【国家标准】DB34∕T 5002-2014 钢管桁架结构技术规程

安徽省地方标准 DB34/T 5002-2014 钢管桁架结构技术规程 Technical specification for steel tube truss structures 安徽省住房和城乡建设厅 安徽省质量技术监督局 联合发布 2014-03-11 发布 2014-07-01 实施 DB J 12624-2014 定 价：50.00元 1 1 总 则 1.0.1 为在建筑工程中合理应用钢管桁架结构， 做到技术先进、 安全适用、经济合理、保证质量，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于不直接承受动力荷载，在钢管间直接焊接 连接或其它连接方式的圆形、方形或矩形钢管桁架结构。 1.0.3 本规程适用于本省采用钢管桁架结构的非抗震和抗震设 防烈度 8 度及以下工业与民用房屋和一般构筑物的设计和施工。 1.0.4 除本规程有明确规定外，钢管桁架结构的设计和施工尚 应遵守现行国家标准的有关规定。特殊环境下及有特殊设计要求 的钢管桁架结构设计与施工，尚应符合专门规范的有关规定。 2 2 术语和符号 2.1.1 钢管桁架 steel tube truss 由钢管弦杆和钢管腹杆组成，腹杆和弦杆采用焊接直接连接 的受力构件。 2.1.2 钢管桁架结构 steel tube truss structure 以钢管桁架为主要受力构件的结构。 2.1.3 钢管混凝土桁架 concrete-filled steel tube truss 弦杆为钢管混凝土，腹杆为空钢管的钢管桁架。 2.1.4 组合桁架 composite truss 由混凝土楼板与钢管桁架上弦杆通过抗剪连接件组合而成， 能整体受力的桁架。 2.1.5 预应力钢管桁架 pre-stressed steel tube truss 施加预应力的钢管桁架。 2.1.6 管节点 tube joint 由钢管弦杆（主管）和钢管腹杆（支管）连接组成的节点。 2.1.7 相贯节点 penetrated joint 在钢管桁架的焊接管节点中，主管在节点处连续贯通，支管 全部截面与主管采用焊接直接连接的节点。 2.1.8 半相贯节点 semi-penetrated joint 在钢管桁架的焊接管节点中，主管在节点处连续贯通，支管 部分截面与主管采用焊接直接连接的节点。 2.1.9 强度 strength 构件截面材料或连接抵抗破坏的能力。强度计算是防止结构 构件或连接因材料强度被超过而破坏的计算。 2.1.10 强度标准值 characteristic value of strength 2.1 术 语 3 国家标准规定的钢材屈服点（屈服强度）或抗拉强度。 2.1.11 强度设计值 design value of strength 钢材或连接的强度标准值除以相应抗力分项系数后的数值。 2.1.12 承载能力 load-carrying capacity 结构或构件达到不适宜继续承载状态时能够承受的最大作 用。 2.1.13 屈曲 bucking 结构、构件或板件达到临界状态时在其刚度较小方向产生一 种微小变形的状态。 2.1.14 整体稳定 overall stability 在外荷载作用下，对整个结构或构件能否发生屈曲或失稳的 评估。 2.1.15 有效宽度 effective width 计算板件屈曲后极限强度时，将承受非均匀分布极限应力的 板件宽度用均匀分布的屈服应力等效，所得折减宽度。 2.1.16 计算长度 effective length 计算构件长细比时所用的长度，其值等于构件在其有效约束 点间的几何长度与一个与构件端点约束情况有关的系数的乘积。 2.1.17 焊缝计算长度 effective length of welding 计算焊缝连接强度时采用的焊缝长度。 2.1.18 长细比 slenderness ratio 构件计算长度与构件截面回转半径的比值。 2.1.19 间隙节点 gap joint 两支管的趾部离开一定距离的管节点。 2.1.20 搭接节点 overlap joint 在钢管节点处，两支管相互搭接的节点。 2.1.21 平面管节点 uniplanar joint 支管与主管在同一平面内相互连接的管节点。 2.1.22 空间管节点 multiplanar joint 在不同平面内的支管与主管相接而形成的管节点。 ND pj cK N pj cKK N pj cT N pj cTT N pj cX N Ex N pj tK N pj tKK N pj tT N pj tTT N pj tX N f s ND pj cK N pj cKK N pj cT N pj cTT N pj cX N Ex N pj tK N pj tKK N pj tT N pj tTT N pj tX N f s pj i N y N pj i N y N y /235 f y /235 f y /235 f y /235 f eNMD=DND eNMD=DND 0 l + = 1 2 10 25. 