螺栓节点
大跨度螺栓球节点钢网架安装施工技术
1952023.14 / Building Technology and Application 建筑技术·应用选择、技术重难点、工艺流程及操作要点等方面介绍多层网架分层拼装、整体吊装施工技术。
张宁、陈萌[3]等人介绍了成都天府国际机场T1航站楼屋盖网架跨层提升施工技术；秦李杰[4]通过实际工程研究了大跨度螺栓球钢网架高空散装施工的工艺流程、施工要点等；王晓丽、李昭[5]以成都天府国际机场101号维修机库大跨度预应力网架焊接施工为例，研究了大跨度网架焊接分区与焊接顺序；张文学[6]从施工吊装、滑移、变形控制、卸载等方面，叠合使用工况载荷进行了大跨度拱形钢网架屋盖结构累积滑移施工全过程的计算仿真分析。
综上所述，大跨度钢网架结构的现场施工技术发展迅速，目前已经形成了较为成熟的实践应用技术。
文章结合湖北襄阳市襄阳港小河港区综合码头散货货棚工程实例，介绍了大跨度螺栓球节点钢网架“山墙起步与高空散装相结合”的施工方法，详细阐述了此方法的施工流程，为类似工程的施工提供参考和借鉴。
1工程概况湖北襄阳市襄阳港小河港区综合码头散货货棚采用正放四角锥网架螺栓球节点网壳结构，外形为椭圆抛物面的网壳结构，结构的杆件采用薄壁管形截面。
网架跨度95 m，纵向长度100 m，建筑面积9 578.16 m 2，整个网架重486 t，网架顶部标高为34.2 m，结构平面图如图1所示，剖面图如图2所示。
建筑物顶部设有自然通风气楼，屋面及两端侧面维护结构为镀铝锌压型钢板，做法为明檩式。
支承方式为下弦柱点支承，网架屋面防水等级为二级，结构安全等级为二级，本工程设计使用年限为50年。
2施工难点及解决措施2.1施工难点（1）工期紧且处在夏季，高温炎热、雨水多。
（2）网架构件（主要是螺栓球和杆件）种类多，加工精度高。
摘要 网架结构具有重量轻、刚度大、抗震性能好等优点，并且利于成批生产，容易保证构件加工质量。
湖北省襄阳市襄阳港小河港区综合码头散货货棚采用正放四角锥网架，节点为螺栓球节点。
钢网架(壳)螺栓球节点锥头技术规范-20170414
网架行业标准钢网架（壳）螺栓球节点封板、锥头技术规程Technical specification for end plate and cone-shaped connectors in bolted spherical joints of steel space grid（latticed shell）xx-xx-xx发布 xx-xx-xx实施中国建筑金属结构协会前言本标准第五章为强制性条款，其余条文为推荐性条款。
钢网架（壳）螺栓球节点是钢网架（壳）的重要受力点，节点用封板、锥头是螺栓球网架杆件与螺栓球连接的关键部件，这些部位目前主要采用模锻成型工艺加工制造。
为了保证钢网架（壳）螺栓球节点用封板、锥头的质量，特制定本标准。
本标准的技术内容参照国家现行标准《空间网格技术规程》JGJ 7-2010 、《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ 78-1991 、《钢结构设计规范》GB 50017-2003 、《钢网架螺栓球节点》JG/T 10-2009和《钢网架检验及验收标准》JG 12-1999等有关标准、并根据国内外市场需求和江苏省产品现状确定。
