建筑鋼結(jié)構(gòu)制作工藝學(xué)

1、第3章 施工詳圖設(shè)計(jì)3.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段劃分及相互關(guān)系二十世紀(jì)五十年代我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖沿用前蘇聯(lián)的編制方法分為KM圖和KM圖兩個(gè)階段，即鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖兩個(gè)階段，但在以后的一段時(shí)間中，各行業(yè)各系統(tǒng)各單位采用的編制方法有所不同，并且隨著鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展和工程的日益大型化、復(fù)雜化，國(guó)內(nèi)各設(shè)計(jì)單位的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力參差不齊，設(shè)計(jì)圖內(nèi)容不夠統(tǒng)一、不夠規(guī)范。因此為了規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)國(guó)際慣例、我國(guó)實(shí)際情況和鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行劃分，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)每個(gè)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容和圖紙要求進(jìn)行明確。3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段劃分歐美、日本等國(guó)鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)普遍采用設(shè)計(jì)圖與工廠(chǎng)詳圖(shop

2、 drawing)兩個(gè)階段出圖的做法。我國(guó)1983年頒布的鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范(GBJ205-83)明確對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)的兩個(gè)階段做法予以肯定，并分別定義為設(shè)計(jì)圖和施工詳圖。2003年出版的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖深度和表示方法03G102標(biāo)準(zhǔn)圖集則進(jìn)一步明確了設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩個(gè)階段的劃分，并詳細(xì)規(guī)定了設(shè)計(jì)圖和施工詳圖中應(yīng)包含的內(nèi)容，明確了鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖編制必須以設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，構(gòu)件的加工、制作和安裝必須以施工詳圖為依據(jù)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖由具有相應(yīng)設(shè)計(jì)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)完成，鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖由具有相應(yīng)設(shè)計(jì)能力的鋼結(jié)構(gòu)加工制造企業(yè)或委托專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)單位完成。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程不同的特點(diǎn)及復(fù)雜程度，有時(shí)把施工詳圖進(jìn)一步劃分

3、為深化設(shè)計(jì)圖和加工圖(也稱(chēng)翻樣圖)，深化設(shè)計(jì)圖以設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，加工圖以深化設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，并直接作為工廠(chǎng)加工的依據(jù)。由于施工詳圖的編制工作較為瑣細(xì)、費(fèi)工(其圖紙量約為設(shè)計(jì)圖圖紙量的2.510倍)，也需要一定的設(shè)計(jì)周期，故建設(shè)及承包單位都應(yīng)了解這一鋼結(jié)構(gòu)工程特有的設(shè)計(jì)分工特點(diǎn)，在編制施工計(jì)劃中予以考慮。同時(shí)作為一項(xiàng)基本功，鋼結(jié)構(gòu)加工廠(chǎng)的設(shè)計(jì)人員也應(yīng)對(duì)施工詳圖設(shè)計(jì)有深入的了解和掌握。 施工詳圖與設(shè)計(jì)圖的關(guān)系設(shè)計(jì)圖由設(shè)計(jì)單位編制完成，施工詳圖以設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，由鋼結(jié)構(gòu)制造廠(chǎng)家(或鋼結(jié)構(gòu)安裝單位)編制完成，并直接作為加工和安裝的依據(jù)。二者的區(qū)別見(jiàn)表3.1-1所示。表3.1-1 設(shè)計(jì)圖與施工詳圖的區(qū)別設(shè) 計(jì)

4、 圖施 工 詳 圖1. 根據(jù)工藝、建筑要求及初步設(shè)計(jì)等，并經(jīng)施工設(shè)計(jì)方案與計(jì)算等工作而編制的較高階段施工設(shè)計(jì)圖；2. 目的、深度及內(nèi)容均僅為編制詳圖提供依據(jù)；3. 由設(shè)計(jì)單位編制；4. 圖紙表示較簡(jiǎn)明，圖紙量較少；其內(nèi)容一般包括：設(shè)計(jì)總說(shuō)明及結(jié)構(gòu)布置圖，剖、立面圖，構(gòu)件截面圖，典型節(jié)點(diǎn)圖，鋼材材料表等。 1. 直接根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制的工廠(chǎng)加工及安裝詳圖(含連接、構(gòu)造等計(jì)算)；2. 目的為直接供制造、加工及安裝的施工用圖；3. 一般由制造廠(chǎng)家或安裝單位編制；4. 圖紙表示詳細(xì)，數(shù)量多，內(nèi)容包括：施工詳圖總說(shuō)明、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件布置圖、構(gòu)件(包括節(jié)點(diǎn))加工詳圖、零件加工圖、安裝圖和材料清單等。3.1.3 施

