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[交流] 建筑索结构节点设计

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    [LV.9]以坛为家II

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    x
    根据受力特点可分为刚性和柔性索结构:
    / C% A, X* M3 F+ I: u
    , o0 ?9 ]0 }5 ]刚性索结构在荷载作用下满足小变形假定,如斜拉结构、张弦结构(弦支穹顶)、预应力网格结构、索拱结构、索托结构等;
    2 l; g! v1 C6 T$ t* `% X3 v+ K5 |
    根据受力特点可分为刚性和柔性索结构:# x% ~) c% X/ X; j0 \- `
    6 J8 {+ {4 a2 c# o0 R- T+ [% C: p" F
    柔性索结构的计算分析必须考虑几何非线性效应,各项荷载效应之间不再满足线性叠加原则,如悬索结构(单索结构、索网结构、双层索系、横向加劲索系)、索穹顶等。2 Q( J( k! b9 S# d8 V+ E( u

    ' N: ]- A4 ?; _5 {0 l  C% A索结构节点类型:' J  G+ ~8 ~! e8 A" v) \; t  {, X7 E

    7 t) S4 i" z$ F7 F  S+ ]3 j6 Z端头连接:螺栓锚固、螺栓接长、耳板销轴
    6 F# Q4 @- C6 Q. ~
    6 U5 H" h6 O( h5 i- T8 U中间连接:夹紧、转向、滑动* h& O. i" M2 b* F

    4 c  e. v+ u! i- A" v) n按索节点的连接功能分类:+ ~9 \+ u" W. T/ O! P: b
    ( q, n+ ~: z) ?/ ~6 Q* t
    张拉节点、锚固节点、转折节点、交叉节点、索杆节点
    8 f7 _# n; k8 L. a! ^/ n- r8 {6 K4 i4 z
    按索节点的连接作用分类:
    ; D9 }. W7 _' r
    + [+ t0 t( R2 q/ y" M8 G8 ~索与索的连接、索与刚性构件连接、索与支承构件连接、索与围护结构连接
    & A4 C7 O( k) ?, `" ~4 t4 v. {3 @1 A4 v! n* ^
    索与索的连接  S2 j* u# r* W- h, ]4 y2 s

    . }. v& R- W" ~- c同向拉索中间连接张紧
    + @) f5 |  X) e  ]& e0 U1 W
    ' M5 ]! D/ h6 Q# S9 l8 p5 a" b双向拉索的连接0 F* p- o$ b5 i) t( l! T+ P
    , Y5 P0 b$ e, I# e' y' W
    拉索与柔性边索的连接
    / c! w$ @8 Y& w7 P% k1 y 泰州体育场_副本.jpg
    ( s+ T! @- S5 b/ @同向拉索中间连接张紧( M8 e+ Z. E) k! A

    . n2 \5 H* p5 x双向拉索的连接+ k& E& p! Z9 Z1 f; T# H% ?
    - V% }4 u, T+ S# J3 J. h( e
    拉索与柔性边索的连接) f9 s& i' h$ P1 U

    . t2 j: k) y, V, B1 L% `. u同向拉索在中间节点改变方向
    4 R4 p0 Z- i/ d& l. M# r: p" \4 I2 e- O" n
    平面内不同方向拉索之间连接
    $ s, L, F: c. W; [/ U/ N" E! h3 Q/ _
    索与刚性构件连接
    $ Y9 S# _1 q5 }! J! s% B
      B* e/ c( }2 D7 i+ x  i& K: T2 j8 u5 f拉索与横向加劲桁架下弦连接
    , U( k5 t  J6 g! {9 |2 `+ K0 j7 S4 X- w" ~2 s: A( W6 l0 {3 c
    撑杆与下弦拉索的连接: e5 I+ ~2 |' \4 M7 g5 j9 C
    ( k: f/ x7 p' p4 c
    拉索与横向加劲桁架下弦连接' V# {) ?* F! f% ?8 \2 S1 P; g5 l