本标准的编写遵循国家现行标准《标准化工作导则》GB/T 1.1-2000 、GB/T 1.2-2002的有关规定。
本标准主要起草单位：江苏省网架及钢结构产品质量监督检验中心、徐州市建设机械金属结构协会、徐州市标准化协会、江苏恒久钢构有限公司、徐州飞虹网架（集团）有限公司。
本标准主要起草人：本标准于xx年xx月首次发布。
钢网架（壳）螺栓球节点封板、锥头技术规范1.范围本标准规定了钢网架（壳）螺栓球节点封板、锥头的分类和命名、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等内容。
本标准适用于模锻成型经机械加工制造的钢网架（壳）螺栓球节点封板、锥头（以下简称封板、锥头）。
2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
详解螺栓球节点网架
详解螺栓球节点网架网架结构因其结构新颖，受力合理，自重轻、用钢量低等优点，我国从80年代后期大量涌现，每年约以80~100万m2增加。
广泛应用于大型体育场馆、展览中心、影剧院、商场、航站楼、候车厅、工厂车间、仓库、电视塔等。
国内网架结构主要分为：焊接球节点网架及螺栓球节点网架两种。
螺栓球节点网架其构件工厂内加工量较大，现场安装便捷，适用于现场工期紧，施工条件、用电量受制约，网架形状复杂、杆件定位困难的异形结构。
本文重点介绍螺栓球节点网架。
一、设计图纸分解一份完整的螺栓球节点网架设计图纸应包含设计说明、网架平面图、网架上下弦及腹杆布置图，支座及支托详图，杆件材料表，螺栓球材料表，螺栓、套筒、顶丝材料表，封板、锥头材料表，螺栓球加工详图（若有其它要求另加，如吊挂件、通风机房等）。
首先对图纸中提供的网架平面图与基础平面图进行复核，以确保网架支座位置与基础相吻合。
接着对网架图提供的杆件材料表进行复核，主要是复核网格的轴线长度，然后依据轴线长度复核杆件的焊接长度，接着复核杆件的下料长度。
一切无误后方可根据杆件材料表绘制车间杆件下料表。
二、杆件的计算螺栓球网架杆件长度受螺栓球直径，螺栓球的切削量，套筒长度，锥头长度等因素的控制。
杆件长度计算公式为：杆件下料长度＝杆件焊接长度—2（锥头长度—锥头止口长度—1mm）。
（公式中1mm为钢管与锥头间隙，保证焊接质量）杆件焊后长度＝（杆件几何长度）—（一段球半径＋另一段球半径＋一段套筒长度＋另一段套筒长度）＋（一段螺栓球切削量）＋（另一段螺栓球切削量）。
杆件几何中心长度、杆件焊接长度、杆件下料长度、锥头长度、锥头止口长度、段套筒长度、螺栓球切削量、焊接预留间隙，及构件组合详图如图1所示：以上数据在网架设计图中除锥头止口长度外，已经确定。
锥头止口长度可以依据网架杆件材料表中的焊接长度和下料长度计算得出，即将计算杆件下料长度的公式逆推：锥头止口长度=（杆件焊接长度—杆件下料长度）÷2＋1mm（公式中1mm为钢管与锥头间隙，保证焊接质量）。
螺栓球节点网架安装施工技术
螺栓球节点网架安装施工技术摘要：本文详解了螺栓球节点网架在安装施工中存在的比如焊缝不好、锥头斜壁和底板相交处不倒角、杆件在节点摩擦等问题，同时分析了以上问题对网架结构稳定性的影响。
关键词：螺栓球节点网架施工技术质量控制一、前言近些年螺栓球节点网架因其价格低、施工时间短、易装修、造型美观所以被普遍使用，令网架屋盖得到建筑界的一致认同。