5、工詳圖主要內(nèi)容施工詳圖內(nèi)容包括兩部分：對(duì)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行施工詳圖繪制。1. 構(gòu)造設(shè)計(jì)內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖在深度上一般只繪出構(gòu)件布置、構(gòu)件截面與內(nèi)力及主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，故在詳圖設(shè)計(jì)中尚需進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)與連接計(jì)算，一般包括以下內(nèi)容：(1) 構(gòu)造設(shè)計(jì) 焊縫連接設(shè)計(jì)。如焊縫計(jì)算、焊接構(gòu)造、拼接位置、坡口要求、焊腳尺寸、焊縫檢驗(yàn)要求等。 螺栓連接設(shè)計(jì)。如螺栓計(jì)算、螺栓構(gòu)造與布置、螺栓尺寸、施工要求等。 節(jié)點(diǎn)板及加勁肋設(shè)計(jì)。如桁架節(jié)點(diǎn)板、支撐節(jié)點(diǎn)板、橫隔板、端板、綴板、填板、連接板、耳板、檁托板等設(shè)計(jì)。 支座設(shè)計(jì)。如滾軸支座、橡膠支座、銷(xiāo)軸支座、軸承支座等設(shè)計(jì)。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)(含鑄鋼支座)設(shè)計(jì)。 桁架或大跨實(shí)腹鋼梁起

6、拱構(gòu)造與設(shè)計(jì)。 桁架、大跨實(shí)腹鋼梁、高層/超高層鋼結(jié)構(gòu)鋼柱等分段構(gòu)造設(shè)計(jì)。 其他設(shè)計(jì)。如吊裝耳板、定位夾板、人孔、手孔、切槽、抗剪鍵等設(shè)計(jì)。(2) 構(gòu)造及連接計(jì)算 節(jié)點(diǎn)力學(xué)計(jì)算分析。節(jié)點(diǎn)板計(jì)算、鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元分析、支座節(jié)點(diǎn)分析計(jì)算等。 焊縫計(jì)算。如焊縫長(zhǎng)度計(jì)算、角焊縫焊腳尺寸計(jì)算等。 螺栓計(jì)算。如螺栓數(shù)量計(jì)算、螺栓尺寸計(jì)算等。 各種尺寸計(jì)算。如加工余量計(jì)算、變形量計(jì)算、起拱計(jì)算、構(gòu)件幾何尺寸計(jì)算、相貫線(xiàn)計(jì)算等。2、施工詳圖繪制內(nèi)容應(yīng)按結(jié)構(gòu)類(lèi)別和形式繪制圖紙目錄、施工詳圖總說(shuō)明、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件布置圖、構(gòu)件(包括節(jié)點(diǎn))加工詳圖、零件加工圖、安裝圖和材料清單等。3.2 主要構(gòu)造設(shè)計(jì)與計(jì)算施工詳圖中的構(gòu)造

7、設(shè)計(jì)，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖所給出的典型節(jié)點(diǎn)圖或連接條件，并按設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)計(jì)算模型建立對(duì)于大型復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，僅僅依靠平面圖無(wú)法全面反映各構(gòu)件的相對(duì)位置關(guān)系和自身的構(gòu)造關(guān)系，因此進(jìn)行施工詳圖設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或設(shè)計(jì)單位提供的單線(xiàn)模型(即計(jì)算模型)建立結(jié)構(gòu)的空間實(shí)體模型(即三維實(shí)體模型)。三維實(shí)體模型一方面供構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算使用，另一方面供繪制構(gòu)件詳圖使用，并能清楚觀(guān)察節(jié)點(diǎn)連接處的相互關(guān)系，避免桿件相互碰撞情況的發(fā)生。三維實(shí)體模型可用AutoCAD、Xsteel以及一些專(zhuān)門(mén)軟件進(jìn)行繪制。 材料采購(gòu)清單編制材料采購(gòu)需要一定的時(shí)間周期，在編制施工詳圖時(shí)，常常先編制材料采購(gòu)清單，及時(shí)進(jìn)行材料

