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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