在现实的作业当中，由于电算、设计、加工、安装中的错误等因素，导致一些空间网架构型需实施加固。
二、网架构型的选择1交叉桁架体系网架是彼此相交的平面桁架构成，通常将斜腹杆做成拉杆,竖杆做成压杆，其特征是上、下弦杆长短一样，且与腹杆共在同一竖直界面内。
依据不一样建筑平面构型，此类网架还能分为双向正交正放网架、双向正交斜放网架、双向斜交斜放网架、三向网架等。
2四角锥系统网架上下线都是正方形网格，同时相互错开半格，上下线间用腹杆衔接。
3三角锥系统网架上下线都是三角形网格，同时相互错开半格，上下线间节点用腹杆衔接。
网架构型的选择应依据工程的平面外形来选取。
三、螺栓球节点安装质量问题的处理1焊缝定型不好的处理方式在螺栓球节点框架作业中，钢管与锥头地方衔接是全部焊透的坡口链接焊缝，该地方衔接不好的情况时常出现。
有其是对某些大口径和厚壁杆件，要多次焊接方可得到宽而厚的焊缝，工人一旦出现闪失就会导致焊缝面积加高变大、焊喉不够、焊缝层次不齐。
若拿直尺贴在焊缝处，在焊条相交地方的焊缝下陷1mm～2mm，也可能产生大的连续坑洼。
此类杆件压力大，以上缺点如不处理对接头的强度和负载能力产生严重的影响。
补救作业适合在工厂或工地组装前实施，对已组装的框架在自身质量的影响下实施是可取的，然而对于屋盖静荷载已装满的框架，则需给与重视。
（1）补救之前需对框架构型实施查看，需要时设置合适的支撑点，预防发生超越标准要求的形变。
（2）补救时应相隔时间分批焊接，避免杆件整个截面都是高温状态，因为钢材在高温下将丢失一些负载能力。
螺栓球节点加工工艺
1
1.首先将圆钢在加热炉中加热至 1150℃~1200℃。 2.初锻采取高速蒸汽冲床。 或油压机+专用成型模具。 钢球初 压
2
序号 工序名称
简图示意
工艺说明简述 1.球体锻造采取高速蒸汽冲床，配合专用成型模具。 2.锻造温度应控制在 800~850℃. 3.锻造时球体表面不得有微裂纹。同时锻造后球体表 面应均匀顺滑。 1.在专用车床上首先劈出工艺孔平面，然后该平面上 钻出工艺孔。 2.以工艺孔为基准进行球体劈面/ 工艺孔 加工
5
螺栓孔 加工
1.先采用钻头钻出螺栓孔，然后换成丝锥进行内螺纹 的攻制。 2.内螺纹丝锥公差应符合国家标准《丝锥螺纹公差》 GB968 中的 H4 级。
6
标记
工艺孔
1.检查螺栓球标记是否齐全。2.螺栓球印记要打在基 准孔平面上，要有球号、螺纹孔加工工号等；字迹清 晰可辨。
7 8
除锈 油漆涂 装
除锈等级需达到设计要求的 Sa2.5 级。 / 1.球体表面油漆主要用喷涂法。 2.涂装的厚度由干湿膜测厚仪控制并符合设计要求。 涂装时应注意避免油漆进入螺纹孔内。
1、螺栓球节点制作工艺流程 材料检验 圆钢机械下料
钢料加热
球坯检验
球锻造加工
加工螺栓孔计 算机凝 模拟 打钢号/球号 提 负责 球体喷砂、涂装
尺寸检查
涂装检查
液压系统 控制系统 发运 2、螺栓球节点制作工艺方法 序号 工序名称 简图示意 工艺说明简述
成品检查 铸钢件质量检
1.球节点材质要求为 45#，材料主要为圆钢。 2.圆钢下料采取锯床机械锯割。 圆钢下 料
螺栓球节点特点
螺栓球节点特点螺栓球节点是一种常用的连接件，常见于机械、建筑和其他工程领域。
它的特点是具有较高的强度和刚性，能够承受较大的拉伸和剪切力，同时还具有较好的可拆卸性和可重用性。
