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吳橋盈豐鋼結構鑄鋼件制造有限公司

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鑄鋼節點-鋼結構節點鑄鋼件

廣州車站鋼結構鑄鋼節點
   
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鋼材類-管材 1000 河北

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 鑄鋼節點

空間網格結構中桿件匯交密集、受力復雜且可靠性要求高的關鍵部位節點可采用鑄鋼節點。鑄鋼節點的設計和制作應符合國家現行有關標準的規定。
焊接結構用鑄鋼節點的材料應符合現行國家標準《焊接結構用碳素鋼鑄件》GB 7659的規定,必要時可參照國際標準或其他國家的相關標準執行;非焊接結構用鑄鋼節點的材料應符合現行國家標準《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352的規定。
鑄鋼節點的材料應具有屈服強度、抗拉強度、伸長率、截面收縮率、沖擊韌性等力學性能和碳、硅、錳、硫、磷等化學成分含量的合格保證,對焊接結構用鑄鋼節點的材料還應具有碳當量的合格保證。
鑄鋼節點設計時應根據鑄鋼件的輪廓尺寸選擇合理的壁厚,鑄件壁間應設計鑄造圓角。制造時應嚴格控制鑄造工藝、鑄模精度及熱處理工藝。
鑄鋼節點設計時應采用有限元法進行實際荷載工況下的計算分析,其極限承載力可根據彈塑性有限元分析確定。當鑄鋼節點承受多種荷載工況且不能明顯判斷其控制工況時,應分別進行計算以確定其最小極限承載力。極限承載力數值不宜小于最大內力設計值的3.0倍。
5.5.6 鑄鋼節點可根據實際情況進行檢驗性試驗或破壞性試驗。檢驗性試驗時試驗荷載不應小于最大內力設計值的1.3倍;破壞性試驗時試驗荷載不應小于最大內力設計值的2.0倍。
 
條文說明
 
鑄鋼節點
鑄鋼節點由于自重大、造價高,所以在實際工程中主要適用于有特殊要求的關鍵部位。
 鑄鋼件的材質必須符合化學成分及力學性能的要求,同時應具有良好的焊接性能,以保證與被連接件的焊接質量。當節點設計需要更高等級的鑄鋼材料時,可參照國際標準或其他國家的相關標準執行,如德國標準或日本標準。
條件具備時鑄鋼件均宜進行足尺試驗或縮尺試驗,試驗要求由設計單位提出。鑄鋼節點試驗必須輔以有限元分析和對比,以便確定節點內部的應力分布?紤]到鑄鋼材料的離散性、設計經驗的不足及彈塑性有限元分析的不定性,其安全系數比其他節點略有提高。
 
銷軸式節點應保證銷軸的抗彎強度和抗剪強度、銷板的抗剪強度和抗拉強度滿足設計要求,同時應保證在使用過程中桿件與銷板的轉動方向一致。
銷軸式節點的銷板孔徑宜比銷軸的直徑大1mm~2mm,各銷板之間宜預留1mm~5mm間隙。
 
條文說明
 
銷軸式節點
 銷軸式節點一般為外露節點,同時為保證安裝精度,銷軸式節點的銷軸與銷板均應進行精確加工。
組合網架與組合網殼結構的上弦節點構造應符合下列規定:
1 應保證鋼筋混凝土帶肋平板與組合網架、組合網殼的腹桿、下弦桿能共同工作;
2 腹桿的軸線與作為上弦的帶肋板有效截面的中軸線應在節點處交于一點;
3 支承鋼筋混凝土帶肋板的節點板應能有效地傳遞水平剪力。
 
焊接球缺節點構造
焊接球缺節點構造
1-鋼筋混凝土帶肋板;2-上蓋板;3-球缺節點;
4-圓形鋼板;5-板肋底部預埋鋼板
5.7.3 組合網架與組合網殼結構節點的構造應符合下列規定:
1 鋼筋混凝土帶肋板的板肋底部預埋鋼板應與十字節點板的蓋板(或球缺與螺栓環上的圓形鋼板)焊接,必要時可在蓋板(或圓形鋼板)上焊接U形短鋼筋,并在板縫中澆灌細石混凝土,構成水平蓋板的抗剪鍵;
2 后澆板縫中宜配置通長鋼筋;
3 當節點承受負彎矩時應設置上蓋板,并應將其與板肋頂部預埋鋼板焊接;
4 當組合網架用于樓層時,板面宜采用配筋后澆的細石混凝土面層;
 
