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淺談螺栓球節(jié)點網(wǎng)架

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文結(jié)合實際工程介紹螺栓球節(jié)點網(wǎng)架加工制作關(guān)鍵工序控制，從設(shè)計圖分解，桿件的計算方法，螺栓球的計算，桿件加工控制，桿件焊接收縮量預加，螺栓連接式支托設(shè)計加工等。
    關(guān)鍵詞： 螺栓球 桿件 加工控制


    網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)新穎，受力合理，自重輕、用鋼量低等優(yōu)點，我國從80年代后期大量涌現(xiàn)，每年約以80~100萬m2增加。廣泛應(yīng)用于大型體育場館、展覽中心、影劇院、商場、航站樓、候車廳、工廠車間、倉庫、電視塔等。
    國內(nèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要分為：焊接球節(jié)點網(wǎng)架及螺栓球節(jié)點網(wǎng)架兩種。螺栓球節(jié)點網(wǎng)架其構(gòu)件工廠內(nèi)加工量較大，現(xiàn)場安裝便捷，適用于現(xiàn)場工期緊，施工條件、用電量受制約，網(wǎng)架形狀復雜、桿件定位困難的異形結(jié)構(gòu)。本文重點介紹螺栓球節(jié)點網(wǎng)架。

    一、設(shè)計圖紙分解
    一份完整的螺栓球節(jié)點網(wǎng)架設(shè)計圖紙應(yīng)包含設(shè)計說明、網(wǎng)架平面圖、網(wǎng)架上下弦及腹桿布置圖，支座及支托詳圖，桿件材料表，螺栓球材料表，螺栓、套筒、頂絲材料表，封板、錐頭材料表，螺栓球加工詳圖（若有其它要求另加，如吊掛件、通風機房等）。首先對圖紙中提供的網(wǎng)架平面圖與基礎(chǔ)平面圖進行復核，以確保網(wǎng)架支座位置與基礎(chǔ)相吻合。接著對網(wǎng)架圖提供的桿件材料表進行復核，主要是復核網(wǎng)格的軸線長度，然后依據(jù)軸線長度復核桿件的焊接長度，接著復核桿件的下料長度。一切無誤后方可根據(jù)桿件材料表繪制車間桿件下料表。

    二、桿件的計算
    螺栓球網(wǎng)架桿件長度受螺栓球直徑，螺栓球的切削量，套筒長度，錐頭長度等因素的控制。
    桿件長度計算公式為：
    桿件下料長度 ＝ 桿件焊接長度?2（錐頭長度?錐頭止口長度?1mm）。
    （公式中1mm為鋼管與錐頭間隙，保證焊接質(zhì)量）
    桿件焊后長度 ＝ （桿件幾何長度）?（一段球半徑＋另一段球半徑＋一段套筒長度＋另一段套筒長度）＋（一段螺栓球切削量）＋（另一段螺栓球切削量）。
    桿件幾何中心長度、桿件焊接長度、桿件下料長度、錐頭長度、錐頭止口長度、段套筒長度、螺栓球切削量、焊接預留間隙，及構(gòu)件組合詳圖如圖1所示：

    以上數(shù)據(jù)在網(wǎng)架設(shè)計圖中除錐頭止口長度外，已經(jīng)確定。錐頭止口長度可以依據(jù)網(wǎng)架桿件材料表中的焊接長度和下料長度計算得出，即將計算桿件下料長度的公式逆推：
    錐頭止口長度=（桿件焊接長度?桿件下料長度）÷2＋1mm（公式中1mm為鋼管與錐頭間隙，保證焊接質(zhì)量）。
    桿件計算的意義：
    1.復核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的焊接長度是否準確。
    2.復核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的下料長度是否準確。
    3.依據(jù)設(shè)計圖紙桿件材料表計算出錐頭的止口長度，并與公司庫存錐頭、或常規(guī)使用的錐頭比較，檢查二者的止口長度是否一致，若發(fā)現(xiàn)不一致應(yīng)采取加長或減小桿件下料長度的措施進行調(diào)整。也可以按照設(shè)計圖定做錐頭。

    三、螺栓球的計算
    在網(wǎng)架設(shè)計圖中，螺栓球加工詳圖一般表示如圖2，其為一般平板螺栓球網(wǎng)架球加工圖，其分別表示網(wǎng)架弦桿及腹桿的角度位置及對應(yīng)螺栓孔的大小，弦桿十字正交，腹桿位置分別由兩組角度控制，一組為腹桿水平投影位置與弦桿的交角，另一組為腹桿與其投影平面的交角。上圖中腹桿的控制角度一組為47°4′或42°56′，另一組為41°49′。如圖2所示：

    根據(jù)網(wǎng)架設(shè)計圖所提供的網(wǎng)格尺寸及網(wǎng)格厚度即可對螺栓球進行計算。
    螺栓球計算的意義：
    1.復核設(shè)計圖提供的螺栓球加工圖是否準確。
    2.為加工提供螺栓球加工圖放樣，指導加工。
    3.可手工計算桿件是否有打架現(xiàn)象。
    4.當網(wǎng)架弦桿與支座存在交角時，為加工廠焊接支座與支座筋板提供指導。

    四、網(wǎng)架支托設(shè)計：
    螺栓球網(wǎng)架支托一般為Q235鋼，而螺栓球為45號鋼，由于二者材質(zhì)差異較大，施工現(xiàn)場支托安裝一般都采取螺栓連接的形式，支托螺栓一般使用M20普通螺栓即可。支托的加工及安裝方法又可分為兩中。支托一為支托螺栓與支托焊死，施工時通過旋轉(zhuǎn)支托將其擰入螺栓球內(nèi)，支托板必須做成圓形；支托二為支托螺栓與支托不進行焊接，并在支托板頂部開孔，施工利用套管扳手將支托螺栓擰入螺栓球內(nèi)。如圖3：


    五、桿件加工注意事項：
    由于鋼管與錐頭（封板）在焊接過程中存在焊接收縮，在繪制桿件加工材料表時應(yīng)將桿件下料長度加焊接收縮量，焊接收縮量值可按照公式計算，也可根據(jù)車間實際測得的數(shù)據(jù)得出，實際操作中一般取后者。根據(jù)鋼管的壁厚其收縮量經(jīng)驗值如下表（mm）：

    由于桿件的下料長度已含有收縮量值，鋼管與錐頭（封板）組合時其組合長度應(yīng)為焊接長度
    加收縮量，這樣即可保證二者之間的預留焊接間隙，也可保證桿件焊接完成后恢復到需要的焊接長度。

    六、結(jié)束語：
    本文內(nèi)容較為淺顯易懂，目的只為初學者提供參考，使其盡快的掌握螺栓球網(wǎng)架的一些基本知識。由于本人水平有限，文中有不妥之處請各位老師專家及同事不吝指教。


    參考文獻
    1、《網(wǎng)架螺栓球節(jié)點用高強度螺栓》GB/T16939-1997；
    2、《建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊》中國計劃出版社，2002；
    3、《鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點》JG10-1999；
    4、《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》JGJ7-91；
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