以下将详细介绍螺栓球节点的特点，并结合标题中心扩展下进行描述。
一、高强度和刚性螺栓球节点由螺栓、螺母和球形连接体组成。
螺栓和螺母通常采用高强度的材料制成，如碳钢、合金钢等。
这些材料具有较高的抗拉强度和抗剪强度，能够在受力时保持稳定的结构形态，并且不易发生塑性变形或破坏。
球形连接体则通常采用球铁或球墨铸铁制成，具有较高的硬度和刚性，能够有效传递和分散受力。
二、可拆卸性和可重用性螺栓球节点具有良好的可拆卸性，即可以方便地进行拆卸和装配。
螺栓和螺母通过螺纹连接，可以通过旋转螺母来松开或固定螺栓。
这种连接方式简单可靠，不需要专门的工具或设备，只需使用扳手等简单工具即可完成。
同时，螺栓球节点的可拆卸性也使得其具有较好的可重用性，可以多次拆卸和装配，节约成本并减少资源浪费。
三、灵活性和调整性螺栓球节点的连接方式灵活多样。
螺栓可以根据需要选择不同规格和长度，以适应不同的工程需求。
螺栓和螺母之间的螺纹连接具有一定的调整性，可以通过调整螺母的紧固程度来实现连接件的调整。
这种灵活性和调整性使得螺栓球节点能够适应不同尺寸和形态的连接要求，提高了工程的适应性和可扩展性。
四、可靠性和安全性螺栓球节点连接方式简单可靠，能够提供稳定的连接效果。
螺栓和螺母之间的螺纹连接具有较高的摩擦力和抗滑动性，能够有效抵抗外力的作用，保持连接件的稳定性。
同时，螺栓球节点还可以通过增加螺栓数量或采用双重螺栓连接等方式来提高连接的可靠性和安全性。
这些特点使得螺栓球节点在各种工程应用中得到广泛使用，并被认为是一种可靠、安全的连接方式。
总结起来，螺栓球节点具有高强度和刚性、可拆卸性和可重用性、灵活性和调整性以及可靠性和安全性等特点。
在工程领域中，螺栓球节点被广泛应用于各种连接需求，如机械设备的组装、建筑结构的连接等。
螺栓球节点网架详解
螺栓球节点网架详解网架结构因其结构新颖，受力合理，自重轻、用钢量低等优点，我国从80年代后期大量涌现，每年约以80~100万m2增加。
广泛应用于大型体育场馆、展览中心、影剧院、商场、航站楼、候车厅、工厂车间、仓库、电视塔等。
国内网架结构主要分为：焊接球节点网架及螺栓球节点网架两种。
螺栓球节点网架其构件工厂内加工量较大，现场安装便捷，适用于现场工期紧，施工条件、用电量受制约，网架形状复杂、杆件定位困难的异形结构。
本文重点介绍螺栓球节点网架。
一、设计图纸分解一份完整的螺栓球节点网架设计图纸应包含设计说明、网架平面图、网架上下弦及腹杆布置图，支座及支托详图，杆件材料表，螺栓球材料表，螺栓、套筒、顶丝材料表，封板、锥头材料表，螺栓球加工详图（若有其它要求另加，如吊挂件、通风机房等）。
首先对图纸中提供的网架平面图与基础平面图进行复核，以确保网架支座位置与基础相吻合。
接着对网架图提供的杆件材料表进行复核，主要是复核网格的轴线长度，然后依据轴线长度复核杆件的焊接长度，接着复核杆件的下料长度。
一切无误后方可根据杆件材料表绘制车间杆件下料表。
二、杆件的计算螺栓球网架杆件长度受螺栓球直径，螺栓球的切削量，套筒长度，锥头长度等因素的控制。
杆件长度计算公式为：杆件下料长度＝杆件焊接长度—2（锥头长度—锥头止口长度—1mm）。
（公式中1mm为钢管与锥头间隙，保证焊接质量）杆件焊后长度＝（杆件几何长度）—（一段球半径＋另一段球半径＋一段套筒长度＋另一段套筒长度）＋（一段螺栓球切削量）＋（另一段螺栓球切削量）。