8、采購(gòu)，以保證施工詳圖設(shè)計(jì)完成后即可進(jìn)行構(gòu)件加工。材料采購(gòu)清單需注明待采購(gòu)材料的材質(zhì)、尺寸、規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、重量、加工方法和其他技術(shù)要求以及厚鋼板Z向性能要求、產(chǎn)地要求等。材料采購(gòu)清單中還應(yīng)考慮材料損耗率(包括復(fù)檢抽樣需要的材料)和其他特殊要求。 典型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)與計(jì)算節(jié)點(diǎn)起著連接構(gòu)件、保證構(gòu)件間可靠傳力的重要作用，其構(gòu)造要求應(yīng)傳力直接，外形合理，不應(yīng)或盡量少產(chǎn)生附加偏心或焊接應(yīng)力。設(shè)計(jì)完成后一般以不小于1:5的比例進(jìn)行繪圖。鋼結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型有：螺栓球節(jié)點(diǎn)、焊接空心球節(jié)點(diǎn)、鑄鋼節(jié)點(diǎn)、鋼管相貫節(jié)點(diǎn)、銷(xiāo)軸式節(jié)點(diǎn)、板節(jié)點(diǎn)等。1. 螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn)由高強(qiáng)度螺栓、螺栓球、緊固螺釘、套筒和錐頭或封

9、板等零件組成，適用于連接網(wǎng)架和雙層網(wǎng)殼的鋼管桿件，見(jiàn)圖3.2-1。圖3.2-1 螺栓球節(jié)點(diǎn)圖 3.2-2 螺栓球與直徑有關(guān)的尺寸(1) 螺栓球直徑的計(jì)算螺栓球直徑(見(jiàn)圖3.2-2)應(yīng)根據(jù)相鄰螺栓在球體內(nèi)不相碰并滿(mǎn)足套筒接觸面的要求分別按下列公式進(jìn)行計(jì)算，并按計(jì)算結(jié)果中的較大者選用。 (3.2-1) (3.2-2)式中螺栓球直徑(mm)； 兩相鄰螺孔之間的最小夾角(弧度)；兩相鄰螺孔的較大直徑(mm)；兩相鄰螺孔的較小直徑(mm)； 螺栓擰入螺栓球長(zhǎng)度與高強(qiáng)度螺栓直徑的比值，可取為 1.1；套筒外接圓直徑與高強(qiáng)度螺栓直徑的比值，可取為 1. 8。當(dāng)相鄰桿件夾角較小時(shí)，還應(yīng)根據(jù)相鄰桿件及相關(guān)封板、

10、錐頭、套筒等零部件不相碰的要求核算螺栓球直徑。此時(shí)，可通過(guò)檢查可能相碰點(diǎn)至球心的連線(xiàn)與相鄰桿件軸線(xiàn)間的夾角之和不大于的條件進(jìn)行核算。(2) 高強(qiáng)度螺栓的確定受拉桿件的高強(qiáng)度螺栓直徑由計(jì)算軟件按等強(qiáng)度原則配置。受壓桿件的高強(qiáng)度螺栓直徑，按其設(shè)計(jì)內(nèi)力絕對(duì)值求得高強(qiáng)度螺栓直徑計(jì)算值后，按表3.2-1的螺栓直徑系列減小13個(gè)級(jí)差選用，但必須保證套筒任何截面都具有足夠的抗壓強(qiáng)度。表3.2-1 常用螺栓在螺紋處的有效截面面積及承載力設(shè)計(jì)值性能等級(jí)10.9S螺紋規(guī)格dM12M14M16M18M20M22M24M27M30M33M36螺距 p(mm)1.75222.52.52.5333.53.54 (mm2)

11、84.3115157192245303353459561694817(kN)36.249.567.582.7105130.5151.5197.5241.0298351性能等級(jí)9.8S螺紋規(guī)格dM39M42M45M48M52M564M604M644螺距 p(mm)44.54.555444(mm2)9671121130614731758214424852851(kN)375.6431.5502.8567.1676.7825.4956.61097.6注：螺栓在螺紋處的有效截面面積 。(3) 套筒設(shè)計(jì)套筒(六角形無(wú)紋螺母)外形尺寸必須符合搬手開(kāi)口系列，端部要求平整，內(nèi)孔徑比螺栓直徑大1mm。套筒應(yīng)根據(jù)

12、相應(yīng)桿件的最大軸向承載力按壓桿進(jìn)行計(jì)算，并驗(yàn)算其端部有效截面的局部承壓力。 對(duì)開(kāi)設(shè)滑槽的套筒還需驗(yàn)算套筒端部到滑槽端部的距離，使該處有效截面的抗剪力不低于緊固螺釘?shù)目辜袅?，并且不小?.5倍滑槽寬度。 套筒長(zhǎng)度和螺栓長(zhǎng)度按下列公式計(jì)算(見(jiàn)圖3.2-3)。（a） 擰入前 （b） 擰入后圖3.2-3 套筒長(zhǎng)度及螺栓長(zhǎng)度 (3.2-3) (3.2-4)式中 滑稽長(zhǎng)度，；螺栓伸入螺栓球的長(zhǎng)度，為螺栓直徑，一般取1:1；滑槽端部緊固螺釘中心到套筒端部的距離。圖中 滑槽頂部緊固螺釘中心至套筒頂部的距離； 螺栓露出套筒距離，預(yù)留45mm，但不少于2個(gè)絲扣； 錐頭端部厚度或封板厚度； 螺紋根部到滑槽附加余量，

