钢结构工程中销轴连接及应用研究.pdfVIP

第十一届全国现代结构工程学术研讨会 钢结构工程中销轴连接的应用与研究 丁大益1潘斌2王元清2石永久2刘威1 (1．五洲工程设计研究院，北京100053：2．土木工程安全与耐久教育部重点实验室，清华大学七木工程系。北京100084) 摘要：销轴连接作为一种近似理想的铰接连接方式，以其传力明确、构造简单等优点近年来在钢结构工程中得到了广泛的 应用和发展。传统的销轴连接主要应用于空间大跨结构柱脚与柱基的连接、支撑连接以及施工临时连接节点，而最 近销轴也开始应用于楼面梁与柱子的连接，从而能够很好地消除次弯矩的不利影响。这样的设计理念对连接的设计 方法提出了新的要求，需要发展新的计算理论和方法。本文从工程应用、理论分析、试验研究和现有设计方法四个 方面总结国内外关于销轴连接的研究进展，以此提出现有研究的不足，为制定和完善现行设计规范条文提供科学依 据。 关键字：销轴连接，工程应用，理论分析，有限元分析，试验研究，现有设计方法 一、引言 销轴连接最早应用于起重机金属结构中两个构件间的连接，以满足构件之间相对运动的需要和现场安 装。例如门座起重机组合臂架各构件之间的连接，岸边集装箱装卸桥的拉杆、小门架、桥架、门框结构和 斜撑杆等各构件之间的连接都广泛采用销轴连接。近年来，销轴节点在现代钢结构工程中得到了越来越多 的推广和应用。这种节点形式具有受力明确的特点，同时在建筑中又比较美观，因此在当代的钢结构体系 的公共建筑中经常采用。为了体现建筑的结构受力美，其受拉或受压杆件的铰接节点连接经常采用销轴连 接，尤其是在柱脚和支撑当中应用较多。邹城国际会展中心项目钢结构设计在二层楼面圆钢柱与钢桁架的 连接节点的设计公式，设计人员通常是借鉴其他的行业规范或则国外的设计标准，常造成设计的节点存在 一定的浪费或不安全因素，因此对钢结构建筑中销轴节点进行研究有较重要的意义。 销轴连接的工程应用 (一) 屋架与钢柱连接节点 沈阳世界园艺博览会主入口钢结构工程由中冶集团建筑研究总院钢结构分院负责设计。工程钢结构由 两部分组成：斜塔和月牙形屋盖。前者象征风的头部和颈部，后者象征风的双翅。月牙形屋盖结构由钢柱、 内拱、外拱及内外拱连接桁架组成。连系桁架与内拱架连接节点，采用销轴连接。 广州新电视塔主塔体采用筒中筒结构，腰部纤细、构型特殊，外筒和内筒之间采用钢梁连接，其连接 节点应满足：1怦面内、平面外的双向铰接性能，该塔体结构纤细，腰部尺寸内缩，扭转特征明显，如楼丽 梁与外筒柱平面外刚接，则扭转时可能发生梁柱连接节点破坏；2)空间三向受力要求，梁柱之间连接应能够 传递三个方向的分力。故采用以向心关节轴承为转动核心的万向铰节点构造方案。 佛山岭南明珠体育馆穹顶钢结构由广东省建筑设计研究院负责设计，该结构水平环桁架与立柱的连接 采用销轴节点。长治清华机械厂室内运动场结构形式为单层平面拱形桁架结构，总建筑面积约3090m2，室 平面桁架、支撑及系杆组成，墙面次结构为冷弯簿壁C型钢，屋面次结构为矩形型钢，维护结构采用现场 工业建筑2011增刊 第十一目垒旧现代结构I捌学术日讨会 复合保温扳。运动场主拱型桁架上下弦秆‘，级向桁禁和锕柱的连接采用销轴连接 囤4钢柱与柱基连接的锗轴节点 (三) 支捧体系连接节点 很多审问}弃构支掉体系大量采用销轴节点进行连接，例如深卸l市大运会游泳铺屋面群墙{}l结构立捧体 T{k建筑20lI埔lu 第}一“仝国耻代结构】：程学术酬讨会 系连接节点：边镍与主体制结构的连接，主攻攘与主体钢结构的连接、檩条之间的连接都采用了锖轴节点。 (四) 施工过程临时连接节点 中央lE视台新台址建设工程CCT．、V土楼重达l8万吨的人悬臂钢结构的舍龙临时连接节点采用了销轴连 接，通过埘销轴和连接耳扳进行特殊处理，以适应温度、日照坩合龙部位产生的平面和怪向动态位穆变化， 能做到埘位准确、快速连接。根据台龙构件的内力计算结粜，在合龙构件端部两侧和下方设置3块高强锖 如用所示。 图5临时连接销轴节点 图6临时连接销轴节点