杆件几何中心长度、杆件焊接长度、杆件下料长度、锥头长度、锥头止口长度、段套筒长度、螺栓球切削量、焊接预留间隙，及构件组合详图如图1所示：以上数据在网架设计图中除锥头止口长度外，已经确定。
锥头止口长度可以依据网架杆件材料表中的焊接长度和下料长度计算得出，即将计算杆件下料长度的公式逆推：锥头止口长度=（杆件焊接长度—杆件下料长度）÷2＋1mm（公式中1mm为钢管与锥头间隙，保证焊接质量）。
螺栓球节点承载力试验
螺栓球节点承载力试验
螺栓球节点承载力试验
螺栓球节点是一种常见的结构连接方式，广泛应用于建筑和桥梁工程中。
为了验证螺栓球节点的承载能力，需要进行承载力试验。
下面是螺栓球节点承载力试验的一般步骤和注意事项：
1. 实验装置准备：准备好试验用的螺栓球节点构件，包括球、螺栓、垫圈等。
确保构件的质量和规格符合设计要求。
同时，准备加压装置、测力仪和相应的试验设备。
2. 试验前检查：在进行试验前，需要检查构件的外观、尺寸和质量。
确保没有明显的表面缺陷或损伤，尺寸符合设计要求。
3. 安装试件：将螺栓球节点构件按照设计要求进行组装和安装。
确保螺栓紧固力恰当，并使用规定的扭矩进行拧紧。
4. 施加载荷：使用加压装置逐渐施加垂直或水平方向的加载，加载速度一般根据试验要求设定。
可以使用液压或其他合适的加载方式进
行。
5. 测量与记录：在加载的过程中，使用测力仪或传感器测量节点的载荷大小，并确保读数的准确性。
同时，需要记录下每个加载阶段的载荷值和时间。
6. 载荷卸除：在达到设计要求的最大载荷后，需要缓慢卸除加载，记录下卸载时的载荷值。
7. 结果分析和评估：根据试验数据和设计要求，进行承载力的计算和分析。
评估螺栓球节点的承载能力及其与设计要求的符合程度。
在进行螺栓球节点承载力试验时，需要注意安全操作，确保试验过程中的人身安全和设备完整性。
试验前应制定详细的操作规程，遵循相关的试验标准和要求。
同时，在进行试验过程中，应密切关注试验装置的工作状态，避免突发状况的发生。
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强度、塑性、韧性、良好的加工性能（可焊性、冷弯性能等）； 性能鉴定方法：拉伸实验、冲击实验、冷弯实验
2、钢材性能影响因素；
1、生产方式2、化学成分3、加工方式4、时效5、环境（温度） 6、冲击荷载等
建筑钢种类：
1、先按化学成分类：碳素钢、合金钢、2、按照屈服强度分牌 号，如Q235；3、最后按照化学成分和冲击韧性分五级。
螺栓接点
普通螺栓 高强螺栓
普通螺栓
剪力螺栓（精致螺栓） 拉力螺栓（粗制螺栓） 同时承受轴力和剪力的螺栓（精致螺栓 群）
普通螺栓受剪时工作性能
摩擦传力的弹性阶段 滑移阶段 栓杆传力弹性阶段 弹塑性阶段
栓杆被剪断 栓杆在栓孔处将连接件挤压破坏 栓杆将连接孔冲切撕裂 连接件净截面面积过小被拉坏
复习
3、钢材的生产加工方法；
转炉、平炉、电炉；——沸腾钢、半镇静钢、镇静钢 热加工（1150~1300摄式度）、冷加工（冷轧、冷拔、 冷弯等）、热处理（退火、淬火、回火） 结构的重要性、荷载特征、连接方式、使用环境等。
4、在钢结构建设中钢材的选用原则？
