网架结构设计与施工规定

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1、网架结构设计与施工规定JGJ 7-80主编单位:中 国 建 筑 科 学 研 究 院批准单位:中华人民共和国国家建筑工程总局试行日期:1 9 8 1 年 5 月 1 日通知(80)建工施字第519 号为了适应网架结构设计与施工的需要,由中国建筑科学研究院组织有关单位共同编写的网架结构设计与 施工规定(JGJ7-80)已编审完毕,同意自一九八一年五月一日起试行。试行中的经验和意见,希随时函告 中国建筑科学研究院,以便修订时参考。国家建筑工程总局一九八O年八月二十七日说明我国推广应用 网架结构十多年来,在网架结构的选型,计算方法、设计构造、制作安装等方面都积累了较丰富的经验, 并在某些方面具有我国自

2、己的特色。为此,在总结我国网架结构的设计、施工的实践和科研成果的基础上, 编制了这本网架结构设计与施工规定,供设计与施工应用。 本规定由中国建筑科学研究院(结构所、 标准所)、上海民用建筑设计院、一机部第七设计院、河北农业大学、天津大学、河北省建筑设计院、同济 大学、江苏省建筑科学研究所、杭州市设计院、浙江大学、北京市机械施工公司、湖南机械化施工公司、 华南工学院、北京工业大学等单位组成的编写组共同编写,并经专门审查会议审查定稿。网架结构的设计与施工技术还在不断发展,有不少新的技术问题尚待今后进一步研究和解决。本规定虽经 多次讨论和修改,但仍需从实践中不断地补充修订与完善。在试行中如发现需要修

3、改和补充之处,请随时 将意见及有关资料寄北京安定门外小黄庄中国建筑科学研究院建筑结构研究所。中国建筑科学研究院一九八O年七月第一章 总 则第 1 条 本规定适用于工业与民用建筑屋盖结构中跨度不大于120米的平板型钢网架结构(简称网架结构)。 第 2 条 网架结构的设计与施工除应符合本规定的要求外,还应遵守工业与民用建筑抗震设计规范 (TJ9-74)、工业与民用建筑抗震设计规范(TJ11-78)、钢结构设计规范(TJ17-74)、薄壁型钢结构 技术规范(TJ18-75)和钢结构工程施工及验收规范(GBJ18-66)(修订本)以及其他有关规范的规定。第 3 条 对受高温或强烈腐蚀作用等特殊情况下的

4、网架结构,或考虑防火要求的网架结构应符合现行有关 专门规范或规定的要求。直接承受动力荷载并需进行疲劳验算的网架结构,其疲劳强度及构造应经过专门 的试验确定。第 4 条 网架结构的设计与施工应做到技术先进、经济合理、安全实用、确保质量。网架的选 型和构造应根据材料供应和施工条件与制作安装方法综合考虑,以取得良好的技术经济效果。第 5 条 网架结构中的杆件和节点应尽量减少规格类型,便于制作安装以提高生产效率。第二章 设计的一般规定第 6 条 网架结构设计可选用下列常用形式(见附录一): 一、由平面桁架系组成:两向正交正放网架、两 向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架;二、由四角锥体组成:正放

5、四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架、星 形四角锥网架;三、由三角锥体组成:三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。第 7 条 网架的选型应结合工程的平面形状和尺寸、支承情况、荷载大小、屋面构造、建筑要求、制作安 装方法以及材料供应情况等因素,进行综合分析确定。网架杆件布置须保证不出现结构几何可变情况。第 8 条 平面形状为矩形、周边支承的中小跨度网架,可根据具体情况选用:两向正交正放网架、两向正 交斜放网架、由四角锥体组成的网架。跨度较小时,也可选用蜂窝形三角锥网架。当建筑要求宽二个方向 支承距离不同时,可选用两向斜交斜放网架。第 9 条 平面形状为矩形、周

6、边支承的大跨度网架,可根据具体情况选用:两向正交正放网架、两向正交 斜放网架、正放四角锥网架或斜放四角锥网架。注:本规定中所指大、中、小跨度系为:大跨度约60米以上;中跨度约30米60米;小距度约30米以 下。第 10 条 平面形状为矩形、三边支承一边开口的网架,可采取在开口边局部增加网架层数或适当增加整个 网架高度等办法,其选型可按第 8条进行。网架开口边必须形成边桁架。第 11 条 平面形状为矩形、支承点稀疏的多点支承网架,可根据具体情况选用:两向正交正放网架、正放 四角锥或正放抽空四角锥网架。对多点支承和周边支承相结合的多跨网架,还可选用两向正交斜放网架哐 斜放四角锥网架。第 12 条

7、平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形的多边形且为周边支承的网架,可根据具体情况选用: 三向网架、三角锥网架或抽空三角锥网架。当跨度较小时,也可选用蜂窝形三角锥网架。第 13 条 网架的网格尺寸和高度可根据跨度大小、柱网尺寸、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确 定,一般可参考表1 选用。网架的上弦网格尺寸和高度 表 1网架短向垮度匚殳上弦网格尺寸网架高崖VRO米(厂2 )5(卄皿30-6D 米(I; )5(12 r 皿:60 米(14 20 )5第 14 条 多点支承的网架宜设柱帽。柱帽一般设置于下弦平面之下,如图 1a ;也可设置于上弦平面之上 如图lb;或上弦节点直接搁置于柱顶,柱帽呈

8、伞形,如图1C。图 1 点支承网架柱帽设置图第15条 多点支承的网架悬臂长度一般取跨度的1/41/3,其中单跨网架宜取接近于跨度的1/4;多跨网架宜取接近于跨度的 1/3。 第 16 条 当网架上弦杆节间中有集中荷载或需要减少压杆的计算长度时可设再 分式腹杆,如图 2。图 2 再分式腹杆设置图a)用于平面桁架系网架;b)用于四角锥体网架 第17条网架屋面排水坡度的形成,可采用以下办法:一、上弦节点上加小立柱找坡(当小立柱较高时,须注意立柱自身稳定性); 二、网架交高度;三、整个网架起坡;四、支承柱变高度。第 18 条 有起拱要求的网架,其起拱度可取不大于短向跨度的 1/300。第19条网架自重

