圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨.pdfVIP

第 8 卷第 2 期 空　间　结　构 . 8 . 2 V o l N o 2002 年 6 月 SPA T IAL STRU CTU R ES Jun. 2002 [ 文章编号(2002) 圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨 丁芸孙 (北京汇光建筑工程咨询事务所　北京　100088) [摘　要]　本文探讨了圆管结构相贯节点设计中的若干问题。主要内容包括: 应用相贯节点的 必要条件, 各国钢管结构规范比较, 圆管节点的特性及其加强, 以及空间结构中的相贯节点。 [ 关键词]　圆钢管; 相贯节点; 空间相贯节点 [ 中图分类号]　TU 392. 3　　　　　　　　　　　[ 文献标识码]　A ( ) 1　管结构相贯节点 直接焊接 圆钢管具有较高的惯性半径及有效的抗扭截面, 表面没有凹凸角, 外形对空气动力有利, 内管封闭不易腐蚀, 刚度大、运输安装费用省且建筑外形美观, 因此圆管结构在国外用得不少, 近年在国内也深得建筑师的喜爱。采用相贯节点不但美观而且承载力比较大, 计算公式也比较 成熟。如新加坡 218 跨樟宜机库网架采用相贯节点, 杆件受力达 1500 , 整个结构经济指标也 m t 比较好, 因此结构师也愿采用。但根据我们的实践经验, 由于相贯节点本身的特点, 采用时一定 要求具备必要条件, 否则不但不能发挥其优越性, 反而会造成一定困难。例如, 我们在咸阳机库 中首次在空间结构采用相贯节点, 相贯节点要求外径一致, 因此不同内力的杆件只能采用相同 外径不同壁厚的钢管, 从而使钢管备料十分困难, 材料的替代大大增加了用钢量, 甚至超过了 由于取消节点所带来的节省。圆管整个相贯线上坡口是要求变化的, 而手工切割很难做, 现场 拼焊时到处要修坡口。空间结构两个方向受力均大, 在节点处主管壁厚不够, 只好在节点拼焊 一段厚壁的管, 并不比采用节点简单, 施工困难很大。厦门太古飞机公司一期 155 机库由于 m 内力很大, 焊接球不能满足要求, 因此采用相贯节点。从设计角度相贯节点的计算已比较成熟, 而且相贯节点只占节点总数的 15% , 我们又编程序画出展开线及变化的坡口角, 但施工中仍 发现由于钢管不圆, 即使相贯线画得再好也不符合施工要求, 施工中只好高空修补, 从而耽误 了工期, 反应不好, 二期机库即作了改进。 [ 收稿 日期] ( ) [ 作者简介]　丁芸孙 1929— , 男, 浙江湖州人, 研究员, 主要从事空间结构及钢结构设计与研究。 56 2002 年 空　间　结　构 第 2 期 根据我们实践, 采用相贯节点必须具备一定条件才能充分发挥其优越性。从设计上我们认 为空间桁架尤其变高度的空间桁架比较适合采用相贯节点。这种结构与平面结构相似, 弦杆内 力接近, 适于采用一致的钢管。如果拉杆受力不等, 采用外径相等壁厚变化的钢管备料是困难 的, 应该考虑采用锥形配件。国外有商品供应, 并有计算方法, 我国却无此配件, 有的用锥头修 改, 所以考虑不同直径钢管的拼接也是采用相贯节点的条件。有的采用相贯节点的杆件为求美 观变成弧形, 此时施工单位必须具备液压机在常温和加温过程中缓慢弯曲的设备, 保证截面形 状没有明显压扁或褶皱。两个方向受力均大的空间结构, 最好避免采用相贯节点。 相贯节点最关键的是相贯线焊接, 由于两曲面相交, 要保证焊接