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以下是鋼結(jié)構(gòu)柱間支撐連接設(shè)置的技術(shù)要求總結(jié),結(jié)合知識(shí)庫(kù)信息整理而成,涵蓋設(shè)計(jì)、施工、材料及規(guī)范要求等關(guān)鍵點(diǎn):
一、連接方式與構(gòu)造要求
1. 焊接連接
適用場(chǎng)景:
需高效傳遞荷載、剛度要求高(如抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu))。
空間受限或需密封防水的節(jié)點(diǎn)(如化工廠房)。
技術(shù)要點(diǎn):
焊縫質(zhì)量:
焊縫需滿(mǎn)足二級(jí)及以上質(zhì)量要求(如全熔透焊縫),避免裂紋和氣孔。
厚板焊接需預(yù)熱(100150℃)及焊后熱處理,減少殘余應(yīng)力。
節(jié)點(diǎn)構(gòu)造:
支撐桿端宜設(shè)計(jì)為圓弧形(避免應(yīng)力集中),與框架連接處需設(shè)置加勁肋。
焊縫連續(xù)平滑,焊腳尺寸≤支管壁厚的2倍(管桁架節(jié)點(diǎn))。
缺陷處理:
焊接后需進(jìn)行超聲波探傷(UT)或射線檢測(cè)(RT),確保無(wú)缺陷。
限制條件:
施工復(fù)雜,需專(zhuān)業(yè)焊工操作,不可拆卸(后期維護(hù)困難)。
2. 螺栓連接
適用場(chǎng)景:
需快速安裝、可拆卸或后期維護(hù)的結(jié)構(gòu)(如裝配式廠房)。
抗震設(shè)計(jì)中需耗能的節(jié)點(diǎn)(摩擦型高強(qiáng)螺栓可消耗地震能量)。
技術(shù)要點(diǎn):
螺栓選擇:
優(yōu)先采用高強(qiáng)度螺栓(如8.8S或10.9S級(jí)),摩擦型連接優(yōu)先。
螺栓孔需與桿件軸線對(duì)齊,允許擴(kuò)孔≤2mm(調(diào)節(jié)安裝誤差)。
節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì):
節(jié)點(diǎn)板厚度需滿(mǎn)足抗剪和抗拉要求,與支撐桿件接觸面需噴砂處理(Sa2.5級(jí),摩擦系數(shù)≥0.45)。
螺栓間距≥3d(d為螺栓孔徑),端距≥2d。
施工規(guī)范:
螺栓施擰順序:從節(jié)點(diǎn)中心向四周對(duì)稱(chēng)施擰,初擰、復(fù)擰、終擰需在24小時(shí)內(nèi)完成。
限制條件:
剛度較低,需注意節(jié)點(diǎn)滑移對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響。
二、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造
1. 節(jié)點(diǎn)板要求
尺寸與位置:
節(jié)點(diǎn)板厚度需≥支撐桿件最大翼緣厚度,且與框架柱翼緣焊接牢固。
支撐端部至節(jié)點(diǎn)板嵌固點(diǎn)的距離≥節(jié)點(diǎn)板厚度的2倍。
抗震設(shè)計(jì):
8、9度抗震設(shè)防時(shí),焊接工字形支撐的翼緣與腹板連接需采用全熔透連續(xù)焊縫。
梁與V形支撐或人字支撐相交處,需設(shè)置側(cè)向支承(如加勁肋或系桿)。
2. 加勁肋與局部加強(qiáng)
加勁肋設(shè)置:
柱與支撐連接處需設(shè)置橫向或縱向加勁肋,防止局部屈曲。
加勁肋截面需與柱翼緣和腹板匹配,焊縫連續(xù)滿(mǎn)焊。
圓弧端部處理:
支撐桿端宜設(shè)計(jì)為圓弧形,避免應(yīng)力集中(尤其在彎矩較大處)。
三、材料與截面選擇
1. 支撐桿件材料
常用型鋼:
角鋼(輕型支撐)、槽鋼、H型鋼(中重型支撐)、鋼管(柔性支撐)。
抗震或大跨度結(jié)構(gòu)可選用軋制H型鋼或消能支撐(如屈曲約束支撐BRB)。
