[PPT]高耸结构之构架式塔的节点设计

1、第四节 构架式塔的节点设计4.1 角钢连接 4.1.1 角钢连接计算框图根据角钢肢宽选螺栓直径螺栓数量n最大内力Nmax/单个螺栓抗剪力Q，并取整验算角钢厚度是否满足最小厚度要求（净截面验算、局部承压验算）选择节点板厚t2（局部承压验算）输出所有节点参数放样画节点图，并验算节点板净截面强度4.1.2 角钢柱的拼接1）标准图2）角钢柱采用错列拼装，4.6级、4.8级普通螺栓连接节点参数如下表：项目公式，单位M16M20M24M30单独螺栓设计抗剪承载力Q适应角钢肢宽B螺栓中距b螺栓端距a角钢最小厚度螺栓中心至角钢肢背距离e26.1（35.4）40.8（55.4）58.8（79.8）91.9（12

2、4.7）mm75901001251401601802005365779535435163mm6（8）8（10）10（12）12（15）注：）双剪连接则表中承载力提高一倍； ）每端螺栓数不应少于6个。连接轴心受力，d为螺栓直径，括号内为5.6级螺栓，d0为螺孔直径4.1.3 角钢与节点板的单剪连接1）标准图：2）角钢横杆、斜杆、横隔端部单剪连接节点参数连接偏心受力，承载力作折减，其它说明同拼装项目公式，单位M12M16M20M24M30单独螺栓设计抗剪承载力Q适应角钢肢宽B螺栓中距b螺栓端距a角钢最小厚度t1螺栓中心至角钢肢背距离e节点板厚度t212.5（17.0）22.2（30.1）34.9（

3、47.4）50（67.9）78.1（106.0）mm455663809011012514016020041536577952735435163mm5（6）6（8）8（10）10（12）12（14）mm6（8）8（10）10（12）12（14）14（16）4.2 钢管的连接4.2.1 钢管连接形式的选择所连杆件截面形式节点及连接形式和编号受力要求压拉剪弯扭静力间接动力动力和疲劳静力间接动力动力和疲劳钢管圆管（1）对焊（2）相贯线焊（3）普通法兰（4）端面磨平顶紧法兰（5）插板双剪（8）螺栓球节点（9）空心焊接球节点受力大（1）（4）、（9）受力小（5）（8）（1）（2）（3）（5）（8）（9）（

4、1）（2）（3）（8）（9）（1）（2）（3）（9）（1）（2）（3）（5）（9）同拉（1）（2）（3）（9）矩形管（1）对焊（2）相贯线焊（3）法兰（4）断面磨平顶紧法兰（6）双剪拼接焊（7）双剪高强螺栓拼接（1）（2）（3）（4）（6）（7）（1）（2）（3）（6）（7）（1）（2）（3）（7）（1）（2）（3）（7）（1）（2）（3）（6）（7）同拉（1）（2）（3）（6）（7）4.2.2 钢管相贯线焊接相贯线焊缝的分区及坡口形式： ）对于t6mm钢管，周边角焊缝hf 1.2t ）对于t8mm钢管，一般采用三分区方法。 注：趾部用角焊缝）对于t 8mm钢管，受力很大者（如桁架的支座腹杆，

5、或直接承受动力荷载 的杆件）用四分法 注：趾部坡口焊熔透A区详图D区详图B区详图详图A区B区C区D区使用范围180o150o150o75o75o37.5o37.5o20o坡口角度45o37.5o 60o /2，最大37.5o /2C区详图Tl（ 见下表）1.501.702.00180o 70o70o 40o40o 20o4.2.3 钢管法兰连接A）构造： 法兰连接的优点：便于连接，刚度 大，承载力大法兰连接的缺点：用钢量大，易发 生焊接变形（1）拉压兼用型：（2）主要受压型注：L 8时，“C”、”D”用双面角焊缝，hf0.8 L （取整）； L 8时， “C”、”D”用坡口焊熔 透；焊缝“B”