9、g(公斤/米2)可按下式估算:式中qw -除网架自重以外的屋面荷载(公斤/米2);L2-网架的短向跨度(米);E 系数,对于钢管网架取g =1.0;对于型钢网架取g =1.2。第 20 条 网架结构的容许挠度不宜超过网架短向距度的1/200。第三章 网架结构的计算第一节 一般计算原则第 21 条 网架结构应进行在竖向荷载作用下的内力、位移计算;并应根据具体情况,对施工安装荷载及地 震、温度变化、支座沉降等作用下的内力、位移进行计算。 第 22 条 计算网架结构时,外荷载按静力等效原则,将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上,并可忽略节点刚度的影响,假定节点为铰接,按弹性阶段进行分析。第 23

10、 条 网架结构可根据跨度大小、网架类型及工程情况采用精确计算方法- 空间桁架位移法或简化计算方法-交叉梁系分析法、拟板法、假想弯矩法等进行内力、位移计算。各种方法的适用范围:一、空间桁架位移法-适用于各种类型、各种支承条件的网架计算;二、交叉梁系梁元法-可用于由平面桁架系组成的网架计算,此法考虑了剪切变形和刚度变化的影响;三、拟板法-可用于由平面桁架系和角锥体组成的网架计算。此法可考虑剪切变形和刚度变化的影响;四、假想弯矩法-可用于斜放四角锥网架(见附录六)、棋盘形四角锥网架的计算;五、交叉梁系差分法-可用于由平面桁架系组成的网架计算。第 24 条 网架结构的支承条件,由支承结构刚度、有无边缘

11、构件以及支座节点的构造情况,可分别假定为二向可侧移、一向可侧移、二向无侧移的铰接支座或弹性支承。第二节 空间桁架位移法的计算原则第 25 条 空间桁架位移法是以网架节点的三个线位移为未知量的矩阵分析法,需利用通用程序由电子计算 机进行内力、位移计算。 第 26 条 如网架结构有对称面,可利用对称条件只须分析1/2、1/4或 12n 网架(n为所取的对称面数)。对称面内各杆件的截面积计算时应取原截面积的一半,n个对称面相交轴线上 的杆件,即中心竖杆,其截面积应取原截面积的12n,对称面内节点荷载亦应按类似办法取值。第 27 条 对称面内的网架节点,在对称荷载作用下,其反对称位移应为零,计算时应在

12、相应方向予以约束。 被对称面切断的单根杆件,应在三个方面予以约束。对称面通过交叉腹杆或人字腹杆的交点时,该节点在 两个水平方向均应予约束。第 28 条 网架杆件的初选截面,可根据经验或参考已建工程或由简化计算方法估算确定,计算后应按内力 大小调整杆件截面并重新计算,直到前后两次的内力计算值之差不超额过510%时为止。第三节 交叉梁系分析法计算第 29 条 由平面桁架系组成的网架结构,经过惯性矩的折算,可简化为相应的交叉梁系,用差分法或考虑 剪切变形的梁元法进行内力、位移计算。 第 30 条 交叉梁系差分法的差分算子表达式、边界条件处理、 内力计算公式见附录二。梁的折算惯性矩I按下列公式计算:式

13、中 Aa、Ab-分别为网架上、下弦杆截面积(截面积不等时,在差分法计算中分别取上、下弦杆截面积的 算术平均值);h-网架高度。 第 31 条 考虑剪切变形的梁元法用矩阵位移法计算。梁元的刚度矩阵、位移列阵、节点力 列阵及内力计算公式均见附录三。梁元的剪切影响系数n、折算剪切刚度c按下列公式计算:式中 E-网架材料的弹性模量;I-梁元的折算惯性矩,按式(2)计算;Ac-斜杆截面积;Ad-竖杆截面积;S-梁元长度即网格边长;申-斜杆与下弦杆的交角。第四节 拟板法计算第 32 条 由平面桁架系或角锥体组成的网架结构,一般可简化为构造上各向同性或各向异性的平板按拟板 法进行内力、位移计算。第 33 条

14、 对于两向正交正放、正放四角锥、正放抽空四角锥等三种网架,当平面形状为矩形、周边简支时, 拟板法的内力和挠度由下式求得:Mk=也;瓦M# = q码 TOQ=qL ( 5)Qh)Qyw = q;:厉()-2式中 q-竖向均布荷载;L1-网架长向跨度;D-网架的折算抗弯刚度,见附录四;Mx、My、Qx、Qy、u-无量纲内力、挠度系数,由附录五查得。 第 34 条 对于两向正交正放、正放四角 锥、正放抽空四角锥等三种网架,由式(5)求得的拟板内力换算成网架杆件内力的一般计算公式,以及拟板 的折算抗弯刚度等物理常数见附录四的附表 4-14-3。当上弦、下弦、斜杆、竖杆等各类杆件截面积不等时,可分别取其

15、截面积的算术平均值。第五节 施工安装荷载及地震、温度作用下的内力计算原则第 35 条 安装荷载应包括施工阶段的结构自重及各种施工荷载。安装荷载的动力系数,当采用提升法或顶 升法施工时,取1.1;当采用拔杆吊装时,取1.2;当采用履带式或轮式起重机吊装时,取1.3。 第 36 条 施 工安装荷载、支座沉降引起的内力和挠度可采用空间桁架位移法或其他近似方法计算。 第 37 条 在设计 烈度为 8度或9 度的地震区,大中跨度网架屋盖结构应按现行抗震设计规范考虑竖回地震荷载作用。第 38 条 在设计烈度为7 度的地震区,网架结构可不进行水平方向的抗震验算。在设计烈度为 8度的地震 区,对于周边支承的中

