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钢结构中箱形多角度空间节点技术

发布时间:2019-06-21 09:51:02

    某钢结构并程节点设计中采用箱形多角度空间节点形式,外形独特、内部结构复杂。深化设计应用了先进的建模软件TEKI.A Structures 16.O,进行三维空间精确放样。制作工艺采用分体制作、整体组装方案,保证了节点的外形尺寸及焊接质量,最终满足了建筑造型及结构受力要求。

关键词:箱形多角度空间节点;钢结构;制作工艺

1  钢结构并程概况

    某钢结构并程项目地处济南市黄金地段,钢结构并程建筑设计新颖独特、外观宏大、服务设施配套齐全,建成后将成为济南市的地标性建筑和商业中心,如图1所示。

    整个项目的钢结构部分包括南部小钢桥、顶部钢结构和中问钢桥三个部分,其中中问钢桥用钢量约3 000 t,处于钢结构的核心位置,是连接顶部钢结构西北部分和东南部分的重要纽带。中间钢桥结构如图2所示,钢柱为弧形箱形柱。为保证构件的相惯性及内部复杂结构连接,钢柱与主梁采用多角度空间节点连接。此类型节点共有32个,单重约150 kN,由于建筑外观设计的独特要求,每个节点有多个方向的外仲牛腿及连接板,以满足卒间方向箱形钢梁与弧形钢柱的连接要求。

2箱形多角度空间节点技术要求

2.1  制作要求

    整个节点设计采用Q345一B钢板焊接加工制面板的掀力。同时根据经验,檐口处屋面板的悬挑长度一般不要超过屋面板断面波高的5倍;屋面板靠山墙处,可以利用杆件加强,以提高其抗风能力。屋面板尽量减少开孔,在必须开孔的地方,应采用耐候胶封堵严密。屋面板的连接方式应采用螺栓连接,而不宜采用卡口式弹性连接。屋面固定螺栓应设置在屋面板的波峰处,并且要求采用密封胶垫。

2  门窗处理

    由于湛江地区靠近海边,空气中盐分的浓度高,对门窗的腐蚀性比较大,所以在湛江地区不宜采用空腹门窗,宜采用实腹门窗或者耐腐蚀性较强的门窗。特别要注意门窗的大小,应根据门窗所处的高度。从计算表格查询出风压值,再查询门窗标准图集中门窗的抗风压强度适用范围来确定门窗的大小。卷帘门应采用抗风卷帘门。当门面积较大时,应进行强度计算,并采取加强措施,以免卷帘门被吹脱导轨。门窗与压型钢板连接处,构造上应封闭,固定螺栓及其他开孔处应用耐候胶封堵严密,以免雨水从缝隙处渗入室内,详见图3、图4。

3  结  语

    总之,在湛江地区钢结构厂房的设计中,压型钢板及门窗除了在构造上保证密封外,在强度计算时,必须考虑当地气候环境的影响。

4  结  语

    通过对南通市体育馆45 m跨度组合楼盖钢结构并程设计过程中选用的典型复杂节点进行有限元分析可知,规范推荐的节点构造形式仅适用于普通钢结构钢结构并程;而对于大荷载、大跨度、小结构高度的钢桁架一混凝土组合楼盖,其传统的节点构造形式远远不能满足设计要求,需要根据钢结构并程的实际情况寻求更为合理的节点构造形式,并进行相应的线性及非线性极限承载力有限元分析。钢结构并程实践证明,本钢结构并程设计时所提出的节点形式2具有良好的受力性能和足够的安全度,能满足“强节点弱构件”的设计要求,特别适用于大跨度的钢桁架一混凝土组合楼盖,可为同类钢结构并程提供参考。

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