13、取2個(gè)絲扣； 螺紋收尾長(zhǎng)度； 緊固螺釘?shù)陌霃剑?滑槽預(yù)留量，一般取4mm。(4) 錐頭或封板設(shè)計(jì)桿件端部采用錐頭(圖3.2-4a)或封板連接(圖3.2-4b)，其連接焊縫以及錐頭的任何截面必須與連接的鋼管等強(qiáng)。封板厚度和錐頭底板厚度應(yīng)按實(shí)際受力大小計(jì)算確定，封板厚度一般不小于鋼管外徑的1/5，錐頭底板厚度一般不小于錐頭底部?jī)?nèi)徑的1/4。圖3.2-4桿件端部連接焊縫錐頭底板外徑必須比套筒外接圓直徑或高強(qiáng)度螺栓尾部直徑大15mm，錐頭底板孔徑和封板孔徑一般比高強(qiáng)度螺栓直徑大1mm。錐頭斜度一般取3040。(5) 緊固螺釘設(shè)計(jì)緊固螺釘應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼材(如40Cr)，直徑取高強(qiáng)度螺栓直徑的0.160.

14、18倍，并且不小于3mm。緊固螺釘直徑一般為M5M10。 2. 焊接空心球節(jié)點(diǎn)(1) 焊接空心球類(lèi)型焊接空心球分不加肋空心球和加肋空心球兩種，分別見(jiàn)圖3.2-5和圖3.2-6所示。注：t2，且不小于4mm。圖3.2-5不加肋空心球 圖3.2-6 加肋空心球(2) 焊接空心球承載力計(jì)算當(dāng)焊接空心球直徑為120900mm時(shí)，其受壓和受拉承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算： (3.2-5)式中 焊接空心球外徑(mm)； 與焊接空心球相連的主鋼管桿件外徑(mm)； 焊接空心球壁厚(mm)； 鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)； 大直徑焊接空心球節(jié)點(diǎn)承載力調(diào)整系數(shù)。當(dāng)焊接空心球直徑500mm時(shí)，=1.0；當(dāng)焊接空

15、心球直徑500mm時(shí)，=0.9。對(duì)加肋焊接空心球，當(dāng)軸力方向和加肋方向一致時(shí)，其承載力可乘以承載力提高系數(shù)，受壓時(shí)取=1.4，受拉時(shí)取=1.1。圖3.2-7 焊接空心球相鄰桿件示意(3) 焊接空心球最小直徑的規(guī)定在確定焊接空心球的外徑時(shí)，球面上相鄰桿件間的凈距一般不小于10mm(見(jiàn)圖3.2-7)。為了保證凈距，空心球的最小直徑按下式計(jì)算： (3.2-6)式中 組成角的桿件外徑(mm)； 兩相鄰桿件間的凈距(mm)，一般10mm；兩相鄰桿件軸線(xiàn)間的夾角(弧度)。3. 鑄鋼節(jié)點(diǎn)(1) 常用鑄鋼節(jié)點(diǎn)形式常用的鑄鋼節(jié)點(diǎn)形式有：鑄鋼相貫節(jié)點(diǎn)、鑄鋼空心球節(jié)點(diǎn)、鑄鋼板式節(jié)點(diǎn)、鑄鋼銷(xiāo)軸節(jié)點(diǎn)、鑄鋼支座節(jié)點(diǎn)、鑄鋼

16、組合節(jié)點(diǎn)和其他類(lèi)型的鑄鋼節(jié)點(diǎn)。鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式可采用焊接連接、螺紋連接和銷(xiāo)軸連接。(2) 鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的壁厚在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的條件下可按表3.2-2給出的數(shù)值選用，最小壁厚應(yīng)滿(mǎn)足表3.2-3的規(guī)定。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)避免壁厚急劇變化，鑄鋼節(jié)點(diǎn)的壁厚變化斜率一般小于1/5。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)部薄壁部位(如筋板、加勁肋)的壁厚一般應(yīng)小于外部薄壁部位的壁厚。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的內(nèi)圓角按表3.2-4設(shè)計(jì)，外圓角按表3.2-5設(shè)計(jì)。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制模、清砂、合箱、造型和制芯。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)一般先采用專(zhuān)用繪圖軟件建立三維實(shí)體模型，然后采用ANSYS等軟件進(jìn)行有限元分析，并

