钢结构柱间支撑连接设置的技术要求

以下是钢结构柱间支撑连接设置的技术要求总结，结合知识库信息整理而成，涵盖设计、施工、材料及规范要求等关键点：

 一、连接方式与构造要求

 1. 焊接连接

    适用场景：

      需高效传递荷载、刚度要求高（如抗风、抗震结构）。

      空间受限或需密封防水的节点（如化工厂房）。

    技术要点：

      焊缝质量：

        焊缝需满足二级及以上质量要求（如全熔透焊缝），避免裂纹和气孔。

        厚板焊接需预热（100150℃）及焊后热处理，减少残余应力。

      节点构造：

        支撑杆端宜设计为圆弧形（避免应力集中），与框架连接处需设置加劲肋。

        焊缝连续平滑，焊脚尺寸≤支管壁厚的2倍（管桁架节点）。

      缺陷处理：

        焊接后需进行超声波探伤（UT）或射线检测（RT），确保无缺陷。

    限制条件：

      施工复杂，需专业焊工操作，不可拆卸（后期维护困难）。

 2. 螺栓连接

    适用场景：

      需快速安装、可拆卸或后期维护的结构（如装配式厂房）。

      抗震设计中需耗能的节点（摩擦型高强螺栓可消耗地震能量）。

    技术要点：

      螺栓选择：

        优先采用高强度螺栓（如8.8S或10.9S级），摩擦型连接优先。

        螺栓孔需与杆件轴线对齐，允许扩孔≤2mm（调节安装误差）。

      节点板设计：

        节点板厚度需满足抗剪和抗拉要求，与支撑杆件接触面需喷砂处理（Sa2.5级，摩擦系数≥0.45）。

        螺栓间距≥3d（d为螺栓孔径），端距≥2d。

      施工规范：

        螺栓施拧顺序：从节点中心向四周对称施拧，初拧、复拧、终拧需在24小时内完成。

    限制条件：

      刚度较低，需注意节点滑移对结构刚度的影响。

 二、节点设计与构造

 1. 节点板要求

    尺寸与位置：

      节点板厚度需≥支撑杆件最大翼缘厚度，且与框架柱翼缘焊接牢固。

      支撑端部至节点板嵌固点的距离≥节点板厚度的2倍。

    抗震设计：

      8、9度抗震设防时，焊接工字形支撑的翼缘与腹板连接需采用全熔透连续焊缝。

      梁与V形支撑或人字支撑相交处，需设置侧向支承（如加劲肋或系杆）。

 2. 加劲肋与局部加强

    加劲肋设置：

      柱与支撑连接处需设置横向或纵向加劲肋，防止局部屈曲。

      加劲肋截面需与柱翼缘和腹板匹配，焊缝连续满焊。

    圆弧端部处理：

      支撑杆端宜设计为圆弧形，避免应力集中（尤其在弯矩较大处）。

 三、材料与截面选择

 1. 支撑杆件材料

    常用型钢：

      角钢（轻型支撑）、槽钢、H型钢（中重型支撑）、钢管（柔性支撑）。

      抗震或大跨度结构可选用轧制H型钢或消能支撑（如屈曲约束支撑BRB）。

    材料规格：

      钢材等级：Q235、Q345及以上，需满足抗拉、抗压强度要求。

      腐蚀环境需采用镀锌或涂覆防腐涂层。

 2. 截面形式

    单斜撑：适用于荷载较小的结构，需对称布置。

    X形支撑：优先选择，提供双向刚度，斜杆与水平面夹角宜30°60°。

    人字形（倒V形）支撑：适用于需局部加强的区域。

    K形支撑：多用于门式刚架结构，提升抗侧刚度。

 四、设计规范与验算要求

 1. 长细比控制

    受压杆件：长细比≤150（GB 50017要求）。

    受拉杆件：长细比≤300。

    高强螺栓连接：需验算螺栓抗剪和承压强度，预拉力损失≤20%。

 2. 刚度匹配

    支撑刚度需与主体结构协调，避免局部刚度过大导致应力集中。

    多层结构需每层设置支撑，高层可间隔布置但需验算整体稳定性。

 3. 抗震设计

    节点延性：

      焊接节点需保证塑性变形能力，螺栓节点需控制滑移量。

      8、9度设防时，支撑与框架连接处需设置加劲肋。

    支撑布置：

      每个柱列均需设置支撑，避免地震力过度集中于边柱。

 五、布置原则与施工注意事项

 1. 支撑布置

    间距限制：

      无吊车时纵向支撑间距≤3045m，有吊车时≤5060m。

      多层厂房需每层设置，高层可间隔布置但需与楼面水平支撑协调。

    位置协调：

      避免与设备管道冲突，必要时采用偏心支撑或调整柱距。

      屋面横向支撑与顶层柱间支撑应设在厂房端部同一柱间。

 2. 施工关键点

    安装顺序：

      先安装柱列，后安装支撑，确保柱垂直度偏差≤H/1000（H为柱高）。

      支撑斜杆需预拉力张紧（柔性支撑）或自然就位（刚性支撑）。

    温度应力控制：

      长支撑杆件需设置温度补偿装置（如滑动支座），避免热胀冷缩导致内力。

    防腐与防火：

      表面涂装防锈底漆+面漆（干膜厚度≥150μm），防火需按耐火等级选涂料。

 六、特殊场景要求

1. 无吊车门式刚架：

    柱间支撑宜采用X形，斜杆截面较小以节省材料。

    柱距与支撑跨高比需满足L/a≥6（L为柱距，a为支撑高度）。

2. 大跨度或高层建筑：

    超过12层时，支撑宜采用轧制H型钢，与框架刚接。

    可采用消能支撑（如BRB）提高抗震性能。

3. 轻型钢结构：

    柔性支撑（圆钢拉条）需预张力≥10%的屈服力，防止松弛。

 七、常见问题与解决方案

 问题1：焊接残余应力导致变形？

  解决方案：采用分段焊接并配合反变形法，焊后热处理。

 问题2：螺栓连接滑移超限？

  解决方案：增加摩擦面处理（如喷砂）或采用承压型高强螺栓。

 问题3：支撑与梁交汇处侧向失稳？

  解决方案：增设侧向支承（如加劲肋或系杆），限制梁的侧向位移。

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