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螺栓球网架加工,网架配件、螺栓球加工。
网架的起拱和屋面排水
1.网架的起拱
网架的起拱有两个作用,一是为了消除网架在使用阶段的挠度影响,称为施工起拱。一般情况下,网架的刚度大,中小跨度网架不需要起拱。对于大跨度(L2>60m) 网架或建筑上有起拱要求的网架,起拱高度可取L2/300,L2为网架的短向跨度。
网架起拱的方法,按线型分为折线型起拱和弧线型起拱两种;按方向分有单向和双向起拱两种。狭长平面的网架可单向起拱,接近正方形平面的网架应双向起拱。
网架起拱后,会使杆件的种类、节点的种类大为增加,给网架设计、制造和安装带来麻烦。
2.屋面排水坡度
为了屋面排水,网架结构的屋面坡度一般取1%~4%,多雨地区宜选用大值。当屋面结构采用有壤体系时还应考虑檩条挠度对泄水的影响。对于荷载、跨度较大的网架结构,还应考虑网架竖向挠度对排水的影响。
螺栓球节点
螺栓球节点是通过螺栓将圆钢管杆件和钢球连接起来的一种节点形式这种节点对空间汇交的圆钢管杆件适应性强,杆件连接不会产生偏心,没有现场焊接作业,运输、安装方便。
螺栓球节点毛坯不圆度的允许制作误差为2mm,螺栓按3级精度加工,其检验标准按GB/T1228-2006-~GB/T1231-2006规定执行。
螺栓球般由钢球、高强度螺栓、紧固螺钉(或销子)、套简和锥头或封板等零件组成,适合于连接圆钢管杆件。这些零件多由高强度钢材制成。
螺栓球节点的材料在选用时考虑以下因素:螺栓球节点上沿各汇交杆件的轴向端部设有相应螺孔,当分别拧人杆件中的高强度螺栓后即形成网架整体。钢球的硬度可略低于蜾栓的硬度,材料强度也较螺栓低,因而球体原坯材料选用45号钢,且不进行热处理,可以满足设计要求,并便于加工制作。球体原坯宜采用锻造成型。锥头或封板是圆钢管杆件通过高强度螺栓与钢球连接的过渡零件,它与钢管焊接成一体,因此其钢号宜与钢管一致,以方便施焊。套简主要传递压力,因此对于与较小直径高强度螺栓(≤M33)相应的套筒,可选取Q235钢。对于与较大直径高强度螺栓(≥M36)相应的套筒,为避免由于套筒承压面积的而加大钢球直径,宜选用Q345钢或45号钢。高强度螺栓的钢材应保证其抗拉强度、屈服强度与淬透性能满足设计要求。结合目前国内钢材的供应情况和实际使用效果,推荐采用40Cr钢、35CrMn钢,同时考虑到厂家使用习惯,对于M12~ M24的高强度螺栓还可采用20MnTiB钢,M27 ~ M36的高强度螺栓还可采用35VB钢。紧固螺钉也宜选用高强度钢材,以免拧紧高强度螺栓时被剪断。
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,特别适用于四角锥或三角锥体系的网架。这种节点安装为方便,可拆卸,安装质量易得到保证,还可以根据网架具体情况采用散装、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。
网架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345钢,当荷载较大或跨度较大时,宜采用Q345钢,以减轻网架结构自重,节约钢材。网架结构杆件对钢材材质的要求与普通钢结构相同。
钢杆件裁面塑式分为圆钢管、角钢、薄壁型钢三种。管材可采用高频电焊钢管或无缝钢管,薄壁圆钢管因其相对回转半径大和其截面特性无方向性,对受压和受扭有利,故一般情况下,圆钢管截面比其他型钢截面可节约20%的用钢量。当有条件时应**采用薄壁圆钢管截面。
杆件截面型式的选择与网架的网格形式有关。对交叉平面桁架体系,可选用角钢或圆钢管杆件;对于空间桁架体系(四角锥体系、三角锥体系)则应选用圆钢管杆件。
杆件截面型式的选择还与网架的节点形式有关。若采用钢板节点,宜选用角钢杆件;若采用焊接球节点、螺栓球节点,则应选用圆钢管杆件。
网架杆件的截面应根据承载力和稳定性的计算确定。对于轴心受拉杆件,应验算强度和刚度(长细比)条件。对于轴心受压杆件或受弯杆件,则应验算强度、稳定和刚度条件。
网架的杆件一般采用普通型钢和薄壁型钢,有条件时应尽量采用薄壁管形截面。其尺寸应满足下列要求:
1)普通型钢一般不宜采用小于L45×3或L56×36×3的角钢。
2)薄壁型钢厚度不应小于2mm。杆件的下料、加工宜采用机械加工方法进行。
按网格形式分类
这是网架结构分类中普遍采用的一种分类方式,根据《空间网格结构技术规程》(JGJ7- 2010)的规定,目前经常采用的网架结构可分为3个体系13种网架结构形式。
1. 交叉平面桁架体系
这个体系的网架结构是由一些相互交叉的平面桁架组成,一般应使斜腹杆受拉,竖杆受压,斜腹杆与弦杆之间夹角宜在40°~ 60°之间。该体系的网架有以下四种:
(1)两向正交正放:两向正交正放网架是由两组平面桁架互成90°交叉而成,弦杆与边界平行或垂直。上、下弦网格尺寸相同,同一方向的各平面桁架长度一致,制作、安装较为简便。由于上、下弦为方形网格,属于几何可变体系,应适当设置上下弦水平支撑,以保证结构的几何不变性,有效地传递水平荷载。两向正交正放网架适用于建筑平面为正方形或接近正方形,且跨度较小的情况。如上海黄浦区体育馆(45m×45m)和保定体育馆(55.34m×68.42m)采用了这种网架结构形式。
(2) 两向正交斜放网架:两向正交斜放网架由两组平面桁架互成90°交叉而成,弦杆与边界成45°角,边界可靠时,为几何不变体系。各榀桁架长度不同,靠角部的短桁架刚度较大对与其垂直的长桁架有弹性支撑作用,可以使长桁架中部的正弯矩减小,因而比正交正放网架经济。不过由于长桁架两端有负弯矩,四角支座将产生较大拉力。角部拉力应由两个支座负担。两向正交斜放网架适用于建筑平面为正方形或长方形的情况,如都体育馆(99m×112. 2m)和山东体育馆(62.7m×74.1m)采用了这种网架结构形式。
(3)两向斜交斜放网架:两向斜交斜放网架由两组平面桁架斜[向相交而成,弦杆与边界成一斜角。这类网架在网格布置、构造、计算分析和制作安装上都比较复杂,而且受力性能也比较差,除了情况外,一般不宜使用。
(4)三向网架:三向网架由三组互成60交角的平面桁架相交而成。这类网架受力均匀,空间刚度大。但也存在一定的不足,即在构造上汇交于一个节点的杆件数量多,节点构造比较复杂,宜采用圆钢管杆件及球节点。
三向网架适用于大跨度(L>60m)而且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形等平面形状比较规则的情况,上海体育馆(D≠110m圆形)和江苏体育馆(76. 8m×88.681m八边形)较早地采用了这种网架结构形式。
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