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矩形管钢结构屋架特点
发布时间:2014-07-15
无论是圆管还是矩形钢结构管,其截面材料都分布在远离中性轴的位置,而且是剪心和形心重合的封闭截面,其抗弯和抗扭的力学性能明显优于角钢。由于钢管构件组成的桁架可以省去大量节点板、填板等的制作。据称,钢管桁架与传统的角钢桁架相比,节省钢材的幅度在20%以上,对于有些结构(例如输电塔架)节省钢材可高达50%。除此之外,管截面特有的封闭性使其具有良好的防腐蚀性能。矩形钢结构管屋架节点构造比圆管简单,国内应用较多,因此主要介绍矩形钢结构管屋架设计特点。目前,钢管桁架结构主要用在不直接承受动力荷载的场合。为了防止钢管构件的局部屈曲,圆钢管的外径与壁厚之比一般要求不超过100,矩形钢结构管的最大外缘尺寸与壁厚之比不超过40.原则上既可采用热加工管材,亦可采用冷成型管材,但其材料的屈服强度应不超过Q345钢,屈强比不超过0.8,而且壁厚一般控制小于25mm。
钢管屋架的高跨比可在1/15~1/10范围内选择。应尽量缩减节点的类型与数量(例如选择无竖杆的人字形腹杆体系)以及所用管材规格。在钢管桁架结构中,杆件直接相互焊接在一起形成节点。常见的矩形钢结构管直接焊接节点。在交于同一节点的杆件中,截面尺寸最大者常称为主管(通常为弦杆),其余皆称为支管。不允许将支管插入主管内。主管与支管或两只管之间的夹角不宜小于30°。支管端部宜使用自动切管机械切割,支管壁厚小于6mm时刻不切坡口。支管与主管的连接焊缝,应沿全周连续焊接并平滑过渡。焊缝形式既可采用全周角焊缝,亦可部分采用角焊缝,部分采用对接焊缝。但是,支管管壁与主管管壁的夹角不小于120°的区域宜采用对接焊缝或带坡口的角焊缝。角焊缝的焊脚尺寸不宜大于壁厚的2倍或1.5倍(支管为矩形钢结构管)。
为了保证直接焊接钢管结构的安全正常工作,不仅结构中的杆件不允许破坏,节点也同样不允许破坏。因此钢管结构中的主管和支管,作为普通的轴心受力构件或压(拉)弯构件(存在节间荷载时),不仅要满足这些构件的承载力的要求,同时,支管的轴向内力设计值还不应超过节点承载力设计值。节点的承载力与节点的破坏模式紧密相关。
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