6、双面坡口熔透。B）法兰的计算 （1）按抗拉选择螺栓直径d和个数n。（同时顾及 受压的均 衡性） 公式： Nn 其中 为螺栓的受拉承载力设计值。 （2）选择螺栓中心圆直径r2。 螺栓离管壁距离要超过最大操作距离加焊脚尺寸。 螺栓环向中距要大于最小操作距离加加劲板厚L 。 （3）选择螺栓中心到法兰板边的距离。 使r1r21.2(d+1.5mm) 使加劲板端焊缝能满足承压要求。（与环焊缝共同 受力） （4）焊缝计算： 压力（或绝对值大于压力的拉力）由法兰上下两条环形焊缝和 加劲板的端焊缝共同承担，按有效截面分担。 公式： 若用坡口熔透焊，则可将 换为 （对接焊缝抗压强度） 将加劲板所承担的压力按比例

7、取出，作用在加劲板端焊缝的 中心，按弯、剪复合验算加劲板竖焊缝。 公式：端缝： 侧缝： 注：lf焊缝实际长度10mm为角焊缝强度（5） 法兰盘厚度计算： 按最大平均压应力作用在三边支承的近似矩形平板上 （一边由管壁，二边由加劲板支撑），查钢结构设计手 册计算得到板中最大弯矩Mmax（单位板宽） 。 求板厚： （6） 若是水平梁受弯。则以钢管受压外边缘为转动中心，螺 栓拉力与其离转动中心的距离成正比，选择螺栓。 公式： 然后按拉力最大区域或压力最大区域求法兰板厚（同5）， 若有剪力则用相关公式复算在拉、剪复合作用下螺栓承载 力。 （7） 若是受压型法兰无拉力，则用端面承压传递压力，但 螺栓抗剪之

8、合力须满足下式： （8） 在设计工作中，为了减少计算工作量，对于空间管桁 架中受拉、压轴向力的钢管的法兰连接，可以按表3求 得法兰的各种设计参数。表中所列为一个8.8级螺栓所 对应的抗拉(压)承载力。使用时可将杆件实际受拉(压 力除以表中适当)螺栓的Nt或Na值，求得螺栓数量，再 用钢管直径加上表中e值求螺栓中心圆，求出螺栓间距 看其满足与否。若llmin，则直接取用表中参数即可， 若llmin1.2以上，则重新计算f 。螺栓管壁厚t（mm）最小间距lmin（mm）e（mm）k（mm） f（mm） L（mm）H1（mm）抗拉承载力Nt（KN）抗拉承载力Na（KN）M166，8462222206

9、1005673562222206100568410，12522626208100569452262620810056109M208，10582727228120881446827272481208816012，14583131228120881536831312481208816916，18653535241012088229803535281012088248M2410，12，1464343422814012416978343426814012419016，18，207040402610140124273804040321014012431822，2476444430121401243691

10、0244443612140124441M3014，168041413010160200302954141341016020033618，2080454530101602003271004545341016020037422，24834949321216020043111049494012160200508M3620，2288494932101802883711104949381018028842422，24945353321218028842210053534010180288493法兰设计参数表4.2.4 钢管结构的双剪连接 1）钢管双剪连接的构造 在钢管结构中相对次要的杆件连接时，可采用双

11、剪连接的形 式，见下图。 注：焊缝厚度等于较薄焊件厚双剪连接标准图2）钢管双剪连接的计算框图次钢管受拉（压）夹板角焊缝抗剪节点夹板净截面受拉（压）孔壁承压螺栓抗剪节点中板净截面受拉（压）节点板与主钢管焊缝验算螺栓布置2M122M162M202M242M304M164M204M244M30所连支管最小管径min（mm）7395114140180121152219245抗剪承载力设计值（KN）58.56104.55163.36234.34329.4209.1326.73468.48658.8“U”形板厚度156881068810中间夹板厚度281214161812161618加劲板厚度3446684