075. 0 N N ll 1 N 2 N += N N ll 0 0 15 . 0 N N ll 0 2 0 12 1+= p 0 l 0 l + = 1 2 10 25. 075. 0 N N ll 1 N 2 N += N N ll 0 0 15 . 0 N N ll 0 2 0 12 1+= p 0 l ll5 . 0 0= ll = 0 n A f A N x M 1x W 1 M 2 M x M ll5 . 0 0= ll = 0 n A f A N x M 1x W 1 M 2 M x M 2 M fe 7 . 0 hh = w f f w l 1 M 2 M fe 7 . 0 hh = w f f w l 1 M td / ii td、td、 pj tX N pj cX 2 . 0 pj tX 78. 0N t d N = pj cT N pj tT N pj cX N pj cT pj tT .41NN= pj cK N aaa td / ii td、td、 pj tX N pj cX 2 . 0 pj tX 78. 0N t d N = pj cT N pj tT N pj cX N pj cT pj tT .41NN= pj cK N aaa pj tK N pj cTT N g pj tTT N pj tT pj tTT NN= pj tK N pj cTT N g pj tTT N pj tT pj tTT NN= pj cKK N pj tKK N pj cK N pj tK N iii thb、i i i ii td、 thb、 a v Q b di yi f pj i N pj cKK N pj tKK N pj cK N pj tK N iii thb、i i i ii td、 thb、 a v Q b di yi f pj i N C y N yy AfN = pj i N h k f k ff k f v f i iyi y e / 10 b tf tf tb b= i b b t 2 -1 iep / 10 b tb b= i b iii fth、 ii epi ii pj i 2 22ft bb thN + +-= v A 22 2 43 3 at t + =a pj i N C y N yy AfN = pj i N h k f k ff k f v f i iyi y e / 10 b tf tf tb b= i b b t 2 -1 iep / 10 b tb b= i b iii fth、 ii epi ii pj i 2 22ft bb thN + +-= v A 22 2 43 3 at t + =a pj i N ()fAAN vv pj a-= v a 2 p v 11 -= V V a vvp fAV = V v O j v O v O v O () ii eje v ii pj i 20.5 2-2ft bb O thN + += i yii yjj jj ej tt / 10 b f ft b b= i b ii eje ii pj i 2 22ft bb thN + +-= ii eje ii pj i 2 22ft bb thN + +-= yjj pj j fA N yii pj i fA N a b bbb 3 321 + b bb 2 21+ pj i N pj 1 N pj 2 N ()fAAN vv pj a-= v a 2 p v 11 -= V V a vvp fAV = V v O j v O v O v O () ii eje v ii pj i 20.5 2-2ft bb O thN + += i yii yjj jj ej tt / 10 b f ft b b= i b ii eje ii pj i 2 22ft bb thN + +-= ii eje ii pj i 2 22ft bb thN + +-= yjj pj j fA N yii pj i fA N a b bbb 3 321 + b bb 2 21+ pj i N pj 1 N pj 2 N bl2 p ttt- 1p 4 2p 2tt 2p 2tt 1 2t pj i N pj i N p t p l 2p 2tt = p b pj 1 N pj 2 N p f ( )()bdd2/ 21+ 2p 2tt = p t p l bl2 p ttt- 1p 4 2p 2tt 2p 2tt 1 2t pj i N pj i N p t p l 2p 2tt = p b pj 1 N pj 2 N p f ( )()bdd2/ 21+ 2p 2tt = p t p l ep b iep / b tb c b= p t p t p l p l pj i N td / ii td、 pj cS N 1 43pj cS /1113. 