螺栓球网架加工,网架配件、螺栓球加工。
屋面材料及屋面构造
要使网架结构经济省钢的优点得以实现,选择适当的屋面材料是个关键。 在网架结构设计中,应尽量采用轻质、高强,具有良好保温、隔热、防水性能的轻型屋面材料。根据所选屋面材料性能的不同,网架结构的屋面分为有檩体系屋面和无檩体系屋面。
1.有檩体系屋面
当采用木板、加筋石棉水泥波形瓦、纤维水泥板等轻型屋面材料时,由于此类屋面材料的支点距离较小,故多采用有檩体系屋面构造。通常的做法是在屋架支托设钢檩条(如槽钢、角钢、Z形钢、冷弯槽钢、桁架式檩条等),上面铺设木板作为屋面结构层,上面再做柔性防水层和铝合金板保护层。当需要保温时,可在木板下面做隔热层。这种做法的屋面自重较轻,一般在1.0~1.3kN/㎡范围内,但防火性能较差。
压型金属屋面板是近年发展起来的一种新型屋面材料。它是用厚度为0.6~1.6mm的镀锌钢板、冷轧钢板、彩色钢板或铝板等材料,经辊压冷弯成各种波形的压型板。
压型钢板的钢材一般采用Q215钢或Q235钢,压型铝板一般采用铝锰合金LF21。压型钢板有单层的,也有双层中间夹隔热材料的夹芯板。这种屋面材料具有轻质高强、美观耐用、施工简便、抗震耐火的特点,它的加工和安装已经达到标准化、工厂化、装配化,但价格较贵。
2.无檩体系屋面
当采用带肋钢丝网水泥板、预应力混凝土屋面板等作屋面材料时,由于它们所要求的支点距离均较大,故多采用无檩体系屋面。
通常屋面板的尺寸与网架上弦网格尺寸相同,屋面板直接搁在屋架上弦网格节点的支托上,应保证每块屋面板有三点与网架上弦节点的支托焊牢,再在屋面板上做找平层、保温层及二毡三油防水层。
无檩体系屋面的优点是施工、安装速度快,零配件少,但屋面重量大,一般自重大于1.5kN/㎡。屋盖自重大会导致网架用钢量,还会引起柱、基础等下部结构造价增加,对屋盖结构的抗震性能也有较大影响。
球形铰压力支座节点:对于跨度较大或带悬伸的四点支承或多点支承的网架,为适应支座能在两个方向作微量转动而不产生线位移和弯矩,采用球形铰压力支座节点。这种支座节点的构造特点是,以一个凸出的实心半球,嵌合在个凹进的半球内,在任何方向都能转动,而不产生弯矩,并在x、y、z个方向都不会产生线位移,比较符合不动球铰支座支承的计算图式。为防止地震作用或其他水平力的影响使凹球与凸球脱离,支座四周应以锚栓固定,并应在螺母下放置压力弹簧,以保证支座的自由转动而不受锚栓的约束影响。在构造上凸球面的曲率半径应较凹球面的曲率半径小一些,以便接触面呈点接触,利于支座的自由转动。这种节点适用于四点支承或多点支承的大跨度网架压力支座。
以上4种支座用螺栓固定后,应加副螺母防松,螺母下面的螺纹段的长度不宜过长,避免网架受力时产生反作用力,即向上翘起及产生侧向拉力而使螺母松脱或螺纹断裂。(5)拉力支座节点:有些周边支承的网架,如斜放四角锥网架、两向正交斜放网架,在角隅处的支座上往往产生拉力,故应根据承受拉力的特点设计成拉力支座。在拉力支座节点中,一般都是利用锚栓来承受拉 力的,锚栓的位置应尽可能靠近节点的中心线。为使支承板下不产生过大的摩擦力,让网架在温度变化时,支座有可能作微小的移动或转动,一般都不要将锚栓过分拧紧。锚栓的净面积可根据支座拉力N的大小计算。
按网格形式分类
这是网架结构分类中普遍采用的一种分类方式,根据《空间网格结构技术规程》(JGJ7- 2010)的规定,目前经常采用的网架结构可分为3个体系13种网架结构形式。
1. 交叉平面桁架体系
这个体系的网架结构是由一些相互交叉的平面桁架组成,一般应使斜腹杆受拉,竖杆受压,斜腹杆与弦杆之间夹角宜在40°~ 60°之间。该体系的网架有以下四种:
(1)两向正交正放:两向正交正放网架是由两组平面桁架互成90°交叉而成,弦杆与边界平行或垂直。上、下弦网格尺寸相同,同一方向的各平面桁架长度一致,制作、安装较为简便。由于上、下弦为方形网格,属于几何可变体系,应适当设置上下弦水平支撑,以保证结构的几何不变性,有效地传递水平荷载。两向正交正放网架适用于建筑平面为正方形或接近正方形,且跨度较小的情况。如上海黄浦区体育馆(45m×45m)和保定体育馆(55.34m×68.42m)采用了这种网架结构形式。
(2) 两向正交斜放网架:两向正交斜放网架由两组平面桁架互成90°交叉而成,弦杆与边界成45°角,边界可靠时,为几何不变体系。各榀桁架长度不同,靠角部的短桁架刚度较大对与其垂直的长桁架有弹性支撑作用,可以使长桁架中部的正弯矩减小,因而比正交正放网架经济。不过由于长桁架两端有负弯矩,四角支座将产生较大拉力。角部拉力应由两个支座负担。两向正交斜放网架适用于建筑平面为正方形或长方形的情况,如都体育馆(99m×112. 2m)和山东体育馆(62.7m×74.1m)采用了这种网架结构形式。
(3)两向斜交斜放网架:两向斜交斜放网架由两组平面桁架斜[向相交而成,弦杆与边界成一斜角。这类网架在网格布置、构造、计算分析和制作安装上都比较复杂,而且受力性能也比较差,除了情况外,一般不宜使用。
(4)三向网架:三向网架由三组互成60交角的平面桁架相交而成。这类网架受力均匀,空间刚度大。但也存在一定的不足,即在构造上汇交于一个节点的杆件数量多,节点构造比较复杂,宜采用圆钢管杆件及球节点。
三向网架适用于大跨度(L>60m)而且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形等平面形状比较规则的情况,上海体育馆(D≠110m圆形)和江苏体育馆(76. 8m×88.681m八边形)较早地采用了这种网架结构形式。
螺栓球节点
螺栓球节点是通过螺栓将圆钢管杆件和钢球连接起来的一种节点形式这种节点对空间汇交的圆钢管杆件适应性强,杆件连接不会产生偏心,没有现场焊接作业,运输、安装方便。
螺栓球节点毛坯不圆度的允许制作误差为2mm,螺栓按3级精度加工,其检验标准按GB/T1228-2006-~GB/T1231-2006规定执行。
螺栓球般由钢球、高强度螺栓、紧固螺钉(或销子)、套简和锥头或封板等零件组成,适合于连接圆钢管杆件。这些零件多由高强度钢材制成。
螺栓球节点的材料在选用时考虑以下因素:螺栓球节点上沿各汇交杆件的轴向端部设有相应螺孔,当分别拧人杆件中的高强度螺栓后即形成网架整体。钢球的硬度可略低于蜾栓的硬度,材料强度也较螺栓低,因而球体原坯材料选用45号钢,且不进行热处理,可以满足设计要求,并便于加工制作。球体原坯宜采用锻造成型。锥头或封板是圆钢管杆件通过高强度螺栓与钢球连接的过渡零件,它与钢管焊接成一体,因此其钢号宜与钢管一致,以方便施焊。套简主要传递压力,因此对于与较小直径高强度螺栓(≤M33)相应的套筒,可选取Q235钢。对于与较大直径高强度螺栓(≥M36)相应的套筒,为避免由于套筒承压面积的而加大钢球直径,宜选用Q345钢或45号钢。高强度螺栓的钢材应保证其抗拉强度、屈服强度与淬透性能满足设计要求。结合目前国内钢材的供应情况和实际使用效果,推荐采用40Cr钢、35CrMn钢,同时考虑到厂家使用习惯,对于M12~ M24的高强度螺栓还可采用20MnTiB钢,M27 ~ M36的高强度螺栓还可采用35VB钢。紧固螺钉也宜选用高强度钢材,以免拧紧高强度螺栓时被剪断。
螺栓球节点的优点是节点小,重量轻,节点用钢量约占网架用钢量的10%,可用于任何形式的网架,特别适用于四角锥或三角锥体系的网架。这种节点安装为方便,可拆卸,安装质量易得到保证,还可以根据网架具体情况采用散装、分条拼装和整体拼装等安装方法。螺栓球节点的缺点是,球体加工复杂,零部件多,加工精度高,价格贵,所需钢号不一,工序复杂。
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