鑄鋼節(jié)點在鋼結(jié)構(gòu)中的重要作用
隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展,為了滿足建筑造型及功能要求,新型建筑體系不斷出現(xiàn),結(jié)構(gòu)跨度愈來愈大,這將使連接各構(gòu)件的節(jié)點構(gòu)造日趨復(fù)雜,傳統(tǒng)的節(jié)點形式已不能滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求 。鑄鋼節(jié)點作為我國新興的節(jié)點形式以其特有的優(yōu)點在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中顯示出合理性與適應(yīng)性 ,不僅解決了焊接球節(jié)點由于結(jié)構(gòu)跨度的增大使球徑過大的困難 ,而且可解決鋼 管相貫節(jié)點由于進行相貫線的切割導(dǎo)致施工不便的問題 。隨著鑄造工藝的提高,鑄鋼節(jié)點在鋼結(jié)構(gòu)中將得到日趨廣泛的應(yīng)用。然而我國對這方面的研究很少,還沒有相關(guān)文獻從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面系統(tǒng)研究鑄鋼節(jié)點。
目前 ,為 了適應(yīng)鑄鋼節(jié)點的快速發(fā)展 ,我國準備編制鑄鋼節(jié)點規(guī) 范 ,因此對鑄鋼節(jié)點 的研究 勢在 必行。本文從鑄鋼節(jié)點的特點 、設(shè)計 、質(zhì)量控制 、焊接等方面進行系統(tǒng)研究 ,提出了鑄鋼節(jié)點的設(shè)計準則 ,不僅為該 種節(jié) 點在工 程 中的推廣 應(yīng)用提供 指
導(dǎo) ,而且為今后規(guī)范的編制提供參考。
1、鑄鋼節(jié)點的特點以及類型
1.1 鑄鋼節(jié)點的常用結(jié)構(gòu)形式
鑄鋼節(jié)點的常用結(jié)構(gòu)形式有樹型鑄鋼節(jié)點 、鉸接鑄鋼節(jié)點及混合型鑄鋼節(jié)點等。樹型鑄鋼節(jié)點 ,用來取代 主管 與多根支管相貫 的節(jié)點 ,用對接焊縫取代相貫焊縫 ,焊縫分散 ,減少了焊接應(yīng)力集 中。鉸接鑄鋼節(jié)點,常用 于桿件端部連接處(如支座 處等),可簡化點 、造型美觀 ?;旌闲丸T鋼節(jié)點 ,具有樹型鑄鋼節(jié)點和鉸接鑄鋼節(jié)點的共同特點 。在 南京奧林 匹克體育 中心項 目中還設(shè)計 了鑄 鋼球節(jié)點 。
1 .2 鑄鋼節(jié)點的特點
鑄鋼節(jié)點與普 通管相貫節(jié)點 、管板節(jié)點相 比,具有 以下特點 :
1)可根據(jù) 實際需要設(shè)計結(jié)構(gòu)形式 ,可塑性 強、造型 美觀 。
2 )鑄鋼節(jié)點一般為 實心 ,僅在接 口處局部挖 空 ,即使全 為空心 ,也比鋼 管或鋼板厚 。因此承載力 高、抗變形能力強 。
3)鑄鋼節(jié)點常以對接焊縫取代管管相貫焊縫 、取消管板組合焊縫 ,可分散焊縫 ,減少焊接量 ,減小焊接應(yīng)力集中。
4 )勻質(zhì)性相對較差
2、鋼結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點在國內(nèi)廣泛推廣需要解決的幾個問題
在 國內(nèi),由于結(jié)構(gòu)用鑄鋼件應(yīng)用于大型 民用建 筑鋼 結(jié)構(gòu) 中的重要 節(jié)點 剛剛起步 ,鑄鋼節(jié)點廣泛推廣應(yīng)用迫切需要解決的主要 問題如 下 :
2 .1 鑄鋼件標準
國內(nèi)現(xiàn) 行鑄鋼標準《焊 接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件))(G B 7659- 87 )是20世紀80年代編
的,材料的S 、P 含量控制較寬松(≤0104%),對材料 的碳當量沒有限制 ,材料的沖擊值
較低 。實際上 ,目前我國鋼材的冶煉 技術(shù) 已達到國際先進 水平 ,該標準對于鑄鋼件 的
尺寸公差 、鑄件的表面質(zhì)量也要求較低 。根據(jù)該標準生產(chǎn)的鑄件遠不能滿足祖國大江南北 大跨 度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 的需要 。因此,國內(nèi)迫 切需要一 套適 用于大跨 度管桁架焊 接結(jié) 構(gòu)用鑄鋼件的標準 。目前大跨度管桁架焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件 主要是引用國外
標 準。
2 .3 鑄鋼件無損檢測
超聲 探傷 是檢 驗鋼 材 內(nèi)部質(zhì) 量最 方便、經(jīng)濟、有效的檢測手段 。在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè) ,超聲探傷是最常用 的一 種檢測方法 ?,F(xiàn)行國標《鑄 鋼件超 聲探傷 及質(zhì)量 評級方 法》
(G B 7233- 87)僅適用于厚度大于等于30m m的鑄鋼件。事實上 ,大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼
件厚度是變 化的,在焊接接 口處常常較薄 ,厚度小于30r a m 也很常見 ,該部位是十分重要的,按 國標則無法檢測 。
2 .4 鑄鋼件焊接及焊縫無損檢測
