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标题: 《空心管结构连接设计指南》 [打印本页]

作者: firstway 时间: 2024-8-21 20:58 标题: 《空心管结构连接设计指南》

《空心管结构连接设计指南》J.A.Packer、J.E.Henderson、J.J.Cao(曹俊杰)著

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作者: smomo 时间: 2024-8-22 09:18

96年出版的，可以了解一下。

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作者: cwsy 时间: 2024-8-22 11:41

书中一点疑问：
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附件: 管桁架.png (2024-8-23 18:53, 297.5 K) / 下载次数 0
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作者: cwsy 时间: 2024-8-22 12:01

其实，该书第2页，有个图片就说明了这个问题：
图示桁架结构腹杆用的是扁管，扁管高度方向尺寸与弦管宽度尺寸接近，
腹杆扁管若转90放置，可能就不合理了，
或者说腹杆在相同截面面积情况下：采用扁管优于采用方管。
原因同上。
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附件: 管桁架2.png (2024-8-22 12:03, 420.44 K) / 下载次数 0
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作者: clivecen 时间: 2024-8-22 13:43

这个缩头节点，就该是这样做的吧。
首先，缩扁造成沿主肋纵向受力的翼缘范围更长了，作用在在翼板的力更分散了。
其次，图示方管，各块板件宽厚比应该也是符合箱型截面构造要求的，在圆管的设计轴力下不会凹陷过多。
再次，从这个节点形式看，圆管轴力相对主肋抗弯抗剪性能应该很小；同时即使翼缘凹陷变形，纵向的变形差不大，焊缝局部脱空的可能很低，则节点不易受损。
最后，若如你所述的转90度横向布置，从主肋纵向看相当于一个集中载作用于主肋横截面上；而从“合理？”这个横截面图上看，按力的传播原则(可以参考扩基下的地基反力)，反而是翼缘板中央受力最大，凹陷更明显更多----如果是动荷载，管和主肋直接脱焊的可能性更大。

作者: cwsy 时间: 2024-8-22 15:45

简单算了下：
弦杆：方管口100x4 满足S1 级
腹杆：方管口50x2.0 满足S1 级→压扁→板100x4
#3楼观点可能正确？仅仅从承载能力上讲：
相同截面横向板连接确实比纵向板连接承载能力大。
约1.65倍（38/23)
可能从构造上不妥？
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附件: 管桁架3.png (2024-8-24 21:46, 646.53 K) / 下载次数 0
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作者: smomo 时间: 2024-8-24 08:38

看了一下原文，联系上下文，3楼这个节点只是一个做法，确实存在cwsy所指出的缺陷，实际工程中需要验算取舍的，这个节点的优势在于桁架水平组装的时候，焊接位置有优势，相较于转90度焊接，焊缝质量更有保证。
在原书133页中指出缩头腹杆与圆管弦杆组成的N型接头比使用相近截面的方管弦杆承载力大约提高15%，而刚度大约为后者的45%。
在原书136页中根据N型接头试验结果指出，腹杆缩头的方向（平行于弦杆或垂直于弦杆）及搭接的长度好像对接头的极限强度影响不大。在标准荷载下如b0/t0<20则由于节点的变形引起的桁架的位移可高达由于杆件变形引起的桁架的位移的15%。
以上两点都说明了这个节点的不利结果，并在文中给出了试验条件和接头承载力公式，使我们对这个接头的性能和承载能力有所了解。
在工程设计时在以下条件下可考虑采用此节点，
1、接头承载力验算通过，
2、从设计上能忍受桁架挠度为按腹杆铰接挠度的1.15倍（这也是国内空间结构规范的挠度的评价合格标准）。
3、工厂加工能力一般，想尽可能提高焊缝质量。

作者: cwsy 时间: 2024-8-24 21:01

继续讨论：
#6楼简单算了下：可能焊接质量影响不大？
取弦杆：方管口100x4 满足S1 级
取腹杆：方管口50x2.0 满足S1 级→压扁→相当于板100x4

纵向板连接：接头承载能力23 kN （弦杆表面屈曲控制）

横向板连接：接头承载能力38 kN （有效宽度控制）接头承载能力45 kN （弦杆侧壁屈曲控制）

腹杆：方管口50x2.0→承载能力大致=φfA=80 kN
焊缝：等强连接→承载能力=80 kN

可见横向板连接承载能力比纵向板连接承载能力提高到约1.65倍（38/23)（大幅提高），
但都是接头破坏在先，焊缝承载能力富余较大，说明即便焊接质量差一些，焊缝也不会先于接头破坏。
（主要是连接效率=23（38）/80=0.29~0.48 较低的原因？)

作者: cwsy 时间: 2024-8-26 07:48

继续讨论书中问题：
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附件: 空心钢管连接.png (2024-8-26 07:48, 136.4 K) / 下载次数 0
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作者: smomo 时间: 2024-8-28 21:34

《钢管结构技术规程》CECS280:2010对楼上做法的承载力，通过试验做了归纳，给出了区别公式，虽然是圆管的，可以作为参考：
[attach]157480[/attach]
根据上述构造公式，从做法上来说，被搭接管应该首先是大截面管，而不是先考虑是受拉还是受压。

该规范中部分章节内容也引用了前述著作的理论成果。
其中提到，对于圆管弦杆和腹杆的压扁连接，在7.2.5节中提到优先选用平行于主管方向布置，主要是考虑制作和安装方便（条文说明）；当然圆管弦杆对于腹杆这一压扁方向布置要比方管性能好的多，所以对于方管弦杆，还是有个选择的问题。
[attach]157481[/attach]

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附件: 圆管压扁连接方向.png (2024-8-28 21:51, 142.76 K) / 下载次数 0
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作者: cwsy 时间: 2024-8-29 07:47

总结的比较全面。
矩形管与圆管接头承载能力计算可能有差异？
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附件: 桁架腹杆3.png (2024-8-30 08:12, 413.15 K) / 下载次数 0
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作者: cwsy 时间: 2024-8-30 08:14

继续讨论：
优化满应力？
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附件: 管桁架1.png (2024-8-30 08:14, 345.21 K) / 下载次数 0
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作者: cwsy 时间: 2024-9-2 07:47

继续讨论：
矩形钢管---空腹桁架
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附件: 空腹桁架.png (2024-9-2 07:47, 528.84 K) / 下载次数 0
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作者: cwsy 时间: 2024-9-2 15:01

继续讨论：
矩形钢管---空腹桁架
程序计算------注意塑性铰出铰顺序：
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附件: 空腹桁架塑性铰x.gif (2024-9-2 15:01, 1.15 M) / 下载次数 0
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