16、、小跨度网架一般可不进行水平方向的抗震验算;在设计烈度为 9度的地震区,对 各种网架结构均应进行水平方向的抗震验算。网架的支承结构应进行抗震验算。第 39 条 无天窗等突出物的网架结构可将其作为一块刚性平板把屋盖质量集中作用在柱顶,根据支承结构 的水平刚度计算作用在网架结构上的总水平地震荷载P(当为单质点体系时,P即为结构底部剪力Qo)。网架节点上的水平地震荷载 Pi 可按下式确定:式中 Wi-地震时 i 节上的竖向荷载;艺iWi-地震时的总竖向荷载。水平地震荷载作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移法计算。第 40 条 网架结构如符合下列条件之一者,可不考虑由于温度变化而引起的内力: 一、

17、支座节点的构造 容许网架可侧移者;二、周边支承的网架,且支承结构为独立柱或砖壁柱;三、在单位力作用下,柱顶位移大于或等于式(7)的计算值:如需考虑温度变化而引起的网架内力,可采用空间桁架位移法或其他近似方法计算。当网架支座节点构造沿边界法向不能相对位移时,由温度变化而引起的柱顶水平力可按正式计算aAtL以上两式中悬臂柱的水平刚度; Ez-柱子材料弹性模量; Iz-柱子截面惯性矩,当为框架柱时取等代柱的折算截面惯 性矩;Hz-柱子高度; t-温度差,升温为正,降温为负;a -网架材料的线胀系数;E-网架材料的弹性模量;o -钢材容许应力;L-网架在验算方向的跨度;A-支承(上承或下承)平面弦杆截

18、面积的算术平均值;g -系数,支承平面弦杆为正交正放时m=1,正交斜放时m=J2,三向时m=2。第四章 杆件和节点的设计与构造第一节 杆 件第 41 条 网架杆件截面应根据强度和稳定性的计算和验算确定。网架杆件一般采用普通型钢和薄壁型钢 在有条件时应尽量采用薄壁管形截面。第42条网架杆件计算长度I 0,应按表2规定采用。网架杆件计算长度 表 2杆件节点理 栓球岸接空心球板节点弦杆及支座履杆10.911腹杆1Q.7510.81I -杆件几何长度(节点中心间距离)。第43条网架杆件容许长细比不宜超过下列数值:一、受压杆件1. 使用阶段: 1802.施工阶段: 200二、受拉杆件1.一般杆件: 40

19、0 2.支座附近处杆件: 300 第 44 条 杆件截面尺寸应满足下列要求:一、普通型钢一般不宜采用小于Z45X3或Z56X36X3的角钢。二、薄壁型钢厚度不应小于 2 毫米。第 45 条 在构造设计时,应尽量避免难于检查、清刷、油漆以及积留湿气或大气灰尘的死角或凹槽。对管 形杆件两端应封闭(如加封板或做成鸭嘴形)。第二节 焊接钢板节点第 46 条 焊接钢板节点一般由十字节点板和盖板组成。十字节点板宜由二块带企口的钢板对插焊成;也可由三块钢板焊成(图3a、b)。小跨度网架的受拉节点,可不设置盖板。图 3 焊接钢板节点焊接钢板节点的常用形式,可参考附录七。第 47 条 焊接钢板节点适用于两向网架

20、和由四角锥体组成的网架。 第 48 条 焊接钢板节点的构造应符合 下列要求: 一、应尽量使杆件重心线在节点处交于一点,否则应考虑其偏心影响;二、杆件与节点连接焊缝的分布,应使焊缝截面的重心与杆件重心相重合,否则应考虑其偏心影响;三、便于制作和拼装。第 49 条 网架弦杆内力宜由盖板或由盖板和十字节点板共同传递,此时弦杆必须与盖板直接连接或与盖板 和十字点板共同连接。当网架跨度较小时,其弦杆内力可由十字节点板直接传递。第 50 条 网架的杆件与节点板的连接应采用高强度螺栓或贴角焊缝连接。当贴角焊缝强度不足时,在施工 质量确有保证的情况下,可采用槽焊与贴角焊缝相结合的并以贴角焊缝为主的连接(图4)

21、。槽焊强度由试验确定。图 4 槽焊注:5为角钢的厚度第51条十字节点板上,斜杆或竖杆的端部距离弦杆不宜小于1015毫米。弦杆端部至节点板中心的距 离不宜小于2030毫米(图5)。 不小T 20 30港米图 5 十字节点板构造图第 52 条 十字节点板的竖向焊缝,应具有足够的强度。当节点板厚度大于或等于 6毫米时,应尽量采用剖口焊接。第三节 焊接空心球节点第 53 条 空心球是由两个半球焊成,分加肋和不加肋两种(图 6),适用于连接钢管杆件。第54条当空心球直径为150450毫米,其容许承载能力N(吨)可按正式计算:、受压空心球式中D-空心球外径(厘米);6 -空心球壁厚(厘米);d-钢管外径(

22、厘米);n a-空心球为1.0;加肋空心球为 1.4;K-安全系数,取 2.0。W大样B大样图 6 空心球剖面图二、受拉空心球Ni=%(06$djr兀cr( 10 )式中6 -空心球壁厚(厘米);d-钢管外径(厘米);o -钢材容许抗拉应力;n l-空心球为1.0;加肋空心球为1.1。第55条空心球外径与壁厚的比值按设计要求一般可选用3045;空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜 选用1.22.0。第 56 条 确定空心球外径时,在球面上网架相邻杆件之间的缝隙一般不小于20毫米(图7)。图 7 空心球节点图第 57 条 钢管杆件与空心球连接按对接焊缝计算时,钢管应开剖口焊透且保证符合焊缝质量标准。