現(xiàn)行 的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接 的國家及行業(yè)標準 中,包括最新發(fā)布執(zhí)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程))(JG J81- 2002),均沒有針對鑄鋼件焊 接的有關(guān)規(guī)定 。在參照 執(zhí)行 標準時有爭議。例如:現(xiàn)行的鋼材焊接工藝評定標 準均要求進行 冷彎 試驗 ,但所有鑄鋼標準對鑄鋼件 并無冷彎性能要求。那么 ,進行鑄鋼件焊接工藝評定時是否應(yīng)進行冷彎試驗?zāi)?另外 ,目前鑄鋼件焊接主要采用手工電弧焊 ,其他焊接方法應(yīng)用于鑄鋼件還有待于進一步 實踐。由于鑄鋼件 組織不均勻、晶粒粗大 、透聲性差 、衰減嚴 重,焊縫超 聲探傷的評審困難 ,焊縫檢測現(xiàn)也無相應(yīng)標準可循 。
3 、鑄鋼節(jié)點質(zhì)量控制
雖然鑄鋼節(jié) 點在 國內(nèi)廣泛推廣還需解決許多 問題 ,但設(shè)計師們正不斷采用該結(jié)構(gòu)形式 。通過實踐 ,施工 單位 應(yīng)從設(shè)計 、鑄造、焊接、檢驗等幾個方面嚴格控制鑄鋼節(jié)點質(zhì)量 。
3 .1 節(jié)點的細部設(shè)計
鑄鋼節(jié)點的細部設(shè)計在滿足承載能力的同時,應(yīng)考慮滿足鑄造、制作及焊接工藝要 求 。
1 )鑄鋼件 細部設(shè) 計應(yīng)避免 尖角或直角 ,且有 利于氣體排出。
2 )鑄鋼件焊接應(yīng) 采用對接焊縫 ,盡量避免T 形接頭 ,以降低焊接應(yīng)力。
3)明確鑄鋼件 的化學(xué)成分、機械性 能、熱處理制度、精度要求 、檢驗方法和合格等
級等 。
3 .2鑄鋼多節(jié)點焊接及焊接檢驗
3.2 1 焊接工藝評定
鑄鋼節(jié)點焊 前首先要進行焊接工藝評定 ???參照 《建筑 鋼 結(jié)構(gòu) 焊接 技術(shù) 規(guī)程 》
(JG J81- 2002)或《鋼制壓力容器焊接工藝評定))(JB4708—2000)進行 。彎曲試驗是否可免
做 ,應(yīng)征得設(shè)計或監(jiān)理 方的同意 。
3 .22 焊接方案及實施
焊接工 藝評定合格后 ,應(yīng)根據(jù)評 定結(jié)果及結(jié)構(gòu)形式編制詳細的焊接方案 ,以指導(dǎo)施工 。焊工正 式焊接鑄鋼件前,應(yīng)進行焊前模擬考試 ,并接受安全教育及技術(shù)培訓(xùn)。鑄鋼節(jié) 點焊 接除應(yīng)做好焊材烘 烤、坡口清理 、逐層 清渣等常規(guī)焊前準備 、焊 接過程質(zhì)量控制工作之外 ,還應(yīng)重點考慮 以下幾個方面 。
1)預(yù)熱及層 間溫度 。由于鑄鋼節(jié)點大部分較厚 ,工藝要求進行預(yù)熱 ,但鑄鋼件形狀不規(guī)則 ,厚度也不均勻 ,給預(yù)熱帶來很大難度 。為了避免焊縫產(chǎn)生冷裂紋 ,必須采取有效的預(yù)熱措施 ,確保達到預(yù)熱溫度且溫度均勻 。焊接應(yīng)連續(xù)進行 ,以保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度 。
2)焊縫返修。在施工過程 中,由于大多數(shù)鑄鋼 件焊縫 為全位置單 面對接焊縫 ,焊接難度大 ,出現(xiàn)焊縫返修是正常 的。但鑄鋼件 剛性大 ,返修會使局部應(yīng)力增加 ,返修還可能降低調(diào)質(zhì)態(tài)鑄鋼 的強度 ,因此應(yīng)采取切實有效措施降低返修率 ,避免二次返修 。
4 、結(jié)束語
近年來 ,鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)得 到突飛猛 進的發(fā)展 。北京 申奧和上海 申博 的成 功使 大跨
度 管桁 架結(jié)構(gòu)應(yīng)用前景更加廣 闊,大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點愈來愈受到人們的重視 。雖然在應(yīng)用中存在這樣那樣的問題 ,但我們相信,隨著對鑄鋼節(jié)點研究的深入 ,這些 問題必然會逐步得到解決 ,大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件的理論及應(yīng)用技術(shù)將日益完善 。
鑄鋼節(jié)點
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中桿件匯交密集、受力復(fù)雜且可靠性要求高的關(guān)鍵部位節(jié)點可采用鑄鋼節(jié)點。鑄鋼節(jié)點的設(shè)計和制作應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。
焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件》GB 7659的規(guī)定,必要時可參照國際標準或其他國家的相關(guān)標準執(zhí)行;非焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點的材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352的規(guī)定。
鑄鋼節(jié)點的材料應(yīng)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(xué)性能和碳、硅、錳、硫、磷等化學(xué)成分含量的合格保證,對焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點的材料還應(yīng)具有碳當量的合格保證。
