鋼管結構、構造要求、桿件和節點承載力

1 一般規定

（1）本章規定適用于不直接承受動力荷載，在節點處直接焊接的鋼管(圓管、方管或矩形管)桁架結構。
（2）圓鋼管的外徑與壁厚之比不應超過 100（235/fy）；方管或矩形管的大邊緣尺寸與壁厚之比不應超過 40 235/fy 。
（3）熱加工管材和冷成型管材不應采用屈服強度 fy 超過 345N/mm2 以及屈強比 fy/fu>0.8 的鋼材，且管壁厚不宜大于 25mm。
（4）在下列情況下，分析桁架桿件內力時可將節點視為鉸接：

　　<1> 符合各類節點相應的幾何參數的適用范圍；
　　<2> 在桁架平面內桿件的節點長度或桿件長度與截面高度（或直徑）之比不小于 12（主管）和 24（支管）時。

（5）若支管與主管連接節點偏心不超過式（10.1.5）時，在計算節點或受拉主管承載力時，可忽略因偏心引起的彎矩的影響，但受壓主管必須考慮此偏心彎矩 M = ?N × e（ ?N 為節點兩側主管軸力之差值）的影響。

2 構造要求

（1）鋼管節點的構造應符合下列要求：

　　<1> 主管的外部尺寸不應小于支管的外部尺寸，主管的壁厚不應小于支管壁厚，在支管與主管連接處不得將支管主管內；
　　<2> 主管與支管或兩支管軸線之間夾角不宜小于 30°；
　　<3> 支管與主管的連接節點處，除搭接型節點外，應盡可能避免偏心；
　　<4> 支管與主管的連接焊縫，應沿全周連續焊接并過渡；
　　<5> 支管端部宜使用自動切管機切割，支管壁厚小于 6mm 時可不切坡口。

（2）在有間隙的 K 形或 N 形節點中（圖 10.1.5a、b），支管間隙 a 應不小于兩支管壁厚之和。

（3）在搭接的 K 形或 N 形節點中（10.1.5c、d），其搭接率 QV = q/p× 應 25%≤QV ≤，且應確保在搭接部分的支管之間的連接焊縫可能地傳遞內力。

（4）在搭接節點中，當支管厚度不同時，薄壁管應搭在厚壁管上；當支管鋼材強度等級不同時，低強度管應搭在度管上。

（5）支管與主管之間的連接可沿全周用角焊縫或部分采用對接焊縫、部分采用角焊縫。支管管壁與主管管壁之間的夾角大于或等于 120°的區域宜用對接焊縫或帶坡口的角焊縫。角焊縫的焊角尺寸 hf 不宜大于支管壁厚的 2 倍。

（6）鋼管構件在承受較大橫向荷載的部位應采取適當的加強措施，防止產生過大的局部變形。構件的主要受力部位應避免開孔，如必須開孔時，應采取適當的補強措施。

3 桿件和節點承載力

（1）直接焊接鋼管結構中支管和主管的軸心內力設計值不應超過桿件承載力設計值。支管的軸心內力設計值亦不應超過節點承載力設計值。

（2）在節點處，支管沿周邊與主管相焊，焊縫承載力應等于或大于節點承載力。在管結構中，支管與主管的連接焊縫可視為全周角焊縫按本規范公式進行計算，但取 βf =1。角焊縫的計算厚度沿支管周長是變化的，當支管軸心受力時，平均計算厚度可取 0.7hf 。焊縫的計算長度可按下列公式計算：

　　<1> 在圓管結構中，取支管與主管相交線長度：當 d i / d ≤0.65 時： ? 0.534 ? lw = (3.25di ? 0.025d )? ? sinθ + 0.466 ? ? ? ? i 當 d i / d >0.65 時：（10.3.2-1） ? 0.534 ? lw = (3.81d i ? 0.389d )? ? sinθ + 0.466 ? ? i ? ?

　　式中

　　d、di ––––––分別為主管和支管外徑；
　　θi ––––––支管軸線與主管軸線的夾角。

　　<2> 在矩形管結構中，支管與主管交線的計算長度應按下列規定計算：對于有間隙的 K 形和 N 形節點： 當 θ i ≥60°時： lw = 當 θ i ≤50°時： 2hi + bi sinθi （10.3.2-3） lw = 2hi + 2bi sinθi （10.3.2-4） 當 50°< θ i <60°時， lw 按插值法確定。 對于 T、Y 和 X 形節點（見圖 10.3.4） ： lw = 式中 2hi sinθ i （10.3.2-5） hi、bi ––––––分別為支管的截面高度和寬度。 當支管為圓管、主管為矩形管時，焊縫計算長度取為支管與主管的相交線長度減去 di。

（3）主管和支管均為圓管的直接焊接節點承載力應按下列規定計算，其適用范圍為：0.2≤β≤1.0；d i / ti ≤60；d/t ≤100， θ≥30°，60°≤ φ ≤120°（ β為支管外徑與主管外徑之比；d i、ti 為支管的外徑和壁厚；d、t 為主管的外徑和壁厚；θ為支管軸線與主管軸線之夾角；φ為空間管節點支管的橫向夾角，即支管軸線在主管橫截面所在平面投影的夾角）。

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