；到破坏时，杆件压力全由套筒

4、承受。3）螺栓球节点的设计（1）螺栓钢球体的设计螺栓钢球体直径的大小主要取决于高强度螺栓的直径，高强度螺栓拧入球体的长度及相邻两杆件轴线之间的夹角。当网架中各杆件所需高强度螺栓直径确定以后，螺栓钢球直径的大小应同时满足两个条件：①保证相邻两螺栓在球体内不相碰；②保证套筒与钢球之间有足够的接触面。确定钢球直径D式中，D——钢球直径，mm（应取两式算得结果中的较大值）；d1，d2——高强度螺栓直径，mm，d1≥d2；θ——两高强度螺栓轴线之间的最小夹角，rad；ξ——高强度螺栓伸进钢球长度与高强度螺栓直径的比值，一般取ξ=1.1；η——套筒外接圆直径与高强

5、度螺栓直径的比值，一般取η=1.8。（2）高强度螺栓的设计一般情况下，根据网架中最大受拉弦杆内力和最大受拉腹杆内力各选定一个螺栓直径，若这两个螺栓直径相差太大，可以在这两者之间再选一种螺栓直径；即使网架跨度、荷载较大时，选用高强度螺栓直径不宜过多，以免造成设计、制造、安装过于麻烦。每个高强度螺栓的受拉承载力设计值按下式计算：式中，Nmax——网架杆件（弦杆或腹杆）中的最大拉力设计值，N；Nbt——高强度螺栓的抗拉承载力设计值，N；ψ——螺栓直径对承载力影响系数，当螺栓直径<30mm时，ψ=1.0；当螺栓直径>30mm时，ψ=0.93。fbt——高强度螺

6、栓经热处理后的抗拉强度设计值：对40Cr钢、40B钢、20MnTiB钢为430N/mm2；对45号钢为365N/mm2；Aeff——高强度螺栓的有效截面积，mm；可按表4－9选取；当螺栓上开有滑槽时，Aeff应取螺纹处和滑槽处的有效截面面积的较小值。未拧紧的状态拧紧后的状态滑槽长度可按下式计算：式中，a——滑槽深度，mm；dξ——高强度螺栓伸入钢球的长度，mm；c——高强度螺栓露出的套筒外的长度，一般=4～6mm，且不应少于两个螺距；csd——紧固螺钉的直径，一般为M4、M5、M6、M8、M10。（3）套筒（无纹螺母）的设计套筒的作用是拧紧高强度螺栓，

7、承受圆钢管杆件传来的压力。套筒的外形尺寸应符合扳手开口尺寸系列，端部保持平整，内孔径可比高强度螺栓直径大1mm。套筒的长度按下式计算：Ln=a+b1+b2式中，Ln——套筒长度，mm；a——高强度螺栓杆上的滑槽长度，由上式确定；b1——套筒左端部至高强度螺栓杆的滑槽左边缘的距离，通常取b1=4mm；b2——套筒右端部至高强度螺栓杆的滑槽右边缘的距离，通常取b2=6mm。（4）紧固螺钉的设计紧固螺钉的作用是扳手拧转套度螺栓时，紧固螺钉承受剪力。当高强度螺栓拧至设计所要求深度时，紧固螺钉到达螺栓的滑槽端部的深槽，将紧固螺钉旋入深槽，加以固定，防止套筒松动。

8、（5）锥头和封板的设计当圆钢管杆件直径≥76mm时，宜采用锥头。锥头的任何截面均应与杆件截面等