0efdN）（a-= a f 1 e pj tS N 11111 pj tS )(578. 0ftdddfNwpw-+= 1 d 1 f w) 1/2arccos( 11 -=daw )/21arccos( 11 da-=w td、 ep b iep / b tb c b= p t p t p l p l pj i N td / ii td、 pj cS N 1 43pj cS /1113. 0efdN）（a-= a f 1 e pj tS N 11111 pj tS )(578. 0ftdddfNwpw-+= 1 d 1 f w) 1/2arccos( 11 -=daw )/21arccos( 11 da-=w td、 pj cTX N LcscL pj cTX AfNx= scL x cLsscL )1)(1 (xxxx+= s x 2 2 y 2 y s 145.2 785. 0785. 1 qr tfrf+ =x q r n L x c l ck fqn= 2 . 0=n c1cL / )2(12. 0lddl-=x c x Ldc / AA=x L A d A pj cTX N LcscL pj cTX AfNx= scL x cLsscL )1)(1 (xxxx+= s x 2 2 y 2 y s 145.2 785. 0785. 1 qr tfrf+ =x q r n L x c l ck fqn= 2 . 0=n c1cL / )2(12. 0lddl-=x c x Ldc / AA=x L A d A pj cK N sc A x）（ ckcys /fAfA=x s A c A cs t sc 134. 0 0 33. 2 scs 313. 0422. 0fxat）（+= s a css / AA=a 0 x ccss0 /fAfAax= sc f c0sc 02. 114. 1ff）（x+= c f pj tK N pj tTX N pj cTX N s k L A b A cu f v t pj tTX N pj cK N sc A x）（ ckcys /fAfA=x s A c A cs t sc 134. 0 0 33. 2 scs 313. 0422. 0fxat）（+= s a css / AA=a 0 x ccss0 /fAfAax= sc f c0sc 02. 114. 1ff）（x+= c f pj tK N pj tTX N pj cTX N s k L A b A cu f v t pj tTX N () pj tTX2 2222 24 e Nf thtbb=-+ y f f y2 f 2 f pj cK N pj tK N pj tK N pj tK N td / ii td、 x）（ ckcys /fAfA=x s A c A cs t sc 134. 0 0 33. 2 scs 313. 0422. 0fxat）（+= css / AA=a s a 0 x css0 / ffAax= sc f c0sc 02. 114. 1ff）（x+= ck f c f sc W 16/ 3 sc dWp= td、 () pj tTX2 2222 24 e Nf thtbb=-+ y f f y2 f 2 f pj cK N pj tK N pj tK N pj tK N td / ii td、 x）（ ckcys /fAfA=x s A c A cs t sc 134. 0 0 33. 2 scs 313. 0422. 0fxat）（+= css / AA=a s a 0 x css0 / ffAax= sc f c0sc 02. 114. 1ff）（x+= ck f c f sc W 16/ 3 sc dWp= td、 44 8 节 点 连 接 8. .1 一 般 规 定 8. .1. .1 钢管桁架节点的构造应符合下列要求： 1 主管的外部尺寸不应小于支管的外部尺寸，主管的壁厚 不应小于支管壁厚， 在支管与主管连接处不得将支管插入主管内 ； 2 主管与支管或两支管轴线之间夹角不宜小于 30； 3 支管与主管的连接节点处，除搭接型节点和半相贯节点 外，应尽可能避免偏心。 8. .1. .2 钢管桁架节点焊缝构造应符合下列要求： 1 圆形管桁架节点及支管管端焊接构造如图8.1.2-1所示。 图 8.1.2-1 圆形管桁架节点的焊缝构造 2 矩（方）形管桁架节点及支管管端焊接构造如图 8.1.2-2 所示。 3 支管与主管的连接焊缝，应沿四周围焊并平滑过渡。连 A B D C ABCD ? t t1 t1t1 ? t t1 45 接焊缝可采用全周角焊缝或部分采用熔透角焊缝，支管管壁与主 管管壁之间夹角大于或等于 120的区段宜用对接或带坡口的角 焊缝，角焊缝的焊脚尺寸 hf不宜大于管壁厚度的 2 倍，同时焊 材强度级别应与管材强度级别相匹配。 4 支管端部宜使用自动切管机切割，支管壁厚小于 6mm 时 可不切坡口。 