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    3. 鋼結構網架設計—焊接空心球節點的構造及計算

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      來源:鋼結構技術資訊 如有侵權請聯系刪除 空心球節點用于網架結構,單雙層網殼結構和大跨度空間桁架結構。 1、焊接空心球的形式和構造要求 空心球節點具有對中方便、傳力明確、制造簡單等優點,是國內應用最廣的形式之一。但這種節點的焊接工作量多,要求焊等級高,對結構會產生焊應力和變形。焊接空心球節點形式有不加助和加兩種。(圖1) 焊接空心球的構造要求:

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      空心球節點用于網架結構,單雙層網殼結構和大跨度空間桁架結構


      1、焊接空心球的形式和構造要求

      空心球節點具有對中方便、傳力明確、制造簡單等優點,是國內應用最廣的形式之一。但這種節點的焊接工作量多,要求焊等級高,對結構會產生焊應力和變形。焊接空心球節點形式有不加助和加兩種。(圖1)

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      焊接空心球的構造要求:

      1) 空心球外徑D

      空心球直徑D應使球面上相鄰鋼管桿件間的凈距不小于10mm(圖2),為了保證凈距,空心球的小直徑可按下式計算:


      221.png

      2) 空心球壁厚δ

      空心球壁厚應根據桿件內力由計算確定。空心球外徑(D)與其壁厚的比值一般為:


      222.png

      空心球壁厚與鋼管最大壁厚之比,一般為1.5—2.0。空心球壁厚不宜小于4mm。


      3)兩桿件相貫連接

      對于雙層網架(殼)節點匯交存件較多時,容許部分分桿件相員連接,但在相貫連接的兩桿中,截面積大的主打必須全截面焊在球(當兩桿截面相等時取拉桿為主桿件)另一桿件則坡口焊在主桿上。但必須保證有3/4截面焊在球面上,也可在相貫桿件處設加勁肋。


      2、焊接空心球節點承載力計算

      空心球是個閉合的球殼結構,由于匯交桿件的多向性,因而球體要承受和傳遞多個環向荷載,受力比較復雜。以受壓為主的空心球,其破壞機理屬于殼體穩定問題,可采用非線性有限元法進行分析,求其極限承載力。而以受拉為主的空心球,其破壞機理屬于強度破壞。殼體穩定問題通過構造要求來避免發生。將其轉張為主要是強度問題。空心球的強度破壞具有沖剪破壞的特征,因此球體的受拉、受壓承載力主要與鋼材的抗剪強度與空心球相連的桿件外徑、空心球壁厚有關。

      據以往大量試驗結果和有限元分析結果。通過歸分析得到了軸心受力空心球承載力設計值為:


      56.png


      3、焊接空心球節點連接焊縫計算

      鋼管桿件與空心球連接采用焊接,根據構造不同可采用對接焊縫和角焊縫

      1) 對接焊縫的計算和構造


      342.png

      桿件與空元球連接采用加套管時,應滿足(圖3)的構造要求,此時可按接焊縫計算。

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