23、第 58 条 当空心球外径等于或大于300毫米,且杆件内力较大,需要提高承载能力时,球内可加环肋,其 厚度不应小于球壁厚度。内力较大的杆件应连接在环肋平面内。第四节 螺栓球节点第 59 条 螺栓球节点系通过螺栓将管形截面的杆件和钢球连接起来的节点,一般由螺栓、钢球、销子、套 筒和锥头或封板等零件组成(图 8)。图 8 螺栓球节点第 60 条 螺栓球节点一般采用表 3 所列的材料和加工方法制成螺栓球节点材料 表 3零件名称采旳掰号成型片法备注钢球45号钢机加工原坯球为钳压或铸造而成45 号钢螺栓皿钢1OSSH41“猛硼钢和一般 奋强螺栓 加工方法 相同经热处理后的礎度HRO值分别为;40 硼钢

24、34-3840锯硼钢34-3840 钢 32-3645号钢 24 -30包0硼钢的螺栓直锂宜不大干M24, 40铭钢的螺栓崑轻宜不大干时52)销子赢强禰丝俐材强盛宜大于150公斤/亳米3 号钢 査筒吩钢 佔号钢1$钛钢机加工由六角钢直接加工或铸造后加工成型锥头或3 号钢封板16犧钢锥失采 用铸逍或 撮造钢号宜与杆件钢号一致第 61 条 钢球的直径可按下式确定(图 9) :D =2do J(号 c堆一F+f)十冷为满足套筒接触面的要求尚需用下式核算:式中d-钢球直径(毫米);e-两个螺栓之间的最小夹角;do-螺检直径(毫米);E -螺栓伸进钢球长度与螺检直径的比值;n -套筒外接圆直径与螺栓直径

25、的比值。E和n值应分别根据 螺栓承受拉力和压力大小确定,在一般情况下取g =11.2, n 1.7。钢球直径取两式计算结果中较大者。图 9 螺栓球第 62 条 每个螺栓容许抗拉承载能力按下式计算:(13)式中K-螺栓的安全系数,可取K22.8。o 11-螺栓经过热处理后的抗拉强度,40铬钢为100公斤/毫米2; 40硼钢和40锰硼钢为110公斤/毫米2; 45 号钢为 85 公斤/毫米 2。Aj-螺栓有效面积,见表 4(按高强螺栓国际 GB12281231-76 技术条件计算)。当螺栓上钻有销孔时, Aj 应取螺纹处和销孔处中较小者。常用螺栓在螺纹处的有效面积国 表 4第 63 条 套筒外形尺

26、寸应符合搬手开口尺寸系列,端部要保持平整,内也径一般比螺栓直径约大 1 毫米。 套筒应按压杆进行计算,并验算其开槽处和端部有效截面积的承压力。套筒端部到滑槽端部距离,应使该处有效截面抗剪能力不低于销钉抗剪能力进行计算,但不应小于 1.5 倍 滑槽的宽度(滑槽宽度一般比销子直径大2 毫米)。套筒长度可按下式计算:S=a+2d(14)式中ds-销子直径(毫米);b-套筒端部到滑槽端部距离(毫米);e d0-螺栓伸入钢球的长度(毫米);c-螺栓露 出套筒长度,一般预留45毫米和不少于2个丝扣。第 64 条 当杆件管径大于或等于 76 毫米时,宜采用锥头连接,锥头的任何截面应满足抗拉抗压强度;当 杆件

27、管径小于76毫米时,可采用封板连接,封板厚度一般不小于管径的1/5。锥头端部和封板表面要保持平整,螺栓孔应和杆轴线对中,孔径一般大于螺栓直径 1 毫米。 锥头或封板与 钢管的连接焊缝应尽量设计为V型对接焊缝形式(如图10米),以保证连接焊缝的强度。图 10 锥头或封板与钢管的连接第 65 条 销子应尽量采用高强钢丝,其直径可取螺栓直径的0.160.18倍,且不小于3毫米。第五节 支座节点第 66 条 支座节点要求构造简单,传力明确,应尽量符合计算假定。第 67 条 常用压力支座节点有下列四种: 一、平板压力支座节点(图 11 和图 12),适用于较小跨度网架;二、单面孤形压力支座节点(图 13

28、),弧形支座板的材料一般用铸钢,也可用厚钢板加工而成,适用于较大 跨度网架;图 11 角钢杆件平板压 ( 拉 ) 力支座图 图 12 钢管杆件平板压( 拉 ) 力支座图图13单面弧形压力支座图a)二个螺栓连接;b)四个栓连接注:弹簧支座加弹簧盒三、双面弧形压力支座节点(图 14),双弧支座板的材料一般用铸钢,适用于跨度大、下部支承结构刚度大的网架;b)图 14 双面弧形压力支座图a)侧视图;b)正视图四、球铰压力支座节点(图 15),适用于多支点的大跨度网架第 68 条 常用拉力支座节点有下列二种:一、平板拉力支座节点(图 11、图 12),适用于较小跨度网架;二、单面弧形拉力支座节点(图 1

29、6),其弧形支座板的材料一般用铸钢,也可用厚钢板加工而成,适用于较 大跨度网架。图 15 球铰压力支座图 图 16 单面弧形拉力支座图注:弹簧支座加弹簧盒第五章 制作与安装第一节 一般规定第 69 条 钢材材质必须符合设计要求,如无出厂合格证或有怀疑时,必须按现行钢结构工程施工及验收规 范进行机械性能试验和化学分析,以证明符合标准和设计要求后才能使用。第 70 条 网架的制作与安装,应编制施工组织设计,并在施工中认真执行。 第 71 条 网架制作、安装、验收及土建施工放线使用的所有钢尺必须统一,丈量时的拉力要一致。当跨度 较大时,并应按气温情况考虑温国庆节修正。第 72 条 焊接工作应尽量在工