 
組合結構的節點
組合網架與組合網殼上弦節點的連接構造合理性直接關系到組合網架和組合網殼結構能否協同工作。根據工程實踐經驗和試驗研究成果,本條中給出的組合網架和組合網殼結構上弦節點構造圖經合理設計可保證這兩種不同材料的構件間的共同工作,可實現上弦節點在上弦平面內與各桿件間連接的要求。
預應力索節點
設計中采用哪種預應力索應根據具體結構與施工條件來確定。鋼絞線拉索施工簡便且成本低,但預應力錨頭尺寸較大并需加防護外套,防腐要求高;扭絞型平行鋼絲拉索其制索與錨頭的加工都必須在工廠完成,質量可靠,但索的長度控制要求嚴且施工技術要求高;鋼棒拉桿是近年開始應用的一種新形式,端部用螺紋連接質量可靠,防護處理容易,當拉桿較長時要10m左右設一個接頭。除了小噸位的拉索外,對于大噸位的拉索應有可靠的索長微調系統以確保索力的正確。
體外索轉折處設鞍形墊板,其作用是保證索在轉折處的彎曲半徑以免應力集中。
張弦桁架撐桿下端與索連接節點要求設置隨時可以上緊的索夾是為了防止預應力張拉時索夾的可能滑動。桁架端部預應力索錨固處因節點內力大且應力復雜,故宜用鑄鋼節點5.9 支座節點
空間網格結構的支座節點必須具有足夠的強度和剛度,在荷載作用下不應先于桿件和其他節點而破壞,也不得產生不可忽略的變形。支座節點構造形式應傳力可靠、連接簡單,并應符合計算假定。
空間網格結構的支座節點應根據其主要受力特點,分別選用壓力支座節點、拉力支座節點、可滑移與轉動的彈性支座節點以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節點。
常用壓力支座節點可按下列構造形式選用:
1 平板壓力支座節點可用于中、小跨度的空間網格結構;
平板壓力支座節點平板壓力支座節點
2 單面弧形壓力支座節點,可用于要求沿單方向轉動的大、中跨度空間網格結構,
3 雙面弧形壓力支座節點,可用于溫度應力變化較大且下部支承結構剛度較大的大跨度空間網絡結構;
雙面弧形壓力支座節點
 