5 冷弯成型的矩（方）形管，其管角的弧段及相邻 5t（t 为 壁厚）的直段部分为冷加工影响区（图 8.1.2-2 中 A2），支管 在此范围内施焊时，主管材质宜符合表 8.1.2 要求。 表 8. .1. .2 冷弯成型矩（方）形管在冷加工影响区焊接时主管材质要求 曲率比 r/t弯曲延伸率 管壁最大厚度 t(mm) 1.5 25% 8 1.0 33% 4 图 8.1.2-2 矩（方）形管桁架节点的焊缝构造 8. .1. .3 在搭接节点中，当支管厚度不同时，薄壁管应搭在厚壁 管上；当支管钢材强度等级不同时， 低强度管应搭在高强度管上。 A B CD ?1r+hf t1 45 t1 t r r hf hf t1 t1 hf t1 ?60 r t1 5t 5t 冷加工影响区 t1 t 60 ?60 A1BC1D A2 C2 t t t t 46 8. .1. .4 在搭接的 K 形或 N 形节点中，其搭接率 =q/p100%， 应满足 25% 100%，且应确保在搭接部分的支管之间连接 焊缝可有效地传递内力。 8. .1. .5 在有间隙的 K 形或 N 形节点中，支管间隙 a 不应小于两 支管壁厚之和。 8. .1. .6 支管间隙 a 和偏心距 e 的计算。 1 对于矩（方）形钢管桁架节点，其支管间隙 a 和偏心距 e 可按下式计算： 1）当已知偏心距 e（包括 e=0）时，间隙 a 的计算： () 2 2 1 1 21 21 sin2sin2sinsin sin 2 hhh ea + += （8.1.6-1） 当所得支管间隙 a 为负值时，即为搭接长度 q。 2）当已知支管间隙 a 时，偏心距 e 的计算： ()2sin sinsin 2sin2sin2 21 21 2 2 1 1 hh ea hh e + + += （8.1.6-2） 2 对于圆形钢管桁架节点，其支管间隙 a 和偏心距 e 可分 别按式（8.1.6-1）和（8.1.6-2）计算。 8. .1. .7 当钢管桁架节点不满足设计承载力要求，宜在弦杆设置 加强板来加强节点。加强板的长度 lp应按下列要求确定： 1）对于圆形钢管桁架节点，采用外贴弧形加强板使主管 壁局部加厚。主管壁厚度可按主管直径根据节点承载力来确定， 并按主管壁厚度确定弧形加强板的厚度，如图 8.1.7-1 所示。 对于 K 形、N 形间隙节点 （8.1.7-1） 对于 T 形、X 形、Y 形节点 （8.1.7-2） ， （8.1.7-3） 式中t主管壁厚，由节点承载力计算确定； p l 、p t 、 p s 弧形加强板的长度、 厚度和宽度 （弧长） 。 11p sin/5 . 1?dl ? ? ? v Q v Q 2/ p ds? () 2211p sin/sin/5 . 1?dadl+ 47 图 8.1.7-1 弧形加强板外贴管壁加强 2）对于矩形钢管的 T 形、Y 形和 K 形、N 形间隙节点的承 载力是由主管表面的变形条件和主管的剪切条件所控制，两种条 件均应校核，如图 8.1.7-2 所示。 图 8.1.7-2 矩形加强板外贴主管 图 8.1.7-3 矩形加强板外贴主管 翼缘加强 腹板加强 1 当主管以表面变形为控制条件时，且 b1/b 0.85，在主 管翼缘外贴矩形加强板来提高（图 8.1.7-2）。 对于 K 形、N 形间隙节点 （8.1.7-4） 对于 T 形、X 形、Y 节点 （8.1.7-5） b t h h1 b1 t lp a h2 tp 1 ? 2 ? b2 b t h h1 b1 t lp a h2 1 ? 2 ? b2 tp d d1 sp 1 a lp tp d2 2 弧型板 ? ? 11p sin/5 . 1?hl () 2211p sin/sin/5 . 1?hahl+ 48 （8.1.7-6） 式中 p t 、p b 矩形加强板的厚度和宽度。 2 当主管以剪切为控制条件时，b1/b 0.85 及矩形主管 b h，在主管腹板外贴矩形加强板来提高节点抗剪切能力（图 8.1.7-3）。 对于 K 形、N 形间隙节点 （8.1.7-7） 对于 T 形、X 形、Y 形节点 （8.1.7-8） tt = p （8.1.7-9） 8. .2 钢 管 拼 接 8. .2. .1 钢管拼接应符合下列构造： 1 单根管长不应小于 600mm，拼接点不应小于 1 个； 2 每根杆件最多只允许有一条对接焊缝，拼接位置应设在 内力较小处，宜设在节间长度 1/3 附近； 3 卷制焊接圆钢管拼接时，相邻两节钢管纵向焊缝的间距 不应小于 200mm。 8. .2. .2 钢管对接宜采用熔透焊缝，焊缝等级应满足一级焊缝质 量标准，在接缝处管内设置钢衬板，钢衬板与母材应当密贴，宽 度 20 30mm，厚度不宜小于 4mm，并符合下列要求： 1 钢管对接两钢管壁厚相差大于 4mm 时，较厚一侧应加工 成过渡斜坡 （图 8.2.2）。 (a) 内壁平齐 (b) 外壁平齐 (c) 轴线对中 图 8.2.2 不同壁厚钢管焊接 ? ? ? 