30、厂或预制拼装场内进行,以减少高空或现场的焊接工作量。第 73 条 网架的安装方法,应根据网架受力和构造特点,全面满足质量、安全、进度和经济效果的要求, 结合当地的施工技术条件综合确定。 网架的安装一般可采用下列方法: 一、高空散装法-适宜于非焊接 节点(如螺栓球、高强螺栓节点等)的各种类型网架,并宜采用无支架或少支架的悬挑施工方法;二、分条或分块安装法-适宜于分割后刚度和受力状况改变较小的网架,如两向正交正放、正放四角锥、 正放抽空四角锥等网架。分条或分块的在小视起重能力而定;三、高空滑移法-适宜的网架类型与分条或分块安装法相同,对于起重设备无法进入网架安装区域时尤为 适合;四、整体吊装法-适

31、宜于各种类型的网架,吊装时可右高空平移或旋转就位;五、整体提吊装法-适宜于周边支承网架,可利用升板机、液压千斤顶等小型机具进行施工;六、整体顶升法-适宜于支点较少的多点支承网架。第 74 条 采用吊装或提升、顶升的安装方法,其吊点的位置和数量的选择,应考虑下列因素:一、与网架结构使用时的受力状况尽量接近;二、吊点的最大反力应小于起重设备的负荷能力;三、各起重设备的负荷应尽量接近。第 75 条 安装方法选定后,设计与施工应密切协作,对网架施工阶段的吊点反力、挠度、杆件内力、提升 或顶升时支承柱的稳定性和风载下网架的水平推力等项分别进行必要的验算或估算,提出必要的加固要求, 为施工提供依据。第 7

32、6 条 无论采用何种施工方法,在正式施工前均应进行试拼、试吊、试提或试项,当确有把握时方可进 行正式施工。第 77 条 网架结构必须清除钢材表面的氧化皮和锈蚀等污染物,并及时采取适当的防腐措施加以保护。 处于一般大气腐蚀环境的室内网架结构可采用普通防锈漆。受侵蚀性介质作用的结构,应采用相应的防腐 蚀措施。不得因考虑锈蚀而加大钢材截面或厚度。第 78 条 开工前应按施工组织设计对参加施工的全体职工进行安全教育和技术交底。各项技术安全措施必 须经检查落实后才能进行施工。高空安装时当遇大于五级风时宜停止进行。第二节 制作与拼装要求第 79 条 网架结构应在专门的模具上制作,以保证杆件和节点的精确和互

33、换性。第 80 条 焊接钢板节点的焊接时,应选择合理的工艺顺序,尽量减少焊接变形。成品允许误差为:钢板长 宽尺寸2 毫米;角度用角尺或样板检查,其接触面应密合。焊接环节点的半圆球,宜用机床剖口。焊接后的成品球表面应光滑平整,不能有局部凸起或折皱。其允许 误差:直径为2 毫米;不圆度为2毫米;壁厚不均匀度为10%;对口错边量为1 毫米。成品球以200个 为一批(当不足200 时,也以一批处理),每批取 2个进行抽样检验,如其中有一个不合格,则加倍取样; 如 中又有一个不合格,则该批球为不合格品。 螺栓球节点毛坯不圆度的允许制作误差为 2 毫米,螺栓按 3级精度加工,其检验标准按高强螺检国际(GB

34、12281231-76)技术条件进行。第 81 条 焊接节点的钢管杆件宜用机床下料。杆件长度应预加收缩量,其值可通过试验确定,试验时可参 考下列数值:钢管球节点不加衬管时,第条焊缝放1.53.5 毫米;钢管球节点不加衬管时,每条焊缝放1.02.0 毫米;焊接钢板节点,每个节点放2.03.0 毫米;螺栓球节点及焊接环节点的钢管杆件制作成品长度允许误差为1 毫米;锥头与钢管同轴度偏差不大于 0.2 毫米;焊接钢板节点的型钢杆件制作成品长度允许误差为2毫米。第 82 条 网架小拼应在专门的拼装模架上进行,以保证小拼单元的形状及尺寸的准确性。当小拼单元为单锥体时的允许误差:上弦长度、锥体高为2毫米;上

35、弦对角线长度为3毫米;下弦节点 中心偏移为 2 毫米。当小拼单元不为单锥体时,节点中心允许偏移为2毫米。焊接空心球节点与钢管中心允许偏移为 2 毫米。当小拼单元为平面桁架时,尺寸允许误差见钢结构工程施工及验收规范(GBJ1J8-66)(修订本)有关规定。第 83 条 分条或分块的网架单元尺寸必须准确,以保证高空总拼时节点的吻合和减少积累误差,一般可采 用预拼装或其他有效措施。当条或块的长度小于或等于20 米时,拼接边长度允许误差为5 毫米;当条或块的长度大于20 米时,拼 接边长度允许误差为10 毫米。第 84 条 焊接节点的网架结构在地面总拼前应精确放线,放线的允许误差分别为边长及对角线长的

36、 1/10000。总拼所用的支承点应防止不均匀下沉。总拼时应选择合理的焊接工艺顺序,尽量减少焊接变形和焊接应力。拼装与焊接顺序应从中间向两端或四 周发展。总拼后允许误差:纵横向长度偏差为边长的1/2000,且不大于30 毫米;支座中心偏移为边长的 1/4000, 且不大于 20 毫米;相邻支座高差为 10 毫米;最低最高支座高差为 20 毫米。第 85 条 焊接节点的网架总拼完成后,所有焊缝均须进行外观检查,并作出记录。对大中跨度钢管网架的 拉杆对接焊缝,应作无损检验。第 86 条 网架用高强螺栓连接时,按有关规定拧紧螺栓后,应用油腻子将的有接缝处填嵌严密,然后按钢 结构防腐要求处理。同架螺栓

