管桁架结构图纸识读除读管桁架结构整体布置情况、支座节点、相贯节点、锥管连接和材料类别等细节外,施工安装人员还应读懂结构整体受力及变形特点以确定安装方式和工序。
1.5.1管桁架结构焊缝形式
我国钢结构设计分设计图与施工详图两个阶段。钢结构构件的制作、加工必须以施工详图为依据,而详图则应根据设计图编制。
对管桁结构在焊接要求、制作精度、运输吊装、防锈措施等方面与一般的钢结构要求相同,可参考钢结构规范中的有关规定条款进行制作施工。而管桁结构在加工工艺上有其性,这种性主要体现在节点上,其节点是杆件直接在空间汇交而成的空间相贯节点,因而管桁结构的构造与施工的关键点就在于节点的放样、焊缝及坡口的加工。
管桁架结构相贯节点的形式与其相连杆件的数量有关,可分为:单平面节点:腹杆与弦杆在同一平面内。多平面节点:腹杆与弦杆不在同一平面内。
管桁架结构在工作过程中,杆件只承受轴向力的作用,支管将轴向力直接传给主管,主管可能出现多种破坏形式。在保证支管轴向力强度(不被拉断)、连接焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下,节点的主要破坏模式有以下几种:主管局部压溃,主管壁拉断,主管壁出现裂缝导致冲剪破坏,K形节点可能在支管间主管剪切破坏。节点出现明显的塑性变形或出现初裂缝以后,才会达到的破坏。
一般认为有如下破坏准则:
限荷载准则:使节点破坏、断裂。
2)限变形准则:变形过大。
3)初裂缝准则:出现肉眼可见的裂缝。
目前国际上公认的准则为限变形准则,即认为使主管管壁产生过渡的局部变形的承载力为其承载力,并以此来控制支管的轴向力。
桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构,管桁架结构也称钢管桁架结构、管桁架、管结构,是指杆件均为圆或方管杆件的桁架结构。与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同,管桁架结构在节点处采用杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。相贯节点处,只有在同一轴线上的两个主管贯通,其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工后,直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表,非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙型节点),也可能部分重叠(搭接型节点)。
管桁架同网架比,杆件较少,节点美观,不会出现较大的球节点,利用大跨度空间管桁架结构,可以建造出各种体态轻盈的大跨度结构。管桁架结构中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力,应力在截面上均匀分布,因而容易发挥材料的作用,这些特点使得桁架结构用料省、结构自重小。易于构成各种外形以适应不同的用途,譬如可以做成简支桁架、拱、框架及塔架等,因而桁架结构在如今的许多大跨度的场馆建筑,如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中得到了广泛运用。
管桁架结构——杆件截面为圆钢管或方钢管的桁架结构。
相贯线——两立体相交后,表面上的一系列共有点的,一般表现为封闭的空间曲线。
近年来,管桁结构(也称钢管桁架结构、管桁架、管结构)在大跨空间结构中得到了广泛应用。管桁结构的结构体系为平面或空间桁架,与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同。网架结构采用螺栓球或焊接空心球节点,屋架经常采用板型节点,而管桁结构在节点处采用与杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。 在相贯节点处,只有在同一轴线上的两个主管贯通,其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工后,直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表面上,非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙型节点),也可能部分重叠(搭接型节点)。相贯线切割曾被视为是难度较高的制造工艺,因为交汇钢管的数量、角度、尺寸的不同使得相贯线形态各异,而且坡口处理困难。但随着多维数控切制技术的发展,这些难点已被克服。目前国内-些企业装备了这一技术设备,相贯节点管桁架结构在大跨度建筑中得到了前所未有的应用。
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