内衬板 内壁 外壁 内衬板 外壁 内壁 1 2.5 1 2.5 外壁 内壁 衬板 4mm 4mm 内壁 外壁外壁 内壁 1 2.5 4mm 4mm 内衬板内衬板 (? p 5 . 1 l) 2211 sin/sin/?hah+ 11p sin/5 . 1?hl 49 2 当现场焊接时应对过渡斜坡、坡口、钢衬板进行检查， 可用砂轮修磨的方式进行修整。 8. .2. .3 钢管拼接的构造措施如图 8.2.3 所示。 图 8.2.3 钢管的拼接连接 (a) 有钢衬垫的正对接拼接焊缝；(b) 有钢衬垫的斜对接拼接焊缝； (c) 有外套环的角焊缝拼接；(d) 有隔板的熔透对接焊缝拼接 （相同管径） ； (e) 插入式角焊缝拼接（一）；(f) 插入式角焊缝拼接（二）；(g) 插入 式角焊缝拼接（三）；(h) 有隔板的熔透对接焊缝拼接（不同管径）。 8. .2. .4 法兰盘节点（图 8.2.4）可用于塔架、施焊困难的结构 和可拆卸的钢管桁架结构等。法兰盘节点的设计构造应符合下列 要求： 图 8.2.4 法兰盘节点 1 法兰盘连接计算应根据节点所受最大内力进行计算；当 内力较小时，应按能承受不小于 0.5 倍最小被连接截面承载力进 (a)(b)(c) (d) (e) (f ) (g)(h) 钢管 11 1 1 螺栓 钢管 法兰盘 50 行设计。 2 法兰盘连接宜采用摩擦型或承压型高强螺栓连接，螺栓 应对称布置；螺栓孔距离构件表面距离应满足拧紧螺栓的施工要 求，且不宜小于 35mm，端距不应小于 2 倍螺栓孔径。 8. .3 钢管桁架节点 8. .3. .1 钢管桁架结构常用节点形式主要包括钢管相贯焊接节点、 嵌入式毂节点、铸钢节点、销轴节点、预应力索节点和组合节点。 8. .3. .2 钢管相贯焊接节点见图 6.1.3、图 6.3.1 和图 6.3.2 的 构造措施应符合本规程 8. .1 节的要求，并按 6. .3 节规定进行承载 力计算。 8. .3. .3 嵌入式毂节点（图 8.3.3-1）可用于环形管桁架结构中 心位置。嵌入式毂节点的设计构造应符合下列要求： 图 8.3.3-1 嵌入式毂节点 1 嵌入式毂节点的毂体（图 8.3.3-2）、杆端嵌入件（图 8.3.3-3）、盖板和中心螺栓等材料应符合空间网格结构设计 技术规程JGJ 7 的要求，产品质量应符合行业标准单层网壳 嵌入式毂节点JG/T 136 的要求。 嵌入榫 钢管 杆端嵌入件 连接焊缝 毂体嵌入槽 毂体 盖板 中心螺栓 平垫圈、弹簧垫圈 51 (a) (b) 图 8.3.3-2 毂体各主要尺寸 (a) (b) 图 8.3.3-3 嵌入件的主要尺寸 注：杆端嵌入件平面壁厚，不宜小于 5mm。 2 毂体的嵌入槽及与其配合的嵌入榫做成小圆柱状（图 8.3.3-3）。嵌入榫的中线和与其相连的嵌入件（杆件）轴线的 垂线之间的夹角 ，即杆端嵌入角。嵌入件应符合下列要求：对 于圆管杆件，颈部宽度 bhp应按与杆件等强原则计算，嵌入件高 度取圆管外径 d 时，bhp 3t（t 为圆管壁厚）；嵌入榫直径 dht 取 1.7bhp，取不小于 16mm，根据嵌入榫直径 dht和嵌入槽尺寸计 算 C，lhp为嵌入件总长度， ，嵌入件宽度 bhp 和高度 hhp尚应按拉弯或压弯构件进行强度验算。 3 嵌入式毂节点的杆端嵌入件和钢管杆件应采用焊接连接， 焊接方式可参照螺栓节点锥头与钢管的连接焊缝进行施焊，焊接 强度与钢管杆件等强设计。毂体嵌入角 及毂体尺寸需根据空间 放样确定，中心螺栓直径宜采用 16 20mm，盖板厚度不宜小于 a s b hp d ht ?min dh hh lhp bhp dht dht d c e 1010 4 6 ? ? hhp 嵌入件 (杆件)轴线 () ? ?=30ctg5 . 0 ht dde 52 4mm。 8. .3. .4 铸钢节点（图 8.3.4）可用于钢管桁架与钢柱连接位置、 张弦桁架弦杆穿索位置、树杈式结构主干与枝干连接位置等杆件 交汇密集、受力复杂且可靠性要求高的关键部位。铸钢节点的设 计构造应符合下列要求： 1 铸钢节点材料应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率、截 面收缩率、冲击韧性等力学性能和碳、硅、锰、硫、磷等化学成 分的合格保证，对焊接结构用铸钢的材料还应具有碳当量的合格 保证，应遵循铸钢节点应用技术规程CECS 235 相关规定和 具体设计要求确定。 2 铸钢节点设计应按照铸钢件轮廓尺寸选择合理壁厚，制 造时应严格控制铸造工艺、铸模精度及热处理工艺。 3 铸钢节点可采用有限元计算分析确定其极限承载力；当 铸钢节点承受多种荷载工况且不能明显判断其控制工况时，应分 别计算以确定其最小极限承载力；节点极限承载力计算值不宜小 于最大内力设计值的 1.3 倍。 4 铸钢节点可根据实际情况进行检验性试验或破坏性试验， 检验性试验时试验荷载不应小于最大内力设计值的 1.3 倍，破坏 性试验时破坏荷载不应小于最大内力设计值的 2 倍。 (a) 铸钢相贯管节点 (b) 铸钢空心球节点 53 (c) 铸钢板式节点 焊接坡口 铸钢节点 钢管 (d) 铸钢焊接节点 图 8.3.4 铸钢节点 8. .3. .5 销轴式节点（图 8.3.5）是用于约束线位移，释放角变 形的转动铰节点，可用于主次桁架刚度相差较大时，次桁架依附 于主桁架时的连接节点。 销轴式节点的设计构造应符合下列要求： 1 销轴式节点应保证销轴的抗弯强度和抗剪强度、销板的 抗剪强度和抗拉强度满足设计要求，同时应保证在使用过程中杆 件与销板的转动方向一致。 2 销板孔径应比销轴直径大 1 2mm，各销板之间宜预留 1 5mm 间隙。 图 8.3.5 销轴式节点 销板销板 销轴 54 8. .3. .6 预应力索节点可用于预应力桁架、拱架和组合结构等。 预应力索可采用钢绞线拉索、扭绞型平行钢丝拉索成钢拉杆，其 拉索形式与端部节点锚固应符合下列要求： 1 钢绞线拉索：索体由带有保护层的 15.2 或 12.7 钢绞 线制成，外加防护套管。固定端可采用挤压锚，张拉端可采用夹 片锚，锚板应外带螺母以微调整索力（图 8.3.6-1）。 (a) 张拉端 (b) 固定端 图 8.3.6-1 钢绞线拉索 2 扭绞型平行钢丝拉索：索体为 5 或 7 平行钢丝束扭绞 成型，外加防护层；钢索直径大于 30mm 时宜采用铸锚方式锚固， 钢索直径较小时可采用压接方式锚固。锚固节点可外带螺母或采 用耳板销轴节点（图 8.3.6-2）。 图 8.3.6-2 扭绞型平行钢丝拉索 3 钢拉杆：拉杆为带有防护涂层的优质碳素结构钢、低合 金高强度钢、合金结构钢或不锈钢，两端锚固方式为耳板销轴节 点，配有可调节索长的调节套筒（图 8.3.6-3）。 护套夹片锚 外螺母 锚板 挤压锚 铸锚 压接锚 55 图 8.3.6-3 钢拉杆 4 预应力体外索在索的转折处应设置鞍形垫板节点，以保 证索的平滑转折（图 8.3.6-4）。 图 8.3.6-4 预应力体外索的鞍形垫板节点 5 张拉立体桁架撑杆下端与索相连的节点宜采用两半球铸 钢钢索夹形式，索夹的连接螺栓应受力合理，便于在拉索预应力 各阶段拧紧索夹。张弦立体桁架的拉索宜采用两端带有铸锚的扭 绞型平行钢丝拉索， 桁架端部宜采用铸钢件作为索的锚固节点 （图 8.3.6-5）。 (a) 张弦立体桁架撑杆节点 (b) 张弦立体桁架支座锚固节点 图 8.3.6-5 张弦立体桁架节点 调节套筒 钢棒 鞍形垫板 索 撑杆 铸钢索夹 索 铸钢锚固节点 索 支座节点 56 8. .3. .7 张弦桁架节点可以分为张拉节点、锚固节点、转折节点 和索杆连接节点。张弦桁架节点的设计构造应符合下列要求： 1 张拉节点（图 8.3.6-1）和锚固节点（图 8.3.6-2）要求 张拉区和锚固区有足够的施工空间，桁架节点承载力需满足设计 要求，施工时操作便利，锚固可靠。节点区避免出现焊缝重叠、 开孔等易导致严重残余应力和应力集中的情况。对于节点区域拉 索预应力的施加可采用拉索花篮螺栓调节方式、螺母张紧和液压 千斤顶等张紧方式。 2 转折节点（图 8.3.6-4）是预应力索在主结构转折处的 节点，一般用于张弦桁架下索与撑杆位置。节点应设置滑槽或孔 道供索准确定位和改变角度，滑槽或孔道内可采用润滑剂或衬垫 等摩擦系数低的材料。转折节点应考虑集中力对节点的局部承压 承载力和结构补强措施，由于转折节点处于多向受力状态，应考 虑材料强度的降低。 3 索杆连接节点见图 8.3.7。 (a) 叉耳式 (b) 双螺杆式 (c) 耳环式 (d) 双耳内旋式 图 8.3.7 索杆连接节点 57 8. .4 屋 脊 节 点 8. .4. .1 钢管桁架结构的屋脊节点（图 8.4.1）构造应符合下列 要求： 1 当采用图8.4.1-1a、 b所示的连接形式时， 腹杆与上弦杆、 上弦杆与端板的连接焊缝强度可参照式（6.2.2）计算。焊缝计 算长度 lw ：当腹杆与上弦杆的连接，取两管相贯线的长度；当上 弦杆与端板的连接，取上弦杆钢管端部斜平切椭圆环的周长。端 板厚度取上弦杆管壁厚度加 2 4mm，且不宜小于 8mm；端板的 长度和宽度应根据构造要求确定。安装螺栓一般采用 M20 普通 C 级螺栓，安装焊缝的焊脚尺寸一般不应小于 6mm。 2 当采用图 8.4.1-1c、d 所示的连接形式时，弧形连接板 的尺寸应根据汇集于屋脊节点的上弦杆和腹杆的尺寸和构造要求 确定；弧形连接板的厚度通常取上弦杆管壁厚度加 2 4mm，且 不宜小于 8mm。端板厚度取弧形连接板的厚度加 2 4mm，且不 宜小于 10mm；端板的长度和宽度应根据构造要求确定。其他加 劲肋厚度可取上弦杆管壁厚度的 0.7 倍，且不宜小于 6mm。板件 相互连接焊缝通常采用角焊缝，其焊脚尺寸一般为 5 8mm。连 接螺栓应根据计算采用成对配置的高强度螺栓。 3 当采用图 8.4.1e 所示的连接形式时，可在屋架跨中设置 法兰盘节点。 (a) 上弦杆 安装螺栓 上弦杆 腹杆 1 1 1 1 58 (b) (c) (d) 上弦杆 腹杆 2 2 安装螺栓 2 2 连接螺栓 上弦杆 加劲肋 屋脊端板 弧形连接板 腹杆 3 3 连接螺栓 3 3 屋脊端板 加劲肋 连接螺栓 上弦杆 腹杆 折线形连接板 加劲隔板 4 4 4 4 连接螺栓 59 (e) 图 8.4.1 钢管桁架屋架的屋脊节点 8. .4. .2 钢管桁架屋架的上弦杆节点应做成平台（图 8.4.2）。 图 8.4.2 钢管桁架屋架的上弦杆节点 8. .5 支 座 节 点 8. .5. .1 钢管桁架结构的支座节点必须具有足够的强度和刚度， 在荷载作用下不应先于杆件和其它节点而破坏，也不得产生不可 忽略的变形。支座节点的构造形式应传力可靠、连接简单，并符 合相应计算假定。 8. .5. .2 钢管桁架结构的支座节点应根据结构形式及支座节点主 要受力特点，可分别选用压力支座节点、拉力支座节点、可滑移 与移动的弹性支座节点以及兼受轴力、弯矩与剪力的刚性支座节 点。 8. .5. .3 常用压力支座节点的设计构造应符合下列要求： 5 5 上弦杆 5 5 连接螺栓 连接螺栓 屋脊端板 屋脊端板 腹杆 1-1 1 1 上弦杆 腹杆 平台 平台 平台 60 1 平板压力支座节点（图 8.5.3-1） (a) (b) (c) (d) 图 8.5.3-1 平板压力支座节点 2 单面弧形压力支座节点（图 8.5.3-2），可用于要求沿 单方向转动的中小跨度空间钢管桁架结构，支座反力较大时可采 用图 8.5.3-2b 所示支座。 上弦杆 下弦杆 锚栓 2 2 11 1122 上弦杆 下弦杆 锚栓 4 4 3344 33 上弦杆 下弦杆 锚栓 6 6 55 55 66 61 (a) 单个螺栓连接 (b) 两个螺栓连接 图 8.5.3-2 单面弧形压力支座节点 3 双面弧形压力支座节点（图 8.5.3-3），可用于温度应 力变化大且下部支承结构刚度较大的大跨度空间钢管桁架结构。 (a) (b) 图 8.5.3-3 双面弧形压力支座节点 4 球铰压力支座节点（图 8.5.3-4），可用于有抗震要求、 多支点的大跨度空间钢管桁架结构。 62 图 8.5.3-4 球铰压力支座节点 8. .5. .4 常用拉力支座节点（锚栓需按抗拉设置）的设计构造应 符合下列要求： 1 平板拉力支座节点（图 8.5.3-1d），可用于较小跨度的 空间钢管桁架结构。 2 单面弧形拉力支座节点（图 8.5.4-1），可用于要求沿 单方向转动的中小跨度空间钢管桁架结构。 3 球铰拉力支座节点（图 8.5.4-2），可用于多支点的大 跨度空间钢管桁架结构。 图 8.5.4-1 单面弧形拉力支座节点 图 8.5.4-2 球铰拉力支座节点 8. .5. .5 可滑移铰支座节点（图 8.5.5），可用于中、小跨度的 空间钢管桁架结构。 63 图 8.5.5-1 可滑移铰支座节点 (a) 焊接空心半球滑移支座节点 (b) 铸钢铰接节点 图 8.5.5-2 滑动（限位）铰支座 8. .5. .6 橡胶板式支座节点（图 8.5.6），可用于支座反力较大、 有抗震要求、温度影响、水平位移较大与有转动要求的大、中跨 度空间钢管桁架结构。 64 (a) (b) 图 8.5.6 橡胶板式支座节点 8. .5. .7 刚性支座节点（图 8.5.7）可用于中、小跨度空间钢管 桁架结构中承受轴力、弯矩与剪力的支座节点。支座节点竖向支 承板厚度应大于焊接空心球节点球壁厚度 2mm，球体置入深度应 大于 2/3 球径。 图 8.5.7 刚性支座节点 8. .5. .8 立体钢管桁架支座节点可采用铰接支座节点或刚接支座 节点，其设计构造应符合下列要求： 1 铰接支座节点又分为单向铰支座形式和轮毂柱头支座形 式（图 8.5.8-1）。 65 (a) 单向铰支座 I (b) 单向铰支座 II (c) 轮毂节点 图 8.5.8-1 铰接支座节点 2 刚接支座节点见（图 8.5.8-2）。 66 (a) (b) 图 8.5.8-2 刚接支座节点 67 9 钢管桁架防腐与防火设计 9. .1 防 腐 设 计 9. .1. .1 钢管桁架结构根据其使用条件和所处环境，选择相应的 表面处理方法和防腐措施，其表面处理方法和除锈等级应符合现 行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB 8923 的 规定。 9. .1. .2 钢管桁架结构必须采取有效地防腐蚀措施，构造上应考 虑便于检查、清刷、油漆及避免积水，闭口截面沿全长和端部均 应封闭。 9. .1. .3 应根据设计条件要求选择除锈、防腐涂装工艺。设计未 明确具体内、外表面处理方法时，内表面处理应无可见油污、无 附着不牢的氧化皮、铁锈或污染物；外表面可根据涂料的除锈匹 配要求，采用适当处理方法，确保涂装材料附着力达到相关规定 要求。 9. .1. .4 钢管桁架结构表面处理方法可以选用下列除锈方式： 1 喷砂除锈，应满足工业建筑防腐蚀设计规范GB 50046 中相应规定。 2 喷丸除锈，应满足建筑钢结构防腐蚀技术规程JGJ/T 251 中相应规定。 