37、球节点连接时,在拧紧螺栓后,应将多余的螺孔封口。第三节 高空散装法第 87 条 高空散装法是指小拼单元或杆件直接在设计位置进行拼装的安装方法。拼装顺序应便于保证拼装的精度,减少积累误差。悬挑法施工时,应先拼成能承受自重的结构体系,然后 逐步扩展。网架在拼装过程中应随时检查基准轴线位置、标高及垂直偏差;如发现大于施工工艺允许偏差时,及时纠 正。第 88 条 悬挑法施工时,如网架结构在拼装过程中产生较大的挠度及内力,可在部分节点下设置独立的支 撑点或拼装支架。第 89 条 搭设拼装支架时,支架上支撑点的位置应设在下弦节点处。支架支柱对支承面的压力应采取措施 小于其允许承载能力。第 90 条 为防止

38、个别支撑点在拆除过程中集中受力,宜根据各支撑点处的结构自重挠度值,采用分区分阶 段按比例下降或用每步不大于10 毫米的等步下降的办法拆除支撑点。第四节 分条或分块安装法第 91 条 分条或分块安装法是指网架成条状或块状单元,分别在高空就位搁置,并连成整体的安装方法。 分条分块的网架单元,自身应具有一定的刚度;如刚度不足时,应采取临时加固措施。第 92 条 为保证网架顺利拼接,在条与条或块与块合拢处,可设置独立的支撑点或拼装支架,其要求见第89 条规定。合拢时可用千斤顶将网架单元顶到设计标高,然后连接。第 93 条 分条或分块网架单元应尽量减少中间运输。如需运输时,应采取措施防止网架变形。第五节

39、 高空滑移法第 94 条 高空滑移法是指分条的网架单元在事先设置的滑轨上单条滑移到设计位置拼接或在滑轨上拼接 后滑移到设计位置的安装方法。高空滑称法应尽量利用已建结构物作为高空拼装平台。如无建筑物可供利用时,则可在滑行开始端设置宽 度约大于两节间的拼装平台 有条件时,可以在地面拼成条或块状网架单元吊至拼装平台上进行拼装。第 95 条 滑轨宜焊于钢筋混凝土梁面的预埋件上,其表面的标高应使网架支座接近设计标高。滑轨安装质量标准同钢结构工程施工及验收规范(GBJ18-66)(修订本)中吊车轨道的安装标准。滑轨接头处应垫实,若用电焊连接应锉平高出轨面的焊缝。当支座板直接在滑轨上滑移时,其两端应做成 圆

40、导角,并使滑道两侧无障碍。 摩擦表面应用润滑油润滑。 第 96 条 当跨度较大时,为使滑移过程中网 架的挠度和应力值与网架受力状况相接近,宜在跨中设置辅助支顶平台,其宽度应满足侧向稳定的要求, 支顶平台上可设置滑道或千斤顶。第97条 当设置水平导向轮时,一般设在滑轨内侧,导向轮与滑道间的间隙为1020毫米。第 98 条 网架滑移一般用卷扬机或手搬葫芦牵引,根据牵引力大小及网架支座之间的系杆强度,可采用一 点或多点牵引。牵引速度不宜大于1.0米/分,牵引力大小可按滑动摩擦或滚动摩擦分别用下式进行验算: 当滑动摩擦时:(15 )式中 N-总起动牵引力;G-网架总自重; f1-滑动摩擦系数,钢与钢自

41、然轧制表面,经粗除锈充分润滑时取 f1=0.120.15;f2-阻力系数,当有其他因素影响牵引力时取当滚动摩擦时:式中 N-总起动牵引力;G-网架总自重; f3-滚动摩擦系数,钢制轮与钢之间取f3=0.05厘米;f4-滚轮与流轮轴之间,钢与钢经机械加工后充分润滑的摩擦系数取 f4=0.1;R-流轮的外圆半径(厘米);r-轴的半径(厘米)。网架滑移时,两端不同步值不大于 50 毫米。第 99 条 滑移和拼装过程中对网架宜进行验算的项目:一、跨度中间无支点时杆件内力和跨中挠度值;二、跨度中间有支点时杆件内力、支点反力及挠度值。网架滑移单元由于增设中间滑道,而引起杆件内力变号时,应采取临时加固措施,

42、以防失稳。第六节整体 吊装法 第 100 条 网架整体吊装法,是指网架在地面总拼后,采用单根或多根拔杆、一台或多台起重机进 行吊装就位的施工方法。采用多根拔杆方案时,是利用每根拔杆两侧起重滑轮组中产生水平力不等原理(图 17)推动或转动进行就位。 网架吊装时设备的受力分析,根据提升阶段和就位阶段分别按下式进行计算:提升阶段(图 17a):a)提升阶段b)移位阶段c)就位阶段图 17 网架空中移位示意图就位阶段(图 17c):Tl sina t iria =Gi( 18 )T! costasx T, cosa:( 18 b )式中 G1-每根拔杆所担负的网架、索具等荷载;T1、T2-起重滑轮钢丝

43、绳与水平面的夹角。a 1、a 2-起重滑轮钢丝绳与水平面的夹角。采用多根拔杆吊装时,网架移位距离(或旋转角度)与网架下 降高度之间的关系,可用图解法或计算法确定。 采用单要拔杆方案,当网架平面为矩形时,可通过调整缆 风绳使拔杆吊着网架进行平移就位;当网架为正多边形或圆形时,可通过旋转拔杆使网架转动就位。第 101 条 网架整体吊装时应采取措施,保证各吊点起升及下降的同步性。提升高差允许值(是指相邻两拔 杆间或相邻两吊点组的合力点间的相对高差)可取吊点间距离的 1/400,且不大于100毫米,或通过验算确 定。第 102 条 采用多根拔杆或多台起重机吊装网架,应将额定负荷能力乘以折减系数 0.7

