螺栓球節(jié)點焊接球節(jié)點

關于螺栓球節(jié)點焊接球節(jié)點第1頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三圖3.28焊接鋼管節(jié)點圖3.29管件直接匯交節(jié)點第2頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三網(wǎng)架的節(jié)點構造應滿足下列要求(1)受力合理，傳力明確；(2)保證桿件匯交于一點，不產生附加彎矩；(3)構造簡單，制作安裝方便，耗鋼量?。?4)避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角或凹槽，管形截面應在兩端封閉。第3頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三3.6.1焊接空心球節(jié)點

焊接空心球節(jié)點構造簡單，適用于連接鋼管桿件（圖3.30）球面與管件接時，只需將鋼管沿正截切斷，施工方便。圖3.30焊接空心球節(jié)點第4頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三焊接空心球是由兩塊鋼板經(jīng)加熱壓成兩個半球，然后相焊而成。分加肋、不加肋（圖3.31）。圖3.31焊接空心球節(jié)點a無肋b有肋第5頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

空心球外徑D

a——球面上連接桿件之間的縫隙不宜小于10㎜（圖3.32）θ——匯交于球節(jié)點任意兩鋼管桿件間的夾d1，d2

——組成θ角的鋼管外徑圖3.32空心球節(jié)點空隙第6頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三空心球徑等于或大于300㎜，且桿件內力較大，需要提高承載力時，球內可加環(huán)肋當空心球直徑為120~500㎜時，其受壓、受拉承載力設計值可分別按下列公式計算

（a）受壓空心球（b）受拉空心球

第7頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三空心球的壁厚應根據(jù)桿件內力由公式計算確定?？招那蛲鈴脚c壁厚的比值可在

D／t=24~25范圍內選用空心球壁厚與鋼管最大壁厚的比值宜在1.2~2.0之間。鋼管桿件與空心球連接處，管端應開坡口，并在鋼管內加襯管（圖3.33），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3.33加襯管連接第8頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

3.6.2螺栓球結點

螺栓球結點的構造螺栓球結點由鋼球、螺栓、套筒、銷釘（或螺釘）和錐頭（或封板）等零件組成（圖3.34），適用于連接鋼管桿件。圖3.34螺栓球連接節(jié)點示意圖第9頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三螺栓球節(jié)點及馬道焊接球節(jié)點第10頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

鋼球尺寸鋼球大小取決于相鄰桿件的夾角、螺栓的直徑和螺栓伸入球體的長度等因素。由圖35，導出球體內螺栓不相碰的最小鋼球直徑D為

由圖36，導出滿足套筒接觸面要求的鋼球直徑D為第11頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

D-----鋼球直徑（㎜）θ-----兩個螺栓之間的最小夾角（㎜）d1，d

2-----螺栓直徑（㎜），d1＞d2ε-----螺栓伸入鋼球長度與螺栓直徑的比例η-----套筒外接圓直徑與螺栓直徑的比例第12頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三當相鄰兩桿夾角θ＞30o，還要保證相鄰兩根桿件（管端為封板）不相碰，由圖3.37，導出鋼球直徑D還須滿足下式要求D1，D2--相鄰兩根桿件的外徑θ--相鄰兩根桿件的夾角d1--相應于D1桿件所配螺栓直徑η--套筒外接圓直徑與螺栓直徑之比

S--套筒長度圖3.37帶封板管件的幾何關系第13頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三螺栓，套筒

高強度螺栓應符合8.8或10.9級的要求，每個高強度螺栓受拉承載力設計值按下式計算：螺栓桿長度Lb由構造確定(圖3.38)，其值為：

圖3.38高強螺栓幾何尺寸第14頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三套筒通常開有縱向滑槽(圖3.39a)，滑槽寬度一般比銷釘直徑大1.5-2mm。套筒端部到開槽端部(或釘孔端)距離應使該處有效截面抗剪力不低于銷釘(或螺釘)抗剪力，且不小于1.5倍開槽的寬度或6mm。套筒端部要保持平整，內孔L徑可比螺栓直徑大1mm。

圖3.39套筒幾何尺寸第15頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三套筒長度可按下式計算采用滑槽時采用螺釘時套筒應進行承壓驗算，公式為第16頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三當桿件管徑較大時采用錐頭連接。管徑較小時采用封板連接。連接焊縫以及錐頭的任何截面應與連接鋼管等強。圖3.40桿件端部連接焊縫錐頭和封板第17頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三封板厚度應按實際受力大小計算封板厚度可按近似方法計算，如圖3.41

沿環(huán)向單位寬度上板承受的力為

圖3.41封板第18頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三封板周邊單位寬度徑向彎距近似為

當達到塑性鉸彎距，封板達到極限承載力，由可導出

N-----鋼管桿件設計拉力

R-----鋼管的內半徑

S-----螺帽和封板接觸的圓環(huán)面的平均半徑

f-----鋼材強度設計值

-----封板厚度第19頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三錐頭是一個軸對稱旋轉厚殼體（圖3.42）錐頭承載力主要與錐頂板厚度、錐頭斜率、連接管桿直徑、錐頭構造的應力集中等因素有關圖3.42錐頭構造第20頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

3.6.3焊接鋼板節(jié)點焊接鋼板節(jié)點可由十字節(jié)點板盒蓋板組成十字節(jié)點板宜由兩塊帶企口的鋼板對插而成（圖3.43a）,也可由三塊板正交焊成（圖3.43b）圖3.43焊接鋼板節(jié)點第21頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三焊接鋼板節(jié)點可用于兩向網(wǎng)架和由四角錐體組成的網(wǎng)架。常用焊接形式如圖3.44、圖3.45所示。網(wǎng)架弦桿應同時與蓋板和十字節(jié)點板連接，使角鋼兩肢都能直接傳力。圖3.44兩向網(wǎng)架節(jié)點構造第22頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三圖3.45四角錐體組成的網(wǎng)架節(jié)點構造第23頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三焊接鋼板節(jié)點各桿件形心線在節(jié)點板處宜交于一點，桿件與節(jié)點連接焊縫的分布應使焊縫截面的形心與桿件形心相重合。節(jié)點板厚度可根據(jù)網(wǎng)架最大桿件內力由表3-5確定節(jié)點板厚度選用表表3-5桿件內力（kN）