叙述钢材热加工、冷加工、热处理中的退火、正 火、淬火、回火等加工工艺；指出各种工艺对钢 材性能造成的影响？及它们的适用场合。
复习
钢材性能 碳 0.2%
钢材中主要化学成分对钢材性能的影响
强度 + 塑性 0 + 韧性 -（冷脆） 可焊性 -（热脆） 抗锈性能 + + + 冷弯性能 0 +
硫 0.025% （氧） 疲劳磷 0.045% （氮） + 锰 0.8~1.8% 稀有金属 氢 + +
0 （消除冷 脆、热脆） + -（氢脆） 0
承压型高强螺栓接点工作原理
螺栓会对连接件施加一定的预压力，但 远小于摩擦型高强螺栓的预压力。 仍然靠栓杆传递剪力和拉力。 预压力产生的连接件接触面上的摩擦力 会分担连接件在栓孔处受到的挤压力， 因此该节点承压强度很高。 螺栓受拉时——摩擦力减小——节点承 压强度减小。
复习
第二章 钢结构材料
复习——压弯构件
压弯构件失稳模式 压弯构件验算方法 格构式压弯构件验算方法
弯矩绕实轴 弯矩绕虚轴
复习——焊接节点
节点类型、适用场合、优缺点。 焊接节点主要构造要求 对接焊缝验算内容 角焊缝计算假定和验算内容 力在角焊缝群中的分配原则 复杂受力下角焊缝验算方法
复习——螺栓节点
N
b v
d
2
f 314 170 53.4 KN
b v
N MAX Nb t
NV b 1.0 N V
2
2
，
安全
例题3
一拼接梁（16Mn钢）通过螺栓接点连接, 已知拼接缝所在截面处的弯矩为 2200KN· M，剪力等于200KN。采用10.9 级摩擦型高强螺栓，螺栓直径20mm，接 触面喷砂处理。确定翼缘处连接螺栓数 目和连接板尺寸；验算腹板连接螺栓强 度是否满足？
普通螺栓受拉时工作性能
假定所有受拉螺栓的变形在同一平面
前提：连接件的刚度要很大。
螺栓不会分担或承受压力
普通螺栓接点设计验算内容
螺栓本身的强度验算
抗拉承载力 抗剪承载力 复合受力验算
螺栓连接件的强度验算
承压承载力
构造要求（P85）
例 题
确定图中的力F的大小？螺栓为Q235钢制 作的精制螺栓，螺栓直接20毫米， N=205Kn，钢板为Q235钢，板厚10毫米。
普通螺栓传力机制 高强螺栓传力机制 螺栓节点主要构造要求 螺栓的承载能力 力和力矩在螺栓群中的分配方法
大、小偏拉 扭矩作用下
பைடு நூலகம்
解答
例题2：
检验图示螺栓连接是否安全？钢材和螺栓为 Q235钢，螺栓直径20mm，F=60Kn。A）采 用粗制螺栓；b）采用精致螺栓。
解答
a）粗制螺栓
b）采用精致螺栓
4 b b Nc d t fc 2010 400 80KN
F 60 b Nv 6 KN N c n 10
高强螺栓
摩擦型 承压型
摩擦型高强螺栓接点工作原理
栓杆上施加预压力P，紧紧压合连接件 连接件接触面存在很大摩擦力 栓杆本身抗剪强度仅作为安全储备，设 计中不利用栓杆抗剪。抗剪强度等于摩 擦力。 利用80％预压力P抗拉。 连接件接触面压力的减小直接导致摩擦 力减小，接触面压力与摩擦力成正比。
复习——轴心压杆
压杆计算长度与杆件长度的关系？ 欧拉临界力、临界应力？ 回转半径计算公式？ 杆件的长细比？ 影响轴心压杆的主要因素？ 换算长细比 柱名义剪力 格构柱（整柱、单肢、缀条）的计算长度
复习——受弯构件
梁侧向屈曲 梁强度验算内容 梁整体稳定影响因素、验算方法 梁局部屈曲模式 增强梁的整体稳定、局部稳定的措施？