17、結(jié)合鑄造工藝經(jīng)優(yōu)化后獲得。表3.2-2 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的合理鑄造壁厚鑄鋼節(jié)點(diǎn)最大輪廓尺寸鑄鋼節(jié)點(diǎn)次大輪廓尺寸350351700701150015013500150015202025253015013500202525303035354035015500253030353540404555017000354040454550注：形狀復(fù)雜的鑄件及流動(dòng)性較差的鋼種，其合理壁厚應(yīng)適當(dāng)增加。表3.2-3 鑄鋼節(jié)點(diǎn)的最小鑄造壁厚鑄鋼節(jié)點(diǎn)最大輪廓尺寸8mm時(shí)，鋼板應(yīng)作剖口加工。 焊縫質(zhì)量等級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205的規(guī)定。(2) 角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)表3.2-8。表3.2-

18、8 角焊縫連接的強(qiáng)度計(jì)算公式序號(hào)接頭形式及受力狀態(tài)公 式說(shuō) 明1單向軸向力外力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向端焊縫應(yīng)力端焊縫承載力角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)，；、角焊縫1、2的有效厚度，角焊縫有效厚度=0.72外力平行于焊縫長(zhǎng)度方向側(cè)焊縫應(yīng)力側(cè)焊縫承載力續(xù)表3單向軸向力角鋼連接角鋼肢背、肢尖所需焊縫長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足：角鋼背棱的分配系數(shù)；角鋼肢尖的分配系數(shù)；(1)等邊角鋼：(2)不等邊角鋼：當(dāng)短肢連接時(shí)；當(dāng)長(zhǎng)肢連接時(shí)當(dāng)為單角鋼單面連接時(shí)，應(yīng)考慮強(qiáng)度折減系數(shù)0.854彎剪共同作用H型鋼梁柱連接1點(diǎn)應(yīng)力2點(diǎn)應(yīng)力角焊縫有效截面對(duì)1點(diǎn)、2點(diǎn)的抵抗矩；腹板角焊縫的有效截面積5彎剪共同作用牛腿連接1點(diǎn)應(yīng)力2點(diǎn)應(yīng)力

19、注：1) 計(jì)(驗(yàn))算焊縫強(qiáng)度時(shí)，每道角焊縫長(zhǎng)度均應(yīng)減去10mm(起滅弧處無(wú)效長(zhǎng)度)。2) 計(jì)算焊縫強(qiáng)度時(shí)，焊縫截面及抵抗矩均應(yīng)按焊縫有效厚度計(jì)算，等邊直角焊縫的有效厚度均取為焊腳厚度的0.7倍，即。(3) 焊接連接構(gòu)造應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： 焊縫的布置應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)于構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)板截面中和軸，避免連接偏心傳力。 為方便焊接操作，盡量選用平焊或橫焊的焊接位置，并有合理的施焊空間。 焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸由計(jì)算確定，不要隨意增大、增厚。 盡量采用剛性較小的接頭形式，避免焊縫密集的小面積圍焊或三向焊縫相交，以減少焊接應(yīng)力和應(yīng)力集中。 選用的焊接材料應(yīng)與主體金屬相匹配。當(dāng)焊接兩種不同的鋼材時(shí)，應(yīng)采用與低強(qiáng)度鋼材相適宜

20、的焊接材料。 在采用對(duì)接焊縫的板材拼接中，其縱橫兩方向的對(duì)接焊縫一般采用十字型交叉布置，也可采用T型交叉布置，交叉點(diǎn)的間距不得小于200mm。 當(dāng)板件采用搭接接頭時(shí)，其沿受力方向的搭接長(zhǎng)度一般不小于5t(t為較薄焊件的厚度)且不小于25mm。 角焊縫的最小焊縫尺寸不能小于1.5，角焊縫的最大焊腳尺寸一般不大于焊件厚度t，當(dāng)有必要加大時(shí)一般不大于較薄焊件厚度的1.2倍。 側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的最小有效計(jì)算長(zhǎng)度為8或40mm，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免采用短而厚的焊縫段。 側(cè)面角焊縫的最大有效計(jì)算長(zhǎng)度，一般不大于60(對(duì)承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的連接)及40(對(duì)承受動(dòng)力荷載的連接)，當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)

