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鋼結構柱間支撐連接設置的技術要求

時期:2025-03-30 09:22:46 點擊數(shù):0

以下是鋼結構柱間支撐連接設置的技術要求總結,結合知識庫信息整理而成,涵蓋設計、施工、材料及規(guī)范要求等關鍵點:




 一、連接方式與構造要求

 1. 焊接連接

    適用場景:

      需高效傳遞荷載、剛度要求高(如抗風、抗震結構)。

      空間受限或需密封防水的節(jié)點(如化工廠房)。

    技術要點:

      焊縫質量:

        焊縫需滿足二級及以上質量要求(如全熔透焊縫),避免裂紋和氣孔。

        厚板焊接需預熱(100150℃)及焊后熱處理,減少殘余應力。

      節(jié)點構造:

        支撐桿端宜設計為圓弧形(避免應力集中),與框架連接處需設置加勁肋。

        焊縫連續(xù)平滑,焊腳尺寸≤支管壁厚的2倍(管桁架節(jié)點)。

      缺陷處理:

        焊接后需進行超聲波探傷(UT)或射線檢測(RT),確保無缺陷。

    限制條件:

      施工復雜,需專業(yè)焊工操作,不可拆卸(后期維護困難)。


 2. 螺栓連接

    適用場景:

      需快速安裝、可拆卸或后期維護的結構(如裝配式廠房)。

      抗震設計中需耗能的節(jié)點(摩擦型高強螺栓可消耗地震能量)。

    技術要點:

      螺栓選擇:

        優(yōu)先采用高強度螺栓(如8.8S或10.9S級),摩擦型連接優(yōu)先。

        螺栓孔需與桿件軸線對齊,允許擴孔≤2mm(調節(jié)安裝誤差)。

      節(jié)點板設計:

        節(jié)點板厚度需滿足抗剪和抗拉要求,與支撐桿件接觸面需噴砂處理(Sa2.5級,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)點中心向四周對稱施擰,初擰、復擰、終擰需在24小時內完成。

    限制條件:

      剛度較低,需注意節(jié)點滑移對結構剛度的影響。




 二、節(jié)點設計與構造

 1. 節(jié)點板要求

    尺寸與位置:

      節(jié)點板厚度需≥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)點板嵌固點的距離≥節(jié)點板厚度的2倍。

    抗震設計:

      8、9度抗震設防時,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,需設置側向支承(如加勁肋或系桿)。


 2. 加勁肋與局部加強

    加勁肋設置:

      柱與支撐連接處需設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)滿焊。

    圓弧端部處理:

      支撐桿端宜設計為圓弧形,避免應力集中(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)。

      抗震或大跨度結構可選用軋制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:Q235、Q345及以上,需滿足抗拉、抗壓強度要求。

      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構,需對稱布置。

    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:適用于需局部加強的區(qū)域。

    K形支撐:多用于門式剛架結構,提升抗側剛度。




 四、設計規(guī)范與驗算要求

 1. 長細比控制

    受壓桿件:長細比≤150(GB 50017要求)。

    受拉桿件:長細比≤300。

    高強螺栓連接:需驗算螺栓抗剪和承壓強度,預拉力損失≤20%。


 2. 剛度匹配

    支撐剛度需與主體結構協(xié)調,避免局部剛度過大導致應力集中。

    多層結構需每層設置支撐,高層可間隔布置但需驗算整體穩(wěn)定性。


 3. 抗震設計

    節(jié)點延性:

      焊接節(jié)點需保證塑性變形能力,螺栓節(jié)點需控制滑移量。

      8、9度設防時,支撐與框架連接處需設置加勁肋。

    支撐布置:

      每個柱列均需設置支撐,避免地震力過度集中于邊柱。




 五、布置原則與施工注意事項

 1. 支撐布置

    間距限制:

      無吊車時縱向支撐間距≤3045m,有吊車時≤5060m。

      多層廠房需每層設置,高層可間隔布置但需與樓面水平支撐協(xié)調。

    位置協(xié)調:

      避免與設備管道沖突,必要時采用偏心支撐或調整柱距。

      屋面橫向支撐與頂層柱間支撐應設在廠房端部同一柱間。


 2. 施工關鍵點

    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)。

      支撐斜桿需預拉力張緊(柔性支撐)或自然就位(剛性支撐)。

    溫度應力控制:

      長支撐桿件需設置溫度補償裝置(如滑動支座),避免熱脹冷縮導致內力。

    防腐與防火:

      表面涂裝防銹底漆+面漆(干膜厚度≥150μm),防火需按耐火等級選涂料。




 六、特殊場景要求

1. 無吊車門式剛架:

    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12層時,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. 輕型鋼結構:

    柔性支撐(圓鋼拉條)需預張力≥10%的屈服力,防止松弛。




 七、常見問題與解決方案

 問題1:焊接殘余應力導致變形?

  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)或采用承壓型高強螺栓。

 問題3:支撐與梁交匯處側向失穩(wěn)?

  解決方案:增設側向支承(如加勁肋或系桿),限制梁的側向位移。




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