—38是常见的矩形管直接焊接节点。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。主管与支管或两支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时可不切坡口。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hf不宜大于壁厚的2倍(支管为圆管)
图2—38 矩形管直接焊接节点
或1.5倍(支管为矩形管)。对于有间隙的K、N型节点(图2—38c),支管间隙a不应小于两值管壁厚之和。对于搭接的K、N型节点(图 2—38d),当两支管的壁厚不同时,薄壁管应搭接在厚壁管之上;而
图2—39 搭接率计算示意
两支管的钢材强度不同时,低强度管应搭接在高强度管之上。搭接率
Ov?q/p(两支管在主管表面的搭接长度与搭接管在该表面宽度之比,
见图2—39)应控制在如下范围:
25%?Ov?100%
尽管搭接型节点强度高,但宜首选非搭接型节点,因为这种节点加工制作方便。
记第i个支管的截面宽度为bi.主管的截面宽度为b,则它们的比值??bi/b是影响节点力学性能的重要参数。对于K、N型节点,这个参数定义为:
??b1?b2?h1?h2 (2—10)
4b其中,hi是第i个支管的截面高度。通常以下标1代表受压支管,下标2代表受拉支管。当?以及矩形管节点的其他几何参数满足表2—10,同时桁架平面内主管的节间长度与截面高度之比不小于12、支管的相应之比不小于24时,仍然可将节点视作铰接进行内力分析。 为了保证直接焊接钢管结构的安全正常工件,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,而?则是反映破坏模式的重要参数。
2.3.6.1 矩形支管的T、Y和x型节点(图2—38a、b)
支管在节点处的承载力设计值Nipi依参数?的取值不同而采用不同的计算公式:
(1)当??0.85时,主管的连接面因受弯出现多条屈服线而达到承载能力极限状态。
Nipj?hi?t2f?1.8??2??n, c?1?? (2—11)
?bcsin?i?csin?i矩形管节点几何参数的适用范围 表2—10
节点几何参数,i=1或2,表示支管;j表示被搭接的支管 bi/ti,hi/ti 管截面形式 节点形式 bi/b,hi/b, (或di/ti) (或di/b) 受压 受拉 hi/bi b/t h/t a或OV bi/bj,ti/tj T、Y、X型 ?0.25 ?37?235/fyi?12 主管为矩形管支管为矩形管有间隙的K型和N型 ?0.1?0.01b/t ?0.35 ?35 ?35 0.5?hi/bi?2 0.5?1????a/b?1.5?1??? ① ?35 a?t1?t2 12 搭接K型和N?0.25 ?33?235/fyi??40 25%?Ov?100% 型 ti/tj?1.0 0.75?bi/bj?1.0 支管为圆管 0.4?di/b?0.8 ?44?235/fyi? 12?50 有di取bi代之后,仍应满足上述相应条件 注:(1)表中标示①处当a/b>1.5(1-?),则按T型或Y型节点计算; (2)ti——第i个支管的壁厚; di——第i个圆支管的外经;
b、h、t——矩形主管的截面宽度,高度和壁厚。
(2)当??1.0时,主管侧壁在局部拉(压)力作用下失效导致承载能力极限状态。
当为受拉屈服或受压屈曲时 Nipj?hi?tfk?2.0??5t??n (2—12)
?sin?i?sin?i当为受剪屈服时
Nipj2htfv? (2—13) sin?i(3)当0.85???1.0时,Nipj除不应超过式(2—11)与式(2—12)或式(2—13)之间根据?所作线性插值外,还需要考虑支管受拉(压)强度和主管连接面冲剪强度的要求。支管端部截面的应力分布不均匀,按下式计算其承裁力
Nipj?2.0?hi?2ti?be?tifi (2—14)
当0.85???1?2t/b时,主管连接面冲剪强度由下式计算
Nipj?hi?tfv?2.0??bep? (2—15)
sin?csin?ii??在以上公式中
?n—反映主管轴力影响的参数,主管受压时,?n?1.0?0.25?/?Bf?;主
管受拉是,?n?1.0;
?—节点两侧主管较大轴向压应力(绝对值),当节点有一侧主管受拉
时,则取另一侧主管的铀向压应力(绝对值);
fk—主管强度,支管受拉时,fk?f;支管受压时:对T型和x型节
点,fk?0.8?f,
对X型节点,fk?0.65sin?i?f
?—按长细比??1.73?h/t?2??sin?i??0.5确定的轴压构件的稳定系数
fv—主管钢材的抗剪强度设计值;
be—有效宽度,be?10fyt2bi/fyitib?bi
bep—有效宽度,bep?10tbi/b?bi
2.3.6.2 矩形支管有间隙的K型和N型节点(图2—38c)
pjN(1)节点处任一支管的承载力设计值i应取下列各式的较小值,
对应于不同的失效模式; 主管连接面受弯屈服
Nipjb?b?h?h?b??1.42?1212??t2f?n (2—16)
bsin?i?t?0.5主管受剪屈服
NipjAvfv?sin?i (2—17)
支管受拉(压)屈服
b?b??Nipj?2.0??hi?2ti?ie?tifi (2—18)
2??