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(fù)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(fēng)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(fù)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(fù)核,主要是復(fù)核網(wǎng)格的軸線長度,然后依據(jù)軸線長度復(fù)核桿件的焊接長度,接著復(fù)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(yù)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(fù)核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的焊接長度是否準(zhǔn)確。
2.復(fù)核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的下料長度是否準(zhǔn)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(fù)核設(shè)計圖提供的螺栓球加工圖是否準(zhǔn)確。
2.為加工提供螺栓球加工圖放樣,指導(dǎo)加工。
3.可手工計算桿件是否有打架現(xiàn)象。
4.當(dāng)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(dǎo)。

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):

clip_image004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(yù)留焊接間隙,也可保證桿件焊接完成后恢復(fù)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(xué)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;