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大跨度钢结构空间管桁架设计的要点
浏览: 发布日期:2019-10-19
  在我国积极进行现代化建设的過程中,随着建筑工程规模的逐渐扩大,建筑屋盖体系也逐渐发生了变化,钢结构成为建筑屋盖体系的主要形式,大跨度钢结构空间管桁架应用也越来越广泛。鉴于此,该文对空间管桁架结构进行了简要概述,并详细探讨了大跨度钢结构空间管桁架设计的要点,为工程设计提供参考。
  
  1大跨度钢结构空间管桁架设计的要点
  
  随着大跨度钢结构空间管桁架的广泛应用,要求设计人员全面掌握设计要点,才能够将大跨度钢结构空间管桁架的优势全面发挥出来,以下从主管不等壁厚对接设计、K型搭接节点处设计、空间管桁架施工设计、相贯口补块设计等角度出发展开了探讨。
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  1.1主管不等壁厚对接设计
  
  主管对接口处在大跨度变截面中,经常会产生不等壁厚对接现象,针对这一问题,设计人员在实际工作中,通常会要求生产厂家严格进行全部主管对接口的打内坡口处理,同时为了满足充当衬垫的要求,还需要对折板进行应用。然而,多数内坡口构件在实际施工中的应用,都呈现出施工难度大、耗时长的特点。此外,同发达国家相比,我国的无缝管制造技术还存在一定滞后性,因此可以对卷管制作法进行充分应用,但是这一过程中直缝钢管圆度差异问题的形成不可避免。
  
  根据建筑工程施工相关规定,严禁产生±0.75%的直缝钢管以及外径偏差率大于3.0mm/m的弯曲度偏差度。在1个构件焊接中,当二者拥有不同的厚度与宽度时,当焊件一侧拥有超过4mm以上的厚度时,则应从厚度与宽度1个角度出发,沿着一侧或两侧制成斜角,1︰1.15为该斜角最大坡度控制参数。
  
  1.1K型搭接节点处设计
  
  从节点构造上来看,搭接节点通常可以分为3种类型,分别为完全搭接、部分搭接和间隙搭接。针对结构不同的节点在设计时,必须对搭接的方法进行科学选择和控制,避免内隐藏焊缝数量的增加。一般而言,在设计中应严格控制主管与腹杆的直径比,二者的取值范围应控制在不小于0.1和不大于1的范围内,而搭接量在腹杆之间应控制在不小于15%的范围内。在选择节点的过程中,应注重采取有效措施将搭接节点替换成间隙节点,这是因为同部分搭接节点相比,间隙节点更加容易组装,施工便捷。
  
  通常情况下,不可以将焊接施工应用于部分搭接节点的隐藏部位,而当拥有大于1.5的主管与腹杆不平衡系数时,才能够将焊接应用于部分搭接节点上。选择搭接节点时,应注重将15%宽度的被搭接管与搭接管进行重叠。同时,针对部分搭接的K型节点来讲,当主管垂直方向的内力小于腹管内力的1/5时,此时被搭接杆件趾部不可以焊接。并且,针对搭接节点构件来讲,圆管外层直径同构件壁的厚度之间的比值不能大于100。通常情况下,应严格控制K型节点构件搭接率,这一数值应不小于15%且不大于100%。当设计施工中产生厚度不同的腹杆时,在实际展开焊接施工的过程中,应将薄壁管搭在厚壁管上方。
  
  由此可见,在实际设计空间管桁架时,应对杆件节点承受力以及杆件进行集中考虑,高度重视节点的构造,在设计节点构造的过程中,整体考虑各个杆件,为其他设计环节奠定良好基础。
  
  1.3空间管桁架施工设计
  
  在实际展开空间管桁架施工的过程中,应遵循的主要程序为“先点焊,后全焊”,当搭接节点存在于桁架施工当中时,施工人员必须对焊接搭接的部位进行明确处理,也就是说,在实际展开施工的过程中,应充分确认各个构件安装先后顺序,避免颠倒构件安装顺序导致建筑工程施工以及后期使用过程中存在严重的安全隐患。
  
  安装空间管桁架的过程中,应从以下安装顺序入手:在安装主管的基础上对支管进行安装,在完成一个支管安装以后应直接焊接直管趾部,最后才可以将焊缝焊接应用于支管与支管之间。
  
  1.4相贯口补块设计
  
  建筑工程整个设计施工过程中,存在系统性和复杂性较强的特点,在实际展开施工的过程中,影响工程质量的因素也相对较多,人为失误和设备误差等都将对整个工程设计以及施工造成严重误差,这些因素的存在都将导致过大的缝隙产生于相贯口缝隙当中,因此只有及时展开查缺补漏才能够降低相贯口缝隙过大现象发生的概率。
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  第一,当拥有超过8mm的桁架同主弦管相贯口间隙长度时,在处理这一问题的过程中,应将相贯口进行彻底替换,同时也可以切割相贯口周围部分结构,实际展开切割的过程中应呈现出长椭圆形,长度不可以小于500mm,并替换切割部分,在替换施工中进行打坡口焊接施工;第二,当拥有过大支管相贯口间隙时,应实施支管相贯口的局部构件补块,使用长椭圆形补块,保证其拥有不小于300mm的长度,并采用坡口焊接法。
  
  综上所述,近年来,在我国现代化建筑工程建设的高速发展的过程中,大跨度钢结构空间管桁架的应用越来越普遍,大大提升了建筑的美观性以及功能性。因此,相关设计人员应对大跨度钢结构空间管桁架设计的重要性产生深刻认知,并从主管不等壁厚对接设计、K型搭接节点处设计、空间管桁架施工设计、相贯口补块设计等角度出发,深入研究,为从根本上提升大跨度钢结构空间管桁架应用价值奠定理论基础。

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