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1、第32卷第7期建筑结构2002年7月钢管结构相贯节点的研究现状陈以一陈扬骥(同济大学钢结构研究室上海200092)[提要]简述钢管结构和相贯节点的类型,国内外对其承载性能试验、强度计算研究的进展,以及同济大学近年来的试验和分析工作,并提出了作者对相贯节点进一步研究课题的看法。[关键词]钢管结构相贯节点研究评述Theauthorsintroducethesteeltubularstructure,theclassificationoftubularjoints,thedevelopmentofresearchingtu
2、bularjointsinourcountryandabroad,theexperimentandanalysisresearchinTongjiUniversityrecently.Someviewpointsaboutfurtherresearchontubularjointsarepresented.Keywords:steeltubularstructure;tubularjoints;researchappraisal一、概述造工艺,因为交汇钢管的数量、角度、尺寸的不同使得近20年来,钢管结构在我国得到迅猛
3、发展,在现相贯线形态各异,而且坡口处理困难,在空间结构中,代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站难度更大;但随着多维数控切割技术的发展,这些难点及办公楼、商住楼、宾馆等建筑中得到广泛应用。钢管已被克服。国内一些企业已装备了这一技术,相贯节结构已不是传统意义上的钢管结构了,钢管作为建筑点在大跨度钢管结构中得到了前所未有的应用。近物的支柱,可与工字形截面或其他开口截面的钢梁构10年来建设的一些重大工程,如上海体育场、虹口体成框架结构;在以开口截面杆件为主的结构中,也可见育场、广州体育馆、首都机场新航站楼、深
4、圳机场航站作为其子结构的钢管桁架、网架等;钢管内填入混凝土楼、成都双流机场新航站楼、上海科技城、广州新白云后,可形成一种新颖的结构形式———钢管混凝土结构。机场航站楼等,都使用了相贯节点,而且应用势头还在钢管结构的优点是圆管和方管的对称截面形式使增加。得截面惯性矩对各轴相同,有利于单一杆件的稳定性采用计算机数控加工技术使得圆、方管相贯线加设计;截面的闭合提高了抗扭刚度;对板件局部稳定性工变得非常简单。在这种前提下,相贯节点就体现出而言,闭合截面也优于有悬挑板件的开口截面;这些无许多优越性。如外观简洁明快;没有外凸的节
5、点零件,疑都是结构工程师所欢迎的。在许多场合下,建筑师使次要构件连接方便;不需要增加节点用钢材等。建也愿意利用钢管外观简洁的特点。钢管外表面积相对造广州体育馆时,设计者根据试验研究结果,取消了初同样承载性能的开口截面钢构件往往要小,这就减少步设计时考虑的钢管内加劲板,大大减少了制造工作了防腐防火涂层的材料消耗和涂装工作量,加上钢管量,节约了钢材。加工的便利性,为制造商和业主带来明显的经济效益。但结构工程师必须认识到,采用相贯节点的钢管虽然就材料单价而言,钢管价格高于普通开口截面形结构与采用其他节点形式的钢管结构相比,
6、一个显著式的型钢,但上述这些优点综合起来,钢管结构在众多的区别表现在于,杆件和节点设计的独立性减小,决定方面还是可以优先选用的基本结构形式之一。杆件承载性能的那些材料和几何要素也同时决定了节目前工程中使用的钢管结构节点类型有螺栓球节点的性能。合理的设计应寻求杆件和节点力学性能的点、焊接球节点、铸钢节点、法兰节点、外加劲板连接节最佳结合点。点、内加劲板连接节点、相贯节点、多种形式的组合节二、相贯节点的分类点等等。其中,相贯节点又称简单节点(simplejoint)、按几何形式分类,节点可以分为平面节点和空间无加劲节点(
7、unstiffenedjoint)或直接焊接节点。在其节点两大类。前者为所有杆件轴线处于同一平面或几节点处,只有在同一轴线上的两个最粗的相邻杆件贯乎处于同一平面内的节点,否则便是空间节点。在节通,其余杆件通过端部相贯线加工后,直接焊接在贯通点处贯通的钢管通常称为主管或弦杆(chord);其余则杆件的外表;非贯通杆件在节点部位可能互相分离,也称为支管(branch)或腹杆(brace)。空间节点中非主承可能部分重叠。相贯线切割曾被视为是难度很高的制重面内的杆件称为支杆以区别于腹杆。弦杆截面为圆52管的节点,通常称为圆管
8、节点;弦杆截面为方管或矩形度计算公式形式(圆钢管)。文[4]进行了系统的K形管的节点则称为方管节点,包括弦杆为方管或矩形管节点参数试验,按参数γ(D/2T),β(d/D),θ,g/D而腹杆为圆管的节点。工程中较多遇到的平面节点如等,进行106个试件的试验,得出K形节点承载力试验图1所示:T形(或Y形)、X形、K形、YK形(即在弦杆公式,APIP