3 酸洗除锈， 采用化学除锈方法时， 应选用具备除锈、 磷化、 钝化两个以上功能的处理液，其质量应符合现行国家标准多功 能钢铁表面处理液通用技术条件GB/T 12612 的规定。 4 人工除锈，应满足建筑钢结构防腐蚀技术规程JGJ/T 251 中相应规定。 9. .1. .5 钢管桁架结构可选用下列防腐措施： 1 金属保护层（表面合金化镀锌、镀铝锌等）。 68 热镀锌涂装工艺应符合现行国家标准金属件覆盖层、钢铁 制品热镀锌层技术要求GB/T 13912 的规定。 喷涂锌防腐涂装可采用电弧喷锌和热喷锌等方式，应符合现 行国家标准金属和其他无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金 GB/T 9793 和热喷涂 - 热喷涂结构的质量要求GB/T 19352 的规定。 2 防腐涂料： 1）无侵蚀性或弱侵蚀性条件下，可采用油性漆、酚醛漆 或醇酸漆； 2）中等侵蚀性条件下，宜采用环氧漆、环氧酯漆、过氯 乙烯漆、氯化橡胶漆或氯醋漆； 3）防腐涂料的底漆和面漆应相互配套。 3 复合保护： 1）镀锌构件涂装前应进行除油、磷化、钝化处理（或除 油后涂磷化底漆）； 2）表面合金化镀锌材质、镀锌构件表面不宜涂红丹防锈 漆， 宜涂H06-2锌环氧酯底漆或其他专用涂料进行防护。 9. .1. .6 在钢管桁架结构使用期间，对不能重新油漆的部位，须 进行特殊防锈处理。 9. .1. .7 钢管桁架结构在使用期间应定期进行检查与维护，重新 涂装的质量应符合现行国家标准 钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205 的规定。 9. .2 防 火 设 计 9. .2. .1 当进行钢管桁架结构防火设计时，可仅考虑永久荷载、 可变荷载和火灾温度的作用。永久荷载应采用标准值，可变荷载 应采用组合值。 9. .2. .2 火灾下结构承载能力极限状态，应采用荷载效应的偶然 组合进行验算。 9. .2. .3 钢管桁架结构的耐火极限可采用钢结构的耐火极限，应 69 按现行国家标准建筑设计防火规范GB 50016 和行业标准建 筑钢结构防火技术规范CECS 200 的有关规定采用。钢管混凝 土桁架的耐火极限可采用钢管混凝土构件的耐火极限，应符合安 徽省地方标准钢管混凝土结构技术规程DB34/T 1262 的规定。 9. .2. .4 防火涂料、防火板品种的选用、构造和安装要求可按现 行行业标准建筑钢结构防火技术规范CECS 200 的有关规定 采用。 9. .2. .5 应用于铁路系统的钢管桁架结构，防火设计还应符合现 行国家标准铁路工程设计防火规范TB 10063 的有关规定。 9. .2. .6 钢管桁架结构的防火设计必须依据国家现行防火规范和 标准进行，应按性能化防火设计方法进行设计： 1 防火规范和标准没有涵盖、按现行规范和标准实施确有 困难或影响建筑物使用功能的建筑工程。 2 由于采用新技术、 新材料、 新的建筑形式和新的施工方法， 在实际应用中有可能产生防火安全问题的建筑工程。 3 结构安全等级为一级的建筑，一旦发生火灾危害严重。 4 特殊工程，如地铁、隧道、地下建筑工程等。 5 根据具体情况可以是整座建筑、建筑物中的某些特殊部 分或建筑物的某一特定系统。 70 10 制作与安装 10. .1 一 般 规 定 10. .1. .1 钢管桁架结构制作和安装的施工单位应具有相应的资 质，施工单位应根据批准的施工图设计文件编制施工详图；当需 要修改时，应按有关规定办理变更手续。必要时，钢管桁架结构 需进行施工阶段设计，一般包括施工阶段结构分析验算、结构预 变形设计、临时支撑结构和施工措施设计。 10. .1. .2 钢管桁架结构采用的钢材、连接材料及混凝土材料应符 合本规程“3 材料”的规定和设计的要求。在结构施工中，当需 以屈服强度不同的钢材代替原设计中的主要钢材时，应按照钢材 的实际强度进行验算，满足设计强度、稳定和变形等要求，应征 得设计单位同意。 10. .1. .3 钢管桁架结构在制作前，应根据施工图设计文件和施工 详图的要求编制制作工艺。制作工艺至少应包括：制作所依据的 标准，施工操作要点，成品质量保证措施等。 10. .1. .4 施工单位应根据设计要求对构造复杂的构件进行工艺试 验评定，制定相应的施工工艺或方案，并采取必要措施减小焊接 残余应力和残余变形。 10. .1. .5 当构件进行成品运输、堆放、吊装时需进行防护，以防 止产生死弯或侧弯变形。构件运输、装卸起吊，应选定吊点部位， 在车上、堆场放置垫点，胎具位置和配套堆放都应按设计要求进 行核算；运输道路和堆场要平整坚实，道路要有足够的路面宽度 和转弯半径，上下坡应平缓，防止产生构件倾翻损伤；构件制作、 运输、翻身、装卸过程中，在绑扎节点处，应在吊索与钢构件之 间垫麻袋和橡胶，使棱角受力均匀防止应力集中、吊索磨断或构 件受损。 71 10. .1. .6 构件底漆和编号需进行相应保护，以防止污染损坏。 10. .1. .7 严禁在已安装构件上随意开孔和切割，