鑄鋼節(jié)點設(shè)計時應(yīng)根據(jù)鑄鋼件的輪廓尺寸選擇合理的壁厚,鑄件壁間應(yīng)設(shè)計鑄造圓角。制造時應(yīng)嚴格控制鑄造工藝、鑄模精度及熱處理工藝。
鑄鋼節(jié)點設(shè)計時應(yīng)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(jù)彈塑性有限元分析確定。當鑄鋼節(jié)點承受多種荷載工況且不能明顯判斷其控制工況時,應(yīng)分別進行計算以確定其最小極限承載力。極限承載力數(shù)值不宜小于最大內(nèi)力設(shè)計值的3.0倍。
5.5.6 鑄鋼節(jié)點可根據(jù)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(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計值的1.3倍;破壞性試驗時試驗荷載不應(yīng)小于最大內(nèi)力設(shè)計值的2.0倍。
條文說明
鑄鋼節(jié)點
鑄鋼節(jié)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(guān)鍵部位。
鑄鋼件的材質(zhì)必須符合化學(xué)成分及力學(xué)性能的要求,同時應(yīng)具有良好的焊接性能,以保證與被連接件的焊接質(zhì)量。當節(jié)點設(shè)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(guān)標準執(zhí)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(shè)計單位提出。鑄鋼節(jié)點試驗必須輔以有限元分析和對比,以便確定節(jié)點內(nèi)部的應(yīng)力分布。考慮到鑄鋼材料的離散性、設(shè)計經(jīng)驗的不足及彈塑性有限元分析的不定性,其安全系數(shù)比其他節(jié)點略有提高。

銷軸式節(jié)點應(yīng)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(shè)計要求,同時應(yīng)保證在使用過程中桿件與銷板的轉(zhuǎn)動方向一致。
銷軸式節(jié)點的銷板孔徑宜比銷軸的直徑大1mm~2mm,各銷板之間宜預(yù)留1mm~5mm間隙。
條文說明
銷軸式節(jié)點
銷軸式節(jié)點一般為外露節(jié)點,同時為保證安裝精度,銷軸式節(jié)點的銷軸與銷板均應(yīng)進行精確加工。
組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的上弦節(jié)點構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 應(yīng)保證鋼筋混凝土帶肋平板與組合網(wǎng)架、組合網(wǎng)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(yīng)在節(jié)點處交于一點;
3 支承鋼筋混凝土帶肋板的節(jié)點板應(yīng)能有效地傳遞水平剪力。
焊接球缺節(jié)點構(gòu)造
焊接球缺節(jié)點構(gòu)造
1-鋼筋混凝土帶肋板;2-上蓋板;3-球缺節(jié)點;
4-圓形鋼板;5-板肋底部預(yù)埋鋼板
5.7.3 組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 鋼筋混凝土帶肋板的板肋底部預(yù)埋鋼板應(yīng)與十字節(jié)點板的蓋板(或球缺與螺栓環(huán)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(gòu)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(jié)點承受負彎矩時應(yīng)設(shè)置上蓋板,并應(yīng)將其與板肋頂部預(yù)埋鋼板焊接;
4 當組合網(wǎng)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(jié)構(gòu)的節(jié)點
組合網(wǎng)架與組合網(wǎng)殼上弦節(jié)點的連接構(gòu)造合理性直接關(guān)系到組合網(wǎng)架和組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)能否協(xié)同工作。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗和試驗研究成果,本條中給出的組合網(wǎng)架和組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上弦節(jié)點構(gòu)造圖經(jīng)合理設(shè)計可保證這兩種不同材料的構(gòu)件間的共同工作,可實現(xiàn)上弦節(jié)點在上弦平面內(nèi)與各桿件間連接的要求。
預(yù)應(yīng)力索節(jié)點
設(shè)計中采用哪種預(yù)應(yīng)力索應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)與施工條件來確定。鋼絞線拉索施工簡便且成本低,但預(yù)應(yīng)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(zhì)量可靠,但索的長度控制要求嚴且施工技術(shù)要求高;鋼棒拉桿是近年開始應(yīng)用的一種新形式,端部用螺紋連接質(zhì)量可靠,防護處理容易,當拉桿較長時要10m左右設(shè)一個接頭。除了小噸位的拉索外,對于大噸位的拉索應(yīng)有可靠的索長微調(diào)系統(tǒng)以確保索力的正確。
