钢结构施工详图设计-网架节点设计

1.3.1钢网架节点

第一：螺栓球节点第二：焊接空心球节点第三：焊接钢板节点目前，国内对于钢管网架一般采用焊接空心球节点和螺栓球节点，对于型钢网架，一般采用焊接钢板节点。下面分别对这几种节点设计、计算以及支座节点的常用形式和构造作简单介绍。焊接空心球节点螺栓球节点一、螺栓球节点

螺栓球节点是通过螺栓把钢管杆件和钢球连接起来的一种节点形式。1.组成：高强度螺栓、钢球、销子（或螺钉）、套筒和锥头（或封板）。2.优点：安装、拆卸较方便，球体与杆件便于工厂化生产，对保证网架几何尺寸和提高网架的安装质量十分有利；3.缺点：许多零件要求用高强度钢材制作，加工工艺要求高，制造费用较高

4.各组成部分的作用：高强度螺栓在整个节点中是最关键的传力部件；钢球按其加工成型方法，可分为锻压球和铸钢球两种。铸造钢球质量不易保证，故多用锻制的钢球，其受力状态属多向复杂受力。套筒是六角形的无纹螺母，主要用以拧紧螺栓和传递杆件轴向压力。销钉或螺钉是套筒和螺栓连系的媒介，通过它使旋转套筒时推动螺栓伸入钢球内。锥头和封板主要起连接钢管和螺栓的作用，承受杆件传来的拉力或压力。它既是螺栓球节点的组成部分，又是网架杆件的组成部分。

5.螺栓球节点连接的构造原理：每根钢管杆件的两端都焊有一个锥头，锥头上带有一个可转动的螺栓，螺栓上套有一个两侧开有长槽孔的套筒。用一个销钉穿入长槽孔和螺栓上的小孔中，把螺栓和套筒连在一起。将杆端螺栓插入预先制有螺栓孔的球体中，用扳手拧动六角形套筒，套筒转动时带动螺栓转动，从而使螺栓旋入球体，直至杆件与螺栓贴紧为止。二、焊接空心球节点焊接空心球节点是国内应用较多的一种节点形式。1.优点：传力明确、构造简单2.缺点：焊接工作量大，对焊接质量和杆件尺寸的准确度要求较高。3.构造：空心球是由两个半球焊接而成，分为不加肋和加肋两种。当空心球外径不小于300mm且杆件内力较大需要提高承载力时，球内可设加劲肋，加劲肋厚度不应小于球壁厚度。三、焊接钢板节点1.组成：十字节点板和盖板组成，适用于连接型钢构件。十字节点板：由两个带企口的钢板对插焊成，也可由三块板焊成。十字节点板与盖板所用钢材应与网架杆件钢材一致。节点板厚度应根据网架最大杆件内力确定，并应比连接杆件的厚度大2mm，但不得小于6mm，节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配的误差。2.当角钢杆件、跨度较小的两向网架可采用如左图所示的焊接连接的节点构造形式；当跨度较大时，可以采用如右图的形式,用高强螺栓与节点连接。钢板节点钢板节点杆件与节点通过焊接连接杆件与节点通过高强螺栓连接1.3.2支座节点

第一：压力支座节点第二：拉力支座节点

钢结构中的支座节点一般采用铰节点，尽量采用传力可靠、连接简单的构造形式。一、压力支座节点常用的压力支座节点有以下几种构造形式：1.平板支座节点：通过十字节点板和底板将支座反力传给下部结构。优点：节点构造简单，加工方便，用钢量省。缺点：节点处不能转动，受力后会产生一定的弯矩，与计算假定相差较大，可用于较小跨度的网架中。焊接空心球压力支座焊接钢板压力支座柱头上的预埋螺栓仅起定位作用，安装就位后应将底板与下部支承面板焊牢2.单面弧形压力支座节点在平板压力支座的基础上，在节点底板和下部支承面板间设一弧形垫块而成。适用于中、小跨度网架。这种支座节点在压力的作用下，支座底板沿垫块弧面可以转动，下部支承面板上的压力比较均匀，但摩擦力仍然较大。为了保证支座节点的转动，柱头上预埋螺栓应设在弧形垫块中心线上，支座底板上的螺栓孔可做成椭圆形，使支座节点有微量的平移。3.双面弧形压力支座节点（摇摆支座节点）

当网架的跨度较大、温度应力影响显著、周边约束较强时，需要选择一种既能自由伸缩又能自由转动的支座节点形式。缺点：节点构造复杂，施工麻烦、造价较高。对抗震不利，在我国应用较少。构造：在支座底板和柱顶面板间设一块上下均为弧形的铸钢板，然后用螺栓将支座上、下支承托板和双面弧形铸钢板三者练成整体。支座上、下支承板开有椭圆孔，使支座节点在荷载和温度变化的作用下既可以转动又可以作一定的侧移。4.球铰压力支座节点

对于多支点大跨度网架，为了能使支座节点适应各个方向的自由转动，需使支座与柱顶铰接而不产生弯矩，常做成球铰压力支座。构造：由置于柱顶面板上的一个半圆球与一个连于节点底板上凹形半球的铸钢块相互嵌合，用4个螺栓固定，并在螺帽下设置弹簧垫圈而组成。利于抗震。5.板式橡胶支座节点在柱顶面板与节点板间设置一块橡胶垫板组成，适用于大、中跨度网架。目前在国内应用较广。优点：构造简单、安装方便、节省钢材、造价较低。构造：橡胶垫板由多层橡胶片和薄钢板粘合、压制而成，节点底板和下部支承用螺栓连接。橡胶垫板具有良好的弹性，也可产生较大的剪切变形，因而既可以满足网架支座节点的转动要求，又可以在外界水平力的作用下产生一定的侧向位移。二、拉力支座节点

网架的支座节点一般均传递压力，但周边简支的正交斜放类网架在角隅处往往会产生拉力，因此在设计时应根据支承点的受力特点设计拉力支座节点。1.平板拉力支座节点：对于小跨度网架，支座处拉力一般较小，可用平板拉力支座节点。该节点利用锚