空间网架结构节点杆件设计
2.4 2.4 网架结构的设计与构造网架结构的设计与构造2.4.1 2.4.1 网架结构的杆件设计网架结构的杆件设计杆件的容许最小截面尺寸杆件的容许最小截面尺寸 1）普通角钢不宜小于L503 2）钢管不宜小于482 3）跨度较大的网架，不宜小于6033.容许长细比（1）受压杆件：=180（2）受拉杆件：一般杆件=400，支座附近处杆件=300，直接承受动力荷载杆件=250。 注： -为杆件几何长度（节点中心距离）杆件的容许最小截面尺寸杆件的容许最小截面尺寸 1）普通角钢不宜小于L503 2）钢管不宜小于482 3）跨度较大的网架，不宜小于603杆件的截面选择原则杆件的截面选择原则 1）每个网架所选截面规格不宜太多，一般较小跨度网架以2-3种规格为宜，较大跨度网架也不宜超过6-7种，一般不超过8种。 2）宜选用厚度较薄截面，使杆件在同样截面条件下，可获得较大回转半径，对杆件受压有利 3）选用市场能供应的规格 4）钢管出厂一般均有负公差，故选择截面时应适当富余量一、网架杆件加工制作工艺（一）、网架杆件的构造说明二、网架杆件制作工艺流程三、杆件制作工艺细则网架节点型式主要有：（1）按节点在网架中的位置可分为：中间节点和支座节点。（2）按节点的连接方式可分为：焊接连接节点、高强螺栓连接节点、焊接和高强螺栓混合连接节点。（3）按节点的构造形式可分为：焊接空心球节点；螺栓球节点；焊接钢板节点；焊接钢管节点；杆件直接汇交节点。我国常用的是钢板节点、焊接空心球节点、螺栓球节点。2.6 2.6 节点设计节点设计 焊接空心球节点 螺栓球节点 焊接钢板节点 焊接钢管节点 杆件直接汇交节点 节点的作用一是连接汇交杆件，可靠传递杆件内力二是承受荷载和传递荷载 保证节点构造与所采用的计算假定相符； 节点构造简单，受力合理，传力明确； 制作安装方便，耗钢量小； 保证节点的构造和连接具有足够的刚度和强度 避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留湿气或灰尘的死角或凹槽，管形截面应在两端封闭。网架的节点构造应满足下列要求 焊接空心球节点是用两块圆钢板（钢号Q235钢或Q345钢）经热压或冷压成两个半球后对焊而成的。钢球外径一般为160500。分加肋与不加肋两种（图），当焊接空心球的直径大于300，且杆件内力较大时，采用加肋球。肋板厚度不应小于球壁等厚。 焊接空心球的优点是传力明确，构造简单，造型美观，连接方便，适应性强。1. 1. 焊接空心球节点焊接空心球节点钢板下料工业炉加工液压机压制车坡口组对半球焊接探伤焊缝打磨打磨成品成品焊接空心球直径：焊接空心球直径：D（d12ad2）/空心球直径估算焊接空心球节点构造 不加肋加肋受压空心球承载力设计值： 受拉空心球承载力设计值： 焊缝可按对接焊缝计算，质量应达到级要求：否则只能作为斜角角焊缝按下式计算： 提高焊接空心球承载力的其他技术措施1、球体内灌注混凝土2、钢管穿通3、加平行双肋或十字肋等螺栓球节点由钢球、高强螺栓、紧固螺栓、套筒、锥头或封板等零件组成，适合于连接圆钢管杆件。螺栓球节点的优点是节点小，重量轻，节点用钢量约占网架用钢量的10。可用于任何形式的网架，特别适合于四角锥、三角锥体系的网架。这种节点安装极为方便，可拆卸，安装质量宜达到保证。可以根据具体情况采用散装、分条拼装和整体拼装等安装方法。螺栓球节点的缺点是，球体加工复杂，零部件多，加工精度高；价格贵；所需钢号不一，工序复杂。2. 螺栓球节点螺栓球连接节点图示 一、网架螺栓球节点制作工艺流程二、螺栓球节点制作工艺方法钢球尺寸 螺栓不碰要求：套筒接触面要求：钢球直径以上两式的较大值。当相邻两杆夹角30时，还要保证相邻两根杆件（管端为封板）不相碰要求：螺栓尺寸 当杆件管径较大时采用锥头连接。管径较小时采用封板连接。连接焊缝以及锥头的任何截面应与连接钢管等强。 杆件端部连接焊缝锥头和封板 套筒通常开有纵向滑槽(图)，滑槽宽度一般比销钉直径大1.5-2mm。套筒应进行承压验算： 套筒端部到开槽端部(或钉孔端)距离应使该处有效截面抗剪力不低于销钉(或螺钉)抗剪力，且不小于1.5倍开槽的宽度或6mm。套筒端部要保持平整，内孔L径可比螺栓直径大1mm。 套筒几何尺寸3. 焊接钢板节点 钢板节点的构造及设计钢板节点的节点板及盖板所采用的钢材应与网架杆件一致。钢板节点的构造及设计要点如下：（1）杆件重心线在节点处宜交与一点，否则应考虑其偏心影响（2）杆件与节点连接焊缝的分布，应使焊缝截面的重心与杆件重心重合，否则应考虑其偏心影响；（3）便于制作和拼装。网架弦杆应与盖板和节点板共同连接，当网架跨度较小时，弦杆也可只与节点板连接；（4）节点板厚度的选择与平面桁架的方法相同，应根据网架最大杆件内力确定。节点板厚度应比连接杆件的厚度大2，且不得小于6。节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配的误差。（5）当网架杆件和节点板间采用高强螺栓或角焊缝连接时，连接计算应根据连接杆件内力确定，且宜减少节点类型。当角焊缝强度不足时，在施工质量确有保证的情况下，可采用槽焊与角焊缝相结合并以角焊缝为主的连接方案，槽焊强度应由实验确定。（6）焊接钢板节点上，为确保施焊方便，弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间以及弦杆端部与节点中心线之间的间隙a均不宜小于20mm。(7)十字型节点板的竖向焊缝为双向的复杂受力状态，为确保焊缝有足够的承载力，宜采用V型或K型坡口的对接 。