體外索轉(zhuǎn)折處設(shè)鞍形墊板,其作用是保證索在轉(zhuǎn)折處的彎曲半徑以免應(yīng)力集中。
張弦桁架撐桿下端與索連接節(jié)點要求設(shè)置隨時可以上緊的索夾是為了防止預(yù)應(yīng)力張拉時索夾的可能滑動。桁架端部預(yù)應(yīng)力索錨固處因節(jié)點內(nèi)力大且應(yīng)力復(fù)雜,故宜用鑄鋼節(jié)點5.9 支座節(jié)點
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點必須具有足夠的強度和剛度,在荷載作用下不應(yīng)先于桿件和其他節(jié)點而破壞,也不得產(chǎn)生不可忽略的變形。支座節(jié)點構(gòu)造形式應(yīng)傳力可靠、連接簡單,并應(yīng)符合計算假定。
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點應(yīng)根據(jù)其主要受力特點,分別選用壓力支座節(jié)點、拉力支座節(jié)點、可滑移與轉(zhuǎn)動的彈性支座節(jié)點以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節(jié)點。
常用壓力支座節(jié)點可按下列構(gòu)造形式選用:
1 平板壓力支座節(jié)點可用于中、小跨度的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu);
平板壓力支座節(jié)點平板壓力支座節(jié)點
2 單面弧形壓力支座節(jié)點,可用于要求沿單方向轉(zhuǎn)動的大、中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu),
3 雙面弧形壓力支座節(jié)點,可用于溫度應(yīng)力變化較大且下部支承結(jié)構(gòu)剛度較大的大跨度空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
雙面弧形壓力支座節(jié)點
4 球鉸壓力支座節(jié)點,可用于有抗震要求、多點支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
球鉸壓力支座節(jié)點
支座節(jié)點
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座節(jié)點的構(gòu)造應(yīng)與結(jié)構(gòu)分析所取的邊界條件相符,否則將使結(jié)構(gòu)的實際內(nèi)力、變形與計算內(nèi)力、變形出現(xiàn)較大差異,并可能由此而危及空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的整體安全。一個合理的支座節(jié)點必須是受力明確、傳力簡捷、安全可靠。同時還應(yīng)做到構(gòu)造簡單合理、制作拼裝方便,并具有較好的經(jīng)濟性。
根據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座節(jié)點的主要受力特點可分為壓力支座節(jié)點、拉力支座節(jié)點、可滑移、轉(zhuǎn)動的彈性支座節(jié)點以及兼受軸力、彎矩與剪力的剛性支座節(jié)點。
平板壓力支座節(jié)點構(gòu)造簡單、加工方便,但支座底板下應(yīng)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(wǎng)架支座。
單面弧形壓力支座節(jié)點及雙面弧形壓力支座節(jié)點,支座節(jié)點可沿弧面轉(zhuǎn)動。它們可分別應(yīng)用于要求支座節(jié)點沿單方向轉(zhuǎn)動的中小跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu),或為適應(yīng)溫度變化而需支座節(jié)點轉(zhuǎn)動并有一定側(cè)移,且下部支承結(jié)構(gòu)具有較大剛度的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu),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(jié)點構(gòu)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(zhuǎn)動,而且不利于抗震。雖然這種節(jié)點構(gòu)造較復(fù)雜但鑒于當前鑄造工藝的進步,這類節(jié)點制作尚屬方便,具有一定應(yīng)用空間。
球鉸壓力支座節(jié)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(jié)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(shè)彈簧以適應(yīng)節(jié)點轉(zhuǎn)動,這種構(gòu)造可使支座節(jié)點繞兩個水平軸自由轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生線位移。它既能較好地承受水平力又能自由轉(zhuǎn)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(gòu)造較復(fù)雜,一般用于多點支承的大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