21、，其超過(guò)部分在計(jì)算中不考慮。2. 螺栓連接螺栓連接分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接，高強(qiáng)度螺栓連接又分為承壓型連接與摩擦型連接。高強(qiáng)度螺栓連接要求連接板進(jìn)行摩擦面處理并對(duì)螺栓施加預(yù)拉力；高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品有扭剪型(GB3632)和大六角(GB1228)兩種，其施工應(yīng)滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程(JGJ82)的要求。(1) 普通螺栓(C級(jí)螺栓)的強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)表3.2-9。表3.2-9 普通螺栓連接的計(jì)算公式連接種類(lèi)一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值承受軸心力時(shí)所需螺栓數(shù)量說(shuō)明普通螺栓連接抗剪連接抗剪 為和中 的較小者普通螺栓連接抗剪連接承壓 桿軸方向的抗拉連接同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的連接

22、注：、分別為螺栓的抗剪、承壓、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 每一個(gè)螺栓受剪面數(shù)目；螺栓桿直徑；螺栓在螺紋處的有效直徑；在同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚度；作用于連接的軸心拉力或剪力。(2) 承壓型高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)表3.2-10。表3-9 承壓型連接中每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的承載力(設(shè)計(jì)值)計(jì)算公式項(xiàng)次受力情況一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值承受軸力所需螺栓數(shù)量說(shuō) 明1抗剪連接按抗剪計(jì)算取抗剪或承壓承載力兩者中的較小者；當(dāng)剪切面在螺紋處時(shí)，應(yīng)按螺紋處的有效直徑進(jìn)行抗剪計(jì)算按承壓計(jì)算2螺栓桿軸方向受拉的連接續(xù)表3同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的連接4抗剪連接以及同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的連接或當(dāng)進(jìn)行上述計(jì)算后，還應(yīng)按

23、本項(xiàng)與摩擦型連接承載力相比較的控制性驗(yàn)算注： 、承壓型連接中高強(qiáng)度螺栓的抗剪和承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；、承壓型連接中每個(gè)高強(qiáng)度螺栓所受的剪力和拉力；、承壓型連接中每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪、抗拉、承壓及抗拉承載力。 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的材質(zhì)要求、摩擦面處理及預(yù)拉力等要求均與摩擦型連接相同。(3) 摩擦型高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)表3.2-11。表3.2-11 摩擦型連接中每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的承載力(設(shè)計(jì)值)計(jì)算公式項(xiàng)次受 力 情 況一個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值承受軸心力所需螺栓數(shù)量1抗剪連接(承受摩擦面間的剪力)2螺栓桿軸方向受拉的連接3同時(shí)承受摩擦面間的剪切和螺栓桿軸方向的外拉力注：傳力摩擦面數(shù)目；摩擦面的抗滑移

24、系數(shù)，按表3.2-12采用；每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，按表3.2-13采用；每個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓在其桿軸方向所受的外拉力，此拉力不能大于設(shè)計(jì)預(yù)拉力的80%(即60d0時(shí)，取折減系數(shù)0.7。 在同一構(gòu)件中的連接螺栓一般采用同一直徑；在同一工程項(xiàng)目中，螺栓直徑種類(lèi)不能過(guò)多。 對(duì)高強(qiáng)度螺栓臨近焊縫的節(jié)點(diǎn)連接，當(dāng)采用先擰后焊的工序(如栓-焊并用節(jié)點(diǎn)連接)時(shí)，其高強(qiáng)度螺栓的承載力應(yīng)降低10%考慮。 起拱值計(jì)算為改善外觀(guān)和使用條件，可將橫向受力構(gòu)件預(yù)先起拱，起拱大小應(yīng)視實(shí)際需要而定。對(duì)跨度L15m的三角形屋架或跨度L24m的梯形或平行弦屋架，當(dāng)下弦無(wú)曲折時(shí)應(yīng)起拱，拱度約為跨度L的1/500。凡在設(shè)計(jì)圖中