44、5 。但四台起重机将 吊点连通成两组或用三根拔杆吊装时,折减系数可适当放宽。第 103 条 在制订网架就位总拼方案时,应考虑下列因素:一、网架的任何部位与支承柱或拔杆的净距不小于 100 毫米;二、如支承柱上高有凸出构造(如小牛腿等),需采取措施以防止风架在起升过程中被凸出物卡住;三、由于网架错位需要,个别杆件暂不组装时,应征得设计同意。第 104 条 拔杆、缆风绳、索具、地锚、基础及起重滑轮组的穿法等,均应进行计算或验算,必要时可进 行试验,并在施工组织设计中予以规定。第 105 条 当采用多根拔杆吊装时,拔杆安装必须垂直;缆风绳的初始拉力宜取吊装时缆风受力的 60% 左 右。第 106 条

45、 当采用单根拔杆吊装时,其底座应采用球形万向接头;当采用多根拔杆吊装时,在拔杆的起重 平面内可采用一般铰接头。拔杆在最不利荷载组合作用下,其支承基础对地面的压力应小于地基允许承载 能力。第 107 条 如风架结构本身承载能力许可时,宜用“倒拆法”拆除拔杆,即在网架设置滑轮组将拔杆逐段 扩除。第七节 整体提升法第 108 条 整体提升法是指在结构柱上安装提升设备直接提升网架,或在提升网架的同时进行柱子滑模的 施工方法。此时网架可和为操作平台。第109条提升设备的使用负荷能力,应将额定负荷能力乘以折减系数:穿心式液压千斤顶为0.50.6; 电动螺杆升板机为0.70.8。第 110 条 网架提升时应

46、采取措施尽量做到同步。相邻两个提升点和最高与最低两个点的提升允许差异值 应通过验算确定。一般情况下亦可采用:相邻两个提升点,当用升板机时,为相邻点距离的1/400,且不大 于15毫米;当用穿心式液压千斤顶时,为相邻点距离的1/250,且不大于25毫米;最高与最低点,当用升 板机时为 30毫米;当用穿心式液压千斤顶时为 50毫米。第 111 条 提升设备的合力点应对准吊点,允许偏移值为 10毫米。 第 112 条 当采用整体提升法施工时, 应尽量将下部支承桩设计为稳定的框架体系,否则应进行稳定验算,如稳定性不足时要取措施加强。第 113 条 整体提升法中涉及升板和滑模的技术要求,可参照现行有关规

47、定。第八节 整体顶升法第 114 条 整体顶升法是指采用支承结构和千斤顶将网架顶升到设计位置的施工安装方法。 整体顶升法应尽量利用网架的永久支承柱作为顶升用的支承结构,否则可在原支点处或其附近设置临时顶 升支架。第 115 条 顶升用的永久支承柱或临时支架上的缀板间距,应为千斤顶使用行程的整倍数,其标高偏差不 得大于 5毫米,否则施工时应用薄钢板垫平。第 116 条 顶升千斤顶可采用丝杠千斤顶或液压千斤顶。其使用负荷能力应将额定负荷能力乘以折减系数: 丝杠千斤顶取0.60.8;液压千斤顶取0.40.6。各千斤顶的行程和升起速度必须一致,千斤顶及其液压系统必须经过现场检验合格后方可使用。第 11

48、7 条 顶升时各顶升点的允许高差值:一、相邻两个顶升用的支承结构间距的1/1000,且不大于30毫米; 二、在一个顶升用的支承结构上有两 个或两个以上千斤顶时,为千斤顶间距的1/200,且不大于10毫米。 第 118 条 千斤顶或千斤顶合力的中 心应与柱轴线对准,其允许偏移值为5 毫米;千斤顶应保持垂直。第 119 条 顶升前及顶升过程中网架支座中心对柱基轴线的水平偏移值不得大于柱截面短边尺寸的1/50及 柱高的 1/500。第 120 条 顶升用的支承结构一般应按底部固定顶端自由的悬臂柱进行稳定验算。验算时除应考虑网架和 支承结构自重、随网架顶升的其它静载和施工荷载外,还应考虑上述荷载偏心和

49、风荷载所产生的影响。当 验算稳定性不足时,应首先采取施工工艺措施加以解决。第九节 验收第 121 条 网架结构的制作、拼装和安装的每个工序均应严格进行检查验收。凡未经检查验收,不得进行 下一工序的施工;安装完成后必须进行交工检查验收。每道工序的检查验收均应作出记录,并汇集齐全存 档。第 122 条 高空散装法的交工检查验收,按本章第二节第84条总拼后的允许误差进行。其他安装方法的交 工验收应检查网架支承点的中心偏移和高度偏差。中心偏移允许值为网架跨度的1/300且不大于30毫米。 高度偏差允许值:对周边支承的网架相邻点间为相邻支座间距的 1/400 且不大于 15 毫米,最高与最低点间 为30

50、毫米;对多点支承的网架为相邻支座间距离的1/800且不大于50毫米。第 123 条 网架安装后应测量网架的挠度值,并作出挠度曲线,测点应选择通过网架中心点的两向或三向 (如三向网架及三角锥网架等)的下弦节点处,当中小跨度时,可测量每向跨度的三个四等分点处的挠度; 当大跨度时,可测量每向跨度的各节点或各间隔节点处的挠度。附录一 常用网架形式Maro上玆节点下號节点附图1.1附图1.12图例注:1.附图中周边均表示有边缘杆件,当周边没有圈梁并与支座的连接能保证与网架起共同作用时,也可 不设边缘杆件;ZWWXJ/72.附图中仅表示网架的支承点在上弦节点,需要时支承点也可设在下弦节点。附图 1.1 两