≤150160~250260~390400~590600~880890~1275節(jié)點板厚度（㎜）88~1010~1212~1414~1616~18第24頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三3.6.4支座節(jié)點支座節(jié)點的構造形式應受力明確、傳力簡捷、安全可靠，并應符合計算假定。

常用支座節(jié)點有以下幾種構造形式：

平板壓力或拉力支座，只適用于較小跨度網(wǎng)架,如圖3.46。圖3.46平板壓力或拉力支座a角鋼桿件b鋼管桿件第25頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三單面弧形壓力支座，適用于中小跨度網(wǎng)架如圖3.47圖3.47單面弧形壓力支座a兩個螺栓連接b四個螺栓連接第26頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三單面弧形拉力支座(圖3.48)適用于較大跨度網(wǎng)架。為更好地將拉力傳遞到支座上，在承受拉力的錨栓附近應設加勁肋以增強節(jié)點剛度。圖3.48單面弧形拉力支座第27頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三雙面弧形壓力支座(圖3.49)，在支座和底板間設有弧形塊，上下面都有是柱面，支座既可轉動又可平移。

圖3.49雙面弧形壓力支座第28頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三球鉸壓力支座(圖3.50)只能轉動而不能平移，適用于多支點支承的大跨度網(wǎng)架。

圖3.50球鉸壓力支座第29頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三板式橡膠支座(圖3.51)適用于大中跨度網(wǎng)架。通過橡膠墊的壓縮和剪切變形，支座既可轉動又可平移。如果在一個方向加限制，支座為單向可側移式，否則為兩向可側移式。圖3.51板式橡膠支座第30頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三平板支座節(jié)點設計平板支座的構造和平面桁架的支座沒有多少差別，支座板的平面尺寸、厚度，肋板的尺寸和焊縫都可參照桁架支座節(jié)點和柱腳的計算方法確定。網(wǎng)架平板支座不同于簡支平面桁架支座的惟一特點是有可能受拉，拉力支座的錨栓直徑需要通過計算確定，一個拉力螺栓的有效截面面積應按下式計算。

第31頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三單面弧形制作設計（圖3.52）

弧形支座置于底板之上其平面尺寸為

a1·b1≥R/f

R--支座反力

f---鋼材（或鑄鋼）抗壓強度設計值a1，b1---弧形支座寬度、長度圖3.52弧形支座尺寸第32頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三弧形支座板厚度（圖3.52）弧形板受力類似一倒置的雙懸的挑板，上部支座在弧面頂點提供支承，荷載為底部支座反力R／(a1.b1)

弧形板中央截面最大彎距為

由強度條件得出

f-----鋼材（或鑄鋼）抗彎強度設計值

第33頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三弧形板的半徑由下式確定

r-----弧面半徑

f-----鋼材（或鑄鋼）抗壓設計強度

E-----鋼材的彈性模量第34頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三橡膠制作設計橡膠制作設計橡膠墊板由氯丁橡膠或天然橡膠制成，膠料和制成板的性能應符合表3-6~表3-8的要求

膠料類型硬度（邵氏）拉斷應力（Mpa）伸長率（％）300％定伸長度（Mpa）拉斷永久變形適用溫度不低于氯丁橡膠60±5≥8.631≥450≥7.84≤25-25℃天然橡膠60±5≥18.63≥500≥8.82≤20-40℃膠料的物理機械性能表3-6第35頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三

橡膠墊板的力學性能

表3-7

E-β關系

表3-8

允許抗壓強度[б](Mpa)極限破壞強度（Mpa）抗壓彈性模量E（Mpa）抗剪彈性模量G（Mpa）摩擦系數(shù)

μ7.84~9.80＞58.82由形狀系數(shù)β按表3-8查得0.98~1.47與（鋼）0.2（與混凝土）0.3β456789101112E（Mpa）196265333412490579657745843β1314151617181920E（Mpa）9321040115712851422155917061863第36頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三橡膠墊板的計算橡膠墊板的底面積A可根據(jù)承壓條件按下式計算

A≥Rmax/[σ]

A-----墊板承壓面積

a,b---分別為橡膠墊板短邊與長邊

Rmax----荷載標準值在支座引起的反力

[б]---橡膠墊板的允許抗壓強度

第37頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三橡膠墊板厚度應根據(jù)橡膠厚度與中間各層鋼板厚度確定（圖3.53）。橡膠層厚度可由上下表層及各鋼板間的橡膠片厚度之和確定。

d0=2dt+ndid0-----橡膠層厚度dt，di-----分別為上下表層及中間各層橡膠片厚度

n-----中間橡膠片的層數(shù)圖3.53橡膠墊板構造第38頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三根據(jù)橡膠剪切變形條件中d0tana≥u及構造要求，并取tana=0.7，橡膠層厚度應滿足下式要求：

0.2a≥d0≥1.43μ

μ-----由于溫度變化等原因在網(wǎng)架支座處引起的水平位移

1.43-----為tana的倒數(shù)，tana為橡膠層最大容許剪切角的正切第39頁，講稿共43頁，2023年5月2日，星期三橡膠墊板的壓縮變形不能過大，為防止支座轉動引起橡膠墊板與支座底板部分脫開而形成