25、注明需要起拱的屋架、桁架，在施工詳圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按起拱后的幾何尺寸及桿件長(zhǎng)度繪制詳圖。圖3.2-16 梯形或平行弦桁架起拱示意圖施工梯形或平行弦桁架的起拱應(yīng)保持桁架高度不變，且上下弦仍為直線(xiàn)而在中點(diǎn)拐折(見(jiàn)圖3.2-16)。假定起拱前后豎桿高度不變，則各桿長(zhǎng)度可按如下計(jì)算：當(dāng)上弦坡度為(%)時(shí)，各豎腹桿長(zhǎng)度為： 上弦桿： 下弦桿：斜腹桿： 當(dāng)為平行弦桁架時(shí)，可按代入以上各式計(jì)算。 構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)尺寸計(jì)算構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的尺寸主要通過(guò)設(shè)計(jì)圖和放樣計(jì)算確定。首先按1:1比例建立三維實(shí)體模型，然后對(duì)每一零部件進(jìn)行放樣和尺寸標(biāo)注。尺寸計(jì)算和標(biāo)注可采用AutoCAD和Xsteel等繪圖軟件進(jìn)行，尺寸標(biāo)注應(yīng)符合相關(guān)制圖

26、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。尺寸計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的加工工藝、安裝方法，對(duì)加工余量、焊接收縮量和其他工藝要求預(yù)放量應(yīng)在計(jì)算時(shí)充分考慮。對(duì)計(jì)算完成的尺寸應(yīng)經(jīng)校對(duì)和審核，保證所有尺寸做到準(zhǔn)確無(wú)誤。3.3 施工詳圖編制要求 基本規(guī)定建筑鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖所用的圖線(xiàn)、字體、比例、符號(hào)、定位軸線(xiàn)圖樣畫(huà)法、尺寸標(biāo)注及常用建筑材料圖例等均按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50001和建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB50105的有關(guān)規(guī)定采用。1. 圖樣畫(huà)法規(guī)定(1) 圖幅。鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖常用的圖幅一般為國(guó)標(biāo)統(tǒng)一規(guī)定的A0、A1、A2、A2加長(zhǎng)、A3、A4圖幅，見(jiàn)表3.1-1所示，在同一套圖紙中，最好使用一類(lèi)圖幅。表3.3-1 常用

27、圖幅尺寸 圖幅幅面代號(hào)A0A1A2A0加長(zhǎng)A3A4圖形bL8411189594841420594420841297420210297CC1055AA2525(2)圖線(xiàn)及畫(huà)法。圖紙上的線(xiàn)型根據(jù)用途不同，按表3.2-2采用，并應(yīng)符合國(guó)標(biāo)的規(guī)定。表3.3-2 線(xiàn)型分類(lèi)表種類(lèi)線(xiàn)型線(xiàn)寬一般用途粗實(shí)線(xiàn)b螺栓、結(jié)構(gòu)平面布置圖中單線(xiàn)構(gòu)件線(xiàn)、鋼支撐線(xiàn)中實(shí)線(xiàn)0.5b鋼構(gòu)件輪廓線(xiàn)粗虛線(xiàn)b不可見(jiàn)的螺栓線(xiàn)、布置圖中不可見(jiàn)的單線(xiàn)構(gòu)件線(xiàn)中虛線(xiàn)0.5b不可見(jiàn)的鋼構(gòu)件輪廓線(xiàn)粗點(diǎn)劃線(xiàn)b垂直支撐、柱間支撐線(xiàn)細(xì)點(diǎn)劃線(xiàn)0.25b中心線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)線(xiàn)、定位軸線(xiàn)折斷線(xiàn)0.25b斷開(kāi)界線(xiàn)波浪線(xiàn)0.25b斷開(kāi)界線(xiàn)注：b的寬度宜取為2.0、1.4、1

28、.0、0.7mm。(3) 字體及計(jì)量單位。鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖中所使用的文字一般采用仿宋體書(shū)寫(xiě)，字母一般采用手寫(xiě)體的大寫(xiě)書(shū)寫(xiě)，圖紙上字體應(yīng)書(shū)寫(xiě)端正，筆畫(huà)清晰，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)清楚，漢字應(yīng)采用國(guó)家公布實(shí)施的簡(jiǎn)化漢字，計(jì)量單位應(yīng)采用國(guó)家法定計(jì)量單位；字體高度一般不小于4mm，數(shù)字均用工程數(shù)字書(shū)寫(xiě)，數(shù)字高度一般為34mm。(4) 比例。所有圖形均應(yīng)盡可能按比例繪制，平面、立面圖一般采用1:100、1:200，也可用1:150，結(jié)構(gòu)構(gòu)件圖一般為1:50，也可用1:30、1:40；節(jié)點(diǎn)詳圖一般為1:10、1:20。如確實(shí)需要，可在一個(gè)圖形中采用兩種比例(如桁架圖中的桁架尺寸與截面尺寸)。(5) 尺寸標(biāo)注(圖3.3-1

