【结构学院】钢结构网架:焊接空心球节点构造及计算

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空心球节点用于网架结构,单双层网壳结构和大跨度空间桁架结构。 1、焊接空心球的形式和构造要求 空心球节点具有对中方便、传力明确、制造简单等优点,是国内应用最广的形式之一。但这种节点的焊接工作量多,要求焊等级高,对结构会产生焊应力和变形。焊接空心球节点形式有不加助和加两种。(图1) 焊接空心球的构造要求: 1) 空心球外径D 空心球直径D应使球面上相邻钢管杆件间的净距不小于10mm(图2),为了保证净距,空心球的小直径可按下式计算:

空心球节点用于网架结构,单双层网壳结构和大跨度空间桁架结构。


1、焊接空心球的形式和构造要求


空心球节点具有对中方便、传力明确、制造简单等优点,是国内应用最广的形式之一。但这种节点的焊接工作量多,要求焊等级高,对结构会产生焊应力和变形。焊接空心球节点形式有不加助和加两种。(图1)

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焊接空心球的构造要求:


1) 空心球外径D


空心球直径D应使球面上相邻钢管杆件间的净距不小于10mm(图2),为了保证净距,空心球的小直径可按下式计算:

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2) 空心球壁厚δ


空心球壁厚应根据杆件内力由计算确定。空心球外径(D)与其壁厚的比值一般为:

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空心球壁厚与钢管最大壁厚之比,一般为1.5—2.0。空心球壁厚不宜小于4mm。


3)两杆件相贯连接


对于双层网架(壳)节点汇交存件较多时,容许部分分杆件相员连接,但在相贯连接的两杆中,截面积大的主打必须全截面焊在球(当两杆截面相等时取拉杆为主杆件)另一杆件则坡口焊在主杆上。但必须保证有3/4截面焊在球面上,也可在相贯杆件处设加劲肋。


2、焊接空心球节点承载力计算


空心球是个闭合的球壳结构,由于汇交杆件的多向性,因而球体要承受和传递多个环向荷载,受力比较复杂。以受压为主的空心球,其破坏机理属于壳体稳定问题,可采用非线性有限元法进行分析,求其极限承载力。而以受拉为主的空心球,其破坏机理属于强度破坏。壳体稳定问题通过构造要求来避免发生。将其转张为主要是强度问题。空心球的强度破坏具有冲剪破坏的特征,因此球体的受拉、受压承载力主要与钢材的抗剪强度与空心球相连的杆件外径、空心球壁厚有关。


据以往大量试验结果和有限元分析结果。通过归分析得到了轴心受力空心球承载力设计值为:

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3、焊接空心球节点连接焊缝计算



钢管杆件与空心球连接采用焊接,根据构造不同可采用对接焊缝和角焊缝


1) 对接焊缝的计算和构造

微信图片_20180614143318.jpg


杆件与空元球连接采用加套管时,应满足(图3)的构造要求,此时可按接焊缝计算。


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  • qqq12580
    qqq12580 2018年06月19日 09:33:42 9楼
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  • lyy2010lyy
    lyy2010lyy 2018年06月20日 09:41:09 10楼
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  • wzjzwh
    wzjzwh 2018年06月20日 15:17:50 11楼
    学习了,对以后有帮助
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  • yds2003
    yds2003 2018年06月21日 09:07:11 12楼
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  • laodu5115
    laodu5115 2018年06月22日 10:47:54 13楼
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  • zq_rose
    zq_rose 2018年06月22日 16:54:10 15楼
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  • 天天gt
    天天gt 2018年06月25日 08:53:56 19楼
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  • lyy2010lyy
    lyy2010lyy 2018年06月26日 09:55:55 20楼
    与其纸上谈兵,不如实战应用,深度剖析解决方案,向专家提问,与同行切磋!
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  • pkking36
    pkking36 2018年06月27日 06:21:35 21楼
    好资料,学习了。
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