考虑到承受弯矩为主的空心球目前还缺少工程实践 对轴力和弯矩共同作用下的节点承载力 取受拉杆) 11的规定 在此基础上对《网壳结构技术规程》JGJ 7-91中的公式是以大量的试验数据(其中绝大多数为单向受压且球直径为500mm以下)用数理统计方法得出的经验公式 ≥0.8) 应在球内加肋 空心球的钢材宜采用现行国家标准《碳素结构钢》GB／T 加肋空心球的肋板应设置在空间网格结构最大杆件与主要受力杆件组成的轴线平面内 近年来在单层网壳结构中也得到了应用 对以轴力为主而弯矩较小的情况(η 焊接空心球节点 采用凸台时 单层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取20～35 2 对于单层网壳结构 空心球直径可按下式估算 为简化 如需应用焊接空心球连接其他类型截面的钢管 球面上相邻杆件之间的净距a不宜小于10mm(图5.2.6) 可根据受力大小分别采用不加肋空心球(图5.2.1-1)和加肋空心球(图5.2.1-2) 且连接杆件又较多时 因此本条明确焊接空心球适用于连接圆钢管 5.2.5 由于网架和网壳结构中空心球为多向受力 但应保证有3/4截面焊在球上 当空心球直径过大 单层网壳的杆端除承受轴向力外 截面积大的杆件必须全截面焊在球上(当两杆截面积相等时 同时与其他经验公式比较也均能覆盖 受拉球取η 5.2.5 因此对于直径大于500mm的焊接空心球 而单向受力空心球的承载力 且其厚度不应小于球壁的厚度 一般可增加20％～50％左右 取得了一定的经验 目前针对焊接空心球的有关试验和理论分析基本集中在焊接空心球和圆钢管的连接 应分别满足图5.2.1-1和图5.2.1-2的要求 大直径空心球受拉试验更少 61-2003公式中的相关系数作了调整 m 《网壳结构技术规程》JGJ 3 随着工程应用的发展 对空心球壁厚的允许减薄量进行了放宽 压时空心球均为强度破坏 ＝0.8 5.2.4 d 据此 对加肋空心球 同时放宽了对较大直径空心球直径允许偏差和圆度允许偏差的限制 5.2.4 其受压和受拉承载力设计值N 受压球取η 设计人员只要根据偏心系数c 方便拼装的好办法 本规程中将上述公式以图形形式表示 2 61-2003采用了承载力提高系数η 数值分析结果表明 受压球取η 当仅承受轴力或轴力与弯矩共同作用但以轴力为主(η 可按图5.2.7-2增设支托板 ＝1.4 本次规程编制时仍采用拉 1 原《网架结构设计与施工规程》JGJ 5.2.1 得到了η 由于受拉空心球的试验较少 本次修编中又作了上述限制放宽后的计算分析 经本次修订调整后的公式 根据空心球制作实际情况和钢板供货大量出现负公差的情况 长度可为30mm～50mm 5.2.2 m 试验数据离散性较大 产生较大的塑性变形 为了便于设计人员使用 数值计算分析考虑了节点破坏时钢管与球体连接处已进入塑性状态 因此在弯矩较大的情况下 加劲肋对弯矩作用下节点承载力的影响尚无足够的试验结果 R 5.2.3 允许部分腹杆与腹杆或腹杆与弦杆相汇交 考虑空心球设加劲肋的作用 以实现焊缝与钢管等强 实际工程中也难以保证加劲肋位于弯矩作用平面内 本条中所提出的一些构造要求是为了避免空心球在受压时会由于失稳而破坏 1591规定的Q345B 压承载力设计值统一公式形式 d 单向拉 m 即可按图查到影响系数η 1 当空心球直径为120mm~900mm时 可在球内加肋 钢管应开坡口 在满足空心球的有关构造要求后 5.2 其高度不得大于1mm 另一杆坡口焊在相汇交杆上 加肋空心球的肋板可用平台或凸台 5.2.8 3 并应按图5.2.7-1设置加劲板 并与原规程未放宽时的计算结果作了比较 d ＝1.1 不加肋空心球和加肋空心球的成型对接焊接 仍可考虑加劲肋承载力提高系数 5.2.2 本次修订时 空心球承受压弯或拉弯的承载力设计值N 规定钢管应开坡口(从工艺要求考虑钢管壁厚大于6mm的必须开坡口) ＝1.4 5.2.3 对其承载力设计值考虑0.9的折减系数 5.2 钢管端部加套管是保证焊缝质量 产品质量应符合现行行业标准《钢网架焊接空心球节点》JG／T 当空心球外径大于300mm d 且杆件内力较大需要提高承载能力时 同时随着计算技术的进步 已有条件对空心球节点进行数值计算分析 《网壳结构技术规程》JGJ 计算与试验均很复杂 焊接空心球的设计及钢管杆件与空心球的连接应符合下列构造要求 空心球外径与主钢管外径之比宜取2.4～3.0 由两个半球焊接而成的空心球 验算肋板平面外空心球节点的承载能力 m （N）可按下式计算 61-2003根据经验给出了考虑空心球承受压弯或拉弯作用的影响系数η 700规定的Q235B钢或《低合金高强度结构钢》GB／T 角焊缝的焊脚尺寸h 根据试验结果 汇交两杆中 受拉球取η 套管壁厚不应小于3mm 因目前大于500mm直径的焊接空心球制作质量离散性较大 以保证足够的安全度 空心球壁厚不宜小于4mm 进行回归分析 扭矩及剪力作用 d 考虑设计使用方便 将空心球节点承载力设计值公式统一为一种形式 故采用了以弹塑性理论为基础的非线性有限元法 m 在单层球面及柱面网壳中 钢管端头可加套管与空心球焊接(图5.2.5) 以往设计中均以单向受力(受压或受拉)情况下空心球的承载能力来决定空心球的允许设计荷载 f 出现了直径大于500mm的空心球 有限元分析和简化理论分析 与偏心系数c相应的的计 以及对口错边量的限制 此外本条对管 同时试验数据也较少 也可以不加套管 为了使钢管杆件与空心球连接焊缝做到与钢管等强 大直径受拉空心球强度设计值可适当提高 以确保安全 当采用的焊接工艺可以保证焊接质量时 网架和双层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取25～45 应根据各主要杆件在空心球节点的连接情况 5.2.7 但应符合下列构造要求; 尚有弯矩 5.2.6 对于受力较大的特殊节点 原《网壳结构技术规程》JGJ 所有汇交杆件的轴线必须通过球中心线; m Q345C钢 不考虑加劲肋的作用 由于弯矩作用在杆与球接触面产生的附加正应力在不同部分出入较大 焊接空心球节点 空心球壁厚与主钢管的壁厚之比宜取1.5～2.0 否则应按角焊缝计算 5.2.8 应符合下列规定 在钢管与空心球之间应留有一定缝隙并予以焊透 焊接空心球在我国已广泛用作网架结构的节点 可按下式计算 ≥0.8)且轴力方向和加肋方向一致时 焊缝要焊透 ＝1.1 为了减少空心球节点直径 肋板必须设在轴力最大杆件的轴线平面内 d 受力大的杆件 应进行专门的研究 61-2003编制时即采用数值计算和已有试验结果一起参与数理统计 钢管杆件与空心球连接 当空心球外径大于或等于500mm 在确定空心球外径时 球坡口焊缝尺寸与角焊缝高度也作了具体规定 基本覆盖了数值分析和试验结果 5.2.1 4 当有可靠试验依据时 其承载力可乘以加肋空心球承载力提高系数η 根据大量工程实践的经验