鋼管結(jié)構(gòu)、構(gòu)造要求、桿件和節(jié)點(diǎn)承載力

[ 關(guān)鍵詞：鋼管結(jié)構(gòu)　發(fā)表日期：2022-09-22 11:10:17 ]

1 一般規(guī)定

（1）本章規(guī)定適用于不直接承受動(dòng)力荷載，在節(jié)點(diǎn)處直接焊接的鋼管(圓管、方管或矩形管)桁架結(jié)構(gòu)。
（2）圓鋼管的外徑與壁厚之比不應(yīng)超過(guò) 100（235/fy）；方管或矩形管的最大邊緣尺寸與壁厚之比不應(yīng)超過(guò) 40 235/fy 。
（3）熱加工管材和冷成型管材不應(yīng)采用屈服強(qiáng)度 fy 超過(guò) 345N/mm2 以及屈強(qiáng)比 fy/fu>0.8 的鋼材，且管壁厚不宜大于 25mm。
（4）在滿足下列情況下，分析桁架桿件內(nèi)力時(shí)可將節(jié)點(diǎn)視為鉸接：

　　<1> 符合各類節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的幾何參數(shù)的適用范圍；
　　<2> 在桁架平面內(nèi)桿件的節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度或桿件長(zhǎng)度與截面高度（或直徑）之比不小于 12（主管）和 24（支管）時(shí)。

（5）若支管與主管連接節(jié)點(diǎn)偏心不超過(guò)式（10.1.5）限制時(shí)，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)或受拉主管承載力時(shí)，可忽略因偏心引起的彎矩的影響，但受壓主管必須考慮此偏心彎矩 M = ?N × e（ ?N 為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)主管軸力之差值）的影響。

2 構(gòu)造要求

（1）鋼管節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：

　　<1> 主管的外部尺寸不應(yīng)小于支管的外部尺寸，主管的壁厚不應(yīng)小于支管壁厚，在支管與主管連接處不得將支管插入主管內(nèi)；
　　<2> 主管與支管或兩支管軸線之間夾角不宜小于 30°；
　　<3> 支管與主管的連接節(jié)點(diǎn)處，除搭接型節(jié)點(diǎn)外，應(yīng)盡可能避免偏心；
　　<4> 支管與主管的連接焊縫，應(yīng)沿全周連續(xù)焊接并平滑過(guò)渡；
　　<5> 支管端部宜使用自動(dòng)切管機(jī)切割，支管壁厚小于 6mm 時(shí)可不切坡口。

（2）在有間隙的 K 形或 N 形節(jié)點(diǎn)中（圖 10.1.5a、b），支管間隙 a 應(yīng)不小于兩支管壁厚之和。

（3）在搭接的 K 形或 N 形節(jié)點(diǎn)中（10.1.5c、d），其搭接率 QV = q/p×100% 應(yīng)滿足 25%≤QV ≤100%，且應(yīng)確保在搭接部分的支管之間的連接焊縫可能地傳遞內(nèi)力。

（4）在搭接節(jié)點(diǎn)中，當(dāng)支管厚度不同時(shí)，薄壁管應(yīng)搭在厚壁管上；當(dāng)支管鋼材強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)，低強(qiáng)度管應(yīng)搭在高強(qiáng)度管上。

（5）支管與主管之間的連接可沿全周用角焊縫或部分采用對(duì)接焊縫、部分采用角焊縫。支管管壁與主管管壁之間的夾角大于或等于 120°的區(qū)域宜用對(duì)接焊縫或帶坡口的角焊縫。角焊縫的焊角尺寸 hf 不宜大于支管壁厚的 2 倍。

（6）鋼管構(gòu)件在承受較大橫向荷載的部位應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施，防止產(chǎn)生過(guò)大的局部變形。構(gòu)件的主要受力部位應(yīng)避免開(kāi)孔，如必須開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施。

3 桿件和節(jié)點(diǎn)承載力

（1）直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)中支管和主管的軸心內(nèi)力設(shè)計(jì)值不應(yīng)超過(guò)桿件承載力設(shè)計(jì)值。支管的軸心內(nèi)力設(shè)計(jì)值亦不應(yīng)超過(guò)節(jié)點(diǎn)承載力設(shè)計(jì)值。

（2）在節(jié)點(diǎn)處，支管沿周邊與主管相焊，焊縫承載力應(yīng)等于或大于節(jié)點(diǎn)承載力。在管結(jié)構(gòu)中，支管與主管的連接焊縫可視為全周角焊縫按本規(guī)范公式進(jìn)行計(jì)算，但取 βf =1。角焊縫的計(jì)算厚度沿支管周長(zhǎng)是變化的，當(dāng)支管軸心受力時(shí)，平均計(jì)算厚度可取 0.7hf 。焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度可按下列公式計(jì)算：

　　<1> 在圓管結(jié)構(gòu)中，取支管與主管相交線長(zhǎng)度：當(dāng) d i / d ≤0.65 時(shí)： ? 0.534 ? lw = (3.25di ? 0.025d )? ? sinθ + 0.466 ? ? ? ? i 當(dāng) d i / d >0.65 時(shí)：（10.3.2-1） ? 0.534 ? lw = (3.81d i ? 0.389d )? ? sinθ + 0.466 ? ? i ? ?

　　式中

　　d、di ––––––分別為主管和支管外徑；
　　θi ––––––支管軸線與主管軸線的夾角。

　　<2> 在矩形管結(jié)構(gòu)中，支管與主管交線的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：對(duì)于有間隙的 K 形和 N 形節(jié)點(diǎn)： 當(dāng) θ i ≥60°時(shí)： lw = 當(dāng) θ i ≤50°時(shí)： 2hi + bi sinθi （10.3.2-3） lw = 2hi + 2bi sinθi （10.3.2-4） 當(dāng) 50°< θ i <60°時(shí)， lw 按插值法確定。 對(duì)于 T、Y 和 X 形節(jié)點(diǎn)（見(jiàn)圖 10.3.4） ： lw = 式中 2hi sinθ i （10.3.2-5） hi、bi ––––––分別為支管的截面高度和寬度。 當(dāng)支管為圓管、主管為矩形管時(shí)，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度取為支管與主管的相交線長(zhǎng)度減去 di。

（3）主管和支管均為圓管的直接焊接節(jié)點(diǎn)承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算，其適用范圍為：0.2≤β≤1.0；d i / ti ≤60；d/t ≤100， θ≥30°，60°≤ φ ≤120°（ β為支管外徑與主管外徑之比；d i、ti 為支管的外徑和壁厚；d、t 為主管的外徑和壁厚；θ為支管軸線與主管軸線之夾角；φ為空間管節(jié)點(diǎn)支管的橫向夾角，即支管軸線在主管橫截面所在平面投影的夾角）。