管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與破壞形式

管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與破壞形式
    管桁架結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點(diǎn)的形式與其相連桿件的數(shù)量有關(guān)，可分為：單平面節(jié)點(diǎn)：腹桿與弦桿在同一平面內(nèi)。多平面節(jié)點(diǎn)：腹桿與弦桿不在同一平面內(nèi)。
    管桁架結(jié)構(gòu)在工作過程中，桿件只承受軸向力的作用，支管將軸向力直接傳給主管，主管可能出現(xiàn)多種破壞形式。在保證支管軸向力強(qiáng)度(不被拉斷)、連接焊縫強(qiáng)度、主管局部穩(wěn)定、主管壁不發(fā)生層狀撕裂的前提下，節(jié)點(diǎn)的主要破壞模式有以下幾種：主管局部壓潰，主管壁拉斷，主管壁出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致沖剪破壞，K形節(jié)點(diǎn)可能在支管間主管剪切破壞。節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)明顯的塑性變形或出現(xiàn)初裂縫以后，才會達(dá)到最后的破壞。

一般認(rèn)為有如下破壞準(zhǔn)則：

極限荷載準(zhǔn)則：使節(jié)點(diǎn)破壞、斷裂。
    2)極限變形準(zhǔn)則：變形過大。
    3)初裂縫準(zhǔn)則：出現(xiàn)肉眼可見的裂縫。
    目前國際上公認(rèn)的準(zhǔn)則為極限變形準(zhǔn)則，即認(rèn)為使主管管壁產(chǎn)生過渡的局部變形的承載力為其最大承載力，并以此來控制支管的最大軸向力。
    為了保證相貫節(jié)點(diǎn)連接的可靠性，提出以下構(gòu)造要求：
    1)節(jié)點(diǎn)處主管應(yīng)連續(xù)，支管端部應(yīng)加工成馬鞍形直接焊接于主管外壁上，而不得將支管插入主管內(nèi)。為了連接方便和保證焊接質(zhì)量，主管外徑d應(yīng)大于支管外徑d；主管壁厚t不得小于支管壁厚t。
    2)主管與支管之間的夾角以及兩支管間的夾角，不得小于30°，否則，支管端部焊縫不易保證，并且支管的受力性能也欠佳。
    3)相貫節(jié)點(diǎn)各桿件的軸心線應(yīng)盡可能交于一點(diǎn)，避免偏心。
    4)支管端部應(yīng)平滑并與主管接觸良好，不得有過大的局部空隙。當(dāng)支管壁厚大于6mm時(shí)，應(yīng)切成坡口。
    5)支管與主管的連接焊縫，應(yīng)沿全周連續(xù)焊接并平滑過渡。一般的支管壁厚不大，其與主管的連接宜采用全周角焊縫，當(dāng)支管壁厚較大時(shí)(例如，t》6mm)， 則宜沿支管周邊部分采用角焊縫、部分采用對接焊縫。具體來說，凡支管外壁與主管外壁之間的夾角a>120°的區(qū)城宜用對接焊縫或帶坡口的角焊縫，其余區(qū)域可采用角焊縫。角焊縫的焊腳尺寸h不宜大于支管壁厚t的2倍。
    6)若支管與主管連接節(jié)點(diǎn)偏心-0.55<e/h(或e/d)《0.25時(shí)，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)和受拉主管承載力時(shí)，可忽略因偏心引起的彎矩的影響，但受壓主管必須考慮此偏心彎矩M=ANe。
    7)對有間隙的K形或N形節(jié)點(diǎn)，支管間隙a應(yīng)不小于兩支管壁厚之和。
    8)對搭接的K形或N形節(jié)點(diǎn)，當(dāng)支管厚度不同時(shí)，薄壁管應(yīng)搭在厚壁管上；當(dāng)支管鋼材強(qiáng)度等級不同時(shí)，低強(qiáng)度管應(yīng)搭在高強(qiáng)度管上。搭接節(jié)點(diǎn)的搭接率Q=q/p×100%，應(yīng)滿足25%《Q《100%，且應(yīng)確保在搭接部分的支管之間的連接焊縫能很好地傳遞內(nèi)力。

   鋼管構(gòu)件在承受較大橫向荷載的部位，其工作情況較為不利，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施，防止產(chǎn)生過大的局部變形。鋼管構(gòu)件的主要受力部位應(yīng)盡量避免開孔，不得已要開孔時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牟綐尨胧?，例如在孔的周圍加焊補(bǔ)強(qiáng)板等。

   節(jié)點(diǎn)的加強(qiáng)要針對具體的破壞模式，主要有：主管壁加厚、主管上加套管、加墊板、加節(jié)點(diǎn)板及主管加肋環(huán)或內(nèi)隔板等多種方法。

鋼管構(gòu)件的接長或連接接頭宜采用對接焊縫連接。當(dāng)兩管徑不同時(shí)，宜加變徑過渡段，大直徑或重要的拼接，宜在管內(nèi)加短襯管；兩直徑之差小于50mm時(shí)，可采用法蘭板連接；軸心受壓構(gòu)件或受力較小的壓彎構(gòu)件也可采用隔板傳遞內(nèi)力的形式；對工地拼接也可采用法蘭板的螺栓連接。

管桁架結(jié)構(gòu)組成

單榀管桁架由上弦桿、下弦桿和腹桿組成。管桁架結(jié)構(gòu)一般由主桁架、次桁架、系桿和支座共同組成。