29、)。施工詳圖的尺寸由尺寸線(xiàn)、尺寸界線(xiàn)、尺寸起止點(diǎn)(45短斜線(xiàn))組成；尺寸單位除標(biāo)高以m為單位外，其余尺寸均以mm為單位，且尺寸標(biāo)注時(shí)不再書(shū)寫(xiě)單位。一個(gè)構(gòu)件的尺寸線(xiàn)一般為三道，由內(nèi)向外依次為：加工尺寸線(xiàn)、裝配尺寸線(xiàn)、安裝尺寸線(xiàn)。當(dāng)構(gòu)件圖形相同，僅零件布置或構(gòu)件長(zhǎng)度不同時(shí)，可用一個(gè)構(gòu)件圖形及多道尺寸線(xiàn)表示A、B、C等多個(gè)構(gòu)件，但最多不超過(guò)5個(gè)。(6) 符號(hào)及投影。如圖3.3-2所示，詳圖中常用的符號(hào)有剖面符號(hào)、剖切符號(hào)、對(duì)稱(chēng)符號(hào)，此外還有折斷省略符號(hào)及連接符號(hào)、索引符號(hào)等，同時(shí)還可利用自然投影表示上下及側(cè)面的圖形。圖3.3-1 構(gòu)件詳圖的尺寸線(xiàn)圖3.3-2 詳圖符號(hào)及投影之一1剖面符號(hào)；2剖切符號(hào)

30、；3右側(cè)自然投影；4上側(cè)自然投影；5對(duì)稱(chēng)符號(hào)；6斷開(kāi)符號(hào) 剖面符號(hào)。用以表示構(gòu)件主視圖中無(wú)法看到或表達(dá)不清楚的截面形狀及投影層次關(guān)系，剖面線(xiàn)用粗實(shí)線(xiàn)繪制，編號(hào)字體應(yīng)比圖中數(shù)字粗大一號(hào)。 剖切符號(hào)。剖切符號(hào)圖形只表示剖切處的截面形狀，并以粗線(xiàn)繪制，不做投影。 對(duì)稱(chēng)符號(hào)。若構(gòu)件圖形是中心對(duì)稱(chēng)的，可只畫(huà)出該圖形的一半，并在對(duì)稱(chēng)軸上標(biāo)注對(duì)稱(chēng)符號(hào)即可。 折斷省略符號(hào)及連接符號(hào)(圖3.3-3)。二者均為可以簡(jiǎn)化圖形的符號(hào)。即當(dāng)構(gòu)件較長(zhǎng)，且沿長(zhǎng)度方向形狀相同時(shí)，可用折斷省略號(hào)斷開(kāi)，省略繪制(圖中a)。若構(gòu)件B與構(gòu)件A只有某一端不相同，則可在構(gòu)件A圖形(圖中b)上一確定位置加連接符號(hào)(旗號(hào))，再將構(gòu)件B中與構(gòu)

31、件A不同的部位以連接符號(hào)為基線(xiàn)繪制出來(lái)，即為構(gòu)件B(圖中c)。圖3-10 詳圖符號(hào)之二1折斷省略符號(hào)；2連接符號(hào)；3構(gòu)件A；4構(gòu)件B 索引符號(hào)。為了表示詳圖中某一局部的節(jié)點(diǎn)大樣或連接詳圖，可用索引符號(hào)進(jìn)行索引，然后將節(jié)點(diǎn)放大顯示。索引符號(hào)的圓及直徑均以細(xì)實(shí)線(xiàn)繪制，圓的直徑一般為10mm，被索引的節(jié)點(diǎn)可在同一張圖中繪制，也可在另外的圖紙繪制，并分別以圖3.3-4表示： 圖3.3-4 詳圖中索引符號(hào) 圖3.3-5 索引剖面詳圖的索引符號(hào)同時(shí)索引符號(hào)也可用于索引剖面詳圖，在被剖切的部位繪制剖切位置線(xiàn)，并以引出線(xiàn)引出索引符號(hào)(圖3.3-5)，引出線(xiàn)所在的一側(cè)應(yīng)為剖視方向。 定位軸線(xiàn)。繪制平、立面布置圖以及構(gòu)件定位軸線(xiàn)時(shí)，應(yīng)標(biāo)注軸線(xiàn)，詳圖軸線(xiàn)編號(hào)應(yīng)與設(shè)計(jì)圖相同，軸線(xiàn)編號(hào)應(yīng)以圓圈中字母表示柱列線(xiàn)，圓圈中數(shù)字表示柱行線(xiàn)。2. 常用型鋼標(biāo)注方法施工詳圖中常用型鋼的標(biāo)注方法見(jiàn)表3.3-3所示