6.3　构件计算与构造要求

6.3.1　钢管构件的设计应符合下列规定：

1　圆钢管受压构件的外直径D与壁厚T之比不宜超过90（235/fy），fy为钢材屈服强度。不满足上述要求时，钢材强度设计值应予以折减或对钢管进行加劲。

2　轴心受压圆钢管的稳定性计算应符合下式要求：

式中：χ——压杆稳定强度折减系数，当径厚比不大于90（235/fy）时取1.0，否则按本条第3款计算；

φ——轴心受压构件稳定系数；

A——构件毛截面面积（mm2）；

f——钢材强度设计值（N/mm2）。

构件毛截面面积A取值原则如下：对设置纵向加劲肋且其数量不小于的加劲钢管，构件毛截面面积A可计入纵肋面积，否则不应计入纵肋面积。

3　当径厚比大于90（235/fy）时，压杆稳定强度折减系数χ应符合下列规定：

1）无纵向加劲肋的空钢管或均布纵向加劲肋数量小于的加劲钢管，其压杆稳定强度折减系数可按下式计算：

式中：——塑性极限相对长细比，；

——相对长细比，；

αx——缺陷影响系数；

σx，ecr——无加劲钢管完善构件的弹性稳定承载力（N/mm2）；

D——轴心受压圆钢管外径（mm）；

T——轴心受压圆钢管壁厚（mm）；

E——钢材弹性模量（N/mm2）；

fy——钢材的屈服强度（N/mm2）。

2）轴向受力的加劲圆钢管构件，应同时设置均布纵向与环向加劲肋。加劲肋高度不宜小于5T，加劲肋厚度不宜大于T，加劲肋高厚比不应大于。均布环向加劲肋的间距不宜大于，均布纵向加劲肋数量不应小于，此时压杆稳定强度折减系数可按下式计算：

式中：——界限相对长细比，；

——加劲钢管相对长细比，；

——加劲钢管完善构件的弹性稳定承载力（N/mm2）。

加劲钢管完善构件的弹性稳定承载力可采用有限元弹性稳定分析结果，也可按照附录A的简化方法近似确定。

6.3.2　大直径加劲焊接球节点的设计应符合下列规定：

1　材质宜采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700规定的Q235B或《低合金高强度结构钢》GB/T 1591规定的Q345B、Q345C钢材。

2　当焊接空心球的外径与壁厚的比值大于35时，宜在球体内设置纵向和横向加劲肋，纵向和横向加劲肋分隔后的四方形格块，其最大边长lmax与空心球的壁厚tQ之比，应满足下式：

加劲肋高度应满足0.05≤hb/DQ，加劲肋厚度不宜大于tQ，加劲肋高厚比不应大于。对于设置纵、横肋的大型焊接球节点，支管宜布置在纵肋或横肋处。

3　加劲焊接球节点的受压承载力可按下式计算：

式中：DQ——空心球直径（mm）；

tQ——空心球壁厚（mm）；

D——球节点连接主钢管直径（mm），0.2≤D/DQ≤0.5；

f——球体强度设计值（N/mm2）；

hb——纵向加劲肋高度（mm）；

tb——纵向加劲肋厚度（mm）；

fb——纵向加劲肋强度设计值（N/mm2）；

nb——纵向加劲肋个数（个）。

4　加劲焊接球节点的受拉承载力可按下式计算：

6.3.3　加劲钢管相贯节点的设计应符合下列规定：

1　当钢管焊接相贯节点承载力难以满足承载要求时，可采用加劲相贯节点。K形加劲相贯节点的加劲措施包括在支管焊接环板，主管、支管间焊接节点板，主管焊接鞍板或环板。X形加劲相贯节点的加劲措施包括在支管焊接环板，主管、支管间焊接节点板，主管焊接鞍板或环板，如图6.3.3所示。

2　加劲相贯节点承载力按下列规定计算或取值，其适用条件：0.2≤β≤1.0、且支管不宜搭接，30≤D/T≤100，d/t≤60，30°≤θc，30°≤θt，45°≤θr≤90°，D/T≤50时θr取45°，B/D≤4.0，Lg/Hg≤2.5（β为支管外径和主管外径之比，d、t分别为支管的外径和壁厚，D、T分别为主管的外径和壁厚，B为节点板长度，θc和θt分别是受压支管和受拉支管轴线和主管轴线的夹角，θr是扇形鞍板的圆心角，Lg和Hg分别为节点一侧的节点板宽度和高度）。节点板厚度不应小于支管壁厚，环板宽厚比不应大于、且厚度不宜小于主管壁厚。

3　K形加劲相贯节点受压支管在管节点处的承载力设计值应按下式计算：

式中：——K形相贯节点承载力设计值（N）；

——加劲部件承载力设计值（N）。

K形相贯节点承载力设计值按普通相贯节点计算其受压支管在管节点处的承载力。按节点板连接钢管节点计算鞍板的承载力Mu，则K形加劲相贯节点的加劲部件承载力设计值应按下式计算：

4　K形加劲相贯节点受拉支管在管节点处的承载力设计值应按下式计算：

5　K形加劲相贯节点的支管环板按照其承载力设计值不小于1.5Mu/B进行校验。

6　KK形加劲相贯节点的受压支管或受拉支管在管节点处的承载力设计值应等于K形节点相应支管承载力设计值的0.9倍。

7　X形加劲相贯节点受压支管或受拉支管在管节点处的承载力设计值应按下式计算：

式中：——X形相贯节点承载力设计值（N）；

——加劲部件承载力设计值（N）。

X形相贯节点承载力设计值按普通相贯节点计算其支管在管节点处的承载力。按节点板连接节点计算加劲部件的承载力设计值，此时应计入主管两侧的加劲鞍板或环板。

8　X形加劲相贯节点需满足αg≤1.0，X形加劲相贯节点计算参数αg按下式计算：

式中：——分别为X形加劲相贯节点一侧的主管环板和支管环板的承载力设计值（N）；

Lg——节点单侧的节点板宽度（mm）；

Hg——节点单侧的节点板高度（mm）。

9　加劲相贯节点承载力的轴力影响系数ψn应按下式计算：

式中：fy——主管钢材的屈服强度（N/mm2）；

σ——节点两侧主管轴心应力的较大绝对值（N/mm2）。

10　在支管压力作用下的加劲节点板稳定性验算，应按照现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的相关规定执行。