可滑動鉸支座節(jié)點
對于某些矩形平面周邊支承的網(wǎng)架,如兩向正交斜放網(wǎng)架,在豎向荷載作用下網(wǎng)架角隅支座上常出現(xiàn)拉力,因此應(yīng)根據(jù)傳遞支座拉力的要求來設(shè)計這種支座節(jié)點。常用拉力支座節(jié)點主要有平板拉力支座節(jié)點、單面弧形拉力支座節(jié)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(jié)點與下部支承結(jié)構(gòu)的錨栓來傳遞拉力,此時錨栓應(yīng)有足夠的錨固深度。且錨栓應(yīng)設(shè)置雙螺母,并應(yīng)將錨栓上的墊板焊于相應(yīng)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(jié)點相同的構(gòu)造。但此時錨栓承受拉力,因此平板拉力支座節(jié)點僅適用于跨度較小的網(wǎng)架。
當支座拉力較大,且對支座節(jié)點有轉(zhuǎn)動要求時,可在單面弧形壓力支座節(jié)點的基礎(chǔ)上增設(shè)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(dān)??捎糜诖蟆⒅锌缍鹊木W(wǎng)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(shè)橡膠墊板而實現(xiàn)的一種支座節(jié)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(zhuǎn)動又可在水平方向產(chǎn)生一定的彈性變位。為防止橡膠墊板產(chǎn)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(jié)點周邊設(shè)置其他限位裝置。防止橡膠墊板可能產(chǎn)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(yīng)設(shè)置壓力彈簧以適應(yīng)支座的轉(zhuǎn)動。支座底板與橡膠墊板上應(yīng)開設(shè)相應(yīng)的圓形或橢圓形錨孔,以適應(yīng)支座的水平變位。
板式橡膠支座在我國網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中已得到普遍應(yīng)用,效果良好。本規(guī)程附錄K列出了橡膠墊板的材料性能及有關(guān)計算與構(gòu)造要點,可供設(shè)計參考。
剛接支座節(jié)點應(yīng)能可靠地傳遞軸向力、彎矩與剪力。因此這種支座節(jié)點除本身應(yīng)具有足夠剛度外;支座的下部支承結(jié)構(gòu)也應(yīng)具有較大剛度,使下部結(jié)構(gòu)在支座反力作用下所產(chǎn)生的位移和轉(zhuǎn)動都空心球節(jié)點剛接支座。它是將剛度較大的支座節(jié)點板直接焊于支承頂面的預(yù)埋鋼板上,并將十字節(jié)點板與節(jié)點球體焊成整體,利用焊縫傳力。錨栓設(shè)計時應(yīng)考慮支座節(jié)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(gòu)造。但對于支座反力較大的管桁架節(jié)點宜在管桁架管件底部加設(shè)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(jié)點附近桿件的受力狀況。
考慮到支座節(jié)點可能存在一定的水平反力,為減少由此而產(chǎn)生的附加彎矩,應(yīng)盡量減小支座球節(jié)點中心至支座底板的距離。
對于上弦支承空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu),設(shè)計時應(yīng)控制邊緣斜腹桿與支座節(jié)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(shè)計時應(yīng)進行放樣驗算。
支座底板與支座豎板厚度應(yīng)根據(jù)支座反力進行驗算,確保其強度與穩(wěn)定性要求。
當支座節(jié)點中的水平剪力大于豎向壓力的40%時,不應(yīng)利用錨栓抗剪。此時應(yīng)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(shù)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(yè)生產(chǎn)。不得采用純橡膠墊板。
在實際工程中要求將支座節(jié)點底板上的錨孔精確對準已埋入支承柱內(nèi)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(wǎng)架壓力支座節(jié)點中也可以在支座底板與支承面頂板間增設(shè)過渡鋼板。
過渡鋼板上設(shè)埋頭螺栓與支座底板相連,過渡鋼板可通過側(cè)焊縫與支承面頂板相連,這種構(gòu)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(shè)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。