51、向正交正放网架注:周边宜设置水平支撑附图 1.2 两向正交斜放网架附图 1.3 两向斜交斜放网架附图 1.4 三向网架.XX xX wHXAA附图 1.5 正放四角锥网架AAAAAAAX X XXXXX X K X xv x X A XXXV v 附图 1.7 棋盘形四角锥网架/WWAA 、ww/附图 1.9 星形四角锥网架附图 1.11 抽空三角锥网架注:周边需增设杆件以保证几何不变附录二 交叉梁系差分法的差分算子及内力表达式(一)交叉梁系差分算子及其表达式1.两向正交正放、两向正交斜放网架的差分算子及其表达式(附表 2-1)5 w4dr4IRQ。* 4(3 +w + u; j + ty)+

52、仞$+仞启 +3亍+tr.S*(附 Ai )附图 2.1 两向网架差分算子图a)两向正交正放网架;b)两向正交斜放网架2.三向网架差分算子及其表达式(附图2.2):91 w9* w1戸尹迢叫-4X (叫 卜叫 +切厂卜tu车+叫 +io J + iz;t +叫 + Wgq v 3+ w10 + Wu + WL=gjS(附A2 )式中3-网架节点挠度(向下为正);q-均布荷载(向下为正);S-网格边长;E-网架材料的弹性模量;I-交叉梁系的折算惯性矩,按式(2)计算。(二)交叉梁系差分法的边界条件处理:附图2.2 三向网架差分算子图1.简支边: (1)两向正交正放网架边界线及开拓点的挠度为(见附

53、图 2.3):附图 2.3(2)两向正交斜放网架边界线的挠度3 k=0,开拓点的挠度见附图2.4。(3)三向网架边界线的挠度3 k=0,开 拓点的挠度见附图 2.5。附图 2.4附图 2.52.自由边: 开拓点挠度的一般表达式为(附图 2.6):附图 2.6注:1.对于附图2.5中的3 1, 3 5, 3 6 一类节点的差分表达式不能直接套用式(附2.2); 2对于边桁架的 刚度与跨中一般桁架刚度不等时,自由边节点的差分表达式不能直接套 用式(附 2.1)、(附 2.2)。(三)内力表达式(附图 2.7):Nd-由节点平衡条件求得。杆件内力以拉力为正。附图 2.7附录三 考虑剪切变形梁元法的单

54、元刚度矩阵、位移列阵、节点力列阵及内力表达式 (一)单元刚度矩阵 12EIf71 + iJ)S300 对EEI (4 + h)EI j(l + *j)Sa0 (l + fl)S i2EI6E1:0 06EI(1 十012EI(l + v)Sa6EI(二)位移列阵、节点力列阵(附图 3.1):0+| (1+4)S30(4 + n)E?u(w)S(PS3-1)/附图 3.1U =广:(附)F=LQ M而 M讦 Qf M斤 M/VT(附)(三)转换矩阵cos a()smaLT =cos(at, L i * dcosa smccsmacos a(附3T )式中n-剪切影响系数,按式计算;E-网架材料的

55、弹性模量; I-梁元的折算惯性矩,按式(2)计算;S-梁元长度即网格边长;a-梁轴与x轴的交角(正向见附图3.1); x-、y-、z-局部坐标系;x、y、z-总体坐标系。(四)内力表达 式(附图 3.2):附图 3.2Nd-由节点平衡条件求得。杆件内力以拉力为正。附录四 拟板法的网架杆件内力计算公式及折算刚度两向正交正放网架附表 4.1杆N产-SM/h弦件内力NKQ?十Q常)N产SM龙NSM/h吕=SlWJ/sinp N6= - SQ/sin?D工二(1-r “畫)S*Dy = jEAj h3/(l 十耕 杆 s杆正放四角锥网架C=/(ACJsin1(p + Ad)Sj C y =EAC VA

56、 c=yc;c;lh网架鬲脈誓一斜杆倾箱签加标A、B. C表示位胃3类杆件就面积不哮时可分别取其载血积的尊术平均值。内 部 区 域2Va=-SM/h Na=-SM?/hN3=SMJ/hN4=SM/hNs=-S(QS+Q)/2sin N6 = -S(-Q$+Q)/2Sinv W7=S(Q + Q?)/2sinv 2Vs=S(-Qg + Q?)/2sinvDx=xBAh*/(l + )Si巧=旳4汁呼/(1+附)$1-h-W架高度,电一鋼杆傾角f签角标A. B% C+表示位釐 3各类杆件載面积不等时可分别取其就面积的算术平均正放抽空四角锥网架1部 项位内部区域件!内上弦T 弦斜杆Nl=1N = “

57、SM 苛 ihN3 = 2SM/hN2SM/hN= - S(Q? + Q)/sinp N6= S(-Qg+Q)/sinp 2V7S(Q$ + Q?)/fiino Nb=S iQ巒+ Q?”sin -NSQfsinp 期沖=亠N 产SQ / sinT Nn= - F =- -SQ?/sin M产l产-SQ/sinv折算刚度亠=如如工恥/(1十2區目D# 土幻忙心山工/(1 + 2H JvEAtSincostp/iSMt=AtijfAgrf性r h网架窩度,w-斜 翁轲 沢角标盘.B. C表示位23各类杆件裁面积不尊时可;曲屢其截血积的算术平均值孑4如m i节点平衡縈件求得,边界料朴7力计算公戎与內部蔚杆的相同附录五 矩形平面周边简支网架拟板法的内力和挠度表 正交正放类网架(两向正交正放网架,正放四角锥网 架、正放抽空四角锥网架)的计算用表及说明:(一)根据网架平面的边长比入,可直接查附表5.1求得拟板的无量纲内力和挠度值Mx、My、Qx、Qy、3。(二)当网架杆件截面选定后,由于考虑剪切变形和刚度变化的影响,拟板的Mx、My、Qx、Qy、3值应分 别乘以修正系数eMx、g My、g Qx、g Qy、g w:a+RM0(1)(附 51 ). 叩(卄巧“论二卄砂 7其中爭=(氏+MD令匚。 670(0 + ND;) +0.2S1X (D: + MD 陰)十 0 04

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