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1、管结构设计要点1.由于自动切管机的出现圆管得到了广泛的应用，目前对于承受交变荷载的钢管焊接连接节点的疲劳问题，因远较其他型钢杆节点受力情况复杂，且目前对于动态荷载下的疲劳性能尚研究不足，使用经验也较缺乏。规范规定直接焊接的钢管结构只适用于承受静态荷载或者间接承受动态荷载情况。2.为防止局部屈曲，对于圆管： ；方管 。壁厚不宜大235/10ydtf235/40ybtf于 25mm，否则很难冷弯成型，为保证材料有较好的塑性性能，要求材料的屈强比 不应大于 0.8。对于受力构件壁厚不得小于 3mm，否则焊接困难，/yuf施工时易产生局部变形。节点计算前提：主管径厚比 ，支管径厚比 ，0.2支235/
2、10ydtf235/60iydtf管主管外径比 1.0。3o3.为确保焊缝承载力大于或等于节点承载力，圆管采用角焊缝的焊缝高度不宜大于 2 倍支管壁厚。因为一般支管壁厚较小，且属单面施焊，管件端部焊接后的收缩应力不大，只要焊接工艺合理，就不会产生过大的残余应力和“过烧”现象。4.焊缝计算厚度 07efh当采用的角焊缝焊缝高度满足下式要求时可认为与基本金属等强。 2/(534/sin6)fht01ft4514fht60184fht主管与支管的连接焊缝应沿全周连续施焊，焊缝尺寸应大小适中，形状合理并与母材平滑过渡，以充分发挥节点强度，以防止发生脆性破坏。施工时应尽量使用自动切管机以保证装配和焊接质
3、量。5.管节点的破坏形式因支管轴向刚度大而主管横向刚度小，其传力特点是支管将荷载直接传给主管，在保证支管轴向强度，支管整体稳定、支管与主管间连接焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂前提下，主管主要有以下几种破坏形式（1） 主管壁局部压溃，或因受拉主管壁被拉断（2） 主管壁因冲切或剪切出现裂缝导致重建破坏（3） 有间隙的 K、N 型节点主管在间隙处被剪切破坏（4） 受压支管管壁在节点处局部屈曲6.管节点破坏过程：在寒风附近往往某局部区域有很大的应力集中，受力时，该区域首先屈服，支管内力增加，塑性区逐渐扩展并使应力重分布，直到节点出现显著的塑性变形或出现初裂缝以后才达到最后的破坏。主要有一
4、下三种破坏准则：极限荷载准则，极限变形准则，初裂缝准则。目前国际公认的为极限变形准则。即取主管管壁产生过度的局部变形时管节点的承载力为最大承载力，并以此来控制支管的最大轴向力。7.当主管受轴向压力时将促使节点的局部变形，节点强度随主管压应力增大而降低。当主管受轴向拉力时，可减小节点局部变形，此时节点承载力比主管轴向应力为 0 时约提高 3%4%。支管承受压力时，节点破坏主要是由于主管壁的局部屈曲引起的，而当支管承受拉力时主要是强度破坏。数据表明支管受拉时节点承载力比支管受压时大 1.41.7 倍经典算例PKPM 节点号：2钢材等级：Q235节点类型：K、N 型节点主管左管杆件号：3;主管右管杆
5、件号：4主管截面：焊接薄壁圆钢管: D273X10D*T=273*10.0支管 1 杆件号：11支管 1 截面：焊接薄壁圆钢管: D114X6.3D*T=114*6.3支管 2 杆件号：8支管 2 截面：焊接薄壁圆钢管: D219X6.3D*T=219*6.3支管 1 轴线与主管轴线夹角 1(度) ：90.000支管 2 轴线与主管轴线夹角 2(度) ：38.268主管左端轴力(kN)：-16.393主管右端轴力(kN)：388.132支管 1 轴力(kN)：-244.871支管 2 轴力(kN)：490.870程序自动确定接头类型：间隙型支管间的间隙 (mm): 13- 截面特性 -主管截面
6、： A =8.2655e-003; ix =9.3087e-002; iy =9.3087e-002;支管 1 截面： A =2.1375e-003; ix =3.8249e-002; iy =3.8249e-002;支管 2 截面： A =4.2117e-003; ix =7.5269e-002; iy =7.5269e-002;- 验证尺寸参数 -支管外径与主管外径之比 i：支管 1：0.200 1=0.418 1.000支管 2：0.200 2=0.802 1.000主管径厚比 d/t：27.300 100.000支管径厚比 di/ti：支管 1：18.095 60.000支管 2：34
7、.762 60.000支管轴线与主管轴线的夹角 i：支管 1：90.000 30.000支管 2：38.268 30.000节点偏心 e (mm): 58.2-0.550 e/h=0.213 0.250 尺寸参数满足规范公式适用范围 - 承载力验算 -有间隙的 K 或 N 形节点，支管间的间隙 (mm): 13 (t1+t2)=12.6节点偏心 e (mm): 58.2-0.550 e/d=0.213 0.250 参数 : 0.610参数 n: 1.000参数 d: 0.636参数 a: 1.348主管强度设计值 f (N/mm2): 205.000受压支管 1 的承载力设计值 Nck (kN
8、): 392.171支管 1 所受压力(kN): Nc=244.871 Nck=392.171受拉支管 2 的承载力设计值 Ntk (kN): 633.213 支管 2 所受拉力(kN): Nt=490.870 Ntk=633.213节点承载力(kN)：支管 1：392.171支管 2：633.213- 连接焊缝设计 -支管与主管连接采用角焊缝正面角焊缝强度设计值增大系数 f: 1.0支管 1 与主管连接焊缝:角焊缝强度设计值 ffw (N/mm2): 140.000支管 1 与主管连接焊缝长度 Lw1 (mm): 364支管 1 与主管连接焊脚尺寸 hf1 (mm): 12支管 1 连接焊缝承载力 (kN): 427.682支管 2 与主管连接焊缝:角焊缝强度设计值 ffw (N/mm2): 140.000支管 2 与主管连接焊缝长度 Lw2 (mm): 967支管 2 与主管连接焊脚尺寸 hf2 (mm): 7支管 2 连接焊缝承载力 (kN): 663.497* 节点验算满足。*
