【精选】圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨.pdf

第 8 卷第 2 期 空　间　结　构 . 8 . 2 V o l N o 2002 年 6 月 SPA T IAL STRU CTU R ES Jun. 2002 [ 文章编号(2002) 圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨 丁芸孙 (北京汇光建筑工程咨询事务所　北京　100088) [摘　要]　本文探讨了圆管结构相贯节点设计中的若干问题。主要内容包括: 应用相贯节点的 必要条件, 各国钢管结构规范比较, 圆管节点的特性及其加强, 以及空间结构中的相贯节点。 [ 关键词]　圆钢管; 相贯节点; 空间相贯节点 [ 中图分类号]　TU 392. 3　　　　　　　　　　　[ 文献标识码]　A ( ) 1　管结构相贯节点 直接焊接 圆钢管具有较高的惯性半径及有效的抗扭截面, 表面没有凹凸角, 外形对空气动力有利, 内管封闭不易腐蚀, 刚度大、运输安装费用省且建筑外形美观, 因此圆管结构在国外用得不少, 近年在国内也深得建筑师的喜爱。采用相贯节点不但美观而且承载力比较大, 计算公式也比较 成熟。如新加坡 218 跨樟宜机库网架采用相贯节点, 杆件受力达 1500 , 整个结构经济指标也 m t 比较好, 因此结构师也愿采用。但根据我们的实践经验, 由于相贯节点本身的特点, 采用时一定 要求具备必要条件, 否则不但不能发挥其优越性, 反而会造成一定困难。例如, 我们在咸阳机库 中首次在空间结构采用相贯节点, 相贯节点要求外径一致, 因此不同内力的杆件只能采用相同 外径不同壁厚的钢管, 从而使钢管备料十分困难, 材料的替代大大增加了用钢量, 甚至超过了 由于取消节点所带来的节省。圆管整个相贯线上坡口是要求变化的, 而手工切割很难做, 现场 拼焊时到处要修坡口。空间结构两个方向受力均大, 在节点处主管壁厚不够, 只好在节点拼焊 一段厚壁的管, 并不比采用节点简单, 施工困难很大。厦门太古飞机公司一期 155 机库由于 m 内力很大, 焊接球不能满足要求, 因此采用相贯节点。从设计角度相贯节点的计算已比较成熟, 而且相贯节点只占节点总数的 15% , 我们又编程序画出展开线及变化的坡口角, 但施工中仍 发现由于钢管不圆, 即使相贯线画得再好也不符合施工要求, 施工中只好高空修补, 从而耽误 了工期, 反应不好, 二期机库即作了改进。 [ 收稿 日期] ( ) [ 作者简介]　丁芸孙 1929— , 男, 浙江湖州人, 研究员, 主要从事空间结构及钢结构设计与研究。 56 2002 年 空　间　结　构 第 2 期 根据我们实践, 采用相贯节点必须具备一定条件才能充分发挥其优越性。从设计上我们认 为空间桁架尤其变高度的空间桁架比较适合采用相贯节点。这种结构与平面结构相似, 弦杆内 力接近, 适于采用一致的钢管。如果拉杆受力不等, 采用外径相等壁厚变化的钢管备料是困难 的, 应该考虑采用锥形配件。国外有商品供应, 并有计算方法, 我国却无此配件, 有的用锥头修 改, 所以考虑不同直径钢管的拼接也是采用相贯节点的条件。有的采用相贯节点的杆件为求美 观变成弧形, 此时施工单位必须具备液压机在常温和加温过程中缓慢弯曲的设备, 保证截面形 状没有明显压扁或褶皱。两个方向受力均大的空间结构, 最好避免采用相贯节点。 相贯节点最关键的是相贯线焊接, 由于两曲面相交, 要保证焊接有