    3 W$ H; k' C+ t. ]+ i* E3 x3 F撑杆与下弦拉索的连接; Z9 ?) {7 d0 L# R; s2 L
    0 o; Q/ Y+ K- b: S- X+ f
    斜索与刚性节点连接
    : u8 f! ]1 p0 d, s2 i( M
      ]/ I2 \! ]. s1 T5 m# S5 q& @' P: z" Y撑杆上节点连接多个方向脊索
    4 y$ V9 `, S# n- M- u! e
    - p# T( y6 u* Z6 V& Q; M& G& I索与支承构件连接( L% Q$ k8 c' C! f: Q) T! D% ?+ U
    光明城站_副本 (2).jpg
    ! ]7 q! ?9 v+ R: \# M9 M1 u拉索与钢混支承构件连接! u' \5 y$ A1 u) L/ }

    ' g. j6 v& q: A8 f) g* K4 m4 Z拉索与支承钢柱或钢梁连接% U4 T" d* ^9 h
    0 O- R: r' @5 o: F) \5 [& Q) P
    径向拉索与支承钢环梁连接
    2 K9 r5 L6 V& o: [' N& F
    + ^: X; L; p- R1 c' _索与围护结构连接
      g5 s1 w4 P7 r7 v+ W1 d2 p0 |: `5 ?* B$ A2 o0 g
    拉索与钢檩条
    4 A8 G/ C3 S0 @  _9 R5 m
    . s* P) P2 C" H4 y拉索与玻璃1 u. b$ w  w% Y- I( ]2 h

    % H: Z) X& C) V- l9 I( s: v" O建筑索结构节点的特点
    & R6 j1 x+ A- a  m* X" Q3 K- u. p9 l  L2 S
    1.节点汇集杆件多,受力较为复杂;
    ( }4 f% i" p( j
    # {" L0 Q. ~+ }; ]& N/ v0 b% t2.节点常汇集有刚性杆件和柔性拉索;
    8 ~  U( ~1 }7 w/ L0 \3 {5 w# C& u0 ?# x3 _$ h6 M+ n5 Y
    3.节点形状复杂;
    8 B! d8 h' ?! L; I
    9 C) @5 @! ?3 n# {( ?. n% A. j4.存在几种基本连接形式:螺杆、索夹、耳板销轴、可滑动;
    2 Y& |6 \+ X4 f- |0 ]  J# p  o$ x- `7 G6 e- i4 M3 ~1 _
    5.复杂节点可视为基本连接的组合体。2 y# {0 w. {/ x) e9 o5 e0 R
    索结构节点设计原则. f$ @9 ^  G  `' H
    2 b' H3 x* I9 y* }( T8 z% `
    综合考虑建筑外观、节点传力方式并结合节点锚具和索体类型等进行概念设计,确定节点连接形式,然后对节点进行具体构造设计。
    , b8 o" j" |4 E. Z3 s- ]$ N
    9 C( D% g3 ^4 a" B- T- ?按相关标准选用索结构节点的材料(热轧钢、铸钢、高强螺栓副、销轴、关节轴承、焊接材料、涂装材料等)。. b7 p, [3 @2 O4 @

    # Y8 T& R1 Q: R* n+ _节点的构造应与计算假定相符,传力路线简捷明确、安全可靠,构造简单合理并便于制作、安装、索力调整和维护,经济性好。
    6 V2 t6 R" w) x  D. t
    ( T) b1 q: Q1 W% ]节点的强度(含局部承压强度)、刚度、变形和受压板件的稳定性应满足国家标准《钢结构设计标准》、《索结构技术规程》、《预应力钢结构技术规程》、《铸钢结构技术规程》的规定。
    * K' \6 L# M. e& n' A! S& _+ S" `& j/ r0 L
    节点的承载力设计值应不小于拉索内力设计值的1.25~1.5倍。  O$ s' x) o5 k8 }. v/ o# r2 Z