材料規(guī)格:
鋼材等級(jí):Q235、Q345及以上,需滿(mǎn)足抗拉、抗壓強(qiáng)度要求。
腐蝕環(huán)境需采用鍍鋅或涂覆防腐涂層。
2. 截面形式
單斜撐:適用于荷載較小的結(jié)構(gòu),需對(duì)稱(chēng)布置。
X形支撐:優(yōu)先選擇,提供雙向剛度,斜桿與水平面夾角宜30°60°。
人字形(倒V形)支撐:適用于需局部加強(qiáng)的區(qū)域。
K形支撐:多用于門(mén)式剛架結(jié)構(gòu),提升抗側(cè)剛度。
四、設(shè)計(jì)規(guī)范與驗(yàn)算要求
1. 長(zhǎng)細(xì)比控制
受壓桿件:長(zhǎng)細(xì)比≤150(GB 50017要求)。
受拉桿件:長(zhǎng)細(xì)比≤300。
高強(qiáng)螺栓連接:需驗(yàn)算螺栓抗剪和承壓強(qiáng)度,預(yù)拉力損失≤20%。
2. 剛度匹配
支撐剛度需與主體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào),避免局部剛度過(guò)大導(dǎo)致應(yīng)力集中。
多層結(jié)構(gòu)需每層設(shè)置支撐,高層可間隔布置但需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。
3. 抗震設(shè)計(jì)
節(jié)點(diǎn)延性:
焊接節(jié)點(diǎn)需保證塑性變形能力,螺栓節(jié)點(diǎn)需控制滑移量。
8、9度設(shè)防時(shí),支撐與框架連接處需設(shè)置加勁肋。
支撐布置:
每個(gè)柱列均需設(shè)置支撐,避免地震力過(guò)度集中于邊柱。
五、布置原則與施工注意事項(xiàng)
1. 支撐布置
間距限制:
無(wú)吊車(chē)時(shí)縱向支撐間距≤3045m,有吊車(chē)時(shí)≤5060m。
多層廠房需每層設(shè)置,高層可間隔布置但需與樓面水平支撐協(xié)調(diào)。
位置協(xié)調(diào):
避免與設(shè)備管道沖突,必要時(shí)采用偏心支撐或調(diào)整柱距。
屋面橫向支撐與頂層柱間支撐應(yīng)設(shè)在廠房端部同一柱間。
2. 施工關(guān)鍵點(diǎn)
安裝順序:
先安裝柱列,后安裝支撐,確保柱垂直度偏差≤H/1000(H為柱高)。
支撐斜桿需預(yù)拉力張緊(柔性支撐)或自然就位(剛性支撐)。
溫度應(yīng)力控制:
長(zhǎng)支撐桿件需設(shè)置溫度補(bǔ)償裝置(如滑動(dòng)支座),避免熱脹冷縮導(dǎo)致內(nèi)力。
防腐與防火:
表面涂裝防銹底漆+面漆(干膜厚度≥150μm),防火需按耐火等級(jí)選涂料。
六、特殊場(chǎng)景要求
1. 無(wú)吊車(chē)門(mén)式剛架:
柱間支撐宜采用X形,斜桿截面較小以節(jié)省材料。
柱距與支撐跨高比需滿(mǎn)足L/a≥6(L為柱距,a為支撐高度)。
2. 大跨度或高層建筑:
超過(guò)12層時(shí),支撐宜采用軋制H型鋼,與框架剛接。
可采用消能支撐(如BRB)提高抗震性能。
3. 輕型鋼結(jié)構(gòu):
柔性支撐(圓鋼拉條)需預(yù)張力≥10%的屈服力,防止松弛。
七、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案
問(wèn)題1:焊接殘余應(yīng)力導(dǎo)致變形?
解決方案:采用分段焊接并配合反變形法,焊后熱處理。
問(wèn)題2:螺栓連接滑移超限?
解決方案:增加摩擦面處理(如噴砂)或采用承壓型高強(qiáng)螺栓。
問(wèn)題3:支撐與梁交匯處側(cè)向失穩(wěn)?
解決方案:增設(shè)側(cè)向支承(如加勁肋或系桿),限制梁的側(cè)向位移。
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