4 球鉸壓力支座節點,可用于有抗震要求、多點支承的大跨度空間網格結構。
球鉸壓力支座節點
 支座節點
空間網格結構支座節點的構造應與結構分析所取的邊界條件相符,否則將使結構的實際內力、變形與計算內力、變形出現較大差異,并可能由此而危及空間網格結構的整體安全。一個合理的支座節點必須是受力明確、傳力簡捷、安全可靠。同時還應做到構造簡單合理、制作拼裝方便,并具有較好的經濟性。
根據空間網格結構支座節點的主要受力特點可分為壓力支座節點、拉力支座節點、可滑移、轉動的彈性支座節點以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節點。
平板壓力支座節點構造簡單、加工方便,但支座底板下應力分布不均勻,與計算假定相差較大。一般僅適用于較小跨度的網架支座。
單面弧形壓力支座節點及雙面弧形壓力支座節點,支座節點可沿弧面轉動。它們可分別應用于要求支座節點沿單方向轉動的中小跨度網架結構,或為適應溫度變化而需支座節點轉動并有一定側移,且下部支承結構具有較大剛度的大跨度網架結構,雙面弧形是在支座底板與支承面頂板上焊出帶橢圓孔的梯形鋼板然后以螺栓將它們連為一體。這種支座節點構造與不動圓柱鉸支承的約束條件比較接近,但它只能沿一個方向轉動,而且不利于抗震。雖然這種節點構造較復雜但鑒于當前鑄造工藝的進步,這類節點制作尚屬方便,具有一定應用空間。
球鉸壓力支座節點是由一個置于支承和面上的凸形半實心球與一個連于節點支承底板的凹形半球相嵌合,并以錨栓相連而成,錨栓螺母下設彈簧以適應節點轉動,這種構造可使支座節點繞兩個水平軸自由轉動而不產生線位移。它既能較好地承受水平力又能自由轉動,比較符合不動球鉸支承的約束條件且有利于抗震。但其構造較復雜,一般用于多點支承的大跨度空間網格結構。
可滑動鉸支座節點
對于某些矩形平面周邊支承的網架,如兩向正交斜放網架,在豎向荷載作用下網架角隅支座上常出現拉力,因此應根據傳遞支座拉力的要求來設計這種支座節點。常用拉力支座節點主要有平板拉力支座節點、單面弧形拉力支座節點以及球鉸拉力支座。它們共同的特點都是利用連接支座節點與下部支承結構的錨栓來傳遞拉力,此時錨栓應有足夠的錨固深度。且錨栓應設置雙螺母,并應將錨栓上的墊板焊于相應的支座底板上。
當支座拉力較小時,為簡便起見,可采用與平板壓力支座節點相同的構造。但此時錨栓承受拉力,因此平板拉力支座節點僅適用于跨度較小的網架。
當支座拉力較大,且對支座節點有轉動要求時,可在單面弧形壓力支座節點的基礎上增設錨栓承力架,當錨栓承受較大拉力時,藉以減輕支座底板的負擔?捎糜诖、中跨度的網架。
板式橡膠支座是在支座底板與支承面頂板或過渡鋼板間加設橡膠墊板而實現的一種支座節點。由于橡膠墊板具有良好的彈性和較大的剪切變位能力,因而支座既可微量轉動又可在水平方向產生一定的彈性變位。為防止橡膠墊板產生過大的水平變位,可將支座底板與支承面頂板或過渡鋼板加工成“盆”形,或在節點周邊設置其他限位裝置。防止橡膠墊板可能產生的過大位移。支座底板與支承面頂板或過渡鋼板由貫穿橡膠墊板的錨栓連成整體。錨栓的螺母下也應設置壓力彈簧以適應支座的轉動。支座底板與橡膠墊板上應開設相應的圓形或橢圓形錨孔,以適應支座的水平變位。
板式橡膠支座在我國網格結構中已得到普遍應用,效果良好。本規程附錄K列出了橡膠墊板的材料性能及有關計算與構造要點,可供設計參考。
剛接支座節點應能可靠地傳遞軸向力、彎矩與剪力。因此這種支座節點除本身應具有足夠剛度外;支座的下部支承結構也應具有較大剛度,使下部結構在支座反力作用下所產生的位移和轉動都空心球節點剛接支座。它是將剛度較大的支座節點板直接焊于支承頂面的預埋鋼板上,并將十字節點板與節點球體焊成整體,利用焊縫傳力。錨栓設計時應考慮支座節點彎矩的影響。
當立體管桁架支座反力較小時可采用圖5.9.8所示構造。但對于支座反力較大的管桁架節點宜在管桁架管件底部加設弧形墊板,通過弧形墊板使桿件與支座豎向支承板相連,既可使鋼管桿件截面得到加強,同時也可避免主要連接焊縫橫切鋼管桿件截面,改善支座節點附近桿件的受力狀況。
考慮到支座節點可能存在一定的水平反力,為減少由此而產生的附加彎矩,應盡量減小支座球節點中心至支座底板的距離。
對于上弦支承空間網格結構,設計時應控制邊緣斜腹桿與支座節點豎向中心線間具有適當夾角,防止斜腹桿與支座柱邊相碰,在支座設計時應進行放樣驗算。
支座底板與支座豎板厚度應根據支座反力進行驗算,確保其強度與穩定性要求。
當支座節點中的水平剪力大于豎向壓力的40%時,不應利用錨栓抗剪。此時應通過抗剪鍵傳遞水平剪力。 
弧形支座板由于形狀變異,宜用鑄鋼澆鑄成型。為簡便起見,單面弧形支座板也可用厚鋼板加工成型。橡膠支座墊板系指由符合橡膠材料技術要求的多層橡膠片與薄鋼板相間粘合壓制而成的橡膠墊板,一般由工程橡膠制品廠專業生產。不得采用純橡膠墊板。
在實際工程中要求將支座節點底板上的錨孔精確對準已埋入支承柱內的錨栓,對土建施工精度要求較高,因此對傳遞壓力為主的網架壓力支座節點中也可以在支座底板與支承面頂板間增設過渡鋼板。
過渡鋼板上設埋頭螺栓與支座底板相連,過渡鋼板可通過側焊縫與支承面頂板相連,這種構造支座底板傳力雖較間接,但可簡化施工。當支座底板面積較大時可在過渡鋼板上開設橢圓形孔,以槽焊與支承面頂板相連,以確保鋼板間的緊密接觸。 
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