以下是钢结构柱间支撑连接设置的技术要求总结,结合知识库信息整理而成,涵盖设计、施工、材料及规范要求等关键点:
一、连接方式与构造要求
1. 焊接连接
适用场景:
需高效传递荷载、刚度要求高(如抗风、抗震结构)。
空间受限或需密封防水的节点(如化工厂房)。
技术要点:
焊缝质量:
焊缝需满足二级及以上质量要求(如全熔透焊缝),避免裂纹和气孔。
厚板焊接需预热(100150℃)及焊后热处理,减少残余应力。
节点构造:
支撑杆端宜设计为圆弧形(避免应力集中),与框架连接处需设置加劲肋。
焊缝连续平滑,焊脚尺寸≤支管壁厚的2倍(管桁架节点)。
缺陷处理:
焊接后需进行超声波探伤(UT)或射线检测(RT),确保无缺陷。
限制条件:
施工复杂,需专业焊工操作,不可拆卸(后期维护困难)。
2. 螺栓连接
适用场景:
需快速安装、可拆卸或后期维护的结构(如装配式厂房)。
抗震设计中需耗能的节点(摩擦型高强螺栓可消耗地震能量)。
技术要点:
螺栓选择:
优先采用高强度螺栓(如8.8S或10.9S级),摩擦型连接优先。
螺栓孔需与杆件轴线对齐,允许扩孔≤2mm(调节安装误差)。
节点板设计:
节点板厚度需满足抗剪和抗拉要求,与支撑杆件接触面需喷砂处理(Sa2.5级,摩擦系数≥0.45)。
螺栓间距≥3d(d为螺栓孔径),端距≥2d。
施工规范:
螺栓施拧顺序:从节点中心向四周对称施拧,初拧、复拧、终拧需在24小时内完成。
限制条件:
刚度较低,需注意节点滑移对结构刚度的影响。
二、节点设计与构造
1. 节点板要求
尺寸与位置:
节点板厚度需≥支撑杆件最大翼缘厚度,且与框架柱翼缘焊接牢固。
支撑端部至节点板嵌固点的距离≥节点板厚度的2倍。
抗震设计:
8、9度抗震设防时,焊接工字形支撑的翼缘与腹板连接需采用全熔透连续焊缝。
梁与V形支撑或人字支撑相交处,需设置侧向支承(如加劲肋或系杆)。
2. 加劲肋与局部加强
加劲肋设置:
柱与支撑连接处需设置横向或纵向加劲肋,防止局部屈曲。
加劲肋截面需与柱翼缘和腹板匹配,焊缝连续满焊。
圆弧端部处理:
支撑杆端宜设计为圆弧形,避免应力集中(尤其在弯矩较大处)。
三、材料与截面选择
1. 支撑杆件材料
常用型钢:
角钢(轻型支撑)、槽钢、H型钢(中重型支撑)、钢管(柔性支撑)。
抗震或大跨度结构可选用轧制H型钢或消能支撑(如屈曲约束支撑BRB)。
材料规格:
钢材等级:Q235、Q345及以上,需满足抗拉、抗压强度要求。
腐蚀环境需采用镀锌或涂覆防腐涂层。
2. 截面形式
单斜撑:适用于荷载较小的结构,需对称布置。
X形支撑:优先选择,提供双向刚度,斜杆与水平面夹角宜30°60°。
人字形(倒V形)支撑:适用于需局部加强的区域。
K形支撑:多用于门式刚架结构,提升抗侧刚度。
四、设计规范与验算要求
1. 长细比控制
受压杆件:长细比≤150(GB 50017要求)。
受拉杆件:长细比≤300。
高强螺栓连接:需验算螺栓抗剪和承压强度,预拉力损失≤20%。
2. 刚度匹配
支撑刚度需与主体结构协调,避免局部刚度过大导致应力集中。
多层结构需每层设置支撑,高层可间隔布置但需验算整体稳定性。
3. 抗震设计
节点延性:
焊接节点需保证塑性变形能力,螺栓节点需控制滑移量。
8、9度设防时,支撑与框架连接处需设置加劲肋。
支撑布置:
每个柱列均需设置支撑,避免地震力过度集中于边柱。
五、布置原则与施工注意事项
1. 支撑布置
间距限制:
无吊车时纵向支撑间距≤3045m,有吊车时≤5060m。
多层厂房需每层设置,高层可间隔布置但需与楼面水平支撑协调。
位置协调:
避免与设备管道冲突,必要时采用偏心支撑或调整柱距。
屋面横向支撑与顶层柱间支撑应设在厂房端部同一柱间。
2. 施工关键点
安装顺序:
先安装柱列,后安装支撑,确保柱垂直度偏差≤H/1000(H为柱高)。
支撑斜杆需预拉力张紧(柔性支撑)或自然就位(刚性支撑)。
温度应力控制:
长支撑杆件需设置温度补偿装置(如滑动支座),避免热胀冷缩导致内力。
防腐与防火:
表面涂装防锈底漆+面漆(干膜厚度≥150μm),防火需按耐火等级选涂料。
六、特殊场景要求
1. 无吊车门式刚架:
柱间支撑宜采用X形,斜杆截面较小以节省材料。
柱距与支撑跨高比需满足L/a≥6(L为柱距,a为支撑高度)。
2. 大跨度或高层建筑:
超过12层时,支撑宜采用轧制H型钢,与框架刚接。
可采用消能支撑(如BRB)提高抗震性能。
3. 轻型钢结构:
柔性支撑(圆钢拉条)需预张力≥10%的屈服力,防止松弛。
七、常见问题与解决方案
问题1:焊接残余应力导致变形?
解决方案:采用分段焊接并配合反变形法,焊后热处理。
问题2:螺栓连接滑移超限?
解决方案:增加摩擦面处理(如喷砂)或采用承压型高强螺栓。
问题3:支撑与梁交汇处侧向失稳?
解决方案:增设侧向支承(如加劲肋或系杆),限制梁的侧向位移。
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