    8 }8 q! o3 H# p3 i' S主要受拉节点焊缝质量等级应为一级,其它焊缝质量不低于二级。) f: w/ I) E* m3 {
    . S, C0 b! N$ \5 O) W3 n" N
    对采用新材料或新工艺的重要、复杂节点,可根据节点实际受力状态进行足尺或缩尺模型的检验性试验(最大内力设计值的1.3倍)或破坏性试验(最大内力设计值的2.0倍)。
    / R: w0 t7 |2 q' T; G
    - P# `+ Z6 C( F/ q, h: y根据环境条件、材质、结构形式、使用要求、施工条件和维护管理条件等进行节点的防火与防腐设计。3 [3 V2 T: {6 T4 M% D0 _8 \& @

    9 P* c. L" F! {  A, c/ X) P# n) |9 i4 n6 Z6 u2 `- }* `& {% F( v
    ; e/ G) s. Y% k6 [- |
    螺杆连接节点设计2 v; r- Q. V" C
    2 X1 _( f+ A+ e+ z/ K
    螺杆连接节点的多种形式:
      _; Y- ?5 K, W! P  Q6 v7 m7 m* n, ~! p0 z' ^/ b+ Q
    拉索接长2 o( C/ r6 j6 {& S* T7 L
    索端锚固
    / @8 D: m5 |  B5 y+ L$ Y6 Y
    8 E2 H& A5 u+ |/ ]! }螺杆本身是锚具4 t" I8 q; F8 L0 I- L* J6 K
    , X6 A1 u5 E( L- Z! R1 c9 o% o
    通过锚箱转换连接) g( E5 d5 R+ D2 G0 f7 z
    ; H; d; H! S/ ^4 N6 l
    设球铰等转动装置,释放因大变形引起的端部弯矩0 v* j4 @3 s5 w: x4 y: E
    微信图片_20251014091906_13_36.jpg
    5 E4 b+ G9 s7 T螺杆连接节点设计的一般要求
    # Y, r, z- `- c3 U
    : z- M" M$ o: T0 v4 Y2 L( B% Q8 p⊙螺杆连接中螺杆是索体的一部分时,螺杆与索按照等强设计;其他情况下螺杆承载力设计值应按照索拉力设计值的1.25~1.5倍选取。" O7 M* C! s" v# a7 o9 s
    & _9 l% \& P' l& z- o; V8 E; E
    ⊙螺杆承载力计算时应考虑螺纹对螺杆截面削弱的影响。
    2 C+ T9 R# t/ A
    4 q3 h  |# F( u" A- V7 q8 y⊙应采用双螺母、螺母加弹簧垫片、螺母下设置止动垫圈、螺栓上设置开口销、自锁螺母等方式防止螺母松动。& u% o% z) e( k: A  J
    & I: m) _; L* U  k
    ⊙多螺杆连接设计时应考虑合理的张拉顺序,确保多根螺杆受力均衡。8 d- l2 {; v  ]$ j/ R
    3 f( b; K7 W+ F( n7 \; w
    ⊙螺母应紧固牢靠,外露丝扣不应少于两扣;对于索-索螺杆连接,应确保螺杆拧入锚具内的螺纹长度不小于10倍螺距。* Y+ ^7 |9 t, A3 n

    & y  A6 V4 x% L% I% V, q⊙张拉时要对张拉工装进行专门设计,防止张拉过程中螺杆承受弯矩。
    6 s- N9 H7 [0 Z* L) d" t5 `5 f( E8 J  K- \+ Y$ f$ N/ {
    螺杆连接节点的承载力验算' s6 ~' [$ Y. m1 u: c7 o2 ^  Y9 m

    / A. o( \6 e5 A! g3 B  ~4 G* j8 Q螺纹验算 螺纹是螺杆连接的关键部位,一般由生产单位进行专门设计。
    ( i' E3 h" E( G' H0 k8 w9 Q% P* ?
    7 ?2 ]5 U$ E0 f内螺纹弯曲应力验算:
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